UJI KINERJA PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI PARTIKEL BOARD SECARA AEROBIK

(1)

PROSIDING

SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2004 ISSN : 1411 - 4216

UJI KINERJA PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI PARTIKEL BOARD SECARA AEROBIK

Henny Ambar, Sumarno, Danny Sutrisnanto

Jurusan Magister Ilmu Lingkungan UNDIP

Jl Imam Bardjo, SH No. 5 Semarang-50241 Tilp. / Fax 024-8453635. E-mail : [email protected]

ABSTRAK

Air limbah industri partikel board memiliki kandungan organik yang cukup tinggi. Sehingga jika air limbah langsung dibuang ke badan air akan menurunkan kadar oksigen terlarut dalam air.

Bila hal ini dibiarkan akan menimbulkan kondisi septik dan bau busuk yang akan mengganggu masyarakat dari segi estetika dan kesehatan. Pengolahan limbah menjadi semakin penting tidak hanya untuk mencegah pencemaran tetapi juga untuk memenuhi standart baku mutu yang semakin lama semakin meningkat. Untuk limbah dengan bahan organik yang cukup tinggi dan bersifat biodegradable pengolahan yang paling ekonomis dengan cara biologis Penelitian dalam skala laboratorium dilakukan untuk mengetahui variasi lamanya waktu tinggal dan ratio nutrien (COD:P) mempengaruhi tingkat efisiensi reactor (%) untuk menurunkan COD pada uji kinerja pengolahan limbah cair industri partikel board secara aerobik. Dua reaktor anaerobik- aerobik dipasang seri serta dioperasikan secara kontinyui dengan variasi waktu tinggal empat hari, tiga hari dan dua hari.dan ratio nutrien COD:P =300:1, 200:1 dan 100:1. Limbah cair industri partikel board dengan COD 1500 mg/lt digunakan sebagai influen reaktor anaerobik, selanjutnya efluen anaerobik sekaligus sebagai influen reaktor aerobik.. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rerata tingkat efisiensi reaktor dipengaruhi oleh lamanya waktu tinggal dan ratio nutrien COD:P yaitu waktu tinggal 2 hari 45,16% - 57,58%, waktu tinggal 3 hari 51,61% - 60,87% dan waktu tinggal 4 hari 54,84% - 65,22% serta ratio nutrien COD:P =300:1, 56,52% - 63,64% ; COD:P = 200:1, 59,09% - 65,22%: dan COD:P = 100:1, 66,67% - 74,19%.

Kata kunci : efisiensi penurunan COD; limbah cair organik; nutrien; reaktor aerobik; waktu tinggal.

Pendahuluan

PT Rimba Partikel Indonesia di Kabupaten Kendal salah satu penghasil industri partikel board yang menghasilkan limbah cair berupa serbuk kayu serta campuran bahan perekat urea formaldehyde. Sehingga jika limbah cair langsung dibuang kebadan air akan menurunkan kadar oksigen terlarut dalam air. Bila hal ini dibiarkan akan menimbulkan kondisi septik dan bau busuk yang akan mengganggu masyarakat dari segi estetika dan kesehatan.

Berdasarkan karakteristik limbah cair industri partikel board bersifat biodegradable.

Pengolahan limbah cair yang bersifat biodegradable paling ekonomis dengan cara biologis. PT Rimba Partikel Indonesia mengolah limbah cair dengan proses anaerobik-aerobik yang dioperasikan secara seri. Data perusahaan menunjukkan bahwa IPAL belum beroperasi secara optimal, ditunjukkan dengan konsentrasi COD efluen sering melebihi baku mutu yang telah ditetapkan (225 mg/l). Sebagai upaya agar kinerja proses pengolahan limbah cair partikel board secara aerobik dapat berjalan efektif perlu diketahui waktu tinggal dan ratio nutrien COD:P yang optimal sehingga didapat konsentrasi efluen COD dibawah baku mutu yang telah ditetapkan.

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK H-5-1

UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

(2)

Bahan dan Metode Penelitian

Bahan, sampel limbah cair yang akan diolah dari limbah cair keluaran unit penelitian anaerobik.

Penelitian ini merupakan lanjutan penelitian satu seri reaktor anaerobik-aerobik , dioperasikan secara kontinyu dan merupakan miniatur reaktor PT RPI dengan skala 1:400 dengan volume sludge 35%

dari volume reaktor. Pola penelitian digunakan dengan cara melakukan variasi waktu tinggal 2 , 3 dan 4 hari dan variasi ratio nutrien COD:P = 300:1, 200:1 dan 100:1. Pengambilan sampel dilakukan setiap hari pada pipa efluen reaktor anaerobik (juga merupakan influen reaktor aerobik) dan pipa efluen reaktor aerobik setelah keadaan dianggap tunak, untuk ditentukan COD nya. Penentuan COD dilakukan berdasarkan prosedur analisa sesuai Standart Method for Examination of Water and Wastewater. Prinsip analisa : oksidasi zat organik yang ada dalam air dengan K

2

Cr

2

O

7

.

Analisis data, untuk mengetahui pengaruh waktu tinggal dan ratio nutrien COD:P terhadap efisiensi penurunan COD limbah cair digunakan metode Anova satu jalur.

Hasil dan Pembahasan

Hasil penelitian kinerja reaktor aerobik dengan variasi waktu tinggal 2 hari, 3 hari dan 4 hari menunjukkan fluktuasi influen – efluen COD dapat dilihat pada gambar 1, 2 dan 3. Dari gambar terlihat bahwa secara umum fluktuasi konsentrasi COD mengakibatkan kecenderungan efluen yang lebih datar.dibandingkan fluktuasi influennya.Hal ini membuktikan bahwa mikroorganisme dalam reaktor aerobik memiliki tingkat kestabilan dalam menghadapi konsentrasi yang bervariasi. Pada gambar 1 dan 2 efluen .mencapai keadaan tunak pada pengamatan hari ke 5, sedangkan pada gambar 3 efluen mencapai keadaan tunak pada pengamatan hari ke 4.

Konsentrasi COD pada waktu tinggal 2 hari

0 200 400 600 800 1000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 waktu pengamatan setelah kondisi dianggap

tunak (hari)

COD (mg/l

influen efluen

0 200 400 600 800 1000

tunak (hari)

COD (mg/l

influen efluen

Gambar 1. Konsentrasi COD pada Gambar 2. Konsentrasi COD pada waktu tinggal 2 hari waktu tinggal 3 hari

Gambar 4 menunjukkan .pola penurunan konsentrasi COD efluen terhadap waktu pengambilan sampel dipengaruhi oleh waktu tinggal .Waktu tinggal 4 hari mampu menurunkan konsentrasi COD lebih baik dibandingkan dengan waktu tinggal 3 hari dan 2 hari. Makin lama waktu tinggal akan memberikan waktu kontak antara bahan organik yang terdapat dalam limbah cair dengan mikroorganisme yang terdapat dalam sludge juga semakin lama sehingga degradasi senyawa organik (penurunan COD) menjadi paling besar. .

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK H-5-2

UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

(3)

0 200 400 600 800

tunak (hari)

COD (mg/l

influen efluen

Pengaruh waktu tinggal Terhadap Penurunan COD Efluen Aerobik

0 100 200 300 400 500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Waktu Pengamatan(hari)

COD (mg/l)

2 hari 3 hari 4 hari

Gambar 3. Konsentrasi COD pada Gambar 4. Pengaruh waktu timggal terhadap waktu tinggal 4 hari penurunan COD efluen

Gambar 5 menunjukkan hubungan persen penurunan COD terhadap ketiga waktu tinggal,

dengan bertambahnya waktu tinggal meningkatkan persen penurunan COD. Hal ini disebabkan mekanisme kerja mikroorganisme aerobik dalam menurunkan kandungan organik akan menjadi lebih sempurna dengan semakin lamanya waktu tinggal Dari data analiasa efisiensi untuk masing- masing waktu tinggal terlihat dari gambar 5, dimana waktu tinggal 4 hari memberikan efisiensi penurunan COD paling tinggi dan sudah menujukkan angka dibawah baku mutu yang telah ditetapkan.

Efisiensi penurunan COD proses aerobik dengan variasi waktu tinggal

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Waktu Pengamatan (hari) Efisiensi Penurunan COD (%)

2 hari 3 hari 4 hari

Konsentrasi COD pada rasio COD:P=300:1

0 200 400 600 800

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 waktu pengamatan setelah kondisi

dianggap tunak (hari)

COD (mg/l

influen efluen

Gambar 5. Efisiensi penurunan COD dengan Gambar 6. Konsentrasi COD pada rasio variasi waktu tinggal COD:P=300:1

Karena waktu tinggal 4 hari memberikan efisiensi penurunan COD paling tinggi maka digunakan untuk mengatur flow rate pada variasi ratio nutrien COD:P .Fluktuasi influen – efluen COD dengan variasi ratio nutrien COD:P = 300:1, 200:1 dan 100:1 dapat dilihat pada gambar 6, 7 dan 8. Dari gambar terlihat bahwa secara umum fluktuasi konsentrasi COD efluen cenderung lebih datar dibandingkan dengan fluktuasi efluennya. Hal ini membuktikan bahwa mikroorganisme dalam rekator aerobik memiliki tingkat kestabilan dalam menghadapi konsentrasi yang bervariasi.

Sedangkan gambar 9 menunjukkan hubungan persen penurunan COD terhadap ketiga ratio nutrien COD:P. Prosentase penurunan COD paling besar pada variasi ratio nutrien COD:P = 100:1 ini dikarenakan kebutuhan hara terbatas (P) bagi mikroorganisme telah terpenuhi sehingga dapat dimanfaatkan secara maksimal oleh mikroorganisme tersebut.

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK H-5-3

UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

(4)

Konsentrasi COD pada rasio COD=200:1

0 200 400 600 800

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 waktu pengamatan setelah kondisi

dianggap tunak (hari)

COD (mg/l

influen efluen

Konsentrasi COD pada rasio COD=100:1

0 200 400 600 800

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 waktu pengamatan setelah kondisi

dianggap tunak (hari)

COD (mg/l

influen efluen

Gambar 7. Konsentrasi COD pada rasio Gambar 8. Konsentrasi COD pada rasio COD:P=200:1 COD:P=100:1

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

WaktuPengamatan setelah kondisi dianggap tunak (hari)

Efisiensi Penurunan COD (%)

kontrol COD:P=300:1 COD:P=200:1 COD:P=100:1

Gambar 9. Pengaruh rasio nutrien COD:P terhadap efisiensi Penurunan COD

Kesimpulan dan Saran

Berdasarkan penelitian dan analisa dapat diambil kesimpulan :

1. Waktu tinggal mempengaruhi tingkat efisiensi reaktor (%) untuk menurunkan konsentrasi COD.

semakin lama waktu tinggal prosentase penurunan COD semakin besar .Prosentase terbesar terjadi pada waktu tinggal 4 hari tingkat efisiensi minimum 54,84% dan tingkat efisiensi maksimum 65,22% pada tingkat kepercayaan 95%, rerata tingkat efisiensi reaktor pada rentang 58,0674% sampai 62,9166%.Selanjutnya untuk waktu tinggal 2 hari efisiensi minimum 45,16

% dan maksimum 57,58% pada tingkat kepercayaan 95% , rerata tingkat efisiensi reactor ada

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK H-5-4

UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

(5)

pada rentang 48,8700 sampai 55,2160%. Untuk waktu tinggal 3 haritingkat efisiensi minimum 51,61% dan maksimum 60,87% pada tingkat kepercayaan 95% rerata tingkat efisiensi reaktor ada pada rentang 53,6950% sampai 58,4990%.

2. Ratio nutrien COD:P mempengaruhi tingkat efisiensi reaktor (%) untuk menurunkan konsentrasi COD. Prosentase terbesar terjadi pada ratio nutrien COD:P = 100:1 tingkat efisiensi minimum 66,67% dan tingkat efisiensi maksimum 74,19% pada tingkat kepercayaan 95%, rerata tingkat efisiensi reaktor pada rentang 69,6525% sampai 72,8575%. Untuk ratio nutrien COD:P = 200:1 tingkat efisiensi minimum59,09% dan maksimum 65,22% pada tingkat kepercayaan 95%, rerata tingkat efisiensi reaktor pada rentang 61,4161% sampai 64,6159%. Selanjutnya untuk ratio nutrien COD:P = 300:1 tingkat efisiensi minimum 56,52% dan maksimum 63,64% pada tingkat kepercayaan 95%, rerata tingkat efisiensi reaktor pada rentang 59,3372% sampai 62,4648%.

Adapun saran yang dapat diberikan dari hasil penelitian ini adalah:

.Untuk mengetahui hasil secara sempurna dari pengaruh waktu tinggal dan ratio nutrien terhadap penurunan COD harus diperhatian faktor-faktor yang sangat berpengaruh terhadap pengolahan limbah cair organik tersebut. Fluktuasi influen diusahakan tidak terlalu tinggi sebab akan berpengaruh terhadap kondisi tunak reaktor.

Daftar Pustaka

Alaert.G, Sumestri,S, 1987, “Metode penelitian Air”, Penerit Usaha Nasional , Surabaya.

APHA, AWWA, Water Environment Federation, l995, “Standart Methods for Examination of Water and Wastewater, 19 Ed”, American Public Health Assoc, Washington, D.C.

^th

Droste R.L.,l997, “Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment”, John Wiley & Sons, Inc., Canada.

Eckenfelder, W.W, 2000, “Industrial Water Pollution Control, International Edition”, MacGraw- Hill Book Co, Singapore.

Eri Wibowo, 2001, “Statistika Penelitian”, Alfabeta, Bandung.

Manahan, S.E., l993, “Environmental Chemistry, Sixth Edition”, CRC Press, Florida.

Metcalf and Eddy, l993, “Wastewater Engineering, Treatment, Disposal, and Reuse”, Mc Graw Hill, New York.

N.N., S.O.P. Pengolahan Limbah Cair P.T. Rimba Partikel Indonesia.

Reynold T.D., l982, “Unit Operationand Processes in Environmental Engineering”, Wadsworth, Inc, Belmont, California.

Said Nusa, l999, “Kesehatan Masyarakat dan Teknologi Peningkatan Kualitas Air”, Direktorat Teknologi Lingkungan, BPPT, Jakarta.

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK H-5-5

UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG