Simpulan
Berdasarkan penelitian yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa metode koagulasi kimia lebih mampu menurunkan parameter pencemar air limbah pada industri laundry dibandingkan proses elektrokimia. Pada proses koagulasi kimia, dosis koagulan PAC dan alum yang ditambahkan mempengaruhi efisiensi penyisihan seluruh parameter pencemar. Pada proses elektrokimia hanya dapat menurunkan beberapa parameter pencemar.
Proses koagulasi kimia dapat menurunkan parameter pencemar air hingga memenuhi standar baku mutu air bersih dan standar baku mutu limbah cair. Penurunan nilai kekeruhan tertinggi terdapat pada penambahan dosis PAC 1200 dan 1400 mg/liter tanpa pengaturan pH awal dengan nilai kekeruhan 2 FTU. Penurunan nilai warna tertinggi terdapat pada penambahan dosis PAC 1400 mg/liter tanpa pengaturan pH awal dengan nilai warna 4.5 PtCo. Untuk nilai TSS terendah berada pada dosis 1200 dan 1400 mg/liter tanpa pengaturan pH awal yakni mencapai 2 mg/liter. Nilai COD terendah pada dosis PAC 1200 mg/liter tanpa pengaturan pH awal sebesar 9.83 mg/liter. Kadar fosfat terendah berada
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 0 V 9 V 12 V 15 V 18 V 24 V K o n sen tra si D et erg en ( m g /l ) Tegangan 15 menit 30 menit 45 menit 60 menit Limbah awal
30
pada dosis PAC 1200 mg/liter tanpa pengaturan pH awal sebesar 0.02 mg/liter dan kadar deterjen terendah berada pada dosis alum 1400 mg/liter dengan pengaturan pH awal yaiu sebesar 0.01 mg/liter.
Terdapat 2 alternatif pemanfaatan air limbah yang telah diolah, yakni air limbah dapat digunakan kembali dan atau dapat dibuang langsung ke lingkungan. Dosis koagulan pada alternatif 1 yang terbaik sebesar 800 mg/liter PAC dengan nilai pH, kekeruhan, warna, dan deterjen berturut-turut 6.6, 3 FTU, 14 PtCo, dan 0.09 mg/liter. Alum sekitar 200 – 600 mg/liter dengan nilai pH 6.60-6.86, kekeruhan 27.5-67 FTU, warna 9.5-15 PtCo, dan deterjen 0.05-0.21 mg/liter. Pada alternatif 2 penambahan dosis koagulan terbaik pada dosis 20 mg/liter untuk PAC dengan pengaturan pH awal dengan nilai pH 6.95, TSS 52 mg/liter, dan COD 99.48 mg/liter. Untuk alum tanpa pengaturan pH awal pada dosis 200 mg/liter dengan nilai pH 7.52, TSS 39 mg/liter, dan COD 28.69 mg/liter serta dosis untuk alum dengan pengaturan pH awal adalah 200 mg/liter dengan nilai pH 6.86, TSS 6.5 mg/liter dan COD 56.52 mg/liter. Biaya bahan untuk alternaif 1 yaitu koagulan PAC dosis 800 mg/liter dengan biaya bahan Rp 8000/m3 dan alum dosis sekitar 200 hingga 600 mg/liter, biaya bahan yang dikeluarkan sekitar Rp 900/m3 hingga Rp 2700/m3. Pada alternatif 2 biaya terendah yaitu pada PAC dengan dosis 20 mg/liter dan biaya bahan sebesar Rp 200/m3.
Air limbah laundry yang diolah dengan menggunakan proses elektrokimia tidak mampu meningkatkan efisiensi penurunan parameter pencemar. Nilai kekeruhan, warna, TSS, dan COD mengalami peningkatan secara fluktuatif. Hanya kadar fosfat dan deterjen yang mengalami penurunan dan sesuai dengan batas emisi pada air. Kadar fosfat mengalami penurunan dari konsentrasi awal 9.56 mg/liter hingga 1.3 mg/liter. Penurunan kadar deterjen dari konsentrasi awal sebesar 1.05 mg/liter menjadi 0.08 mg/liter. Namun, semakin tingginya tegangan dan semakin lamanya waktu kontak tidak menjadi tolak ukur penurunan konsentrasi tersebut. Kombinasi yang terpilih berdasarkan penurunan kadar fosfat dan kadar deterjen adalah 9 volt dan waktu kontak 15 menit dengan biaya total elektrokimia sebesar Rp 16.167/liter serta 24 volt dan waktu kontak 15 menit dengan biaya total elektrokimia sebesar Rp 18.91/liter.
Saran
Pada pengolahan air limbah dengan metode koagulasi kimia perlu adanya pengembangan terhadap jenis koagulan yang digunakan dalam pengolahan air limbah. Selain itu, perlu juga mengembangkan kombinasi antara dua atau lebih jenis koagulan yang digunakan sehingga dapat lebih meningkatkan nilai penyisihan parameter pencemar air. Pada pengolahan air limbah dengan metode elektrokimia perlu dilakukan kajian lebih lanjut khususnya untuk limbah industri
laundry baik dari variasi tegangan maupun waktu kontak elektrokimia yang diberikan.
31
DAFTAR PUSTAKA
Afriyanti N. 2011. Kajian Teknik Elektrokoagulasi untuk Pemisahan Mikroalga [skripsi]. Bogor : Institut Pertanian Bogor.
Alaerts, Santika S. 1984. Metode penelitian air. Indonesia : Usaha Nasional Surabaya.
Anonim. 2009. Pengolahan Air [Internet]. [diunduh 29 Juni 2013]. Tersedia dari
Austin GT. 1986. Shreve’s Chemical Process Industries, Edisi Ketiga. McGraw-Hill Book Company , New York.
Budiman A. 2008. Kinerja koagulan Poly Aluminium Chloride (PAC) dalam Penjernihan Air Sungai Kalimas Surabaya Menjadi Air Bersih [skripsi]. Surabaya: Universitas Katolik Widya Mandala.
Ciabatti I, Cesaro F, Faralli L, Fatrella E, Togotti F. 2009. Demonstration of a treatment system for purification and reuse of laundry wastewater,
Desalination 245: 451-459.
Dedy S. 1993. Pelatihan Penggunaan PAC. Bekasi : PT Primapackimia Rejeki. Fair, Gordon M, John C, Okun D. 1968. Elemen of Water Supply and Wastewater
Disposal. Second Edition. New York : APHA. AWWA.
Ginting P. 1992. Mencegah dan Mengendalikan Pencemaran Industri. Jakarta : Pustaka Sinar Harapan.
Holt P, Barton G, and Mitchell C. 2004. Electrocoagulation as A Wastewater Treatment. The Third Annual Australian Environmental Engineering Research Event 23-26 November Castlemaine. Victoria.
Hudori. 2008. Pengolahan Air Limbah Laundry dengan Menggunakan Elektrokoagulasi [tesis]. Bandung : Institut Teknik Bandung.
Lindu M. 2001. Pengaruh Gradien Kecepatan dan Waktu Tinggal Terhadap Koagulasi Flokulasi Warna dan Zat Organik Air Sumur Dalam. Jakarta : Universitas Triskti.
Mukimin A. 2006. Pengolahan Limbah Industri Berbasis Logam dengan Teknologi Elektrokoagulasi Flotasi [skripsi]. Semarang : Universitas Diponegoro.
Nasution MI. 2008. Penentuan Jumlah Amoniak dan Total Padatan Tersuspensi Pada Pengolahan Air Limbah PT. Bridgestone Sumatera Rubber Estate Dolok Merangkir [skripsi]. Sumatera : Universitas Sumatera Utara.
Ni’am MF, Othman F, Sohaili J, Fauzia Z. 2006.“Combined Magnetic Field and Electrocoagulation Process for Suspended Solid Removal from Wastewater”. Malaysia : Proceedings of the 1st International Conference on Natural Resources Engineering 21& Technology 2006.
Ni’am MF, Othman F, Sohaili J, dan Fauzia Z. 2007. Removal of COD and Turbidity to Improve Wastewater Quality using Electrocoagulation Technique. The Malaysian Journal of Analytical Science, 11 (1), 198-205. Notoatmodjo S. 2003. Ilmu Kesehatan Masyarakat. Jakarta : Rineka Cipta.
Prabowo, BH. 2011. Pengolahan Limbah Cair Industri Proses Elektrokoagulasi Kontinyu. Yogyakarta : Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke-17.
32
Saefumillah A. 2003. Eutrofikasi, Problem Lingkungan Berskala Global
[Internet]. [diunduh 29 Juni 2013]. Tersedia dari :
Sawyer CN, Mc. Carty PL. 1978. Chemistry for Environmental Engineering. Mc. Graw Hill Kogakusha. Ltd. 3rd edition. New York.
Sawyer CN, Clair N. 1994. Chemistry for Environmental Engineering. Fourth Edition. Singapore : Mc Graw-Hill, Inc.
Setyaningsih P. 2002. Penyisihan Warna dan Biodegradasi Organik Limbah Pewarnaan Batik Menggunakan Reaktor Kontinyu Fixed Bed Anaerob- Aerob [Internet]. [diunduh 29 Juni 2013]. Tersedia dari : http://digilib.ampl.or.id/detail/detail.php?kode=460&row=0&tp=pust aka&ktg=tesis&kd_l ink=.
Shammas, Nazih K, 2005. Physicochemical Treatment Processes Volume 3. Lenox : Human Press.
Smulders E. 2002. Laundry Detergents. Germany : Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim.
Supriyati K. 1991. Pengolahan Limbah Cair Secara Kimia. Bogor.
Suryadiputra, I.N.N. 1995. Pengantar Kuliah Pengolahan Air Limbah : Pengolahan Air Limbah dengan Metode Kimia (Koagulasi dan Flokulasi). Bogor : Institut Pertanian Bogor.
Susetyaningsih R., Kismolo E, Prayitno. 2008. Kajian Proses Elektrokoagulasi Untuk Pengolahan Limbah Cair. Seminar Nasional 1V SDM Teknologi Nuklir. Yogyakarta.
Tarigan MS, Edward. 2003. Kandungan Total Zat Padat Tersuspensi (Total Suspended Solid) di Perairan Raha. Sulawesi Tenggara : MAKARA. SAINS. VOL.7. NO. 3.
Turk SS, Petrinic I, Simonic M. 2005. Laundry wastewater treatment using coagulation and membrane filtration, Resources, Conservation & Recycling, 44, 185-196.
Wardhana WA. 2001. Dampak Pencemaran Lingkungan. Yogyakarta : Andi Offset.
Winarno FG, Fardiaz S dan Fardiaz D. 1973. Air untuk Industri Pangan. Bogor : Insitut Pertanian Bogor.
Windika MG. 2012. Proses Koagulasi dan Flokulasi secara Kimia dan Elektrokimia untuk Pengolahan Limbah Cair. Bogor : Insitut Pertanian Bogor.
Yuliarti N. 2008. Racun di Sekitar Kita?. Yogyakarta : Andi Offset.
33 Lampiran 1 Standar baku mutu air bersih berdasarkan Peraturan Menteri
34
Lampiran 2 Standar baku mutu limbah cair industri berdasarkan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor : KEP-51/MENLH/10/1995
35 Lampiran 3 Spesifikasi PAC ( Poly Aluminium Chloride)
Identification of the material and supplier
Product name : SOLIPAC (POLY ALUMINIUM CHLORIDE) Other name : PAC
Recommended use of the chemical and restrictions on use : Corrosion inhibitor, water treatment, pulp and paper manufacture.
Supplier : Orica New Zealand Limied Physical and Chemical properties
Physical state : Powder Colour : Pale Yellow
Odour : Mild
Solubility : Soluble in water
Spesific Gravity : 0,85 +/- 0,05 (Bulk density)
pH : 3,5 – 5,0 (Al2O3 0,3% w/v solution)
Competitive advantage : i) the quality of PAC treated water is better than that of the ferric trichloride aand aluminum sulfae treated water, besides the cost of purified treatment is lower, ii) PAC’s flocculation is faster, sedimentation rate is hifher, and the treatment capability of PAC is larger than that of ferric trichloride and aluminum sulfate, iii) the adaptability of PAC in treating water source with different temperatures, turbidity value and alkalinity is better than that of ferric trichloride and aluminum sulfate, iv) PAAC is adaptive with long length pH value, which can act within pH 5,0-9,0, with best effect between, v) low causticity, low operation situation requirement, vi) dissolution character of PAC is better than that of ferric trichloride and aluminum sulfate, vii) low aluminum and salt remained in PAC treated water (low conductivity effect), which is beneficial for Demineralized treatment and preparation of high purified water.
36
Lampiran 4 Spesifikasi alum
Chemical Product and Company Identification Product name : Aluminum Potassium Sulfate Chemical Formula : Alk (SO4)2.I2H2O
Supplier : Sciecelab.com. Inc. 14025 Smith Rd Houston, Texas 77396
Hazard Identification
Potential Acute Health Effects : Hazardous in case of skin contact (irritant, of eye contact (irritant), of ingestion, of inhalation
Physical and Chemical Properties Physical state and appearance : Solid
Odor : Odorless
Molecular Weight : 474,38 g/mole
Color : White
Melting Point : 92,5°C
Specific Gravity : 1,757 (Water = 1) Vapor Density : 16,4 (Air = 1)
Dispersion Properties : See solubility in water
Solubility : Partially soluble in cold water
37 Lampiran 5 Perhitungan metode elektrokimia
• Kombinasi yang dipilih adalah tegangan 9 V dan waktu kontak 15 menit Tegangan yang digunakan (V) = 9 V
Kuat arus yang digunakan (I) = 1 Ampere/liter Waktu kontak (t) = 15 menit Daya (P) = V x I
= 9 Volt x 1 Ampere/liter = 9 watt/liter
Energi listrik yang dibutuhkan (Kwh/liter) W = P x t
Tarif listrik = Rp 732/Kwh
Biaya Listrik = W x Tarif listrik/Kwh
= 0.00225 Kwh/liter x Rp 732/Kwh = Rp 1.647/liter
Berat plat aluminium yang larut dihitung dengan rumus:
dimana :
w = berat logamyang larut (gram) I = kuat arus yang digunakan (Ampere) t = waktu kontak (detik)
Mr = berat molekul logam n = valensi logam
F = konstanta Faraday, 96500 Coulomb/mol (Hukum Faraday)
Sehingga berat aluminium yang larut :
W = = =
0.24 gram = 2.4 x 10 -4 kg/liter Berat Krom yang larut :W =
=
= 0.002 gram = 0.02 x 10-4 kg/liter Total Berat Logam yang larut = 2.42 x 10 -4 kg/liter38
Harga plat Aluminium per Kg = Rp 60000 (tertinggi dipasaran) Biaya plat Aluminium = 2.42 x 10 -4 kg/liter x 60000/kg
= Rp 14.52/liter Biaya Total untuk Elektrokimia :
(Biaya listrik + Biaya Total Plat) =Rp 1.647/liter + Rp 14.52/liter = Rp 16.167/liter
Penurunan Deterjen = 0.97 mg deterjen/liter
Penurunan Fosfat = 6.11 mg fosfat/liter
• Kombinasi yang terpilih adalah tegangan 24 V dan waktu kontak 15 menit Tegangan yang digunakan (V) = 24 V
Kuat arus yang digunakan (I) = 1 Ampere/liter Waktu kontak (t) = 15 menit Jadi, Daya (P) = 24 watt/liter
Energi listrik yang dibutuhkan (Kwh/liter) W = P x t
Tarif listrik = Rp 732/Kwh
Biaya Listrik = W x Tarif listrik/Kwh
= 0.006 Kwh/liter x Rp 732/Kwh = Rp 4.392/liter
Biaya plat Aluminium = 2.42 x 10 -4 kg/liter x 60000/kg = Rp 14.52/liter
Biaya Total untuk Elektrokimia :
(Biaya listrik + Biaya Total Plat) =Rp 4.392/liter + Rp 14.52/liter = Rp 18.91/liter
39 Penurunan Deterjen = 0.9 mg deterjen/liter
40
Lampiran 6 Metode analisis parameter pencemar air limbah i) Uji pH
pH diuji menggunakan pH meter. Sebelum digunakan terlebih dahulu pH meter dikalibrasi menggunakan larutan buffer pH 4 dan 7. Setelah dikalibrasi masukkan pH meter ke dalam sampel yang akan diukur nilai pHnya. Setelah digunakan, sensor pada pH meter dimasukkan ke dalam akuades untuk dibersihkan dan dinetralkan kembali.
ii) Uji kekeruhan
Kekeruhan diuji menggunakan metode Spektrofotometri dengan panjang gelombang 450 nm dan nomor program yang dimasukkan adalah 750 untuk Turbidity (Tertera pada cover DR 2000) kemudian tekan ENTER. Sebagai blanko, akuades 10 ml dimasukkan ke dalam kuvet kemudian dimasukkan ke dalam alat lalu tutup dan tekan tombol ZERO. Setelah akuades, diganti dengan sampel yang akan diukur nilai kekeruhannya, tekan READ/ENTER dan baca nilai kekeruhan dalam FTU yang tertera pada layar.
iii) Uji warna
Warna diuji dengan spektrofotometer DR/2000. Setelah power DR/2000 dihidupkan, kemudian masukkan nomor program yang tertera pada cover DR 2000 yaitu untuk warna dipilih metode 120 kemudian tekan ENTER. Disesuaikan panjang gelombang pada 455 nm. Sebagai blanko, akuades sebanyak 10 ml dimasukkan ke dalam kuvet kemudian dimasukkan ke dalam alat lalu tutup dan tekan tombol ZERO. Setelah akuades, diganti dengan sampel yang akan diukur nilai warnanya, tekan READ/ENTER dan baca nilai warna dalam PtCo yang tertera pada layar.
iv) Uji TSS (Total Suspended Solid)
TSS (Total Suspended Solid) menggunakan metode Spektrofotometri. Setelah power DR 2000 dihidupkan, kemudian dimasukkan nomor program untuk parameter (tertera pada cover DR 2000). Suspended Solid dipilih metode 630 kemudian tekan ENTER. Sesuaikan panjang gelombang pada 810 nm. Sebagai blanko, aquades sebanyak 10 ml dimasukkan ke dalam kuvet kemudian dimasukkan ke dalam alat lalu tutup dan tekan tombol Zero. Setelah itu, aquades pada kuvet diganti dengan sampel yang akan dibaca nilai TSS. Tekan READ/ENTER dan baca nilai TSS dalam mg/l yang tertera pada layar.
v) Uji COD (APHA ed 21th 4500-H+ B, 2005)
Sampel dipipet 1-2 ml dan dimasukkan kedalam tabung yang berisi K2Cr2O7 dan larutan asam. Tabung tersebut dimasukkan ke dalam COD reaktor selama 2 jam. Kemudian, didinginkan dan dituang kedalam erlenmeyer. Indikator ferroin diberikan dan titrasi dengan FAS hingga berubah warna.
vi) Uji Orthophospat (APHA ed. 21th 4500 – PD, 2005)
Sampel ditambahkan 4 ml ammonium molibdate dan 0,5 ml SnCl2. Kemudian, dikocok dan didiamkan ±10 menit. Diukur dengan Spektro Hach dengan absorbansi λ = 690 nm.
41 vii) Uji deterjen (APHA ed 21th 4500-S2-D, 2005)
Sampel 25 ml dimasukkan kedalam corong pemisah dan ditambahkan indikator PP. Kemudian, ditetesi NaOH 1 N dan H2SO4 1 N hingga warna merah hilang. Sampel ditambahkan 25 ml reagent methilen blue dan 10 ml kloroform. Dikocok selama 30 detik dan dibiarkan terpisah. Kloroform dibuang dan dibilas sebanyak 3 kali dengan kloroform. Sampel ditampung pada corong yang lain. Tampungan kloroform ditambahkan larutan pencuci dan dikocok serta dibiarkan terpisah. Laruan terpisah disaring dengan glass wool dan dimasukan ke dalam labu takar dan ditera dengan kloroform. Diukur dengan alat Spektro Hach absorbansi λ = 652 nm.
42