ANALISA KEBUTUHAN OKSIGEN SECARA KIMIAWI LIMBAH
CAIR LABORATORIUM DI BALAI RISET DAN
STANDARDISASI MEDAN
KARYA ILMIAH
Mahdiyyah Umar Nasution
052401023
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 KIMIA ANALIS
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : ANALISA KEBUTUHAN OKSIGEN SECARA
KIMIAWI LIMBAH CAIR LABORATORIUM BALAI RISET DAN STANDARDISASI
Kategori : KARYA ILMIAH
Nama : MAHDIYYAH UMAR NST
Nomor Indusk Mahasiswa : 052401023
Program Studi : DIPLOMA 3 KIMIA ANALIS
Departemen : KIMIA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di : Medan, Januari 2009
Disetujui oleh :
Program Studi D3 Kimia Analis
Ketua Akademik Dosen Pembimbing
(Dr.Marpongahtun,MSc) (Dr.Marpongahtun,MSc)
NIP. 131 796 151 NIP. 131 796 151
Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,
PERNYATAAN
ANALISA KEBUTUHAN OKSIGEN SECARA KIMIAWI LIMBAH CAIR LABORATORIUM BALAI RISET DAN STANDARDISASI MEDAN
KARYA ILMIAH
Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Januari 2009
PENGHARGAAN
Syukur Alhamdulillah penulis sampaikan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan hidayahNya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan karya ilmiah ini,serta shalawat beriring salam tak lupa penulis sampaikan kepada Junjungan Nabi Besar Muhammad SAW, yang telah memberikan Suri Teladan yang baik kepada umat manusia dan semoga kita mendapat syafa at-Nya kelak di Yaumil Mahsyar. Amiin.
Adapun tujuan penulisan karya ilmiah ini adalah untuk melengkapi persyaratan penyelesaian di Jurusan Kimia Analis Program Diploma III Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Untuk itu perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada :
Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst MS selaku Ketua Departemen Kimia Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara. Ibu Dr. Marpongahtun MSc selaku Ketua
Akademik Kimia Analis dan sebagai dosen pembimbing saya yang telah menyediakan waktu dan pikiran dalam memberikan pengarahan dan bimbingan kepada penulis dalam penulisan karya ilmiah ini. Beserta seluruh Staf Pengajar dan Pegawai di Fakultas Kimia Universitas Sumatera Utara.
Ibunda tercinta Hj.Siti Hawa B.B, (Alm) Ayahanda tercinta H.Umar Hamdan Nst, beserta keluarga yang senantiasa mendo akan dan memberikan semangat kepada penulis untuk menyelesaikan study di Universitas Sumatera Utara pada Program Diploma III.
Sahabat-sahabat saya, Rahmi, Nina, Siti, Karti, Icut, Rudi, Azhari yang telah mendukung dan membantu saya dalam penyelesaian karya ilmiah ini. Teman-teman group A dan group B stambuk 2005 DIII Kimia Analis, yang tidak bisa saya sebutkan namanya satu persatu
Medan, Januari 2009
ABSTRAK
CHEMICAL OXYGEN DEMAND ANALISYS OF BALAI RISET DAN STANDARDISASI LABORATORY WASTE WATER
ABSTRACT
DAFTAR ISI
2.1.2. Zat-zat yang ditemukan di air 5
2.2. Limbah 6
2.3.1. Parameter Kualitas Limbah Cair 14
2.4. Teknik Pengolahan Limbah 14
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil 26
4.1.1. Data Hasil Analisa 26
4.1.2. Perhitungan 26
4.2. Pembahasan 27
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan 29
5.2. Saran 29
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel Perbandingan rata-rata angka BOD5/COD 18
untuk beberapa jenis air
ABSTRAK
CHEMICAL OXYGEN DEMAND ANALISYS OF BALAI RISET DAN STANDARDISASI LABORATORY WASTE WATER
ABSTRACT
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kehidupan mikroorganisme, seperti ikan dan hewan air lainnya, tidak terlepas dari kandungan oksigen yang terlarut di dalam air tidak berbeda dengan manusia dan makhluk hidup lainnya yang didarat yang juga memerlukan oksigen dari udara agar tetap dan bertahan. Air yang tidak mengandung oksigen tidak akan memberikan kehidupan bagi mikro organisme, ikan dan hewan air lainnya. Oksigen yang terlarut di dalam air sangat penting artinya bagi kehidupan.
Pada umumnya air lingkungan yang telah tercemar kandungan oksigennya sangat rendah. Hal itu karena oksigen yang terlarut di dalam air diserap oleh mikroorganisme untuk memecah/mendegradasi bahan buangan organik sehingga menjadi bahan yang mudah menguap (yang ditandai dengan bau busuk). Selain dari itu, bahan buangan organik juga dapat bereaksi dengan oksigen yang terlarut di dalam air mengikuti reaksi oksidasi biasa. Makin banyak bahan buangan organik yang ada dalam air, makin sedikit sisa kandungan oksigen yang terlarut di dalamnya. Bahan buangan organik biasanya berasal dari industri kertas, industri pembekuan udang, industri roti, industri susu, bahan buangan limbah rumah tangga, bahan buangan limbah pertanian, kotoran hewan dan kotoran manusia dan lain sebagainya.
COD, singkatan dari Chemical Oxygen Demand, atau kebutuhan oksigen kimia untuk reaksi oksidasi terhadap bahan buangan di dalam air (Wardhana,W.A,1995).
COD juga merupakan parameter kekuatan limbah cair. COD merupakan ukuran persyaratan kebutuhan oksidasi sampel yang berada dalam kondisi tertentu, yang ditentukan dengan menggunakan suatu oksida kimiawi. Indikator ini umumnya berguna pada limbah industri. Pada suatu sistem tertentu, terdapat hubungan antara COD dan BOD, tetapi bervariasi antara satu kota dengan lainnya (Soeparman,H.M,2001).
Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat-zat organik yang secara alamiah dapat dioksidasikan melalui proses mikrobiologis, dan mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut di dalam air. Ketelitian dan ketepatan (reproducibility) tes COD adalah 2 sampai 3 kali lebih tinggi dari tes BOD (Alaerts.G.1984).
Kebutuhan Oksigen Kimia (KOK) adalah jumlah oksigen (mg O2) yang
dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik yang ada dalam 1 L sampel air melalui reaksi kimia. Dalam hal ini bahan buangan organik akan dioksidasi oleh Kalium bichromat menjadi gas CO2 dan H2O serta sejumlah Ion Chrom. Kalium
bichromat atau K2Cr2O7digunakan sebagai sumber oksigen (oxiding agent).
1.2. Permasalahan
1. Apakah kadar COD limbah Balai Riset Standardisasi setelah proses pengolahan telah memenuhi standar baku mutu air limbah yang telah ditetapkan sebelum dibuang ke badan air.
2. Berapa kadar COD limbah cair yang telah di analisa oleh Balai Riset Standardisasi Medan. Tingginya angka COD pada air limbah akan berdampak pada matinya biota di perairan, dan berdampak pada kesehatan sekeliling lingkungan.
1.3. Tujuan
Untuk menentukan apakah kadar COD air limbah sebelum di buang ke badan air telah memenuhi standar baku mutu air limbah yang telah ditetapkan oleh menteri lingkungan hidup.
1.4. Manfaat
1. Dapat memberikan pengetahuan bahwa limbah cair yang dikeluarkan oleh Laboratorium Balai Riset Standardisasi Medan telah layak dibuang ke badan air setelah proses pengolahan limbah cair tersebut serta dapat melakukan pengendalian pencemaran perairan disekitar lingkungan.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Molekul Air
Air merupakan sumber daya alam yang diperlukan untuk hajat hidup orang banyak, bahkan oleh semua makhluk hidup. Oleh karena itu, sumber daya air harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan dengan baik oleh manusia serta makhluk bijaksana, dengan memperhitungkan kepentingan generasi sekarang maupun generasi mendatang. Aspek penghematan dan pelestarian sumber-sumber daya air harus ditanamkan pada segenap pengguna air.
Saat ini, masalah utama yang dihadapi oleh sumber daya air meliputi kuantitas air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dan kualitas air untuk keperluan domestik yang semakin menurun. Kegiatan industri, domestik, dan kegiatan lain berdampak negatif terhadap sumber daya air, antara lain menyebabkan penurunan kualitas air. Kondisi ini dapat menimbulkan gangguan, kerusakan, dan bahaya bagi semua makhluk hidup yang bergantung pada sumber daya air. Oleh karena itu, diperlukan pengelolaan dan perlindungan sumber daya air secara saksama (Effendi,H.2003).
Air memiliki rumus kimia H2O, ini berarti bahwa pada setiap molekul air
Bentuk molekul air juga suatu hal yang menarik. Ketiga atomnya tidak berjejer lurus. Namun ikatannya mengatur sendiri dalam bentuk segitiga. Bentuk lengkungan ini berasal dari dua pasang elektron hidrogen yang terpisah yang mengelilingi atom oksigen. Pasangan elektron ini menolak elektron-elektron dalam ikatannya dengan hidrogen, yang menyebabkan mereka membentuk sudut 105 derajat.
Sebuah molekul dengan ujung-ujung yang muatannya berlawanan disebut polar. Oleh karena itu air disebut molekul kovalen polar,karena ciri bersama dari ikatan yang tidak seimbang. Sebagaimana akan kita lihat, jenis khas dari polaritas ini disebabkan oleh banyaknya sifat air yang menakjubkan.
2.1.1. Sifat Kimia
Pada umumnya kita berpikir bahwa air itu zat yang paling stabil, atau tidak berubah, paling tidak pada sekitar suhu ruangan. Pada kenyataannya, banyak variasi cara reaksi kimia air dengan zat-zat yang berbeda. Logam seperti natrium (Na, bukan ion natrium Na+) dan kalium (K, bukan ion kalium K+) menghasilkan reaksi yang kuat, bahkan ledakan, pada air dingin. Untungnya, mereka tidak ditemukan pada bentuk dasar, atau murni di alam. Logam-logam lainnya seperti seng, aluminium, dan besi tidak bereaksi dengan air dingin tapi akan membentuk senyawa dengan uap pada suhu yang tinggi.
2.1.2. Zat-Zat Yang Ditemukan di Air
sulfat. Garam yang sama ini dapat juga ditemukan di danau air tawar dan sungai, tapi dengan jumlah yang jauh lebih sedikit (Grolier International,2005).
2.2. Limbah
Pada dasarnya limbah adalah bahan yang terbuang atau dibuang dari suatu sumber hasil aktivitas manusia maupun proses-proses alam dan atau belum mempunyai nilai ekonomi bahkan dapat mempunyai nilai ekonomi yang negatif. Menurut sumber-nya limbah dapat dibagi menjadi tiga yaitu: (a) limbah domestik (rumah tangga) yang berasal dari perumahan, perdagangan, dan rekreasi: (b) limbah industri: dan (c) limbah rembesan dan limpasan air hujan. Sesuai dengan sumbernya maka limbah mempunyai komposisi yang sangat bervariasi bergantung kepada bahan dan proses yang dialaminya.
Limbah industri sangat beragam, sesuai dengan jenis industri. Berbagai jenis industri berpotensi mencemari lingkungan diantaranya adalah industri tekstil, cat, penyamakan kulit, farmasi, dan industri pangan. Limbah industri pangan dapat menimbulkan masalah dalam penanganannya karena mengandung sejumlah besar karbohidrat, protein, lemak, garam-garam mineral, dan sisa-sisa bahan kimia yang digunakan di dalam proses produksi. Contoh beberapa industri pangan yang menghasilkan limbah seperti ini adalah produk susu, pengalengan dan pengawetan buah-buahan dan sayur-sayuran, pengalengan dan pengawetan hasil laut, pemurnian gula, permen, produk daging, pengawetan dan pengalengan daging, serta penggilingan biji-bijian.
dibuang ke perairan tanpa pengolahan terlebih dahulu dapat menyebabklan penurunan kualitas air sungai dengan mekanisme pertumbuhan mikroorganisme yang berlimpah. Meningkatnya jumlah mikroorganisme dapat menyebabkan berkurangnya nilai oksigen terlarut disulfed oxygen (DO), karena sebagian besar oksigen dipakai untuk respirasi mikroorganisme tersebut. Dengan menurunnya DO maka akan mempengaruhi kehidupan ikan dan biota air lainnya. Selain itu, buangan limbah ke perairan juga dapat menimbulkan bau yang tidak enak dan terjadinya eutro-fikasi (http://tumoutou.net/702_07134/sulistijirini.htm).
Limbah cair atau air limbah adalah air yang tidak terpakai lagi, yang merupakan hasil dari berbagai kegiatan manusia sehari-hari. Dengan semakin bertambah dan meningkatnya jumlah penduduk dengan segala kegiatannya, maka jumlah air limbah juga mengalami peningkatan. Pada umumnya limbah cair dibuang melebihi kemampuan alam untuk menerima atau menampungnya, maka akan terjadi kerusakan lingkungan.
Industri primer pengolahan hasil hutan merupakan salah satu penyumbang limbah cair yang berbahaya bagi lingkungan. Bagi industri-industri besar, seperti industri pulp dan kertas, teknologi pengolahan limbah cair yang dihasilkannya mungkin sudah memadai, namun tidak demikian bagi industri kecil atau sedang. Namun demikian, mengingat penting dan besarnya dampak yang ditimbulkan limbah cair bagi kehidupan, penting bagi sektor industri kehutanan untuk memahami dasar-dasar teknologi pengolahan limbah cair.
setempat. Jadi teknologi pengolahan yang dipilih harus sesuai dengan kemampuan teknologi masyarakat yang bersangkutan (http://www.likomedia.or.id/mod.php).
2.2.1. Sifat Limbah
Limbah adalah sampah cair dari suatu lingkungan masyarakat da terutama terdiri dari air yang telah dipergunakan dengan hampir 0,1% dari padanya berupa benda-benda padat yang terdiri dari zat organik dan bukan organik. Tinja, kencing, sisa-sisa sabun, sampah sisa-sisa kain buruk dan pasir terdapat di dalam campuran larutan cairan encer ini, yang kelihatannya kelam dan hanya sedikit berbau selama masih segar (baru). Air cucian dari jalan dan atap rumah dan air tanah yang merembes ke dalam selokan-selokan yang jarang sekali mempunyai sambungan-sambungan yang kedap air memberi sumbangan yang berarti pada apa yang tersebut di atas ini dan kadarnya pun dapat dirubah selanjutnya dengan adanya sampah-sampah yang dihasilkan oleh perdagangan. Pelimbahan itu banyak berbeda dalam kekuatan dan komposisinya dari suatu kota ke kota yang lain disebabkan oleh perbedaan-perbedaan yang nyata dalam kebiasaan-kebiasaan masyarakat yang berbeda-beda, sifat makanan mereka dan pemakaian air per kapita. Tidak ada dua jenis sampah yang benar-benar sama. Pelimbahan pada kota-kota non industri kebanyakan terdiri dari sampah domestik yang murni.
2.2.2. Komposisi Limbah
Kadar air sampah adalah sangat tinggi, yaitu 99,9% atau lebih. Benda-benda padat dalam sampah dapat berbentuk organik maupun anorganik. Zat organik dalam sampah terdiri dari bahan-bahan nitrogen, karbohidrat, lemak dan sabun. Mereka bersifat tidak tetap dan menjadi busuk, mengeluarkan bau-bauan yang membuat perlunya pembenahan sampah dan menyebabkan kesulitan-kesulitan yang maha besar dalam pembuangannya. Benda-benda padat anorganik biasanya tidak merugikan.
2.2.3. Sampah-sampah Industri
Sampah yang masih baru hanya sedikit berwarna keruh tetapi kemudian menjadi semakin kelam dan tajam. Sampah yang baru berisi sedikit oksigen larut dan kadang-kadang sejumlah kecil nitrit dan nitrat, khususnya setelah hujan. Sampah yang baru hanya mengandung sedikit alkali tetapi selama oksidasi terjadilah pengurangan kandungan alkali. Sampah yang basi menyebabkan bau-bau yang memuakkan yang bersumber pada hidrogen sulfida dan gas-gas lainnya. Biasanya ia tidak mengandung oksigen yang telah terurai. Apabila sampah membusuk, gelembung-gelembung gas dapat terlihat memancar keluar dari permukaan. Jadi penting sekali untuk segera membuang secara tuntas sampah domestik dari daerah-daerah pemukiman untuk melindungi kesehatan lingkungan. Dengan cara yang sama, pembuangan sampah indutsri pun penting. Adalah lebih mudah dan hampir selalu lebih murah untuk membenahi limbah industri itu sendiri secara terpisah.
Industri-industri pertanian, pertambangan, kimia, logam, dan pabrik kertas bertanggung jawab atas onggokan sampah yang menggunung di Amerika Serikat. Limbah industri pertambangan dan pertanian berjumlah lebih dari 380 juta metrik ion yang berupa limbah padat dan limbah cair yang dihasilkan di Amerika Serikat setiap tahun.
Industri-industri sekarang bertanggung jawab atas pembuangan limbah mereka sendiri. Peraturan ini seringkali memang sangat mahal melaksanakannya. Sebagai tanggapan atas biaya yang meningkat untuk pembuangan limbah, banyak perusahaan yang berusaha mengurangi limbah yang dihasilkan dengan cara daur ulang atau menggunakan kembali benda-benda limbah. Banyak industri yang telah berhasil mengurangi limbah mereka baik yang berbahaya maupun yang tidak berbahaya (Grolier International,2005).
2.2.4. Perencanaan Pemantauan
Dalam menyusun rencana pemantauan pembuangan air limbah diperlukan data/informasi antara lain :
1. Kualitas air pada sumber air di segmen-segmen sungai yang diperlukan 2. Kualitas peruntukan sungai/segmen sungai yang bersangkutan.
3. Inventarisasi sumber pencemar baik yang berupa point sources maupun non point sources yang meliputi lokasi, karakteristik pembuangan air limbah dan beban limbah yang bersangkutan.
a. Penggambaran batasan hidrologis dan sistem sungai berikut informasi tentang golongan peruntukan sungai dan kualitas aktual masing-masing segmen sungai.
b. Penggambaran lokasi sumber-sumber pencemar baik point sources maupun non point sourcestermasuk informasi beban pencemaran.
Hasil analisa atas data/informasi di atas dapat dipergunakan untuk menyusun :
a. Jenis kadar air limbah yang perlu dikendalikan pada masing-masing segmen sungai
b. Tingkat kontribusi beban pencemaran dari setiap sumber pencemaran terhadap jenis kadar air limbah yang akan menjadi prioritas pengendalian.
Hasil analisa di atas dipergunakan untuk menetapkan program pemantauan yang meliputi antara lain :
1. Sumber pencemar yang menjadi prioritas pemantauan 2. Frekuensi pemantauan
3. Parameter limbah yang dipantau 4. Debit air limbah
Program pemantauan pembuangan air limbah ditetapkan dengan memperhatikan kemampuan Pengelola Sumberdaya Air wilayah sungai untuk melaksanakan program tersebut (http://air.bappenas.go.id/).
2.2.5. Mengelola Limbah
mengelola limbah industri dan teknologi tergantung pada sifat dan kandungan limbah serta tergantung pula pada rencana pembuangan olahan limbah secara permanen.
Secara umum dikenal tingkatan proses pengelolaan limbah sebagai berikut : 1. Pengelolaan Awal (Primary Waste Treatment)
Semua bahan buangan industri ditampung pada suatu tempat. Pada proses penampungan ini sekaligus dipisahkan antara bahan buangan organik dan bahan buangan anorganik. Pada tahap ini juga dilakukan pemisahan bahan buangan yang sudah tidak bias didaur ulang lagi.
Kalau bahan buangan berupa limbah cair, limbah tersebut ditampung dulu pada suatu bak besar dan dibiarkan untuk beberapa waktu lama sehingga sebagian kotoran akan mengendap atau mengapung sehingga dapat dipisahkan. Bila pada tahap ini sudah diperoleh cairan yang bersih maka cairan dapat dibuang ke lingkungan asal cairan tersebut telah sesuai dengan persyaratan baku mutu limbah cair yang telah ditentukan. Bila bahan buangan belum bersih maka proses pengolahannya perlu dilanjutkan ke tingkat berikutnya.
2. Pengelolaan Lanjutan (Secondary Waste Treatment)
Limbah buangan dari proses yang belum bersih dan belum bisa dibuang ke lingkungan dimasukkan ke proses pengolahan lanjutan dimana dilakukan penambahan mikroorganisme untuk mendegradasi bahan buangan (terutama bahan buangan organik). Oksigen yang cukup akan membantu kecepatan degradasi oleh mikroorganisme.
mengakibatkan masalah pada akhir pembuangan nanti. Sebagai contoh, penambahan tawas sebagai pengendap koloidal boleh dilakukan karena tidak menimbulkan masalah pada lingkungan.
3. Pengelolaan Akhir (Advanced Waste Treatment)
Pada proses ketiga ini diharapkan bahwa setelah melalui tahapan terakhir, limbah sudah menjadi bersih sehingga dapat dibuang ke lingkungan. Akan tetapi pada proses akhir ini seringkali masih dijumpai adanya bahan-bahan (kimia) yang terlarut dan kalau dibuang ke lingkungan dapat membahayakan. Walaupun dalam jumlah kecil tetapi kalau membahayakan lingkungan maka bahan-bahan terlarut tersebut harus dikurangi.
Pengurangan bahan-bahan terlarut seperti tersebut di atas dapat dilakukan dengan menambahkan karbon aktif untuk mengadsorbsi bahan-bahan berbahaya sehingga aman bila dibuang ke lingkungan. Cara lain dapat dilakukan dengan memakai resin penukar ion yang dimasukkan ke dalam air limbah yang belum
bersih untuk menangkap bahan-bahan terlarut.
Pengelolaan limbah sebagai usaha untuk mengurangi pencemaran lingkungan seperti disebutkan di atas tidak akan ada artinya kalau tidak disertai dengan pengaturan dan pengawasan yang ketat. Oleh karena itu peraturan perundangan yang mengatur masalah pengelolaan lingkungan hidup perlu diketahui setiap petugas yang bergerak dalam bidang industri dan teknologi (Wardhana,W.A,1995).
2.3. Karakteristik Limbah Cair
serta limbah cair kota praja. Pengelompokkan karakteristik, sifat, serta kualitas limbah cair tiap-tiap kelompok tersebut cenderung sama.
2.3.1. Parameter Kualitas Limbah Cair
Menurut Okun & Ponghis, berbagai parameter kualitas limbah cair yang penting untuk diketahui adalah bahan padat tersuspensi (suspended solids), bahan padat terlarut (dissolved solids), kebutuhan oksigen biokimia (Biochemical Oxygen Demand=BOD), kebutuhan oksigen kimiawi (Chemical Oxygen Demand=COD), organisme coliform, pH, oksigen terlarut (Dissolved Oxygen=DO), kebutuhan klor (Chlorine demand), nutrient, logam berat (Heavy metals), dan parameter lain (Soeparman,H.M,2001).
2.4. Teknik Pengolahan Limbah
Berbagai teknik pengolahan air buangan untuk menyisihkan bahan polutannya telah dicoba dan dikembangkan selama ini. Teknik-teknik pengolahan air buangan yang telah dikembangkan tersebut secara umum terbagi menjadi 3 metode pengolahan: 1. Pengolahan Secara Fisika
2. Pengolahan Secara Kimia 3. Pengolahan Secara Biologi
Untuk suatu jenis air buangan tertentu, ketiga metode pengolahan tesebut dapat di aplikasikan secara sendiri-sendiri atau secara kombinasi.
1. Pengolahan Limbah Secara Fisika
merupakan cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar. Bahan tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan. Parameter desain yang utama untuk proses pengendapan ini adalah kecepatan mengendap partikel dan waktu detensi hidrolis di dalam bak pengendap.
2. Pengolahan Limbah Secara Kimia
Pengolahan air buangan secara kimia biasanya dilakukan untuk menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid), logam-logam berat, senyawa fosfor, dan zat organik beracun; dengan membutuhkan bahan kimia tertentu yang diperlukan. Penyisihan bahan-bahan tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan-bahan tersebut, yaitu dari tak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan (flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi, dan juga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi.
3. Pengolahan Limbah Secara Biologi
Semua air buangan yang biodegradable dapat diolah secara biologi. Sebagai pengolahan sekunder, pengolahan secara biologi dipandang sebagai pengolahan yang paling murah dan efisien. Dalam beberapa dasawarsa telah berkembang berbagai metode pengolahan biologi dengan segala modifikasinya.
Pada dasarnya, reaktor pengolahan secara biologi dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu:
1. Reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth reactor); 2. Reaktor petumbuhan lekat (attached growth rreaktor).
berbagai modifikasinya, antara lain: oxidation ditch dan kontak-stabilisasi. Dibandingkan dengan proses lumpur aktif konvensional, oxidation ditch mempunyai beberapa kelebihan, yaitu efisiensi penurunan BOD dapat mencapai 85%-90% (dibandingkan 80%-85%) dan lumpur yang dihasilkan lebih sedikit. Selain efisiensi yang lebih tinggi (90%-95%), kontak stabilisasi mempunyai kelebihan yang lain, yaitu waktu detensi hidrolis total lebih pendek (4-6 jam). Proses kontak-stabilisasi dapat pula menyisihkan BOD tersuspensi melalui proses absorbsi di dalam tangki kontak sehingga tidak diperlukan penyisihan BOD tersuspensi dengan pengolahan pendahuluan.
Kolam oksidasi dan lagoon, baik yang diaerasi maupun yang tidak, juga termasuk dalam jenis reaktor pertumbuhan tersuspensi. Untuk iklim tropis seperti Indonesia, waktu detensi hidrolis selama 12-18 hari di dalam kolam oksidasi maupun dalam lagoon yang tidak diaerasi, cukup untuk mencapai kualitas efluen yang dapat memenuhi standar yang ditetapkan. Di dalam lagoon yang diaerasi cukup dengan waktu detensi 3-5 hari saja.
Di dalam reaktor pertumbuhan lekat, mikroorganisme tumbuh di atas media pendukung dengan membentuk lapisan film untuk melekatkan dirinya. Berbagai modifikasi telah banyak dikembangkan selama ini, antara lain:
1. Trickling filter 2. Cakram biologi 3. Filter terendam 4. Reaktor fludisasi
Ditinjau dari segi lingkungan dimana berlangsung proses penguraian secara biologi, proses ini dapat dibedakan menjadi dua jenis:
1. Proses aerob, yang berlangsung dengan hadirnya oksigen; 2. Proses anaerob, yang berlangsung tanpa adanya oksigen.
Apabila BOD air buangan tidak melebihi 400 mg/l, proses aerob masih dapat dianggap lebih ekonomis dari anaerob. Pada BOD lebih tinggi dari 4000 mg/l, proses anaerob menjadi lebih ekonomis (http://www.likomedia.or.id/mod.php).
2.5. Kebutuhan Oksigen Kimia (KOK/COD)
Chemical Oxygen Demand (COD) atau Kebutuhan Oksigen Kimia (KOK) adalah jumlah oksigen (mg O2) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik yang
ada dalam 1 L sampel air melalui reaksi kimia. Dalam hal ini bahan buangan organik akan dioksidasi oleh Kalium bichromat menjadi gas CO2dan H2O serta sejumlah Ion
Chrom. Kalium bichromat atau K2Cr2O7 digunakan sebagai sumber oksigen
(oxidizing agent) (Wardhana,W.A,1995).
Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat-zat organik yang secara alamiah dapat dioksidasikan melalui proses mikrobiologi, dan mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut di dalam air.
Tabel. Perbandingan rata-rata angka BOD5/COD
Air buangan domestik setelah pengolahan secara biologis
Angka perbandingan yang lebih rendah dari yang sebenarnya, misalnya untuk air buangan penduduk domestik < 0,20, menunjukkan adanya zat-zat yang bersifat racun bagi mikroorganisme.
2.5.1. Prinsip Analisa
Sebagian besar zat organik melalui tes COD ini dioksidasi oleh larutan K2Cr2O7dalam
keadaan asam yang mendidih (reaksi 1) :
CnHbOc+ CrO72-+ H+CO2+ H2O + Cr3+
Zat organik
(warna kuning) (warna hijau)
Reaksi tersebut perlu pemanasan dan juga penambahan katalisator perak sulfat (Ag2SO4) untuk mempercepat reaksi. Apabila dalam bahan buangan organik
6Cl-+ Cr
2O72-+ 14H+ 3Cl2+ 2Cr3++ 7H2O
Apabila dalam larutan air lingkungan terdapat Clorida, maka oksigen yang diperlukan pada reaksi tersebut tidak menggambarkan keadaan sebenarnya. Seberapa jauh tingkat pencemaran oleh bahan buangan organik tidak dapat diketahui secara benar.
Penambahan merkuri sulfat adalah untuk mengikat ion Clor menjadi merkuri clorida mengikuti reaksi berikut ini :
Hg2++ 2Cl- HgCl2
Warna larutan air lingkungan yang mengandung bahan buangan organik sebelum reaksi oksidasi adalah kuning. Setelah reaksi oksidasi selesai maka akan berubah menjadi hijau. Jumlah oksigen yang diperlukan untuk reaksi oksidasi terhadap bahan buangan organik sama dengan jumlah kalium bichromat yang dipakai pada reaksi tersebut di atas.
Makin banyak kalium bichromat yang dipakai pada reaksi oksidasi, berarti makin banyak oksigen yang diperlukan. Ini berarti bahwa air lingkungan makin banyak tercemar oleh bahan buangan organik. Dengan demikian maka seberapa jauh tingkat pencemaran air lingkungan dapat ditentukan.
2.5.2. Gangguan tes COD
Kadar klorida (Cl-) sampai 2000 mg/L di dalam sampel dapat mengganggu bekerjanya
katalisator Ag2SO4, dan pada keadaan tertentu turut teroksidasi oleh dikromat.
2.5.3. Keuntungan tes COD dibandingkan dengan tes BOD
Untuk menganalisa COD antara 50 sampai 800 mg/l, tidak dibutuhkan pengenceran sampel sedang pada umumnya analisa BOD selalu membutuhkan pengenceran.
Ketelitian dan ketepatan (reproducibility) tes COD adalah 2 sampai 3 kali lebih tinggi dari tes BOD.
Gangguan dari zat yang bersifat racun terhadap mikroorganisme pada tes BOD, tidak pada tes COD.
2.5.4. Kekurangan tes COD
Tes COD hanya merupakan suatu analisa yang menggunakan suatu reaksi oksidasi kimia yang menirukan oksidasi biologis (yang sebenarnya terjadi di alam), sehingga merupakan suatu pendekatan saja. Karena hal tersebut di atas maka tes COD tidak dapat membedakan untuk zat-zat yang sebenarnya tidak teroksidasi (inert) dan zat-zat yang teroksidasi secara biologis.
2.5.5. Ketelitian
Penyimpangan baku antar laboratorium adalah 13 mg O2/l. Penyimpangan maksimum
dari hasil analisa dalam suatu laboratorium sebesar 5% masih di perkenankan.
2.5.6. Pengambilan dan Pengawetan Sampel
Gunakan botol kaca bila memungkinkan. Penggunaan botol plastik harus bersih dari zat-zat organik yang mungkin masih tersisa di dalamnya.
Sampel yang mengandung lumpur harus di kocok sampai merata sebelum dianalisa, karena lumpur juga terdiri dari zat-zat organik yang harus dioksidasikan dalam tes COD untuk mendapatkan angka COD yang benar.
Sampel dapat diawetkan dengan penambahan larutan H2SO4 pekat sampai pH
BAB 3
BAHAN DAN METODE
3.1. Alat dan Bahan 3.1.1. Alat-alat Tabung destruksi Hot plate
Erlenmeyer 250 mL
Pipet volumetric 5mL; 10mL; 15mL; dan 50mL Buret 25mL atau 50mL
Statif dan Klem Timbangan analitik
3.1.2. Bahan Akuades
K2Cr2O7 0,25 N
Ag2SO4+H2SO4
HgSO4kristal
Indikator ferroin Batu didih
Larutan FAS 0,1 N
Dilarutkan 12,259 g K2Cr2O7 ( yang telah dikeringkan pada 150oC selama 2
jam) dengan air suling dan ditetapkan sampai 1000 mL. 2. Pembuatan larutan asam sulfat-perak sulfat
Ditambahkan 10,12 g Ag2SO4 dalam 1000 mL asam sulfat pekat, aduk dan
dibiarkan 1 hari sampai 2 hari untuk melarutkan. 3. Pembuatan ferro ammonium sulfat (FAS) 0,1 N
Larutkan 39,2 g Fe(NH4)2 (SO4)2. 6H2O dalam air suling, ditambahkan 20 mL
H2SO4pekat, didinginkan dan ditepatkan sampai 1000 mL. Dibakukan larutan
dengan larutan baku kalium dikromat 0,25 N.
4. Pembuatan larutan indikator ferroin (campuran 1,10 fenantrolin dengan ferro sulfat).
Larutkan 1,485 g 1,10 fenantrolin monohidrat dan 0,695 g FeSO4.7H2O dalam
air suling dan diencerkan sampai 100 mL. 5. Merkuri sulfat, HgSO4kristal
3.2.1. Prosedur
1. 10 mL contoh dimasukkan kedalam tabung destruksi yang telah berisi batu didih dicampurkan dengan 0,2 gr HgSO4kristal
2. Kemudian ditambahkan 5 mL larutan K2Cr2O70,25N dan larutan asam
sulfat-perak sulfat.
3. Contoh didestruksi selama 2 jam pada suhu 150oC, di angkat dan didinginkan.
Kemudian dibuat juga untuk blankonya.
5. Larutan contoh ditambah dengan indikator ferroin 2-3 tetes dan di titrasi dengan larutan FAS 0,1N (ferro ammonium sulfat) sampai larutan menjadi coklat kemerahan.
3.3. Flowchart Skema Analisa COD
10 mL dimasukkan kedalam tabung destruksi
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
4.1.1. Data Hasil Analisa
No Sampel Parameter Satuan Minggu Metode
I II III IV
1, Inlet KOK/COD Mg/L 104,97 34,99 540,73 35,78 Titrimetri
2. Outlet KOK/COD Mg/L 15,52 50,54 39,76 15,90 Titrimetri
4.1.2. Perhitungan
KOK (mg/L O2) = (A B)(N)(8000) mL contoh I. Inlet Minggu I
Blanko : 25,2 ml N FAS : 0,0486 N V titran : 22,5 ml Sampel : 10 ml
COD(inlet) = (25,2 22,5) (0,0486) (8000) 10
= 104,97 mg/l
sampel : 10 ml
COD(outlet) = (25,2 24,8) (0,0486) (8000) 10
= 15,55 mg/l
4.2. Pembahasan
Semua air limbah perlu dikarakteristikan terlebih dahulu sebelum rancangan proses dimulai. Sifat air limbah yang perlu diketahui adalah volume aliran, konsentrasi organik, sifat-sifat karakteristik dan toksisitas.
Laju aliran dan keragaman laju aliran merupakan faktor penting dalam rancangan proses. Sejumlah unit dalam kebanyakan sistem penanganan harus dirancang berdasarkan puncak laju aliran. Hal ini membutuhkan studi laju aliran dan memberikan pertimbangan untuk meminimumkan keragaman laju aliran bilamana mungkin.
Uji Chemical Oxygen Demand adalah suatu pembakaran kimia secara basah dan bahan organik dalam sampel. Larutan Kalium dikromat (K2Cr2O7) digunakan
untuk mengoksidasi bahan organik pada suhu tinggi. Berbagai prosedur Chemical Oxygen Demand yang mengguanakan waktu reaksi dari 5 menit sampai 2 jam dapat digunakan. Metode ini dapat dilakukan lebih cepat dari uji BOD. Oleh karena itu Chemical Oxygen Demand merupakan analisis kimia, uji ini juga mengukur senyawa-senyawa organik yang tidak dapat dipecah seperti pelarut pembersih dan bahan yang dapat dipecah secara biologi seperti yang diukur dalam uji BOD.
Perbedaan diantara kedua nilai disebabkan oleh banyak faktor seperti bahan kimia yang tahan terhadap oksidasi biokimia tetapi tidak terhadap oksidasi kimia, seperti lignin; bahan kimia yang dapat dioksidasi secara kimia dan peka terhadap oksidasi biokimia tetapi tidak dalam uji BOD 5 hari seperti selulosa, lemak berantai panjang, atau sel-sel mikroba; dan adanya bahan toksik dalam limbah yang akan mengganggu uji BOD tetapi tidak uji COD.
Walaupun metode Chemical Oxygen Demand tidak mampu mengukur limbah yang dioksidasi secara biologi, metode Chemical Oxygen Demand mempunyai nilai praktis. Untuk limbah spesifik dan pada fasilitas penanganan limbah spesifik, adalah mungkin untuk memperoleh korelasi yang baik antara nilai-nilai COD dan BOD. Metode Chemical Oxygen Demand cepat, lebih teliti, dan umumnya memberikan perkiraan kebutuhan oksigen total dari suatu limbah yang berguna.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
1. Kadar COD yang didapat pada limbah masih mengandung zat-zat organik, sehingga dibutuhkan pengolahan yang lebih lanjut.
2. Kadar limbah cair yang telah di analisa di Balai Riset dan Stnadardisasi adalah :
Minggu I 15,52 mg/l, Minggu II 50,54 mg/l, Minggu III 39,76 mg/l, Minggu IV 15,90 mg/l.
5.2. Saran
DAFTAR PUSTAKA
Alaerts.G.1987.Metode Penelitian Air. Surabaya: Penerbit Usaha Nasional. Effendi.H.2003. Telaah Kualitas Air. Yogyakarta: Kanisius.
Glorier International.2003. Ilmu Pengetahuan Populer. Jilid 4. Edisi Kesepuluh. Jakarta: Glorier International,Inc.
Jenie.B.S.L.1993. Penanganan Limbah Industri Pangan. Yogyakarta: Penerbit Kanisius.
Mahida.U.N.1984. Pencemaran Air dan Pemanfaatan Limbah Industri. Jakarta: C.V.Rajawali.
Soeparman.H.M.2001. Pembuangan Tinja dan Limbah Cair. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC.
Wardhana.W.A.1995. Dampak Pencemaran Lingkungan. Edisi Revisi. Jakarta: Penerbit ANDI.
http://air.bappenas.go.id/mod/doc/pdf.
http://tumoutou.net/702_07134/sulistijorini.htm.
COD(outlet) = (25,5 24,5) (0,0497) (8000) 10
= 39,76 mg/l
IV. Inlet Minggu IV Blanko : 24,8 ml NFAS : 0,0497 N Sampel : 10 ml
V : 23,9 ml
COD (Inlet) = (24,8 23,9) (0,0497) (8000) 10
= 35,78 mg/L Outlet Minggu IV Blanko : 24,8 ml NFAS : 0,0497 N Sampel : 10 ml
V : 24,4 ml
COD (Outlet) = (24,8 24,4) (0,0497) (8000) 10
Lampiran 1 : BAKU MUTU LIMBAH INDUSTRI
LAMPIRAN A :KEPUTUSAN GUBERNUR KEPALA DAERAH IBUKOTA JAKARTA
NOMOR :1608
TENTANG :BAKU MUTU AIR LIMBAH INDUSTRI PERUSAHAAN/BADAN DI DKI JAKARTA TANGGAL :26 SEPTEMBER 1988
BAKU MUTU AIR LIMBAH INDUSTRI/PERUSAHAAN/BADAN DI DKI JAKARTA
NO Parameter Bakumutu Satuan
1. BOD 75 mg/L
2. COD (Bichromat) 100 mg/L
3. Padatan Tersuspensi 100 mg/l
4. Amonia 5,0 mg/L
5. Nitrat 10 mg/L
6. Nitrit 1,0 mg/L
-LAMPIRAN B :KEPUTUSAN MENTERI NEGARA LINGKUNGAN HIDUP
NOMOR :03/MENKLH/II/1991
TENTANG :BAKU MUTU AIR LIMBAH CAIR BAGI KEGIATAN YANG TELAH BEROPERASI
TANGGAL :FEBRUARI 1991
BAKU MUTU AIR LIMBAH CAIR BAGI KEGIATAN YANG TELAH BEROPERASI
NO Parameter Satuan Golongan Baku Mutu Air Limbah
I II III IV
1. pH - 6-9 6-9 6-9 5-9
2. BOD5 mg/L 20 50 150 300
3. COD mg/L 40 100 300 600
4. Zat Padat Tersuspensi mg/L 100 200 400 500
5. Amonia bebas mg/L 0,02 1 5 20
6. Nitrat mg/L 10 20 30 50
LAMPIRAN 2: PERHITUNGAN MINGGU II SAMPAI DENGAN MINGGU IV
COD(Inlet) = (26,2 25,3) (0,0486) (8000) 10
COD(outlet) = (26,2 24,9) (0,0486) (8000) 10
