“ PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI PEMBEKUAN MENGGUNAKAN TEKNOLOGI PLASMA “.

46  31  Download (5)

Teks penuh

(1)

SKRIPSI

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI

PEMBEKUAN MENGGUNAKAN TEKNOLOGI

PLASMA

Oleh :

NPM: 0652010014

FERDINAND JESAYA LIRREY

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

UNIVERSITAS PEMBANGUNGAN NASIONAL ”VETERAN”JATIM

SURABAYA

(2)

i

Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas kasih dan anugerah-Nya, penyusun

dapat menyelesaikan skripsi “ PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI

PEMBEKUAN MENGGUNAKAN TEKNOLOGI PLASMA “ dan menyusunnya

dalam sebuah laporan.

Skripsi merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan program studi

strata 1 (S-1) di Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan,

Universitas Pembangungan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

Pengerjaan skripsi ini tidak lepas dari bantuan banyak pihak, maka pada

kesempatan ini kami sebagai penyusun menggucapkan terimah kasih kepada :

1. Bapak Prof.Dr.Ir. Teguh Soedarto, MP

Selaku Rektor Universitas Pembangungan Nasional “Veteran” Jawa Timur

2. Bapak DR. Ir. Edi Mulyadi, SU

Selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Pembangunan

Nasional “Veteran” Jawa Timur.

3. Bapak Ir. Tuhu Agung R, MT

Selaku Kepala Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan

Perencanaan, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

4. Bapak Ir. Yayok Surya P, MS

Selaku dosen pembimbing skripsi yang telah banyak meluangkan waktu, fikiran,

(3)

ii

5. Bapak dan Ibu dosen Teknik Lingkungan yang memberikan arahan selama masa

perkuliahan semoga Tuhan memberkati.

6. Para karyawan Tata usaha dan karyawan Dikjar FTSP atas bantuan birokrasi.

7. Bapak Adi yang telah membantu dalam proses perijinan pengambilan limbah.

8. Bapak Gery yang telah membantu dalam pengabilan limbah di PT.WINAROS

KAWULA BAHARI, Pasuruan.

9. Mbak Juli, ST, yang banyak membantu selama penelitian dan memperlancar

peminjaman alat laboratorium.

Penyusun skripsi ini mungkin masih kurang, oleh karena itu penyususn

mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak untuk kesempurnaannya.

Akhir kata penyusun berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan

memberikan wawasan yang lebih bagi penyusun khususnya dan pembaca pada

umumnya, Tuhan Yesus Memberkati amin…

Surabaya, Oktober 2010

(4)

v

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Industri Udang……….………. 3

2..2 Limbah Industri Pembekuan Udang………...……… 3

2.2.1 Limbah Cair……… 3

2.2.1.1 Karakteristik Air Buangan Industri Udang…… 4

2.2.2 Limbah Padat……….……….. 7

2.3 Pengolahan Limbah Industri………...…… 8

(5)

vi

2.5 Plasma………. 14

2.6 Landasan Teori………...………… 17

2.6.1 Proses Degradasi Limbah Organik Teknologi Plasma... 20

2.6.2 Proses Pendegradasian TSS Dengan Menggunakan Teknologi Plasma……… 21

BAB III PROSEDUR PERCOBAAN 3.1 Bahan Yang Digunakan………..……… 22

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Analisa………..………... 25

4.2 Analisa Regresi ……… 31

(6)

iii

Limbah industri pembekuan udang terdiri dari limbah padat dan limbah cair, tetapi limbah cair memiliki tingkat pencemaran yang tinggi, sedangkan limbah padat dapat dimanfaatkan sebagai bahan yang mempunyai nilai ekonomis. Limbah cair industri pembekuan udang mempunyai kandungan BOD, COD, TSS yang tinggi, bila tanpa pengolahan dapat merusak lingukungan. Pengolahan limbah yang ada sekarang yaitu dengan cara konvensional, dengan cara ini masih akan membutuhkan waktu yang lama dan lahan yang luas untuk bangunan pengolahan limbahnya. Teknologi Plasma menjadi salah satu alternatif untuk mengolah limbah industri pembekuan udang karena proses penyisihan bahan organiknya sangat sederhana. Plasma dibuat dengan memanfaatkan tegangan arus listrik yang disalurkan kedalam air limbah dengan perantaraan aluminium sebagai elektroda dengan tenggang waktu yang cepat tanpa membutuhkan lahan yang luas serta biaya yang tinggi.

Dalam prosesnya, plasma memanfaatan tegangan listrik dengan arus searah. Plasma yang dibuat dalam air akan menghasilkan reaksi fisika – kimia yang akan mengoksidasi kandungan organik yang terdapat dalam limbah.

Dari penelitian dengan menggunakan teknologi plasma untuk menurunkan limbah cool storage PT. WINAROS KAWULA BAHARI diperolehpenyisihan COD dan TSS terbesar dihasilkan pada tegangan 10.000 volt dalam waktu 25 menit. Hasil akhir dari penelitian ini yaitu COD sebesar 95,9% dan TSS sebesar 97,5%.

(7)

iv

ABSTRACT

Waste of cool storage consist of solid and liquid, but liquid has the higher dominant effect, solid waste can be use for a economical value. Liquid waste of cool storage have a highly BOD, COD, TSS, this can stain the environment, if it’s not be treat. Waste water treatment who is use now is konvensional method, this method is still need a lot of time and wide land for building of waste treatment.Plasma technology is once of alternative to treatment waste of cool strorage because remove proses of material organik is simple. Plasma is made with use a detention of electrical current who distribution to the waste water with alluminium for the electrode with fast time unneed a wide land and high cost.

Plasma is made with a electrical detention with direct current. Plasma who make in the water, produce a physic and chemical reaction who will oxidation of organic implied in waste

From research wih use plasma technology to remove cool storage waste from PT. WINAROS KAWULA BAHARI is get a good result of COD and TSS removal, is produce in 10.000 volt detention in 25 minute. The last result form this research, COD is abaut 95,5 % and TSS is abaut 97,5 %.

(8)

1

PENDAHULUAN

1.1. Latat Belakang

Limbah merupakan masalah umum dari sebuah industri, limbah yang di

buang secara langsung tanpa pengolahan akan sangat mencemari lingkungan.

Peraturan pemerintah tentang pembuangan limbah serta sangsi yang diberikan turut

membantu mengurangi permasalahan lingkungan yang berkaitan dengan limbah

industri. Salah satu industri yang limbahnya dapat mencemari lingkungan adalah

industri pembekuan dengan bahan baku udang. Parameter organik merupakan ukuran

jumlah zat organik yang terdapat dalam limbah pembekuan ini. Parameter ini terdiri

dari chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD).

Karakteristik fisik dalam air limbah dapat dilihat dari parameter total suspended

solids (TSS). Parameter - parameter organik ini berpotensi menimbulkan pencemaran

yang tinggi.

Metode baru dalam pengolahan limbah yang sekarang ini sedang berkembang

adalah metode pengolahan limbah industri dengan teknologi plasma. Teknologi

plasma, merupakan alternatif bagi industri dalam mengolah limbah cairnya.

Teknologi ini dipilih karena dalam proses teknisnya tidak memerlukan lahan yang

luas, biaya yang tinggi serta bahan kimia untuk menurunkan kandungan pencemar

dalam limbah. Proses teknis plasma ini adalah dengan memanfaatkan arus listrik,

dengan demikian teknologi plasma ini hanya tergantung pada kuat arus dan bahan

(9)

2

I.2. Permasalahan :

1. Limbah pembekuan udang mengandung bahan pencemar seperti BOD, COD,

TSS yang tinggi, sehingga perlu diproses sebelum dibung ke badan air.

2. Pengolahan limbah organik menggunakan metode biologi, biasanya butuh

waktu lama dan lahan yang luas dan biaya operasional yang tinggi

3. Teknologi plasma dimungkinkan dapat mengolah limbah pabrik pembekuan

udang.

I.3. Tujuan

Mengetahui seberapa besar kemampuan teknologi plasma dalam menyisihkan

parameter pencemar yang terdapat dalam limbah cair industri udang, seperti COD

dan TSS.

I.4. Manfaat

Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah :

1. Dapat menjadi alternatif dalam pengolahan limbah cair, disamping

pengolahan secara kimia – biologi yang sudah ada.

2. Sebagai informasi untuk penelitian selanjutnya yang berhubungan

dengan limbah cair industri.

I. 5. Ruang Lingkup

1. Sampling air limbah yang digunakan adalah air limbah cool storage, PT.

Winaros Kawula Muda Bahari.

2. Parameter yang di teliti adalah, COD dan TSS.

(10)
(11)

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Industri Udang

Indonesia merupakan salah satu negara penghasil udang yang merupakan

salah satu komoditi eksport. Agar kondisi udang tetap bagus pada saat distribusi,

maka udang perlu diawetkan. Proses pengawetan ini dilakukan oleh industri –

industri dengan kapasitas produksi besar. Indonesia mempunyai banyak industri –

indusri pembekuan udang, ini berarti peluang timbulnya pencemaran oleh industri

pembekuan udang di Indonesia semakin besar. Maka itu, industri pembekuan udang

pada awal rencanya pembangunan industri harus membuat rancangan IPAL, agar

disetujui oleh pemerintah tempat dimana industri akan dibangun. Seiring dengan

kemajuan dunia industri, maka kebutuhan teknologi yang sesuai untuk menangani

permasalahn lingkungan akibat proses industri sangat dibutuhkan karena mempunyai

peranan penting dalam penanganan limbah agar tidak merusak lingkungan.

II.2. Limbah Industri Pembekuan Udang

Dalam proses produksinya industri menghasilkan limbah, limbah industri

pembekuan udang terbagi menjadi dua sumber yaitu limbah cair dan limbah padat.

II.2.1.Limbah cair

Limbah cair industri pembekuan udang berasal dari beberapa tahapan proses

dalam industri yang berkaitan dengan air dan mengandung berbagai macam bahan

kimia yang di pakai pada waktu proses, seperti : Sodium Tri Phospfat, Klorin dan

(12)

industri pembekuan udang (Anonim,2005). Limbah cair ini mendapat perhatian

khusus karena merupakan sumber pencemar yang paling besar, karena air merupakan

kebutuhan mutlak untuk proses produksi. Maka itu tahap proses yang menghasilkan

limbah cair di industri adalah sebagai berikut :

1. Pencucian bahan baku

2. Perendaman bahan baku

3. Sisa cucian alat produksi

4. Air sisa pendingin dari mesin

Dari empat sumber di atas yang memberikan kontribusi pencemaran dengan

kandungan bahan organik tinggi adalah pada proses perendaman bahan baku.

II.2.1.1 Karakteristik Air Buangan Industri Udang

Untuk mengolah limbah suatu industri harus terlebih dahulu mengetahui

karakteristik air limbah tersebut terlebih dahulu. Agar dapat merencakan cara

pengolahan limbah dengan baik. Karakteristik air buangan industri udang meliputi

dua hal, yaitu karakteristik fisika dan karakteristik kimia.

1 Karakteristik fisika

- Kekeruhan

Materi penyebab kekeruhan adalah bahan organik yang berasal dari limbah

cair industri udang.

- TSS (Total Suspended Solid)

Total solid adalah semua zat yang tersisa sebagai residu dalam wadah jika

sampel air dalam wadah dipanaskn dalam suhu tertentu. Zat padat total terdiri

(13)

5

organik dan anorganik. Partikel tersuspensi koloid merupakan penyebab

kekeruhan dalam air.

- Warna

Kekeruhan dapat menyebabkan warna tampak (apparent color), warna

sebenarnya disebabkan oleh material terlarut atau koloid seperti perwarna

- Bau

Bau yang timbul dalam limbah industri pembekuan udang berasal dari

aktifitas mikroorganisme dan proses dekomposisi air limbah.

2. Karakteristik Kimia

Karakteristik kimia terdiri dari zat organik atau anorganik.

Zat organik meliputi :

- Protein

- Lemak

- Minyak

- pH ( Derajat Keasaman)

pH, menunjukan kadar asam atau basa suatu larutan, melalui

konsentrasi ion hydrogen H+

Zat anorganik meliputi :

, ion hydrogen merupakan faktor utama

untuk mengetahui reaksi kimiawi (Anonim,2006)

- Nitrogen

Beberapa bentuk senyawa nitrogen, yaitu nitrogen organik ( dalam bentuk

asam amino dan urea), nitrogen amoniak ( seperti garam ammonium dan

(14)

- Alkalinity

Alkalinity air limbah industri pembekuan udang dapat dilihat dari pH air

limbah tersebut.

- Gas terlarut

Gas terlarut yang terkandung dalam air limbah industri pembekuan udang,

berasal dari dekomposisi zat – zat organik, gas – gas yang terbentuk tersebut

antara lain : CO2, N2, O2

3. Karakteristik Biologi

, (Hadi Wahyono, dalam Mulyadi,2008)

Parameter – parameter biologi air buangan industri udang juga mempengaruhi

badan air penerima bila tidak diolah dengan baik, parameter – parameter tersebut

antara lain

- Kebutuhan Oksigen Biologi (BOD)

BOD merupakan jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bakteri untuk

mendegradasikan zat – zat organik yang dibusukan dalam keadaan aerobik.

Nilai BOD menunjukan adanya kandungan organik, sehingga semakin tinggi

tingkat pencemaran,maka semakin tinggi pula nilai BODnya, sehingga dapat

menentukan kekuatan pencemaran air limbah, serta mendesain system

pengolahannya (Anonim,2008)

- COD ( Cemycal Oxygen Demand )

Kebutuhan oksigen kimiawi (COD) adalah jumlah oksigen yang

dibutuhkan untuk mengoksidasi zat - zat organik secara kimiawi. Angka

(15)

7

secara alamiah dapat dioksidasikan melalui proses biologis dan

mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut dalam air.

Terdapat sisa produk dari industri industri udang yang berasal dari

dari proses pencucian dan pengambilan udang sebagai bahan baku. Potensi

pencemaran limbah cair dari pengolahan udang secara cold storage befariasi

tergantung dari macam proses dan kapasitas produksi serta kondisi

lingkungan tempat pembuangan sehingga dampak yang terjadi juga berbeda –

beda.

II.2.2 Limbah Padat

Limbah padat industri pembekuan udang bersumber dari bahan baku udang

itu sendiri seperti :

- Sisa potongan kepala udang

- Kulit udang yang terlepas

- Sisa daging yang rusak

- Plastik

- Genjer

Untuk limbah padat ini dalam penanganannya lebih gampang dibandingkan

limbah cairnya, karena sisa – sisa potongan kepala, kulit dan daging itu oleh oleh

pabrik dijual ke masyarakat digunakan sebagai bahan pembuatan krupuk, petis, terasi,

bakso udang dan juga dapat digunakan sebagai bahan pakan ternak (Firmandani

Rizki,2006). Sehingga ada proses lanjut yang mempunyai nilai ekonomis dari limbah

(16)

II.3 Pengolahan limbah Industri

Tujuan utama pengolahan air limbah adalah untuk mengurangi bahan organik,

partikel tercampur dan membunuh bakteri patogen. Selain itu perlu juga tambahan

pengolahan untuk menghilangkan bau dan rasa yang disebabakan oleh berbagai

senyawa kimia, disamping komplek bahan organik ini disebabkan oleh sel mikroba.

Dalam hal ini organik molekul tidak dapat dihilangkan dengan aerasi. (Marsono

dalam farid,2006)

Secara garis besar pengolahan air limbah dapat dikelompookan menjadi

beberapa bagian, yaitu

1 Pengolahan fisika

Pengolahan ini bertujuan untuk mengurangi kandungan zat padat dan zat

tersuspensi yang terdapat pada limbah cair industri pembekuan, zat padat

tersebut antara lain : ranting pohon, daun – daun, plastik, botol minuman yang

ikut terbawa bersama air limbah. Pada umumnya sebelum dilakukan

pengolahan lanjutan terhadap air limbah diharapkan agar bahan – bahan

tersuspensi berukuran besar dan yang mudah mengendap atau bahan yang

terapung disisihkan terlebih dahulu. Bahan tersuspensi yang mudah mengedap

dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan. Parameter desain

yang utama untuk proses pengendapan ini adalah kecepatan mengendapan

partikel dan waktu detensi. Beberapa proses pengolahan air limbah secara

(17)

9

- Screening

Merupakan proses pemisahan padatan yang berukuran relatif besar

dalam air limbah. sebagai contoh, ranting pohon, daun, sampah plastik

dan lainnya.

- Filtrasi

Merupakan suatu proses pemisahan padatan berukuran kecil yang sulit

mengendap dalam waktu yang relatif pendek.

- Sedimentasi

Merupakan suatu proses pemisahan padatan berukuran kecil yang

mudah mengendap dalam waktu yang relatif pendek.

2. Pengolahan kimia

Pengolahan ini bertujuan untuk mengendapkan partikel terusupensi dan

partikel koloid yang sulit dipisahkan pada pengolahan fisika dengan

menggunakan bantuan senyawa kimia tertentu yang diperlukan. Penyisihan

tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat, bahan – bahan

tersebut yaitu dari tak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan, baik

dengan atau tanpa reaksi oksidasi – reduksi dan juga berlangsung sebagai

hasil reaksi oksidasi. ( Anonim dalam Sarifah 2008). Beberapa proses

pengolahan secara kimia antara lain :

- Koagulasi – flokulasi

Merupakan suatu proses pengolahan air limbah dengan tujuan untuk

menurunkan padatan tersuspensi dan terlarut, dengan penambahan

(18)

memperbesar ukuran dan berat jenis partikel serta mempercepat proses

pengendapan partikel tersebut. Akan tetapi dalam pengolahan limbah

cair menggunakan teknologi plasma, koagulan yang dibutuhkan tidak

dengan bahan kimia akan tetapi koagulan berasal dari elektroda yang

menghasilkan ion positif dan negatif yang akan mendestabilisasikan

partikel – partikel tersuspensi sehingga mengendap. berikut

merupakan tahapan pembentukan flok untuk pengendapan.

Gambar 2.1 Mekanisme proses koagulasi

(19)

11

Gambar 2.3 Mekanisme pembentukan makroflok

3. Pengolahan biologi

Pengolahan biologi adalah pengolahan dengan memanfaatkan populasi

mikroorganisme yang dapat menguraikan zat organik yang terlarut dalam air limbah

menjadi bahan baru yang lebih sederhana lagi, seperti unsur C menjadi CO2, dan H

menjadi H2

Dalam proses pengolahan limbah hal utama yang harus diperhatikan adalah

karakteristik limbah yang akan diolah. Hal ini dimungkinkan agar dapat

merencanakan bagaimana dan apa saja proses yang diperlukan untuk mengolah O setelah bereaksi dengan oksigen. Sekarang ini limbah organik semakin

sulit diuraikan dengan cara mikroorganisme dan membran filtrasi, sisa lumpur

pengolahan biologis sangat membahayakan keselamatan mahkluk hidup meski dalam

kandungan yang sangat kecil (ppm). Senyawa organik selain membahayakan

kesehatan manusia, juga merusak ekosistem dan mahkluk hidup lain ( Anto Tri dalam

(20)

limbah tersebut. Secara biologi terdapat dua macam proses yang sering dipakai untuk

mengolah limbah organik yaitu :

1. Pengolahan limbah dengan Lumpur Aktif ( Aktifated Sludge )

Lumpur aktif dapat didefinisikan sebagai suatu flok ( keeping endapan)

yang dihasilkan oleh pertumbuhan bakteri dalam suasana aerob. Proses

lumpur aktif merupakan jenis pengolahan biologis yang bersifat aerob,

artinya memerlukan oksigen untuk reaksi biologinya. Kebutuhan oksigen

dapat dipenuhi dengan cara mengalirkan udara atau oksigen murni

kedalam reaktor sehingga jumlah oksigen terlaurt dalam reaktor lebih

besar dari 2 mg/l. jumlah ini merupakan kebutuhan menimun yang

dperlukan mikroorganisme di dalam lumpur aktif (Sundstrom dan Klei

dalam Sarifah 2008)

2. Pengolahan limbah dengan bak Kontak Stabilisasi

Kontak Stabilisasi merupakan cara pengolahan limbah secara biologis

yang memanfaatkan lumpur oksigen yang diaktifkan. Proses ini

memerlukan waktu kontak antara limbah dan mikroorganisme yang

terdapat pada bak kontak.

II.4 Pengolahan Limbah Cair Industri Udang

Terdapat beberapa metode dalam mengolah limbah industri udang, salah

satunya adalah dengan proses biologis yaitu dengan memanfaatkan mikroorganisme

dan oksigen. Walau dengan proses pengolahan biologis ini masih memerlukan waktu

yang lama, sebagian besar industri masih menggunakan metode ini, salah satunya

(21)

13

Gambar 2.4 Alur Pengolahan industri biologi di PT.WINAROS KAWULA BAHARI BAK PENGUMPUL

SCREEN

BAK EQUALISASI

BAK KONTAK

CLARIFIER

BADAN AIR

(22)

II.5 Plasma

Plasma adalah zat keempat di samping zat klasik: padat, cair, dan gas. Zat

plasma ini mempunyai persamaan kata seperti pada kata plasma darah, kata yang

umum digunakan berkaitan dengan plasma dalam bidang Biologi. Plasma zat

keempat ini ditemukan pada tahun 1928 oleh ilmuwan Amerika, Irving Langmuir

(1881-1957) dalam eksperimennya. Plasma merupakan loncatan ion hasil pemanasan

zat, plasma juga merupakan hasil uap gas yang kembali dipanaskan. Bentuknya

seperti loncatan-loncatan ion seperti kilatan petir dan bergerak dinamis.

Plasma ini sangat mudah dibuat, caranya dengan pemanfaatan tegangan listrik.

Contoh, hadapkan dua electrode di udara bebas. Seperti kita ketahui udara adalah

isolator, materi yang tidak menghantarkan listrik. Namun, apabila pada dua elektroda

tadi diberikan tegangan listrik yang cukup tinggi (10 kV<), sifat konduktor akan

muncul pada udara tersebut, yang bersamaan dengan itu pula arus listrik mulai

mengalir (electrical discharge), fenomena ini disebut eletrical breakdown

Mengalirnya arus listrik menunjukkan akan adanya ionisasi yang

mengakibatkan terbentuknya ion serta elektron pada udara di antara dua elektroda

tadi. Semakin besar tegangan listrik yang diberikan pada elektroda, semakin banyak

jumlah ion dan elektron yang terbentuk. Aksi-reaksi yang terjadi antara ion dan

elektron dalam jumlah banyak ini menimbulkan kondisi udara di antara dua electrode

ini netral, inilah plasma. Singkat kata plasma adalah kumpulan dari elektron bebas,

(23)

15

Teknologi yang kemudian diperkenalkan untuk mengatasi limbah cair setelah

teknologi ozone ini adalah teknologi plasma. Sebelum kita jelaskan lebih lanjut

tentang teknologi plasma, perlu disampaikan disini bahwa ozone sendiri dapat dibuat

dengan mempergunakan teknologi plasma Dewasa ini teknologi plasmalah yang

paling banyak dipergunakan untuk membuat ozone. Jadi, secara tidak langsung

teknologi ozone adalah pemanfaatan dari teknologi plasma itu sendiri (Siemens

dalam Surgiarto anto,2003).

Selanjutnya, teknologi plasma juga dapat dipergunakan secara langsung

dalam proses pengolahan limbah cair.

Terdapat juga metode pengolahan limbah dengan memanfaatkan loncatan

ion, dan bentuknya dan beragam, misalnya Advanced Oxidation Processes (AOP),

metode bahan pengolah limbah dengan media air. AOP menggunakan mekanisme

produksi photon dalam medium air sehingga menjadi radikal bebas untuk mengurai

senyawa aktif seperti polutan (Anonim,2009)

Seperti halnya plasma di udara, plasma yang dibuat dalam air, proses

pembuatannya sendiri hampir sama, hanya saja pembuatan plasma dalam air

memerlukan energi sedikit lebih besar dibandingkan pembuatan plasma di udara,

mengingat air adalah materi yang dapat mengalirkan arus listrik Plasma dalam air

dapat menyebabkan timbulnya berbagai proses reaksi fisika dan kimia, seperti sinar

ultraviolet, shockwave, species aktif (OH, O, H, H2O2), serta thermal proses ,

wujudnya bisa berupa ozonisasi (membersihkan polutan dengan sinar UV), fenton

(24)

dengan senyawa kimia besi), electron beam (membersihkan dengan penembakan

elektron di permukaan air)

Banyaknya reaksi fisika dan kimia yang dihasilkan oleh plasma dalam air,

membuat teknologi ini dapat merangkum beberapa proses yang dibutuhkan dalam

pengolahan air limbah. Sinar ultraviolet yang dihasilkan mampu mengoksidasi

senyawa organik sekaligus membunuh bakteri yang terkandung dalam limbah cair.

Shockwave yang ditimbulkan mampu menghasilkan proses super critical water yang

juga berperan dalam proses pengoksidasian senyawa organik. Dan, yang paling

penting banyak dihasilkan species aktif seperti OH, O, H, dan H2O2

Dari berbagai percobaan laboratorium, teknologi plasma dalam air sangat

efektif untuk menguraikan senyawa organik seperti, phenol, trichloroethylene,

atrazine, dan berbagai jenis zat warna. Teknologi plasma untuk mengolah limbah cair

dengan teknologi plasma dalam air memiliki banyak kelebihan dibandingkan dengan

cara konvensional, mikrobiologi maupun membran filtrasi. Di antaranya proses

penguraian senyawa organik berlangsung sangat cepat, pembuatan peralatan serta

maintenance yang mudah, serta spesies aktif yang dihasilkan dapat menguraikan

hampir seluruh senyawa organik yang terkandung dalam limbah. Sekarang ini

teknologi plasma sudah banyak dikembangkan untuk berbagai keperluan pengolahan

limbah, seperti limbah B3, prosesnya dengan memanfaatkan loncatan ion. Uniknya

loncatan ion ini terinspirasi dari fenomena petir. Seperti yang kita ketahui bahwa saat yang merupakan

beberapa oksidan kuat yang dapat mengoksidasi berbagai senyawa organik sekaligus

juga membunuh bakteri dalam limbah cair tersebut. Dan, tidak ketinggalan panas

(25)

17

petir muncul, dapat mereduksi polutan yang ada di udara. Fenomena inilah alasan

loncatan ion di rancang untuk mengolah limbah. Indonesia, melalui Peneliti Pusat

Kalibrasi Instrumentasi dan Metrologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia

(P2KIM-LIPI), juga telah mengembangkan fenomena loncatan ion tersebut untuk

pengolahan limbah B3. Namanya wetted wall plasma (WW). Temuan KIM-LIPI itu

termasuk berkategori metode AOP (Advanced Oxidation Processes)(Anonim,2009)

II.6. Landasan Teori

Industri udang dalam proses produksinya mengasilkan limbah yang dapat

mencemarkan lingkungan sekitar apa bila tidak diolah sebelum dibuang. Kandungan

dari limbah industri udang adalah bahan – bahan organik seperti BOD, COD. dan

TSS. Pada umumnya pengolahan limbah yang mengandung bahan organik tinggi

dapat diolah dengan proses pengolahan limbah konvensional yang sudah ada, akan

tetapi proses pengolahan limbah yang sudah ada dalam prosesnya membutuhkan

waktu yang lama serta lahan yang luas. Seiring semakin meningkatnya teknologi,

orang – orang berlomba dalam menciptakan hal – hal baru untuk mempermudah dan

mempercepat proses pengolahan limbah. Salah satu metode yang saat ini sedang

dikembangkan untuk mengolah limbah adalah proses plasma. Plasma dibuat dengan

pemanfaatan tegangan listrik, yaitu dengan menghadapkan dua elektroda diudara

bebas. Plasma juga dapat dibuat langsung dalam air, prosesnya hampir sama dengan

pembuatan plasma diudara, hanya terdapat perbedaan pada pemberian tegangan

ilstrik yang diberikan. Plasma diudara membutuhkan energi lebih kecil dibanding

pembuatan plasma dalam air, mengingat udara adalah materi yang tidak

(26)

listrik jadi pembuatan plasma dalam air membutuhkan tegangan yang tinggi. Proses

ini, oleh para ahli disebut AOP (Advanced Oxidation Processes) AOP ini

menggunakan mekanisme produksi photon dan elektron dalam medium air sehingga

menjadi radikal bebas untuk mengurai senyawa aktif seperti polutan dan bahan

organik. Penggunaan plasma dalam pengolahan limbah indusrti pembekuan udang

menimbulkan dua proses dalam menyisihkan bahan organik ( BOD, COD, dan TSS )

yang terkandung dalam air limbah industri pembekuan udang yaitu

1. Proses Oksidasi-Reduksi

Proses ini sering dijumpai dalam pengolahan air dan air limbah industri,

terutama untuk menurunkan konsentrasi ion – ion yang berada dalam air dan

air limbah industri. Aplikasi proses ini dilakukan dengan menginjeksikan

oksigen (udara) kedalam air atau air limbah industri. Sedangkan pada proses

reduksi dilakukan dengan penambahan bahan reduktror. Proses ini timbul

karena adanya reaksi pada elektroda, reaksi yang timbul diakibatkan oleh

masuknya aliran arus listrik searah dengan tegangan tertentu. Dalam proses

ini timbul peristiwa elektrokimia dengan gejala dekomposisi elektrolit, yaitu

ion positif (kation) bergerak ke katoda dan menerima elektron yang direduksi,

dan ion negatif (anion) bergerak ke anoda dan menyerahkan elektron yang

dioksidasi. Pada intinya mekanisme proses oksidasi-reduksi yaitu untuk

melakukan perubahan valensi ion sehingga mudah untuk dilakukan proses

pengendapan, dan mengurangi sifat racun dari ion tersebut. Faktor yang

(27)

19

a. Waktu reaksi

Lamanya waktu proses plasma memiliki titik jenuh dalam menyisihkan

parameter – parameter pencemar, yaitu pada saat luas permukaan elektroda

ditutupi flok – flok yang dihasilkan dari proses plasma, sehingga mengurangi

efektifitas penyisihan.

b. Tegangan

Semakin besar tegangan yang diberkan semakin besar pula jumlah ion dan

elektron yang terbentuk, hal ini sesuai dengan hukum faraday I, bahwa

jumlah zat yang dihasilkan oleh elektroda sebanding dengan jumlah listrik

yang diberikan pada elekroda tersebut (wahudi dalam Mulyadi,2006)

2. Proses koagulasi flokulasi

Koagulasi flokulasi pada dasarnya merupakan proses destabilisasi partikel

koloid bermuatan dengan cara penambahan ion – ion bermuatan berlawanan

(koagulan) kedalam koloid, dengan demikian partikel koloid menjadi netral

dan beraglomerasi satu sama lain membentuk mikroflok. Selanjutnya

mikroflok – mikroflok yang telah terbentuk mengalami penggabungan

menjadi makroflok (flokulasi), sehingga dapat dipisahkan dari dalam larutan

dengan cara pengendapan. Proses ini terjadi dalam proses plasma untuk

menghilangkan TSS, TSS yang menjadi flok akan mengendap sehingga air

limbah yang diolah akan kelihatan jernih setelah ada pemisahan (Ekenfelder

(28)

Ion dan elektron yang dihasilkan teknologi plasma mempunyai energi yang

sangat tinggi, maka air limbah dalam reaktor akan tereduksi dan teroksidasi dan

menghasilkan sepesies aktif (G. Svehla dalam Farid,2008)

II.6.1. Proses Degradasi Limbah Organik Teknologi Plasma

Zat organik yang terkandung dalam air limbah pembekuan udang jika dalam

prosesnya tidak diolah sebelum dibuang ke badan air akan sangat berbahaya bagi

badan air penerima karena air limbah tersebut mengandung unsur karbon (C),

hidrogen (H), oksigen (O), sulfur (S), jika pada prosesnya tidak diolah maka unsur ini

akan menjadi CH4, NH3, H2

2 H + O

S yang berbahaya dan menimbulkan bau pada air limbah.

Maka,zat organik dengan adanya spesies - spesies aktif seperti OH, O, dan H akan

dapat merubah zat organik ( C,H,O,N,S) menjadi zat yang lebih sederhana seperti

yang ditunjukan dalam reaksi berikut :

2 H2 O

Unsur hasil reaksi antara kandungan zat organik dengan oksigen ini

merupakan unsur – unsur yang sederhana yang tidak berbahaya dan tidak berbau,

terjadinya reaksi inilah yang mengakibatkan berkurangnya bahan – bahan organik

dalam air limbah sehingga air limbah dapat dibuang ke badan sungai.

(29)

21

6.2 Proses Pendegradasian TSS Dengan Menggunakan Teknologi Plasma

Proses degradasi TSS terjadi karena partikel – partikel yang terkandung dalam

limbah organik pada umumnya bermuatan negatif, karena muatan sejenis inilah

terjadi gaya tolak – menolak antar partikel yang menyebabkan partikel – partikel ini

dalam keadaan stabil. Pada saat proses plasma, ion positif dan negatif yang dihasilkan

akan mendestabilisasikan partikel – partikel, sehingga terjadi pengendapan. Akan

terjadi perubahan warna apabila proses pengendapan berjalan dengan baik, limbah

akan semakin jernih yang terlihat diantara endapan dan flok – flok yang mengapung

dalam bak reaktor. Untuk mekanisme proses degradasi TSS dapat dilihat pada

(30)

22

PROSEDUR PERCOBAAN

III.1. Bahan – bahan yang digunakan

Limbah cair industri udang, PT.WINAROS KAWULA BAHARI, Pasuruan

Surabaya,sebanyak 1000 ml.

III.2. Alat alat yang digunakan

1. Rectifier (Pengubah tekanan)

(Arus AC 220 volt diubah menjadi arus DC 6000 volt, 7000 volt,8.000

volt, 9.000 volt dan 10.000 volt

2. Elektroda, aluminium

3 Reaktor.

III.3. Variabel yang di pakai

Tegangan (volt) : 6000, 7000, 8.000, 9.000, 10.000

(31)

23

III.4. Gambar Alat

anoda katoda

Gambar 3.1 Alat Plasma

III.4. Prosedur Percobaan

1. Air limbah dilakukan analisa awal untuk mengetahui konsentrasi

parameter yang di kandung dalam air limbah, melalui proses analisa

COD, dan TSS.

2. Limbah sebanyak 1lt dimasukan kedalam reactor.

3. Elektroda dihubungkan dengan rectifier, anoda pada kutub positif dan

(32)

4. Setelah siap, tegangan dialirkan sesuai dengan peubah tegangan yang

sudah ditetapkan.

5. Lamanya waktu proses disesuaikan dengan waktu yang telah

ditetapkan

6. Hasil dari percobaan, di analisa kembali dengan analisa COD, TSS

untuk mengetahui berapa persen kandungan limbah yang teremoval.

III.5. Kerangka Penelitian

Gambar 3.2 Bagan kerangka penelitian Studi Literatur

Pelaksanaan Penelitian Air Limbah Industri Udang Sebanyak 1000 ml

Tegangan (volt) : 6000, 7000, 8.000, 9.000, 10.000 Waktu (menit) : 5, 10, 15, 20, 25

Analisa Dan Pembahasan Hasil Penelitian Terhadap COD dan TSS

Kesimpulan Dan Saran IDE STUDI

Pengolahan Limbah Cair Industri Udang dengan

(33)
(34)

25

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Analisa

Dari hasil penelitian menunjukan dengan adanya variasi tegangan, terjadi penurunan

kandungan konsentrasi COD, dan TSS, dengan hasil yang berfariasi. Proses penelitian

dilakukan selama 25 menit dengan jenis anoda – katoda yang dipakai dalam bak reaktor

adalah Aluminium. kedua elektroda ini kemudian dialiri arus listrik dengan tegangan berbeda

– beda, sehingga hasil penurunan konsentrasipun beragam.

Hasil analisa limbah awal industri pembekuan udang yaitu :

COD : 4900 mg/lt

TSS : 1600 mg/lt

Untuk data hasil analisa, hasil perhitungan presentase dan grafik limbah cair

industri udang dengan parameter COD dan TSS dapat kita lihat pada tabel – tabel dan grafik

(35)

26

Gambar 4.1 Tabel hubungan perubahan tegangan dan waktu terhadap penyisihan COD

(mg/lt)

Gambar 4.2 Tabel prosentase hubungan penyisihan COD hasil proses teknologi plasma dan

(36)

Gambar 4.3 Grafik pengaruh perubahan tegangan terhadap penyisihan COD (%)

6000 7000 8000 9000 10000

(37)

28

Tabel dan grafik diatas menunjukan bahwa semakin lama waktu dan semakin besar

tegangan maka semakin besar penyisihan COD, demikian sebaliknya pada waktu semakin

sedikit dan tegangan kecil maka jumlah penyisihan COD hanya sedikit. Penyisihan COD

pada awal proses dengan waktu 5 menit dan tegangan 6.000 volt mendapatkan hasil

penyisihan paling sedikit dikarenakan kurangnya waktu untuk plasma menghasilkan ion – ion

bebas, elektron yang timbul oleh reaksi fisika – kimia pada proses teknologi plasma.

Sedangkan penyisihan COD pada waktu 25 menit dengan tegangan 10.000 adalah paling

besar dikarenakan lamanya waktu kontak antara limbah dengan ion – ion bebas dan elektron

yang dihasilkan oleh plasma. Pada tahap ini proses oksidasi menghasilkan ion – ion bebas

serta elektron yang berfungsi mereduksi bahan – bahan organik yang terkandung dalam

limbah, proses oksidasi terjadi pada anoda dan reduksi pada katoda. Dengan adanya proses

ini dalam waktu yang lama maka COD yang tereduksi akan semakin banyak, sebagian

merubah fase menjadi gas, sebagian lagi naik ke permukaan reaktor dan sisanya mengendap

di dasar reaktor. Mekanisme ini seperti pada halaman 20 yaitu bahan organik C,H,O,N,S

akan menjadi senyawa yang sederhana yang tidak berbahaya

(38)

Gambar 4.6 Tabel hubungan perubahan tegangan dan waktu terhadap penyisihan TSS

(mg/lt)

COD

Awal Tegangan Waktu (mnt)

(mg/lt) (Volt) 5 10 15 20 25

6000 1200 720 600 440 80

7000 1040 680 480 280 80

1600 8000 800 470 355 200 40

9000 600 320 240 160 40

10000 280 160 120 80 40

Gambar 4.7 Tabel prosentase hubungan penyisihan TSS hasil proses teknologi plasma dan

waktu

COD

Awal Tegangan Waktu (mnt)

(mg/lt) (Volt) 5 10 15 20 25

6000 26.5 30.6 .44.8 51.6 61.2

7000 32.6 38.6 51.2 63.3 69.3

1600 8000 40.8 46.9 57.1 69.3 75.5

9000 59.1 65.3 71.4 77.5 87.5

(39)

30

6000 7000 8000 9000 10000

(40)

Dari tabel dan grafik diatas dapat diketahui bahwa, penyisihan TSS terbesar adalah

pada saat tegangan terbesar dengan jangka waktu yang lama, dalam penelitian ini total waktu

terlama adalah 25 menit dan tegangan terbesar adalah 10000 volt. Pada awal proses plasma,

penyisihan TSS masih belum maksimal, hal ini disebabkan oleh belum lamanya waktu

kontak antara limbah dengan ion elektron yang terbentuk dari proses plasma, juga proses

perpindahan bahan organik yang bermuatan positif dan negatif menuju elektroda yang

bermuatan berlawanan dengan muatan bahan organik tersebut masih sedikit. Pada proses ini

terjadi proses koagulasi dengan ion elektron yang dihasilkan plasma sebagai koagulan yang

mendestabilisasikan muatan – muatan pada limbah yang awalnya stabil sehingga menjadi

tidak stabil sehingga sebagian akan membentuk flok dan mengendap sedangkan sebagian lagi

akan terflotasi di permukaan. Dengan demikian kandungan TSS yang terkandung dalam

limbah akan teremoval. Proses plasma ini juga mengakibatkan berkurangnya jumlah air

limbah di dalam reaktor yang semula 1000 mg/lt menjadi 800 mg/lt, hal ini disebabkan

karena adanya perubahan suhu tinggi sehingga air limbah mengalami penguapan (Modul

kursus pengolahan limbah pabrik UPN “VETERAN” JATIM, 2003).

IV.2 Analisa Regresi

Analisa regresi dilakukan untuk mengetahui validitas data dan hasil yang

didapatkan pada saat penelitian, hal ini dilakukan untuk mengetahui seberapa jauh

kemungkinan terjadinya penyimpangan dalam penelitian yang diakibatkan oleh

kesalahan data pada saat penelitian. Adapun sebagai contoh analisa regresi pada

(41)

32

WAKTU 25 MENIT

Gambar 4.10 Tabel model summary

Untuk tabel diatas R menunjukan hubungan antar variabel sebear 0.866 atau

hubungan yang terjadi cukup kuat. Sedangkan R square adalah koefisien determinasi

menunjukan bahwa yang dipengaruhi oleh variabel jumlah oksigen 0,75 atau 75%

dan dipengaruhi oleh variabel lain sebesar 25 %.

Gambar 4.11 Tabel anova

Uji anova ditujukan untuk mengetahui variabel independen secara

keseluruhan terhadap variabel disponden. df menunjukan derajat kebebasan dengan

(42)

Gambar 4.12 Tabel koefisien regresi

Tabel koefisien adalah untuk menguji signifikansi koefisien variabel pada model

linier. B menunjukan koefisien regresi Y = a + bx artinya Y = 11500 – 62.5x

Gambar 4.13 Tabel residual statistik

Tabel residual statistik, merupakan tabel penyimpan harga residual untuk masing –

(43)

34

Gambar .4.14 Grafik dependent variabel

Grafik diatas menunjukan validitas data dan hasil penelitian yang dilakukan

adalah benar. Hal ini dapat dilihat dari posisi titi – titik yang mendekati garis grafik.

Dengan demikian data dan penelitian yang ada sudah valid atau penyimpangannya

(44)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang telah diuraikan dapat

disimpulkan bahwa :

1. Teknologi plasma dapat menyisihkan kandungan COD dan TSS.

2. Berdasarkan penelitian yang dilakukan, ternyata kandungan COD, dan TSS

mengalami penurunan yang efektif, dengan variabel tekanan dan waktu

sebagai peubah. Teknologi plasma mampu menyisihkan kandungan oraganik

(COD dan TSS) pada limbah industri pembekuan udang mencapai 95 – 97

% . Hasil COD akhir adalah 200 mg/lt dari konsentrasi awal 4900 mg/lt

dengan presentase 95.9%. Sedangkan hasil TSS akhir adalah 40 mg/lt dari

jumlah awal 1600 mg/lt dengan presentase 97.5%

3. Aluminium sebagai elektroda sangat mudah teroksidasi sehingga mudah

dalam melepaskan elektron, hal ini membantu dalam efisiensi penyisihan

bahan organik dalam limbah. Peubah yang terbaik dalam penyisihan COD dan

TSS adalah pada tenganan 10.000 volt dengan waktu 25 menit.

V.2 Saran

Adapun saran untuk pengolahan limbah industri pembekuan udang dan proses

(45)

36

1. Perlu adanya metode K3 yang diterapkan dalam proses pengolahan dengan

menggunakan plasma karena berhubungan dengan tegangan yang tinggi.

2. Dicoba penerapan proses plasma secara kontinyu.

3. Buat penelitian lanjutan untuk mengetahui efisiensi plasma dalam

(46)

Bowo Joko, 1994,”Teknik pengolahan air limbah secara biologis”.Jurusan Teknik Lingkungan ITS.

Keenan, Kleifer, and Wood, 1991,”Ilmu kimia untuk Universitas”.Erlangga Jakarta

Kursus Pengolahan Pabrik, “modul terpadu”

Laboratorium Lingkungan, 2008, “Petunjuk praktikum”.Jurusan Teknik Lingkungan UPN “Veteran” Jatim.

LIPI, 2009, “Teknologi plasma dapat atasi pencemaran lingkungan”

Sugiarto Anto, 2003, “Atasi limbah dan polusi dengan plasma”

Sugiarto Anto,2009, “Menangani semua permasalahan pencemaran lingkungan cukup

Diatasi dengan teknologi plasma”.

Sihombing Amsal, 2008, “Teknik baru mengungkap rahasia plasma”

Siregar Sakti, 2005,”Instalasi pengolahan air limbah”.Kanisius Yogyakarta.

Figur

Gambar Alat……..……………………………………………     23

Gambar Alat……..……………………………………………

23 p.5
Gambar 2.4 Alur Pengolahan industri biologi di PT.WINAROS KAWULA BAHARI

Gambar 2.4

Alur Pengolahan industri biologi di PT.WINAROS KAWULA BAHARI p.21
Gambar 3.1 Alat Plasma

Gambar 3.1

Alat Plasma p.31
Gambar 3.2 Bagan kerangka penelitian

Gambar 3.2

Bagan kerangka penelitian p.32
Gambar  4.1 Tabel hubungan  perubahan tegangan  dan waktu terhadap penyisihan COD

Gambar 4.1

Tabel hubungan perubahan tegangan dan waktu terhadap penyisihan COD p.35
Gambar  4.2 Tabel prosentase hubungan  penyisihan COD hasil proses teknologi plasma dan

Gambar 4.2

Tabel prosentase hubungan penyisihan COD hasil proses teknologi plasma dan p.35
Tabel dan grafik diatas menunjukan bahwa semakin lama waktu dan semakin besar

Tabel dan

grafik diatas menunjukan bahwa semakin lama waktu dan semakin besar p.37
Gambar  4.6 Tabel hubungan  perubahan tegangan  dan waktu terhadap penyisihan TSS

Gambar 4.6

Tabel hubungan perubahan tegangan dan waktu terhadap penyisihan TSS p.38
Gambar  4.7 Tabel prosentase hubungan  penyisihan TSS  hasil proses teknologi plasma dan

Gambar 4.7

Tabel prosentase hubungan penyisihan TSS hasil proses teknologi plasma dan p.38
Gambar 4.10 Tabel model summary

Gambar 4.10

Tabel model summary p.41
Gambar 4.11 Tabel anova

Gambar 4.11

Tabel anova p.41
Gambar 4.12 Tabel koefisien regresi

Gambar 4.12

Tabel koefisien regresi p.42
Grafik diatas menunjukan validitas data dan hasil penelitian yang dilakukan

Grafik diatas

menunjukan validitas data dan hasil penelitian yang dilakukan p.43

Referensi

Memperbarui...