PENURUNAN KADAR ORGANIK AIR LIMBAH
LAUNDRY DENGAN MENGGUNAKAN
TRICKLING FILTER
Oleh :
NPM. 0652010008
CHOIRIYAH SAVITRI
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
UNIVERSITAS UPN VETERAN JAWA TIMUR SURABAYA
i
HidayahNya, sehingga saya dapat menyusun dan menyelesaikan tugas skripsi saya ini dengan judul PENURUNAN KADAR ORGANIK AIR LIMBAH
LAUNDRY DENGAN MENGGUNAKAN TRICKLING FILTER. Skripsi ini
merupakan salah satu persyaratan bagi mahasiswa Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, UPN “Veteran” Jawa Timur untuk mendapatkan gelar Sarjana.
Selama menyelesaikan tugas ini, penyusun telah banyak memperoleh bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini saya ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Dr. Ir. Edi Mulyadi. SU, selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan UPN ”Veteran” Jawa Timur dan selaku Dosen Pembimbing yang selalu sabar dalam membimbing kami.
2. Ir. Tuhu Agung R. MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Lingkungan UPN “Veteran” Jawa Timur .
3. Orang Tua dan Keluarga tercinta yang telah membantu dan memberikan dukungan baik secara moril maupun materiil.
4. Semua rekan-rekan di Teknik Lingkungan yang secara langsung maupun tidak langsung telah membantu hingga terselesaikannya skripsi ini.
ii
besarnya apabila di dalam laporan ini terdapat kata-kata yang kurang berkenan atau kurang di pahami.
iii
BAB IV HASIL DAN PENBAHASAN IV.2 Pengaruh Debit (ml/mnt) pada Penurunan BOD dan TSS...28
IV.3 Pengaruh Rasio Resirkulasi terhadap Penurunan BOD dan TSS...31
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan...36
iv
LAMPIRAN B CONTOH PERHITUNGAN...B-1
LAMPIRAN C ANALISA BOD dan TSS...C-1
LAMPIRAN D GAMBAR RANGKAIAN ALAT dan ANALISA...D-1
v
Gambar 3.2 Gambar Diagram Kerangka Penelitian...24
Gambar 4.1 Pengaruh Debit (ml/mnt) terhadap Efisiensi penurunan BOD...29
Gambar 4.2 Pengaruh Debit (ml/mnt) terhadap Efisiensi Penurunan TSS...30
Gambar 4.3 Pengaruh Rasio Resirkulasi terhadap Efisiensi Penurunan BOD...33
vi
Tabel 2.1 Tabel Karakteristik Limbah Laundry………...9
Tabel 2.2 Tabel Baku Mutu Limbah Cair Domestik...10
Tabel 2.3 Tabel Nilai tipikal parameter desain trickling filter...11
Tabel 4.1 Analisa Awal Limbah Cair Industri Laundry Sidoarjo...27
Tabel 4.1.1 Tabel Penyisihan BOD...28
Tabel 4.1.2 Tabel Penyisihan TSS...28
Tabel 4.2.1 Tabel Penyisihan BOD...31
Pembimbing: Dr. Ir. Edy Mulyadi, SU
Judul Skripsi
Penurunan Kadar Organik Air Limbah
Laundry
Dengan
Menggunakan
Trickling Filter
INTISARI
Suatu industri laundry adalah merupakan salah satu industri yang dapat
menimbulkan masalah terhadap kualitas lingkungan. Air buangan yang dikeluarkan oleh industri laundry mengandung kadar organik yang tinggi yang bisa menyebabkan oksigen dalam air menurun. Pengolahan limbah dengan menggunakan proses biologi yaitu Trickling filter diharapkan dapat membantu menurunkan kandungan BOD dan TSS.
Trickling Filter mempunyai unit utama berupa filter media yang terdiri atas tumpukan batu sebagai media bertumbuhnya bakteri dan terjadinya kontak antara bakteri dan limbah. Pada penelitian ini dilakukan dengan menggunakan variabel yang dilakukan adalah debit (48, 50, 52, 54, 56 ml/menit) dan rasio resirkulasi (0,5;1;1,5;2;2,5) dengan parameter yang dilakukan yaitu BOD dan TSS.
Pada hasil dari penelitian ini mendapatkan hasil penurunan yang terbaik yaitu
dengan debit 48ml/mnt dan rasio resirkulasi sebesar 0,5 mampu menurunkan
kandungan organik BOD air limbah laundry sebesar 84,65 % dan kandungan organik
TSS air limbah laundry sebesar 84,69%.
Npm : 0652010008
Pembimbing: Dr. Ir. Edy Mulyadi, SU
Judul Skripsi
Penurunan Kadar Organik Air Limbah
Laundry
Dengan
Menggunakan
Trickling Filter
ABSTRACT
A laundry’s industri is one’s of industry can be have a big problem environmental quality. High protein effluent from laundry’s industry followed by dissolved oxygen decrease in water receive body. Waste processing through biologist process by using trickling filter which expented can be degradingthe content of BOD dan TSS.
Tricking Filter have main unit such as media filter consists of stone pile as
media growth of bacterial and occur contact between bacteria and wastewater. This research is done with use variable which is of flowrate (48,50,52,54, 56 ml/mnt)
and re-circulation ratio (0,5;1;1,5;2;2,5) with parameter test BOD and TSS.
Product of this research get the best degrade is with flowrate 48 ml/mnt and re-circulation ratio 0,5 can degrading 84,65% BOD of waste laundry’s industri and can degrading 84,69% TSS of waste laundry’s industri.
1
I.1 Latar Belakang
Pola kehidupan masyarakat kota dengan menggunakan limbah laundry semakin meningkat, seiring dengan pesatnya perkembangan industri saat ini. Jumlah limbah
yang ditimbulkan oleh industri laundry di sekitar pemukiman dapat menimbulkan
dampak yang merugikan bagi lingkungan yang selanjutnya akan mengganggu
kehidupan masyarakat itu sendiri. Untuk itu limbah yang dimunculkan di industri
laundry perlu penanganan yang lebih efektif.
Di zaman modern saat ini, banyak usaha – usaha laundry bermunculan. Dan
banyak juga masyarakat yang mendirikan home industry laundry. Air limbah
buangan yang dihasilkan dari kegiatan laundry dapat menimbulkan dampak yang
merugikan bagi lingkungan yang selanjutnya akan mengganggu atau mempengaruhi
kehidupan masyarakat itu sendiri. Sehingga diperlukan penanganan untuk
mengurangi dampak pencemaran lingkungan.
Air limbah laundry mengandung detergent yang merupakan suatu derivatik zat
organik sehingga akumulasinya menyebabkan meningkatnya kandungan organik
sehingga dalam pengolahannya sangat cocok menggunakan proses biologi (Anonim,
2007). Pada penelitian ini dipilih Trickling Filter karena mampu menyisihkan
Dan Trickling Filter mempunyai kelebihan dibandingkan dengan memakai proses
biologi lainnya yaitu lumpur yang dihasilkan lebih sedikit apabila dibandingkan
dengan menggunakan sistem lumpur aktif (Wahyuningsih, 2005).
I.2 Permasalahan
Banyaknya jumlah home industry laundry, sehingga dibutuhkan penanganan dalam menurunkan kandungan organik (BOD dan TSS) dengan
menggunakan Trickling Filter, agar tidak mencemari lingkungan sekitar dan
sesuai dengan Baku Mutu Lingkungan.
I.3 Tujuan
1. Menurunkan kandungan organik (BOD dan TSS) limbah cair industri
laundry, sehingga aman dibuang ke badan air.
2. Mengetahui kemampuan Trickling Filter dalam menurunkan kandungan
organik (BOD dan TSS) limbah cair industri laundry.
I.4 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Diharapkan dapat membantu untuk mendapatkan metode pengolahan
limbah cair yang lebih cepat, efektif, dan dinamis.
2. Mengurangi tingkat pencemaran dan melindungi badan air yang
disebabkan oleh limbah cair industri laundry.
I.5 Ruang Lingkup
1. Air limbah laundry yang diambil dari industri laundry CV. Bu Nanik
2. Yang dianalisis kandungan organik (BOD dan TSS) sebagai
parameter dengan menggunakan alat Trickling Filter.
4
TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Limbah Cair Industry Laundry
Limbah cair industri laundry adalah merupakan hasil buangan yang
berbentuk cair dari industri laundry. Industry laundry merupakan industri yang
bergerak di bidang jasa yang melayani proses pencucian baju, aneka perlengkapan
rumah tangga dan kendaraan.
Pengolahan limbah tidaklah mudah, terutama penanganan limbah cair
sehingga memenuhi batas cukup aman yand dipersyaratkan. Untuk itu perlu diketahui
variable-variabel penting yang dapat mempengaruhi kondisi badan air, seperti:
1. Kebutuhan Oksigen Biologis (BOD)
Kebutuhan oksigen biologis (BOD) merupakan jumlah oksigen yang
dibutuhkan oleh bakteri untuk mendegradasi zat-zat organic yang dapat dibusukkan
dalam keadaan aerobik. Pemeriksaan BOD dalam limbah didasarkan atas reaksi
oksidasi zat-zat organis dalam air dimana proses tersebut dapat berlangsung karena
ada sejumlah bakteri. Diperhitungkan selama dua hari reaksi lebih dari sebagian
reaksi telah tercapai (Ginting, 2007).
Variabel BOD digunakan sebagai tolak ukur kandungan senyawa organic
oksigen untuk reaksi yang dilakukan oleh sel setara dengan konsentrasi senyawa sel
organic yang dilakukan.
2. Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD)
Kebutuhan oksigen kimiawi adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk
menguraikan zat-zat organik dan anorganik secara kimiawi. Pengukuran kekuatan
limbah dengan COD adalah bentuk lain pengukuran kebutuhan oksigen dalam air
limbah. Metode ini lebih singkat waktunya dibandingakan dengan analisa BOD
(Ginting, 2007).
COD dinyatakan sebagai tolak ukur yang lain untuk menyatakan kebutuhan
oksigen yang diperlukan pada reaksi oksidasi secara kimiawi. COD dari nilai sample
akan selalu memiliki nilai numerik yang lebih besar daripada nilai BODnya.
3. Oksigen terlarut
Oksigen terlarut merupakan banyaknya oksigen yang larut dalam air.
Oksigen terlarut ini digunakan sebagai tanda derajat pengotor limbah yang ada.
Sehingga semakin tinggi oksigen terlarut maka limbah yang ada semakin kecil dan
sebaliknya semakin rendah oksigen terlarut maka kandungan polutan dalam air
semakin besar (Prasetyo dalam Wahyuningsih, 2006).
4. pH
Nilai pH menunjukkan tingkat pencemaran yang ada dapat berkondisi asam
atau basa. Untuk itu perlu dilakukan pengolahan agar air yang dibuang dapat ke
5. TSS (Total Suspended Solid)
Semakin tinggi nilai padata tersuspensi maka kekeruhan menjadi semakin
besar, berarti tingkat pencemaran yang terjadi pada badan air dapat ditunjukkan
dengan adanya padatan tersuspensi yang tinggi.
6. Warna dan Bau
Warna dan bau merupakan indikator untuk mengetahui secara fisik bahwa
beban pencemar yang da di dalam air tinggi, tetapi parameter tersebut tidak dapat
menunujukkan secara jelas seberapa besar bahaya yang dikandungannya (Metcalf and
Eddy dalam Wahyuningsih, 2006).
Karakteristik mengenai limbah cair merupakan faktor utama dalam
merencanakan suatu pengolahan limbah cair. Karakteristik itu dapat dibedakan
menjadi tiga, yaitu:
1. Karakteristik Fisika
Parameter yang termasuk dalam karakteristik fisika limbah cair industri
laundry adalah kekeruhan, warna dan bau.
1). Kekeruhan
Adanya kandungan zat padat tersuspensi pada limbah laundry dalam jumlah
yang tinggi dikarenakan industri tersebut mengandung zat organik yang tinggi.
2). Warna dan Bau
Untuk mengetahui secara fisik bahwa polutan yang berada di dalam limbah
laundry tersebut masih tinggi. Sehingga menimbulkan warna putih yang keruh
2. Karakteristik Kimia
Dapat dibagi dalam dua kategori, yaitu zat organik dan zat anorganik.
Limbah cair indutri laundry ini rata-rata mengandung detergent, karbohidrat, protein,
lemak dan air. Sehingga dapat ditunjukkan dengan adanya kandungan BOD yang
tinggi.
3. Karakteristik Biologi
Yang termasuk karakteristik biologi adalah adanya ganggang, lumut dan
mikroorganisme walaupun terdapat dalam jumlah yang kecil, namun perlu
diperhatikan terutasma untuk tujuan biologis (Utami, 2009).
II.1.1 Komposisi Limbah Cair Industry Laundry
Kandungan Limbah cair industri laundry pada umumnya mengandung :
1. Deterjen
2. Padatan terlarut (tanah, pasir, lempung dan lain-lain)
3. Protein, karbohidrat, minyak dan lemak
4. Darah, urine, keringat dan spesimen lain yang berbentuk cair (Utami, 2009).
1). Deterjen
Deterjen didefinisikan sebagai produk pencuci atau pembersih yang
mengandung sejumlah komponen diantaranya adalah surfaktan yang mempunyai
sifat mampu menghilangkan kotoran dengan proses fisika-kimia dari unsur-unsur
Sabun didefinisikan adalah surfaktan yang digunakan untuk mencuci dan
membersihkan, bekerja dengan bantuan air (Anonim).
2). Padatan Terlarut
Padatan terlarut yang terdapat dalam limbah cair mempunyai cukup andil
untuk meningkatkan endapan lumpur dan menyebabkan kondisi anderobik (Metcalf
& eddy dalam Utami, 2009 ).
3). Protein, Karbohidrat, Minyak dan Lemak
Protein, karbohidrat, minyak dan lemak dapat mengurangi kadar oksigen dalam
air, meningkatkan kadar BOD dan COD serta menimbulkan bau busuk. (Metcalf &
Eddy dalam Utami, 2009).
4). Darah, Urine, Keringat dan Spesimen Lain Berbentuk Cair
Bahan ini bersifat infeksius yang dapat menularkan berbagai macam penyakit
jika terdapat dalam limbah cair dan air yang mengandung bahan ini dan dipakai oleh
manusia (Utami, 2009).
II.1.2 Dampak Bagi Lingkungan dan Kesehatan Limbah Cair Industri
Laundry
Bahan buangan berupa detergent didalam air lingkungan akan mengganggu,
karena berbagai alasan sebagai berikut :
1. Deterjen yang menggunakan bahan non fosfat akan menaikkan pH sampai dengan
10,5-11.
2. Bahan antiseptik yang ditambahkan ke dalam detergent akan mengganggu
3. Ada sebagian bahan detergent yang tidak dapat dipecah atau didegradasi oleh
mikroorganisme yang ada di dalam air, sehingga merugikan.
(Wardhana dalam Utami, 2009).
II.1.3 Karakteristik Limbah Laundry
Air buangan industri laundry dalam skala industri rumah tangga termasuk
dalam air buangan domestik. Air limbah laundry mengandung detergent (MBAS),
sabun, dan bahan-bahan berbahaya lainnya yang sangat berbahaya.
Sebelum melakukan upaya pengolahan maka perlu melakukan identifikasi
katakteristik limbah laundry. Karakteristik tersebut seperti yang ditampilkan pada
tabel 2.1
Tabel 2.1 Karakteristik Limbah Laundry
Sumber : Data Primer, 2010
II.1.4 Baku Mutu Limbah Cair Domestik
Parameter kunci dalam pengendalian limbah cair berasal dari industri laundry
adalah BOD, TSS, pH, Minyak dan Lemak, menurut Keputusan Menteri Negara
Lingkungan Hidup nomor 112 tahun 2003 tentang baku mutu limbah cair domestik
yang ditampilkan pada tabel 2.2 dibawah ini.
No. Parameter Satuan Hasil Kadar Maksimum
1. BOD mg/lt 130,48 100
Tabel 2.2 Baku Mutu Limbah Cair Domestik
No. Parameter Satuan Kadar
Maksimum
1. BOD mg/lt 100
2. TSS mg/lt 100
3. pH - 6-9
4. Minyak & Lemak mg/lt 10
Sumber : Kep. Men. Lingkungan Hidup No.112 tahun 2003
II.2 Trickling Filter
Menurut (Wahyuningsih, 2006), proses pengolahan biologis Trickling Filter
mempunyai unit utama berupa filter media yang terdiri atas tumpukan batu atau
plastik sebagai media bertumbuhnya bakteri dan terjadinya kontak antara bakteri dan
limbah.
Trickling Filter dapat didefinisikan sebagai media biological, dimana air
buangan dengan debit tertentu dialirkan melalui media dan effluennya dikeluarkan
melalui bawah media dengan bantuan system underdrain.
Trickling Filter biasanya terdiri dari bangunan berpenampang bulat dengan
media batu pecah atau media lain yang tidak larut yang ditempatkan pada kedalaman
Air limbah masuk melalui permukaan atas kolam trickling filter yang
dilengkapi dengan penyaring (shower). Air limbah akan membasahi permukaan
medium filter dan mengalir ke bawah sebagai effluent.
Gambar 2.1 Trickling Filter
Tabel 2.3 Nilai tipikal parameter desain trickling filter
Parameter Desain/ Operasi Nilai Resirkulasi (-) 0 – 3 Beban hidrolik (m3/m2 hari) 20 Beban organik kg BODS/m3 hari 0,5 Klarifier :
Laju pembebanan 0,4 – 1,0 Waktu tinggal (jam) 2,5 – 3,5
Pada proses Trickling Filter pengurangan kadar organik pada limbah bukan
dengan proses penyaringan, tetapi penurunan kadar organik disebabkan oleh proses
adsorbsi, dimana terjadi lapisan tipis biologis yang melapisi media filter. Kemudian
setelah proses adsorbsi, bahan organik yang ada di limbah diperlukan oleh lapisan
biologis untuk tumbuh dan sebagai sumber energi. Ketika air limbah masuk ke dalam
filter, air limbah akan mengalami kontak dengan lapisan biologis tipis di filter. Proses
adsorbsi pada limbah di lapisan filter akan menghasilkan zat anorganik yang dibuang
keluar.
Mikroorganisme yang tumbuh melekat sebagai film pada permukaan filter
melaksanakan oksidasi di dalam air limbah dan oksigen dari udara. Hal ini
menyebabkan mikroorganisme berkembangbiak sehingga film semakin meningkat
dan menghasilkan gas CO2
Bahan-bahan organik yang ada dalam air limbah diuraikan oleh
mikroorganisme yang menempel pada media filter. Bahan organik sebagai substrat
yang terlarut dalam air limbah diadsorbsi ke dalam biofilm atau lapisan berlendir. keluar udara.
Kelebihan dan Kekurangan Trickling Filter :
Sistem Trickling Filter sesuai untuk pengolahan limbah cair dengan debit
relatif kecil, baik untuk tujuan oksidasi karbon maupun nitrifikasi. Desain dan operasi
trickling filter cukup sederhana, tetapi sistem ini memerlukan klarifier primer,
klarifier sekunder, serta memerlukan resirkulasi effluent. Terdapat potensi terjadinya
penyumbatan pada media filter oleh benda berukuran besar (seperti plastik, ranting,
Pada bagian luar lapisan biofilm, bahan organik diuraikan mikroorganisme aerobik.
Pertumbuhan mikroorganisme akan mempertebal lapisan biofilm. Oksigen yang
terdifusi dapat dikonsumsi sebelum biofilm mencapai ketebalan maksimum. Pada
saat mencapai ketebalan penuh oksigen tidak dapat mencapai penetrasi secara penuh,
sehingga pada bagian dalam atau pada permukaan media akan berada pada kondisi
anaerobik.
Pada saat lapisan biofilm mengalami penambahan penebalan, bahan organik
yang diadsorb dapat diuraikan oleh mikroorganisme namun tidak mencapai
mikroorganisme yang berada di permukaan media. Dengan kata lain, tidak tersedia
bahan organik untuk sel karbon pada bagian permukaan media, sehingga
mikroorganisme sekitar permukaan media mengalami fase endogenous (kematian).
Pada akhirnya mikroorganisme tersebut akan lepas dari media. Cairan yang masuk
akan turut melepas atau mencuci dan mendorong biofilm keluar. Setelah itu lapisan
biofilm baru akan segera mulai tumbuh. Fenomena lepasnya biofilm dari media
disebut sebagai sloughing dan hal ini fungsi dari beban organik dan bedan hidroulik
memberikan kecepatan daya gerus biofilm. Sedangkan beban organik memberikan
kontribusi pada laju metabolisme dalam biofilm.
Aktifitas biologi umumnya mempunyai kondisi lingkungan tertentu. Makanan
yang mencukupi perlu secara kontinyu di suplay, tempat hidup mikroba harus lembab
dan dibutuhkan juga kondisi aerobik oksigen yang dibutuhkan disuplay sebagian dari
oksigen terlarut dari dalam air buangan dan sebagian lagi dari sirkulasi udara melalui
Kemampuan mikroorganisme yang tumbuh pada lapisan film Trickling filter
untuk meremove substrat (bahan-bahan organik) tergantung pada :
1. flow rate air buangan
2. kemampuan air buangan
3. koefisien difusi molekul substrat ke dalam lapisan film
4. rate substrat yang dibutuhkan biomassa
Secara umum kemampuan removal akan bertambah baik dengan
bertambahnya kekuatan air buangan maupun flow rate air buangan, walaupun
demikian bertambahnya kemampuan removal ini mempunyai nilai maksimum. Pada
tingkat kekuatan air buangan dan flowrate tertentu kemampuan removal akan
berkurang.
1. Media Filter
Media filter adalah suatu bahan yang memiliki area permukaan tinggi per unit
volume, memiliki daya tahan yang tinggi dan tidak mudah tersumbat untuk
memberikan celah masuknya udara.
Dalam penelitian ini menggunakan media batu zeolit. Zeolit adalah mineral
yang berasal dari batu kapur. Disamping harganya murah juga dapat dipakai dengan
mudah dan ringkas. Batuan zeolit adalah mineral alami berbahan dasar kelompok
alumunium silikat yang terhidrasi logam alkali dan alkali tanah (terutama Na dan Ca).
Batuan ini berwama abu-abu sampai kebiru-biruan. Para ahli mineralogi menyatakan
zeolit mengandung lebih dari 30 mineral alami. Diantaranya: Natrolit, Thomsonit,
Gambar 2.2 Batu Zeolit
Pemanfaatan zeolit di Indonesia masih terbatas, karena belum semua
masyarakat Indonesia menyadari manfaatnya.. Sifat dari zeolit adalah kemampuannya
mengikat kation yang tinggi, Sruktur kristalnya unik sehingga bersifat sebagai
penyerap (Anonim).
2. Seeding
Seeding merupakan proses pembibitan bakteri, seeding dilakukan untuk
memperoleh suatu populasi mikroorganisme agar dapat membentuk lapisan biofilm
yang menempel pada media, sehingga dapat menguraikan kandungan beban organik
yang ada di dalam air.
Pada proses ini mikroorganisme diusahakan tumbuh dengan baik, karenanya
jenis mikroorganisme harus diperhatikan. Sehingga media benar-benar sesuai dengan
kondisi yang dibutuhkan oleh mikroorganisme tersebut. Pada proses seeding
mikroorganisme diberikan makanan organik dan anorganik agar pertumbuhan
3. Resirkulasi
Resirkulasi adalah suatu metode yang dapat digunakan untuk meningkatkan
efisiensi removal dalam proses Trickling Filter sehingga tingkat pengolahan yang
diinginkan dapat tercapai. Kenyataannya dengan adanya R (Rasio Resirkulasi hasil
nya tambah jelek).
Fungsi dari resirkulasi yang utama adalah untuk menaikkan kebasahan media
filter dengan mengatur kecepatan aliran limbah sebaik-baiknya sehingga diperoleh
ketebalan biofilm yang merata dan dapat meningkatkan kerja filter serta menghindari
sloughing (Adiprayitno dalam Wahyuningsih, 2006).
Pertimbangan resirkulasi didasarkan pada faktor-faktor yang menyebabkan
meningkatnya pengolahan dengan resirkulasi, antara lain:
1) Bahan organik di dalam effluen filter yang diresirkulasi, dimasukkan kembali
sehingga terjadi kontak dengan bahan biologis di dalam filter lebih dari satu
kali. Hal ini menambahkan waktu kontak dengan mikroorganisme.
2) Jika resirkulasi dialirkan melalui bak sedimentasi, aliran ini akan
mengencerkan aliran air buangan dengan beban yang kecil. Hal ini membantu
menjaga kondisi filter tetap baik selama periode fluktuasi pembebanan.
3) Resirkulasi memperbaiki pendistribusian di atas permukaan filter memperkecil
kecenderungan clogging dan membantu mengontrol filter, dengan rasio
resirkulasi 1 sampai 2 (Wahyuningsih, 2009).
Biofilm adalah suatu istilah yang digunakan untuk menggambarkan suatu
lingkungan kehidupan yang khusus dari sekelompok mikroorganisme, yang melekat
ke suatu permukaan padat dalam lingkungan perairan biofilm dapat tumbuh di
berbagai permukaan termasuk batu, air, gigi makanan, pipa, alat-alat medis dan
jaringan implant.
Pada pengolahan limbah biofilm dapat digunakan untuk memurnikan air
dengan cara menguraikan senyawa-senyawa berbahaya dalam perairan.
Biofilm terdiri dari sel-sel mikroorganisme yang melekat erat ke suatu
permukaan sehingga berada dalam keadaan diam, tidak mudah lepas atau berpindah
tempat. Pelekatan ini seperti bakteri disertai oleh penumpukan bahan-bahan organik
yang diselubungi oleh matrik polimer ekstraseluller yang dihasilkan oleh bakteri
tersebut. Matrik ini berupa struktur benang-benang bersilang satu sama lain yang
dapat berupa perekat bagi biofilm.
Biofilm terbentuk khususnya secara cepat dalam sistem yang mengalir dimana
suplai nutrisi tersedia secara teratur bagi bakteri (Wahyuningsih, 2008).
II.3 Landasan Teori
Faktor-faktor yang mempengaruhi pada proses Trickling Filter adalah debit
filtrasi, ketebalan media, material media.
1. Debit filtrasi
Untuk mendapatkan hasil yang memuaskan diperlukan keseimbangan antara
debit filtrasi dengan kondisi media yang ada. Seringkali dengan debit yang
adanya aliran air yang terlalu cepat dalam melewati ruang pori di antara
butiran media akan menyebabkan berkurangnya waktu kontak antara
permukaan butiran media dengan air yang akan di filtrasi, sehingga proses
filtrasi tidak dapat terjadi secara sempurna.
Kecepatan aliran yang terlalu tinggi melewati ruangan pori antara butiran
media menyebabkan partikel-partikel halus yang akan di saring lolos. Selain
itu dengan kecepatan aliran yang terlalu tinggi terjadi gerakan-gerakan butiran
media yang dapat menyebabkan mengecilnya lubang pori.
2. Kedalaman dan Material Media
1) Kedalaman media
Kedalaman media dalam filter merupakan hal penting dalam perencanaan
filter. Tebal tidaknya media akan menyebabkan lamanya pengaliran dan
besarnya daya saring. Media yang terlalu tebal biasanya mempunyai daya
saring yang tinggi, tetapi membutuhkan waktu pengaliran yang lama.
Sebaliknya media yang terlalu tipis mempunyai waktu pengaliran yang
pendek dan kemampuan daya saring yang rendah. Demikian pula dengan
butiran media berpengaruh pada porositas, rate filtrasi dan kemampuan
daya saring.
2) Bentuk butiran
Faktor yang mempengaruhi besar kecilnya pori dan luas permukaan media
sangat mempengaruhi proses operasional. Dalam beberapa literatur bentuk
butiran dapat di kelompokkan menjadi :
(1) Spherical (bentuk bulat)
(2) Rounded (hampir bulat)
(3) Worn (berbentuk bulat)
(4) Sharp (berbentuk tajam)
(5) Crushed (berbentuk pecahan)
Dengan adanya perbedaan bentuk memungkinkan terjadinya perbedaan
luas permukaan dari butiran media filter.
3) Porositas media
Perbandingan antara volume bed dengan volume rongga media disebut
porositas. Kelayakan agar media dapat digunakan sebagai media filter
adalah apabila butiran dapat dibentuk dan disusun menjadi media butir
yang poros dengan porositas kurang lebih 0,4. porositas media per butir
ini tidak boleh kurang dari 0,4 karena dapat mengakibatkan fiter menjadi
cepat tersumbat. Sebaliknya bila nilainya lebih besar dari 0,4 akan
menghasilkan efluen yang buruk.
Menurut Wahyuningsih (2006) menyatakan bahwa dua sifat media filter
yang penting adalah sebagai berikut :
(1) Luas Permukaan (Specific Surface Area)
Semakin besar luas permukaan (Surface Area) akan menghasilkan
petumbuhan biologis semakin luas, sehingga jumlah mikroorganisme
persatuan volume akan lebih besar.
(2) Ruang Rongga Kosong (Void Space)
Semakin besar prosentasi ruang kosong (rongga) akan meningkatkan
kemampuan pengolahan air buangan dengan jumlah yang lebih besar
karena beban hidrolik yang lebih besar dapat terjadi tanpa membatasi
transfer oksigen, sehingga kondisi aerobik dapat dipertahankan.
Sebagai parameter untuk menentukan kadar air buangan dilakukan uji
21
III.1 Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
1. Limbah industri Laundry dari industri laundry CV. Bu Nanik, Sidoarjo.
Yang diambil langsung dari pipa outlet mesin cuci laundry.
2. Batu Zeolit (± 2 cm ).
3. Mikroorganisme dari kotoran sapi.
III.2 Peralatan Penelitian
Keterangan Alat :
1. Bak penampung 1 sebagai tempat penampung limbah laundry
2. Kolom Trickling Filter
3. Bak penampung 2 sebagai tempat untuk menampung effluent
4. Pompa untuk menaikkan air dari bak penampung 2 ke reaktor
5. Gate valve digunakan untuk mengatur besarnya debit yang mengalir
III.3 Prosedur Penelitian
Penelitian ini dilakukan secara kontinue dan dikerjakan dalam dua tahap
proses yaitu: tahap persiapan dan tahap percobaan utama.
III.3.1 Tahap Persiapan
Tahap persiapan ini meliputi proses aklimatisasi (pembiakan bakteri dalam
reaktor). Sehingga reaktor siap digunakan untuk penyisihan BOD dan TSS, yaitu
meliputi:
1. Isi bak penampung dengan limbah laundry yang sudah disaring terlebih
dahulu.
2. Kemudian dilakukan pembiakan terhadap bakteri (seeding) dengan
menggunakan mikroorganisme kotoran sapi dan ditambahkan aquadest
untuk mempercepat tumbuhnya mikroorganisme kemudian masukkan ke
aerator dengan memberikan udara dan nutrien selama satu minggu hingga
timbul mikroorganisme.
3. Kemudian dilakukan aklimatisasi dalam reaktor selama 1 minggu untuk
beradaptasi dengan air buangan yang akan diolah. Maka reaktor Trickling
Filter siap digunakan untuk menyisihkan bahan organik yaitu BOD dan
TSS.
III.3.2 Tahap Percobaan Utama
Tahap percobaan utama dilakukan secara kontinue dalam reaktor Trickling Filter yaitu:
1. Limbah cair laundry disaring terlebih dahulu sebelum dimasukkan ke
dalam bak penampung.
2. Limbah cair laundry dalam bak penampung dianalisis BOD dan TSS nya.
3. Limbah cair laundry dalam bak penampung dialirkan menuju reaktor
Trickling Filter secara gravitasi (upflow). Reaktor tersebut dijalankan
dengan memvariasikan operasi terhadap debit air limbah laundry yaitu
sebesar 48,50,52,54,56 (ml/menit).
4. Kemudian di bak penampung terakhir diresirkulasi menuju reaktor
Trickling Filter dengan rasio resirkulasi sebesar 0,5;1;1,5;2;2,5 .
5. Setelah proses dalam reaktor Trickling Filter berjalan sesuai dengan
peubah yang dijalankan, yaitu debit limbah cair laundry dengan rasio
resirkulasi. Kemudian sampel limbah cair laundry diambil untuk dianalisa
III.3.3 Kerangka Penelitian
Gambar 3.2 Kerangka Penelitian
Masalah Pencemaran Badan air
Tujuan
Persiapan data: Karakteristik Limbah
Baku Mutu Limbah Cair Industri Laundry
Penentuan Parameter Pencemaran
Persiapan Merancang Alat
Proses Pengolahan Pencemaran dengan Trickling Filter
BOD dan TSS ≤ BML
Kesimpulan dan Saran
III.4 Peubah
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan 2 (dua) kondisi yang
dikerjakan yaitu kondisi tetap dan peubah yang dijalankan. Pelaksanaan penelitian
dilakukan pada kondisi tetap yaitu diameter tabung 12 cm ketinggian tabung 80 cm,
volume air limbah 7 liter dan pH 7,4.
dan TSS, adalah sebagai berikut :
efisiensi (%) =Cin – Ceff
Perhitungan efisiensi penyisihan ini didasarkan atas perbandingan
pengurangan konsentrasi zat pencemar pada titik influent dan effluent terhadap
x 100 % Cin
Dengan :
(%) = Prosentase penyisihan
C in = Konsentrasi zat pencemar pada influent
konsentrasi zat pencemar pada titik influent. Penurunan dan prosentase yang
diperoleh selanjutnya akan disajikan dalam bentuk tabel dan grafik, maka akan
27
terdapat dalam limbah cair industri laundry yang berasal dari Sidoarjo. Sebelum
dilakukan penelitian limbah cair industry Laundry dianalisa terlebih dahulu untuk
mengetahui kadar awalnya. Berikut adalah data analisa awal limbah cair Industri
Laundry Sidoarjo adalah sebagai berikut :
Tabel 4. 1 Analisa Awal Limbah Cair Industri Laundry Sidoarjo Parameter Satuan Hasil
PH - 7,4
BOD mg/l 130,48
TSS mg/l 280
Sumber : Data Primer
Limbah cair tersebut diolah dengan menggunakan proses biologi, yaitu
dengan menggunakan alat Trickling Filter. Untuk memperoleh hasil penurunan
kandungan organik BOD dan TSS yang maksimum. Berikut beberapa analisa yang
4.1 Pengaruh Debit (ml/mnt) Pada Penurunan BOD dan TSS Ditunjukkan pada tabel berikut :
Tabel 4.1.1 Penyisihan BOD
Tabel 4.1.2 Penyisihan TSS
Q Rasio Resirkulasi (R)
(ml/menit) 0,5 1 1,5 2 2,5
ditunjukkan dengan debit yang kecil maka efisiensi penyisihan kadar organik BOD
dan TSS mengalami peningkatan, dibandingkan dengan debit yang besar. Hal ini
dikarenakan semakin lama waktu kontak limbah dengan mikroorganisme sehingga
mikroorganisme dapat menguraikan kadar organik air limbah tersebut. Sehingga
menyebabkan media filter yang dipakai yaitu batu zeolit mengalami penebalan dan
mempunyai daya saring tinggi.
Pada proses Trickling Filter mengalami proses penguraian dan besarnya
daya saring dapat diketahui dengan hasil menurunnya kadar organik air limbah
laundry yaitu BOD dan TSS.
Gambar 4.1. Grafik Pengaruh Debit (ml/mnt) terhadap Efisiensi penurunan BOD
terbesar terletak pada debit 48 ml/mnt. Hal ini dikarenakan bahwa semakin kecil debit
yang digunakan maka semakin lama waktu pengaliran yang dibutuhkan juga. Dengan
semakin lama waktu kontak antara air limbah laundry dengan mikroorganisme maka
Efisiensi penurunan BOD yang terendah berada pada debit 56 ml/mnt
dengan rasio resirkulasi sebesar 2,5. Yaitu sebesar 75,12 %. Sedangkan efisiensi
penurunan yang terbesar terletak pada debit 48 ml/mnt sebesar 84,65 % dengan rasio
resirkulasi sebesar 0,5. Terlihat bahwa dari data penelitian bahwa hasil percobaan
memberikan angka penyisihan BOD terbaik sebesar 84,65 % dengan angka 20,02
mg/lt dimana angka tersebut telah memenuhi standart baku mutu yang telah
ditetapkan oleh Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup nomor 112 tahun
2003, terkait dengan baku mutu limbah cair domestik.
Gambar 4.2. Grafik Pengaruh Debit (ml/mnt) terhadap Efisiensi Penurunan TSS
terbesar terletak pada debit 48 ml/mnt dan hasil efisiensi penurunan yang terendah
sesuai dengan berkurangnya ketebalan media karena tebal tidaknya media akan
menyebabkan lamanya pengaliran dan besarnya daya saring. Dengan media yang
terlalu tebal mempunyai daya saring yang tinggi tetapi membutuhkan pengaliran yang
lama. Sebaliknya media yang terlalu tipis mempunyai waktu pengaliran yang pendek
dan kemampuan daya saring yang rendah. Pada Hal ini dikarenakan adanya proses
adsorpsi dimana molekul-molwkul zat terlarut yang teradsorpsi menuju lapisan
biofilm yang mengelilingi adsorben. Pada hasil tersebut dapat dilihat bahwa
penyisihan kadar TSS air limbah laundry terbaik yaitu pada debit 48 ml/mnt dengan
rasio resirkulasi sebesar 0,5 dengan penyisihan sebesar 84,69 % dimana angka
tersebut telah memenuhi standart baku mutu yang telah ditetapkan.
Tabel 4.2.2 Penyisihan TSS
Q Rasio Resirkulasi (R)
(ml/menit) 0,5 1 1,5 2 2,5
Penyisihan TSS (%)
56 55,94 52,72 39,96 39,91 34,63
54 58,90 54,47 53,90 51,22 42,53
52 68,37 66,10 61,34 53,45 42,93
50 81,83 81,34 79,95 77,81 69,85
48 84,69 84,70 81,60 80,80 72,63
Dengan mempelajari berbagai variasi rasio resirkulasi pada proses
Trickling Filter itu didapatkan bahwa dengan rasio resirkulasi yang kecil dan dengan
debit yang kecil maka hasil penurunan kadar organik BOD dan TSS air limbah
laundry mengalami peningkatan. Hal ini disebabkan dengan rasio resirkulasi yang
kecil maka air limbah yang sudah diuraikan oleh mikroorganisme akan mengalami
peningkatan dengan waktu kontak yang lama. Dan dengan debit yang kecil maka
waktu pengaliran yang lama dalam proses tersebut sehingga air limbah laundry bisa
kontak dengan mikroorganisme. Oleh karena itu efisiensi penurunan kandungan
organik BOD dan TSS nya juga semakin tinggi.
Gambar 4.3. Grafik Pengaruh Rasio Resirkulasi terhadap Efisiensi Penurunan
laundry terhadap rasio resirkulasi dengan semakin kecil rasio resirkulasi yang
dilakukan maka semakin besar efisiensi penyisihan kadar organik nya. Terlihat bahwa
dengan rasio resirkulasi sebesar 0,5 maka hasil efisiensi penurunan kadar organik
yang didapatkan juga terbaik yaitu sebesar 84,65 % dalam penurunan kadar BOD
dengan debit yang kecil sehingga waktu pengaliran nya akan lama. Dengan waktu
pengaliran yang lama tersebut dapat menguraikan kandungan organic air limbah
Gambar 4.4. Grafik Pengaruh Rasio Resirkulasi Terhadap Efisiensi Penurunan
limbah laundry yang terbaik adalah terletak pada rasio resirkulasi sebesar 0,5 dengan
debit 48 ml/mnt sebesar 84,69% sedangkan efisiensi penurunan kandungan organik
yang terendah terletak pada debit 56ml.mnt dengan rasio resirkulasi sebesar 2,5
sebesar 75,12%..
Semakin besar resirkulasi yang dilakukan dengan waktu kontak yang lama
pula pada penyisihan kadar organik TSS air limbah laundry maka terjadi kenaikan
pula pada efisiensi penurunan kadar organik TSS. Hal ini dikarenakan dengan adanya
waktu pengaliran yang lama maka air bisa melewati pori-pori pada media dengan
rasio resirkulasi maka air limbah yang akan kontak dengan mikroorganisme akan
36
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dengan skala laboratorium dengan proses biologi dengan menggunakan alat trickling filter pada industri laundry antara
lain :
1.Pengolahan limbah industri laundry dapat dilakukan dengan menggunakan
proses biologi dengan menggunakan alat trickling filter yang dipengaruhi oleh
debit dan rasio resirkulasi.
2. Pada penurunan kadar organik air limbah laundry Sidoarjo dapat diturunkan
dengan menggunakan trickling filter. Untuk BOD efisiensi penurunan
kandungan organik yang terbaik pada limbah laundry adalah sebesar 84,65 %
terletak pada debit 48 ml/mnt dengan rasio resirkulasi sebesar 0,5. Sedangkan
untuk TSS efisiensi penurunan kandungan organik yang terbaik adalah
sebesar 84,69 % yang terletek pada debit 48 ml/mnt dengan rasio resirkulasi
sebesar 0,5.
V.2 Saran
1. Penelitian ini dilakukan dengan proses biologi, untuk selanjutnya perlu dikembangkan dengan proses kimia atau fisika untuk membandingkan hasil
Anonim, 2003, “Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 112 Baku
Mutu Limbah Cair Domestik”, Surabaya.
Anonim, 2008, ”Pengolahan Limbah Detergent, Madiun”,
Anonim, 2007, “ Pengelolaan Limbah Industri Pangan”, 12, Jakarta.
http://www. Temporary
files/default.htm, 10/11/2008.
Anonim, 1996, ”Zeolit Bahan Pembenah tanah”
Ginting, P.,2007, Sistem Pengelolaan Lingkungan dan Limbah Industri, 60, Yrama
Widya, 50, Bandung.
http://www. Suara
merdeka.com/harian/0402/233/ragam 3.htm, 6/5/10.
Metcalf & Eddy, 2003, Waste Water Engineering: Treatment, Disposal, Reuse, Third
Edition, Mc Graw Hill International, 615, New york..
Utami, A.P.S., 2009, Penurunan Konsentrasi Detergent Pada Limbah Industri
Laundry Dengan Menggunakan NaOH Sebagai Koagulan, 11-14, Skripsi,
Jurusan Teknik Lingkungan UPN, Surabaya.
Wahyuningsih, R., 2006, Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu dengan
Menggunakan Trickling Filter, 4-6 dan 20-23, Skripsi, Jurusan Teknik
A-1
Hasil pengukuran BOD awal dan BOD setelah proses dan hasil
pengukuran TSS awal dan TSS setelah proses ditabelkan seperti di bawah ini :
Tabel a.1 Pengaruh rasio resirkulasi dan debit terhadap BOD
Debit Rasio Resirkulasi
Tabel a.2 Pengaruh rasio resirkulasi dan debit terhadap TSS
CONTOH PERHITUNGAN
1. Perhitungan Waktu Detensi (Td) Reactor :
Diketahui Volume reactor (Vr) = 7 liter = 7000 ml
Td =
Td dengan rasio resirkulasi = 0,5 yaitu Td = menit menit
2. Perhitungan Efisiensi BOD dan TSS
Prosentase penurunan kandungan BOD dan TSS pada pengolahan limbah
cair Industri Laundry Sidoarjo dengan proses biologi dengan menggunakan
Trickling Filter dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut :
Contoh Perhitungan Penurunan BOD
Pada variabel debit aliran 48 ml/mnt dan rasio resirkulasi sebesar 0,5 :
Contoh Perhitungan Penurunan TSS
Pada variabel debit aliran 48 ml/mnt dan rasio resirkulasi sebesar 0,5:
Kadar TSS awal = 280 mg/L
Kadar TSS akhir = 42,812 mg/L TSS awal
% Penyisihan TSS = TSS awal – TSS akhir
TSS awal X 100%
= 280 – 42,812
280
= 84,69 %
X 100%
ANALISA BOD dan TSS
A. ANALISA BOD
Bahan :
a. Limbah cair Industri Laundry Sidoarjo
b. Larutan MnSO
c. Larutan alkali iodida azida
4
a. Ambil contoh yang sudah disiapkan
b. Tambahkan 1 mL MnSO4
c. Tutup segera dan homogenkan hingga terbentuk gumpalan sempurna dan 1 mL alkali iodida azida dengan ujung pipet
tepat di atas permukaan larutan.
d. Biarkan gumpalan mengendap 5 menit sampai dengan 10 menit
g. Masukkan ke spektrometer dan catat hasilnya.
(Sumber : Metode Analisa Cara Uji Air Limbah Prop. Jatim)
B. ANALISA TSS
Bahan :
a. Limbah cair Industri Laundry Sidoarjo
b. Air suling
a. Kocok contoh uji sampai homogen
b. Pipet 50ml – 100ml contoh uji, masukkan ke dalam alat penyaringan yang
telah dilengkapi dengan alat pompa penghisap dan kertas saring
d. Setelah contoh tersaring semuanya bilas kertas saring dengan air suling
sebanyak 10ml dan dilakukan 3x pembilasan
e. Lanjutkan penghisapan selama kira-kira 3menit setelah penyaringan
sempurna
f. Pindahkan seluruh hasil saringan termasuk air bilasan ke dalam cawan
yang telah mempunyai berat tetap
g. Uapkan hasil saringan yang ada dalam cawan sehingga kering pada
penangas air
h. Masukkan cawan yang berisi padatan terlarut yang sudah kering ke dalam
oven pada suhu 180oC ± 2o
i. Pindahkan cawan dari oven dengan penjepit dan dinginkan dalam
desikator
C selama tidak kurang dari satu jam
j. Setelah dingin segera timbang dengan neraca analitik
k. Ulangi langkah h sampai j sehingga diperoleh berat tetap (catat sebagai B
gram)
( Sumber : Metode Analisa Berdasarkan SNI 06-6989.19-2004)
