BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

(1)

commit to user

Bab 2 Tinjauan Pustaka dan Landasan Teori

Universitas Sebelas Maret 6

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka 2.1.1 Definisi Air Limbah

Limbah domestik adalah seluruh limbah rumah tangga yang dibuang ke dalam saluran pembuangan, termasuk limbah sejumlah industri kecil yang sulit diidentifikasi dan dihitung secara terpisah. (Surna T Djajaningrat & Harry Harsono Amir, 1993)

Limbah cair adalah gabungan atau campuran dari air dan bahan pencemar yang terbawa oleh air, baik dalam keadaan terlarut maupun tersuspensi yang terbuang dari sumber domestik (pekantoran, perumahan, dan perdagangan), sumber industri, dan pada saat tertentu bercampur dengan air tanah, air permukaan atau air hujan.(Soeparman dan Suparmin, 2002)

Air limbah adalah kotoran dari masyarakat dan rumah tangga dan juga yang berasal dari industri, air tanah, air permukaan serta buangan lainnya, dengan demikian air buangan ini merupakan hal yang bersifat kotoran umum. Air buangan adalah semua cairan yang dibuang, yang mengandung kotoran manusia, hewan, bekas tumbuh-tumbuhan, maupun yang mengandung sisa-sisa proses produksi.

Adapun air limbah dapat dibagi menjadi 4 golongan:

a. Air Kotor / Air Buangan Domestik

Air buangan yang berasal dari closet, peturasan dan air buangan yang mengandung kotoran manusia.

b. Air Bekas

Air buangan yang berasal dari kamr mandi, dapur dan bak cuci tangan.

c. Air Hujan

Air buangan dari atap rumah atau halaman yang berasal dari hujan.

(2)

commit to user

d. Air Buangan Khusus / Air Buangan Non-Domestik

1) Air buangan yang mengandung gas, racun atau bahan-bahan berbahaya.

2) Air buangan yang bersifat radio aktif atau mengandung bahan radio aktif yang dibuang ke badan air penerima.

3) Air buangan yang mengandung banyak lemak, biasanya berasal dari restoran.(Sugiharto, 1987)

Air limbah berasal dari dua jenis sumber, yaitu

a. Air buangan yang bersumber dari rumah tangga (domestic wastes water) yaitu air limbah yang berasal dari pemukiman penduduk. Pada umumnya air limbah ini terdiri dari ekskreta (tinja dan air seni), air bekas cucian dapur dan kamar mandi. Pada umumnya limbah rumah tangga terdiri dari bahan-bahan organik.

b. Air buangan industri (industrial wastes water) yang berasal dari berbagai jenis industri akibat proses produksi. Zat-zat yang terkandung didalamnya sangat bervariasi sesuai dengan bahan baku yang dipakai oleh masing-masing industri antara lain: nitrogen, sulfida, amoniak, lemak, garam-garam, zat pewarna, mineral, logam berat, zat pelarut, dan sebagainya. Oleh sebab itu pengolahan jenis air limbah ini menjadi lebih rumit karena harus mempertimbangkan dampaknya pada lingkungan.

(Suprianto Wibowo, 2012. “Sumber air limbah”. http://www.sobatbumi.com.

Diakses tanggal 26 Mei 2013)

2.1.2 Parameter Air Limbah

Parameter air limbah dapat dibagi menjadi 3, yaitu:

a. Parameter Fisika, terdiri atas:

1) Total Solid (TS)

Merupakan padatan di dalam air yang terdiri dari bahan organik maupun anorganik yang larut, mengendap, atau tersuspensi dalam air.

2) Total Suspended Solid (TSS)

Merupakan jumlah berat dalam mg/lkering lumpur yang ada di dalam air limbah setelah mengalami penyaringan dengan membran berukuran 0,45

(3)

commit to user

mikron (Sugiharto, 1987). Total Suspended Solid atau padatan tersuspensi adalah padatan yang menyebabkan kekeruhan air, tidak terlarut dan tidak dapat langsung mengendap, terdiri dari partikel-partikel yang ukuran maupun beratnya lebih kecil dari sedimen.

3) Warna

Pada dasarnya air bersih tidak berwarna, tetapi seiring dengan waktu dan meningkatnya kondisi anaerob, warna limbah berubah dari yang abu–abu menjadi kehitaman.Warna dalam air disebabkan adanya ion-ion logam besi dan mangan (secara alami), humus, plankton, tanaman air dan buangan industri.Terutama pada kasus ini, warna yang terjadi merupakan akibat dari zat warna sintetis pada kain batik. Pada proses pencucian zat warna tersebut ada yang terbawa oleh air, yang kemudian mengalir ke sungai atau lingkungan sekitar dan mencemarinya.

4) Kekeruhan

Kekeruhan disebabkan oleh zat padat tersuspensi, baik yang bersifat organik maupun anorganik yang mengapung dan terurai dalam air. Kekeruhan menunjukan sifat optis air, yang mengakibatkan pembiasan cahaya kedalam air. Kekeruhan membatasi masuknya cahaya dalam air .

5) Temperatur

Merupakan parameter yang sangat penting dikarenakan efeknya terhadap reaksi kimia, laju reaksi, kehidupan organisme air dan penggunaan air untuk berbagai aktivitas sehari – hari. Naiknya suhu atau temperatur air akan menimbulkan akibat berikut :

a.) Menurunnya jumlah oksigen terlarut dalam air.

b.) Meningkatkan kecepatan reaksi kimia.

c.) Mengganggu kehidupan organisme air.

6) Bau

Disebabkan oleh udara yang dihasilkan pada proses dekomposisi materi atau penambahan substansi pada limbah. Sifat bau limbah disebabkan karena zat- zat organik yang telah berurai dalam limbah dan mengeluarkan gas-gas seperti sulfide atau amoniak yang menimbulkan penciuman tidak enak. Hal ini disebabkan adanya pencampuran dari nitrogen, sulfur dan fosfor yang

(4)

commit to user

berasal dari pembusukan protein yang dikandung limbah. Pengendalian bau sangat penting karena terkait dengan masalah estetika.

7) Minyak dan Lemak

Minyak dan lemak yang mencemari air sering dimasukan ke dalam kelompok padatan, yaitu padatan yang mengapung di atas permukaan air. Minyak dan lemak merupakan bahan organis bersifat tetap dan sukar diuraikan oleh bakteri. Karena berat jenisnya lebih kecil dari pada air maka minyak tersebut membentuk lapisan tipis di permukaan air dan menutup permukaan yang mengakibatkan terbatasnya oksigen masuk ke dalam air.

b. Parameter Kimia, terdiri atas:

1) Biological Oxygen Demand (BOD)

Menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh organisme hidup untuk menguraikan atau mengoksidasi bahan–bahan buangan di dalam air.

Jadi nilai BOD tidak menunjukan jumlah bahan organik yang sebenarnya, tetapi hanya mengukur secara relativ jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan-bahan buangan tersebut. Jika konsumsi oksigen tinggi, yang ditunjukan dengan semakin kecilnya sisa oksigen terlarut didalam air, maka berarti kandungan bahan buangan yang membutuhkan oksigen adalah tinggi. BOD dapat diterima bilamana jumlah oksigen yang akan dihabiskan dalam waktu lima hari oleh organisme pengurai aerobik dalam suatu volume limbah pada suhu 20⁰C. Hasilnya dinyatakan dengan ppm.

2) Chemical Oxygen Demand (COD)

COD Merupakan jumlah kebutuhan oksigen dalam air untuk proses reaksi secara kimia guna menguraikan unsur pencemar yang ada. COD dinyatakan dalam ppm (part per milion) atau ml O2/ liter (Alaerts dan Santika, 1984).

Pengukuran kekuatan limbah dengan COD adalah bentuk lain pengukuran kebutuhan oksigen dalam air limbah. Pengukuran ini menekankan kebutuhan oksigen akan kimia dimana senyawa-senyawa yang diukur adalah bahan- bahan yang tidak dapat dipecah secara biokimia.

(5)

commit to user

3) Dissolved Oxygen (DO)

DO adalah kadar oksigen terlarut yang dibutuhkan untuk respirasi aerob mikroorganisme. DO di dalam air sangat tergantung pada temperatur dan salinitas. Keadaan DO berlawanan dengan keadaan BOD. Semakin tinggi BOD semakin rendah DO. Keadaan DO dalam air dapat menunjukan tanda- tanda kehidupan organisme dalam perairan. Angka DO yang tinggi menunjukan keadaan air yang semakin baik.

4) Derajat keasaman (pH)

Keasaman air diukur dengan pH meter.Keasaman ditetapkan berdasarkan tinggi-rendahnya konsentrasi ion hidrogen dalam air. pH dapat mempengaruhi kehidupan biologi dalam air. Bila terlalu rendah atau terlalu tinggi dapat mematikan kehidupan mikroorganisme. pH normal untuk kehidupan air adalah 6 – 8.

5) Logam Berat

Air sering tercemar oleh berbagai komponan anorganik, diantaranya berbagai jenis logam berat yang berbahaya. Logam berat bila konsentrasinya berlebih dapat bersifat toksik sehingga diperlukan pengukuran dan pengolahan limbah yang mengandung logam berat.

Logam berat yang berbahaya dan sering mencemari lingkungan, yang terutama adalah merkuri (Hg), timbal (Pb), arsenik (As), kadmium (Cd), tembaga (Cu), kromium (Cr), dan nikel (Ni). Logam- logam tersebut diketahui dapat mengumpul di dalam tubuh suatu organisme dan tetap tinggal dalam tubuh dalam jangka waktu yang lama sebagai racun yang terakumulasi.

c. Parameter Biologi

Parameter biologi digunakan untuk mengukur kualitas air terutama air yang dikonsumsi sebagai air minum dan air bersih. Parameter yang biasa digunakan adalah banyaknya mikroorganisme yang terkandung dalam air limbah

(Annas, 2011. “Karakteristik limbah cair”.http://nas- annas.blogspot.com/2011/01/karakteristik-limbah-cair.html. Diakses tanggal 22 Mei 2013)

(6)

commit to user

2.1.3 Komposisi Air Limbah

Sesuai dengan sumber asalnya, maka air limbah mempunyai komposisi yang sangat bervariasi dari setiap tempat dan setiap saat. Akan tetapi, secara garis besar zat-zat yang terdapat di dalam air limbah dapat dikelompokkan seperti pada Gambar 2.1 berikut ini

Di dalam air limbah tersebut akan ditemui 3 komponen utamanya, yaitu bahan padat, bahan cair, dan bahan gas. Ketiga bahan tersebut berada dalam air limbah dalam bentuk:

a. Bahan yang mengapung disebut dengan floating material b. Bahan yang larut atau dissolved solids

c. Bahan kolodial atau colloids d. Bahan mengendap atau sediment

e. Bahan yang melayang atau dispersed solids atau suspended solids

(Istikomaha,2010.“Air Limbah”.http://digilib.unimus.ac.id/files/disk1/104/-gdl- istikomaha-5169-3-bab2.pdf)

Air Limbah

Air (99,9 %)

Organik

Lemak (10%) Protein (65%)

Karbohidrat (25%)

Bahan Padat (0,1 %)

Anorganik

Butiran Garam

Metal

Gambar 2.1 Skema Pengelompokan Bahan yang Terkandung di Dalam Air Limbah

(7)

commit to user

2.1.4 Dampak Air Limbah

Berikut adalah beberapa dampak / gangguan yang disebabkan oleh air limbah, antara lain:

a. Gangguan Terhadap Kesehatan

Air limbah sangat berbahaya terhadap kesehatan manusia mengingat bahwa banyak penyakit yang dapat ditularkan melalui air limbah. Air limbah ini bisa menjadi media pembawa penyakit, misalnya penyakit kolera, radang usus, serta hepatitis infektiosa. Selain itu di dalam air limbah itu sendiri banyak terdapat bakteri patogen penyebab penyakit, seperti virus, Vibrio colera, Salmonella spp, dan lain-lain.

b. Gangguan Terhadap Kehidupan Akuatik

Karena banyaknya zat pencemar yang ada di dalam air limbah maka akan menyebabkan menurunnya kadar oksigen yang terlarut dalam air limbah yang akan menyebabkan kehidupan di dalam air yang membutuhkan oksigen akan terganggu, bahkan juga dapat menyebabkan matinya makluk hidup yang ada di dalamnya.

c. Gangguan Terhadap Estetika

Dengan semakin banyaknya zat organik yang dibuang ke badan air maka akan mengakibatkan air limbah yang terdiri dari bahan-bahan organik dalam jumlah yang besar. Sebagai contohnya adalah ampas dari industri-industri yang akan bisa sangat mengganggu. Ampas tersebut dalam waktu yang lama akan menumpuk dan menimbulkan bau yang tidak enak yang akan menggangu lingkungan sekitarnya.

d. Gangguan Terhadap Kerusakan Benda

Jika air limbah tersebut mengandung gas karbondioksida yang agresif, maka akan menyebabkan terjadinya karat pada benda yang terbuat dari besi serta bangunan air kotor lainnya. Karena semakin cepat rusaknya benda tersebut maka biaya pemeliharaanya juga semakin besar yang akan menimbulkan kerugian material.

(Istikomaha, 2010.“Air Limbah”.http://digilib.unimus.ac.id/files/disk1/104/jtpt unimus-gdl-istikomaha-5169-3-bab2.pdf)

(8)

commit to user

2.1.5 Pengolahan Air Limbah

Prinsip pengolahan air limbah adalah menghilangkan atau mengurangi kontaminan yang terdapat dalam air limbah, sehingga hasil olahan tidak menggangu lingkungan. Tujuan utama pengolahan air limbah adalah untuk mengurangi BOD, partikel campur, membunuh bakteri patogen, serta mengurangi komponen beracun agar konsentrasi yang ada menjadi rendah. Tujuan pengolahan air limbah tergantung dari tipe air limbah yang dihasilkan. Untuk limbah domestik, tujuan utamanya adalah untuk mereduksi kandungan senyawa berbahaya yang terkandung dalam air limbah.

Badan perairan yang kualitasnya telah menurun perlu diupayakan peningkatan kualitas airnya, agar kondisi badan perairan tersebut dapat dimanfaatkan sebagaimana mestinya. Salah satu cara untuk meningkatkan kualitas air yang tercemar adalah dengan teknik pengolahan limbah elekrokimia. Prinsip dasar dari teknik ini adalah mengikat zat-zat berbahaya yang ada di dalam air limbah tersebut, dari proses tersebut menghasilkan suatu lumpur/padatan yang mengapung atau bisa juga disebut dengan flog. Pengolahan limbah dengan metode yang lain juga menghasilkan suatu lumpur, yang kemudian lumpur tersebut akan diolah kembali agar tidak menjadi pencemar bagi lingkungan.

(9)

commit to user

2.2 Landasan Teori

2.2.1 Limbah B3 (Bahan Berbahaya Beracun)

Adalah sisa suatu usaha dan atau kegiatan yang mengandung bahan berbahaya dan atau beracun yang karena sifat dan atau konsentrasinya dan atau jumlahnya, baik secara langsung maupun tidak langsung, dapat mencemarkan dan atau merusakan lingkungan hidup dan atau membahayakan lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan hidup manusia serta mahluk hidup lain. Contoh limbah B3 antara lain adalah bahan baku yang berbahaya dan beracun yang tidak digunakan lagi karena rusak, sisa kemasan, tumpahan, sisa proses, dan oli bekas kapal yang memerlukan penanganan dan pengolahan khusus. Bahan-bahan ini termasuk limbah B3 bila memiliki salah satu atau lebih karakteristik berikut: mudah meledak, mudah terbakar, bersifat reaktif, beracun, menyebabkan infeksi, bersifat korosif, dan lain-lain, yang bila diuji dengan toksikologi dapat diketahui termasuk limbah B3. Macam limbah B3 dapat dibagi menjadi berikut:

a. Limbah mudah meledak

adalah limbah yang melalui reaksi kimia dapat menghasilkan gas dengan suhu dan tekanan tinggi yang dengan cepat dapat merusak lingkungan.

b. Limbah mudah terbakar

adalah limbah yang bila berdekatan dengan api, percikan api, gesekan atau sumber nyala lain akan mudah menyala atau terbakar dan bila telah menyala akan terus terbakar hebat dalam waktu lama.

c. Limbah reaktif

adalah limbah yang menyebabkan kebakaran karena melepaskan atau menerima oksigen atau limbah organik peroksida yang tidak stabil dalam suhu tinggi.

d. Limbah beracun

adalah limbah yang mengandung racun yang berbahaya bagi manusia dan lingkungan. Limbah B3 dapat menimbulkan kematian atau sakit bila masuk ke dalam tubuh melalui pernapasan, kulit atau mulut.

(10)

commit to user

e. Limbah penyebab infeksi

adalah limbah laboratorium yang terinfeksi penyakit atau limbah yang mengandung kuman penyakit, seperti bagian tubuh manusia yang diamputasi dan cairan tubuh manusia yang terkena infeksi.

f. Limbah yang bersifat korosif

adalah limbah yang menyebabkan iritasi pada kulit atau mengkorosikan baja, yaitu memiliki pH sama atau kurang dari 2,0 untuk limbah yang bersifat asam dan lebih besar dari 12,5 untuk yang bersifat basa.

(Wikipedia, 2011. “Limbah”.http://id.wikipedia.org/wiki/Limbah)

Dari berbagai macam limbah di atas, ada unsur logam berat dan zat kimia yang termasuk dalam limbah B3 yang juga sangat berbahaya bagi lingkungan. Logam berat tersebut antara lain logam berat seperti Al, As, Cr, Cd, Cu, Fe, Pb, Mn, Hg, dan Zn serta zat kimia seperti pestisida, sianida, sulfida, fenol dan sebagainya. Cd dihasilkan dari lumpur dan limbah industri kimia tertentu sedangkan Hg dihasilkan dari industri klor-alkali, industri cat, kegiatan pertambangan, industri kertas, serta pembakaran bahan bakar fosil. Pb dihasilkan dari peleburan timah hitam dan accu. Logam-logam berat pada umumnya bersifat racun sekalipun dalam konsentrasi rendah.

(Retina, 2012.“Limbah B3 (Bahan Berbahaya dan

Beracun)”.http://lessoninfo.blogspot.com/2012/03/limbah-b3-bahan-beracun- dan-berbahaya.html. Diakses tanggal 25 Mei 2013)

2.2.2 Penanganan Limbah B3 (Bahan Berbahaya Beracun)

Limbah B3 harus ditangani dengan perlakuan khusus mengingat bahaya dan resiko yang mungkin ditimbulkan apabila limbah ini menyebar ke lingkungan.

Hal tersebut termasuk proses pengemasan, penyimpanan, dan pengangkutannya.

Pengemasan limbah B3 dilakukan sesuai dengan karakteristik limbah yang bersangkutan. Namun secara umum dapat dikatakan bahwa kemasan limbah B3 harus memiliki kondisi yang baik, bebas dari karat dan kebocoran, serta harus dibuat dari bahan yang tidak bereaksi dengan limbah yang disimpan di dalamnya.Untuk limbah yang mudah meledak, kemasan harus dibuat rangkap di mana kemasan bagian dalam harus dapat menahan agar zat tidak bergerak dan mampu menahan kenaikan tekanan dari dalam atau dari luar kemasan.Limbah

(11)

commit to user

yang bersifat self-reactive dan peroksida organik juga memiliki persyaratan khusus dalam pengemasannya. Pembantalan kemasan limbah jenis tersebut harus dibuat dari bahan yang tidak mudah terbakar dan tidak mengalami penguraian (dekomposisi) saat berhubungan dengan limbah. Jumlah yang dikemas pun terbatas sebesar maksimum 50 kg per kemasan sedangkan limbah yang memiliki aktivitas rendah biasanya dapat dikemas hingga 400 kg per kemasan

Limbah B3 yang diproduksi dari sebuah unit produksi dalam sebuah pabrik harus disimpan dengan perlakuan khusus sebelum akhirnya diolah di unit pengolahan limbah. Penyimpanan harus dilakukan dengan sistem blok dan tiap blok terdiri atas 2×2 kemasan. Limbah-limbah harus diletakkan dan harus dihindari adanya kontak antara limbah yang tidak kompatibel.

Bangunan penyimpan limbah harus dibuat dengan lantai kedap air, tidak bergelombang, dan melandai ke arah bak penampung dengan kemiringan maksimal 1%. Bangunan juga harus memiliki ventilasi yang baik, terlindung dari masuknya air hujan, dibuat tanpa plafon, dan dilengkapi dengan sistem penangkal petir. Limbah yang bersifat reaktif atau korosif memerlukan bangunan penyimpan yang memiliki konstruksi dinding yang mudah dilepas untuk memudahkan keadaan darurat dan dibuat dari bahan konstruksi yang tahan api dan korosi.

Mengenai pengangkutan limbah B3, Pemerintah Indonesia belum memiliki peraturan pengangkutan limbah B3 hingga tahun 2002. Namun, kita dapat merujuk peraturan pengangkutan yang diterapkan di Amerika Serikat. Peraturan tersebut terkait dengan hal pemberian label, analisa karakter limbah, pengemasan khusus, dan sebagainya. Persyaratan yang harus dipenuhi kemasan di antaranya ialah apabila terjadi kecelakaan dalam kondisi pengangkutan yang normal, tidak terjadi kebocoran limbah ke lingkungan dalam jumlah yang berarti. Selain itu, kemasan harus memiliki kualitas yang cukup agar efektivitas kemasan tidak berkurang selama pengangkutan. Limbah gas yang mudah terbagak harus dilengkapi dengan head shields pada kemasannya sebagai pelindung dan tambahan pelindung panas untuk mencegah kenaikan suhu yang cepat. Di Amerika juga diperlakukan rute pengangkutan khusus selain juga adanya

(12)

commit to user

kewajiban kelengkapan Material Safety Data Sheets (MSDS) yang ada di setiap truk dan di dinas pemadam kebakaran.

a. Landfill

Untuk penimbunan limbah B3 diklasifikasikan menjadi tiga jenis yaitu: (1) secured landfill double liner, (2) secured landfill single liner, dan (3) landfill clay liner dan masing-masing memiliki ketentuan khusus sesuai dengan limbah B3 yang ditimbun.

Dimulai dari bawah, bagian dasar secured landfill terdiri atas tanah setempat, lapisan dasar, sistem deteksi kebocoran, lapisan tanah penghalang, sistem pengumpulan dan pemindahan lindi (leachate), dan lapisan pelindung. Untuk kasus tertentu, di atas dan/atau di bawah sistem pengumpulan dan pemindahan lindi harus dilapisi geomembran.Sedangkan bagian penutup terdiri dari tanah penutup, tanah tudung penghalang, tudung geomembran, pelapis tudung drainase, dan pelapis tanah untuk tumbuhan dan vegetasi penutup.Secured landfill harus dilapisi sistem pemantauan kualitas air tanah dan air pemukiman di sekitar lokasi agar mengetahui apakah secured landfill bocor atau tidak. Selain itu, lokasi secured landfill tidak boleh dimanfaatkan agar tidak beresiko bagi manusia dan habitat di sekitarnya.

b. Deep Injection Well

Pembuangan limbah B3 melalui metode ini masih mejadi kontroversi dan masih diperlukan pengkajian yang komprehensif terhadap efek yang mungkin ditimbulkan.Data menunjukkan bahwa pembuatan sumur injeksi di Amerika Serikat paling banyak dilakukan pada tahun 1965-1974 dan hampir tidak ada sumur baru yang dibangun setelah tahun 1980.

Sumur injeksi atau sumur dalam (deep well injection) digunakan di Amerika Serikat sebagai salah satu tempat pembuangan limbah B3 cair (liquid hazardous wastes). Pembuangan limbah ke sumur dalam merupakan suatu usaha membuang limbah B3 ke dalam formasi geologi yang berada jauh di bawah permukaan bumi yang memiliki kemampuan mengikat limbah, sama halnya formasi tersebut memiliki kemampuan menyimpan cadangan minyak dan gas bumi. Hal yang

(13)

commit to user

penting untuk diperhatikan dalam pemilihan tempat ialah struktur dan kestabilan geologi serta hidrogeologi wilayah setempat.

Limbah B3 diinjeksikan sedalam suatu formasi berpori yang berada jauh di bawah lapisan yang mengandung air tanah. Di antara lapisan tersebut harus terdapat lapisan impermeable seperti shale atau tanah liat yang cukup tebal sehingga cairan limbah tidak dapat bermigrasi. Kedalaman sumur ini sekitar 0,5 hingga 2 mil dari permukaan tanah.

Tidak semua jenis limbah B3 dapat dibuang dalam sumur injeksi karena beberapa jenis limbah dapat mengakibatkan gangguan dan kerusakan pada sumur dan formasi penerima limbah. Hal tersebut dapat dihindari dengan tidak memasukkan limbah yang dapat mengalami presipitasi, memiliki partikel padatan, dapat membentuk emulsi, bersifat asam kuat atau basa kuat, bersifat aktif secara kimia, dan memiliki densitas dan viskositas yang lebih rendah daripada cairan alami dalam formasi geologi.

(Wahyu Hidayat, 2008. “Teknologi Pengolahan Limbah B3”.

http://majarimagazine.com/2008/01/teknologi-pengolahan-limbah-b3. Diakses tanggal 25 Mei 2013)

2.2.3 Teori Elektrokimia

Secara umum sel elektrokimia dibagi menjadi sel galvani atau sel elektrokimia dan sel elektrolisis. Proses yang terjadi pada sel galvani ialah reaksi kimia berubah menjadi energi listrik, sedangkan di dalam sel elektrolisis sebaliknya, dari energi listrik menjadi energi kimia. Pada sel galvani elektroda positif menjadi katoda, dan elektroda negatif sebagai anoda, sedangkan pada sel elektrolisis sebaliknya, yaitu elektroda negatif sebagai katoda, dan elektroda positif sebagai anoda (Mulyono, 2009).

Ketika sel elektrolisis ini terjadi, maka akan ada pelucutan ion-ion bermuatan.

Selama proses berlangsung, arus listrik mengalir melalui elektrolit, memberikan energi yang cukup untuk menjalankan reaksi oksidasi dan reduksi. Ion-ion yang bermuatan bergerak, setelah arus listrik mengalir dalam elektrolit.Ion positif bergerak ke elektroda negatif (katoda) dan ion negatif bergerak ke elektroda

(14)

commit to user

positif (anoda). Saat ion-ion bermuatan saling bersinggungan dengan elektroda akan terjadi reaksi elektrokimia. Pada elektroda positif (anoda), ion negatif melepaskan elektron dan teroksidasi.Pada elektroda negatif (katoda), ion positif menangkap elektron dan tereduksi.

Dalam proses itu maka akan muncul gelembung-gelembung udara. Kemudian gelembung-gelembung inilah yang akan mengikat zat-zat yang ada di elektrolit atau air limbah. Kemudian zat-zat yang terikat pada gelembung-gelembung udara itu akan terangkat ke permukaan dan mengapung. Zat-zat yang terikat pada gelembung-gelembung udara yang telah mengapung tadi berbentuk seperti lumpur yang mengapung yang biasanya disebut dengan flog. Terjadinya flog pada sel elektrolisis ini merupakan penerapan dari proses flotasi. Contoh gambar sel elekrtrolisi dapat dilihat pada Gambar 2.2 dan contoh gambar zat yang mengapung karena proses flotasi dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.2 Contoh Sel Elektrolisis

(F.Eka Safitri, 2013. “Sel Elektrokimia”. http://fes-sman1ultra.blogspot.com.

Diakses tanggal 25 Mei 2013)

(15)

commit to user

Gambar 2.3 Contoh Pengapungan Zat dariProses Flotasi

(Zulfkar, 2010. “Pengayakan”. http://www.chem-is-try.org. Diakses tanggal 25 Mei 2013)

2.2.4 Flotasi

Flotasi adalah dasar dari proses pemisahan. Flotasi menurut bahasa asing berasal dari kata float yang berarti apung atau kambang. Sehingga flotasi dapat diartikan bahwa sebagai fenomena pangapungan atau pengambangan suatu zat yang ada dalam suatu zat cair maupun gas. Flotasi digunakan untuk menyisihkan padatan tersuspensi dan minyak dari air buangan serta pemisahan dan pengumpulan lumpur. Flotasi biasa digunakan pada industri metalurgi dan pertambangan. Tetapi dapat juga digunakan untuk pengolahan air selokan dan pemurnian air.

(Alchemizt.“Flotasi”.http://www.scribd.com/doc/38815115/flotasi-1. Diakses tanggal 25 Mei 2013)

Flotasi juga dapat diartikan sebagai suatu pemisahan suatu zat dari zat lainnya pada suatu cairan/larutan berdasarkan perbedaan sifat permukaan dari zat yang akan dipisahkan, dimana zat yang bersifat hidrofilik tetap berada fasa air sedangkan zat yang bersifat hidrofobik akan terikat pada gelembung udara dan akan terbawa ke permukaan larutan dan membentuk buih yang kemudian dapat dipisahkan dari cairan tersebut. Secara umum flotation melibatkan 3 fase yaitu cair (sebagai media), padat (partikel yang terkandung dalam cairan) dan gas (gelembung udara).

(Rizki Martarozi. 2011. “Flotasi”. http://rizkimartarozi.blogspot.com/2011/

04/flotasi_18.html. Diakses tanggal 27 Mei 2013)

(16)

commit to user

Pada awalnya flotasi digunakan untuk mengambil mineral logam seperti tembaga, Pb dan seng. Pada perkembangan selanjutnya flotasi digunakan untuk pemisahan mineral logam seperti nikel, mangan, chromium dan cobalt. Sekarang, flotasi digunakan untuk berbagai keperluan, termasuk juga dapat digunakan untuk pengolahan atau penjernihan air, yang memanfaatkan gelembung-gelembung udara untuk menangkap atau mengikat mineral lain (zat polutan) yang ada di dalam air.

(Anonim.“Pengolahan Pemisahan Mineral Bijih Secara Flotasi”.http://ardra.biz/sain-teknologi/mineral/pengolahan-mineral/pemisahan- secara-flotasi. Diakses tanggal 26 Mei 2013)

2.2.5 Macam Flotasi

Berikut adalah beberapa macam flotasi yang biasa digunakan:

a. Air Flotation

Adalah suatu flotasialamiah yang dibantu dengan memasukkan gelembung udara ke dalam air.

b. Dissolved Air Flotation

Suatu flotasi dengan melarutkan udara ke dalam air dengan tekanan yang tinggi kemudian dilepaskan dalam tekanan atmosfer.

c. Vacum Flotation

Suatu flotasi yang menggunakan aerasi sehingga limbah cair menjadi jenuh dan akan terbentuk gelembung udara yang lolos ke atmosfer yang mengangkat partikel-partikel ke atas.

(Alchemizt.“Flotasi”.http://www.scribd.com/doc/38815115/flotasi-1. Diakses tanggal 25 Mei 2013)

2.2.6 Mekanisme Flotasi

Dalam industri mekanisme penerapan flotasi misalnya pada pengolahan limbah industri yang kandungan logamnya besar sebelum dibuang langsung kedalam sungai yang dapat membahayakan makhluk hidup. Karena dengan proses flotasi dapat memisahkan partikel yang berukuran kecil sekalipun secara sempurna. Pada flotasi ini separasi dihasilkan dari gelembung-gelembung gas. Gas yang ditambahkan kedalam air limbah akan mengalami kontak dengan partikel-partikel air limbah sehingga partikel-partikel tersebut dapat mengapung kepermukaan

(17)

commit to user

karena adanya gayaapung yang cukup besar yang dihasilkan gas tersebut.(task- list.blogspot.com,2008).

Pada intinya, penambahan gas pada pengolahan limbah akan berkontak dengan limbah logam yang bersifat hidrofobik. Dimana gas ini yang bersifat ringan akan memberikan gaya dorong ke hidrofobik sehingga hidrofobik akanterpisah dari hidrofiliknya. Hidrofibik yang berupa limbah logam ini akanmengapung karena adanya gaya dorong berupa gaya apung yang besar dari gas.

Dan berikut adalah beberapa penggolongan mekanisme flotasi yang ada:

a. Secara Fisika

Pengambilan bahan-bahan yang tersuspensi berukuran besar dan bahan yang mudah mengendap atau bahan yang dapat terapung terlebih dahulu disingkirkan atau dibuang. Cara yang paling efisien untuk menyisihkan bahan yang tersuspensi berukuran besar dengan cara pengendapan.

Sedangkan bahan yang tersuspensi dapat mengendap dapat dipisahkan dengan cara pengendapan.

b. Secara Kimia

Pemisahan menggunakan cara kimia biasanya menghilangkan partikel- partikel yang sulit untuk diendapkan atau tidak mudah mengendap.

Sehingga dengan adanya penambahan bahan kimia tertentu yang diperlukan maka partikel yang tidak mudah diendapkan menjadi mudah diendapan.

Sebagai contoh penyisihkan bahan-bahan organik beracun seperti fenol dan sianida pada konsentrasi yang rendah dapat dilakukan dengan mengoksidasikannya denganklor (Cl2), kalsium permanganate, dll.

(Alfian Achmad Choiron,2011.“Flotasi”.http://penyukawanita.blogspot.

com/2011/04/tugas-kimia-fisika-flotasi-universitas.html. Diakses tanggal 27 Mei 2013)

(18)

commit to user

2.2.7 Analisis dan Pengolahan Data a. Menentukan Berat Flog

Pada proses pengolahan limbah dengan alat UPAL-RE ini, maka akan dihasilkan suatu limbah yang disebut dengan flog. Flog yang dihasilkan dari masing-masing benda uji yang ada akan berbeda jumlahnya. Hal ini bersangkutan dengan berapa banyak kandungan yang ada di air limbah batik itu sendiri. Jumlah flog yang dihasilkan dapat dihitung dengan salah satu metode, yaitu dengan kertas saring. Kertas saring dioven kemudian ditimbang berapa beratnya. Lalu flog yang dihasilkan diletakkan pada kertas saring yang telah disiapkan. Kemudian flog yang telah diletakkan pada kertas saring tadi dimasukkan ke dalam oven hingga kering. Sehingga berat flog dapat diperoleh dengan perhitungan pada rumus 2.1 berikut:

f = (Bfk – Bk)...( 2.1 ) Dengan keterangan:

Bf k = Berat kering kertas dan flog (gr) Bk = Berat kering kertas saring (gr) f = Berat flog kering (gr)

b. Analisis Kandungan Unsur dalam Flog

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kandungan unsur yang ada di dalamnya. Mengingat banyak sekali kandungan yang akan sangat berbahaya bagi lingkungan apabila melebihi batas aman yang telah ditentukan. Apabila kandungan yang melebihi batas aman berkontak langsung dengan lingkungan, maka lingkungan dapat tercemar. Sehingga sangat perlu untuk mengetahui apakah kandungan yang ada di dalam flog ini akan berbahaya bagi lingkunganatau tidak. Maka dari itu kandungan yang telah diketahui akan dibandingkan dengan baku mutu air limbah yang ada. Baku mutu yang digunakan adalah Peraturan Daerah Propinsi Jawa Tengah No. 5 Tahun 2012 Tentang Baku Mutu Air Limbah.

(19)

commit to user

2.2.8 Teori Pelaksanaan Percobaan a. Alat

Pada penelitian ini menggunakan beberapa alat khusus untuk memproses air limbah dan meneliti air limbah tersebut. Beberapa alat tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.4 hingga 2.7 berikut.

1. UPAL-RE ( Unit Pengolahan Air Limbah Reaktor Elektrokimia) kapasitas 4 liter.

Alat step down ini merupakan salah satu rangkaian dari alat UPAL-RE yang berfungsi untuk menurunkan arus AC dari sumber listrik agar listrik yang asuk tidak terlalu besar. Alat ini juga bisa digunakan untuk mengatur besar kecil arus yang akan dipakai untuk proses pengolahan air limbah batik. Gambar alat step down tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.4 berikut.

Gambar 2.4 Alat Step Down UPAL-RE

Rangkaian selanjutnya dari alat UPAL-RE adalah deoda, yang berfungsi untuk mengubah arus AC yang masuk menjadi arus DC yang kemudian akan disalurkan ke electrode yang berada bak reaktor. Gambar deoda yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 2.5 berikut.

(20)

commit to user

Gambar 2.5 Deoda

Rangkaian yang terakhir dari alat UPAL-RE adalah bak reaktor dan bak penampung. Bak ini berfungsi untuk menampung air limbah batik yang siap akan diproses dan untuk menampung flog hasil dari proses pengolahan. Gambar dari bak reaktor dan bak penampung tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.6 berikut.

Gambar 2.6 Bak Reaktor dan Bak Penampung

2. Conductivity Meter

Pada Gambar 2.7 di bawah ini merupakan alat yang bernama Conductivity Meter. Alat ini berguna untuk mengukur berapa besar nilai Electricity Conductivity suatu cairan, semakin besar nilainya maka

(21)

commit to user

semakin pekat cairan tersebut. Istilah Electricity Conductivity biasa juga bisa disebut dengan Daya Hantar Listrik atau DHL.

Gambar 2.7Conductivity Meter 3. Clamp Meter

Pada penelitian ini listrik yang digunakan akan diukur dengan menggunakan suatu alat ukur yang dinamakan Clamp Meter, yang berfungsi untuk mengetahui besar arus listrik (voltase) dan ampere yang digunakan. Alat tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.8 berikut.

Gambar 2.7Clamp Meter

(22)

commit to user

b. Prinsip Percobaan

1) Uji Krom Total (Cr Total) dengan metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) – nyala

Penambahan asam nitrat bertujuan untuk melarutkan analit logam dan menghilangkan zat pengganggu yang terdapat dalam contoh uji dalam air dan air limbah dengan bantuan pemanas listrik, kemudian diukur dengan SSA menggunakan gas asetilen, C2H2.

2) Uji Cemaran Arsen (As) dengan metode SAA tungku karbon

Analisis cemaran As dengan SAA menggunakan lampu katoda As berdasarkan pada penyerapan energi radiasi oleh asam-asam yang berbeda-beda pada tingkat dasar.

3) Uji Kadmium (Cd) dengan metode SSA tungku karbon

Analisis cemaran logam kadmium (Cd) dengan SSA menggunakan lampu katoda Cd berdasarkan pada penyerapan energi radiasi oleh atom-atom yang berbeda-beda pada tingkat tenaga dasar.