1
PEMANFAATAN ARANG AKTIF DARI AMPAS KOPI
SEBAGAI ADSORBEN UNTUK MENURUNKAN KADAR
BOD COD DAN TSS PADA LIMBAH CAIR STP (SAWERAGE
TREATMENT PLANT)
Aji Nofandani
Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Pelita Bangsa, Jl. Inspeksi Kalimalang Tegal Danas Arah DELTAMAS, Cikarang Pusat –
kabupaten Bekasi, Jawa Barat, Indonesia. Email : Ajinofandani@gmail.com
ABSTRAK
Setiap aktivitas yang dilakukan manusia akan menghasilkan limbah, limbah ini dalam skala kecil tidak akan menimbulkan masalah karena alam memiliki kemampuan untuk menguraikan kembali komponen-komponen yang terkandung dalam limbah namun bila terakumulasi dalam skala besar, akan timbul permasalahan yang dapat menggangu keseimbanagn lingkungan hidup. Limbah yang dihasilkan PT. X di Cikarang berasal dari toilet, cuci tangan, kantin, dan air wudhu, dimana debit yang dihasilkan mecapai 4 m3 / hari. Tujuan dari penelitian ini adalah pemanfaatan ampas kopi sebagai absorben untuk menurunkan kadar BOD COD dan TSS pada limbah cair STP. Penelitian ini mengunakan cara dengan pe,buatan arang aktif ampas kopi, kemudian arang aktif ampas kopi diaktivasi menggunakan HCI 0,1 M sebanyak 500 ml selama 48 jam setelah itu dilakukan penimbangan arang aktif ampas kopi sebanyak 0,1 gram dan melarutkan dengan limbah cair STP 100 mL dan melakukan pengujian dengan alat jartest dengan waktu kontak 2 menit, 10 menit, 30 menit, 60 menit, 90 menit
2
dan 120 menit. Pada penurunan BOD dapat menurunkan kadar sampai 56.6 %, sedangkan pada penurunan kadar COD dapat menurunkan kadar sampai 56.3 %, kemudian pada penurunan kadar TSS dapat menurunkan kadar sampai 65.6%. pada penelitian ini absorben ampas kopi dapat menurunkan kadar dengan efektivitas rata-rata 50 % - 70 %.
Kata kunci : Air STP, Arang Aktif, Waktu Kontak Jartest
ABSTRACT
Every activity carried out by humans will produce waste, this waste on a small scale will not cause a problem because nature has the ability to decompose the components contained in waste, but if it is accumulated on a large scale, problems will arise that can disrupt the balance of the environment. The waste produced by PT. X in Cikarang comes from toilets, washing hands, canteen, and water for ablution, where the resulting discharge reaches 4 m3 / day. The purpose of this study was the use of coffee grounds as absorbent to reduce levels of BOD COD and TSS in STP liquid waste. This research used pe, made coffee dregs activated charcoal, then activated coffee grounds activated charcoal using 0.1 M HCI as much as 500 ml for 48 hours after which 0.1 gram of coffee dregs activated charcoal was weighed and dissolved with STP liquid waste. 100 mL and tested with the jartest tool with a contact time of 2 minutes, 10 minutes, 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes and 120 minutes. A decrease in BOD can reduce levels up to 56.6%, while a decrease in COD levels can reduce levels to 56.3%, then a decrease in TSS levels can reduce levels up to 65.6%. in this study, coffee grounds absorbent can reduce levels with an average effectiveness of 50% - 70%.
3
1. Pendahuluan
Pengendalian limbah secara cermat dan terpadu harus dilakukan oleh pelaku industri agar limbah yang dihasilkan dapat memenuhi baku mutu limbah sehingga volume limbah, konsentrasi dan toksisitas kontaminan limbah dapat diminimalkan. Dalam bidang industri PT X di Cikarang berdiri pada tahun 1962 yang menyediakan kebutuhan kelistrikan dan telekomunikasi dari mitra Jerman yang terkenal yaitu AEG-TELEFUNKEN. Limbah cair yang terdapat di PT X berasal dari toilet, cuci tangan, kantin dan air wudhu dimana debit air limbah dari PT X yang dihasilkan adalah 4 m3 / hari, dimana hasil air buangan tersebut diolah melalui Sewage Treatment Plant (STP).
Salah satu alternatif pengolahan limbah cair industri adalah dengan menggunakan arang aktif. Arang aktif dapat digunakan sebagai adsorben karena arang aktif bersifat sangat aktif terhadap partikel yang kontak dengan arang aktif tersebut Arang aktif memiliki ruang pori yang sangat banyak dengan ukuran tertentu yang dapat
menangkap partikel yang sangat halus dan menjebaknya disana
Berdasarkan laporan data hasil analisis limbah cair kandungan unsur Kebutuhan Oksigen Biologi (BOD) 216 mg/L, Kebutuhan Oksigen Kimia (COD) 357 mg/L, Zat Padatan Tersuspensi (TSS) 131 mg/L . Hasil analisa laboratorium untuk air limbah hasil olahan STP Menurut KEP51/MENLH/10/1995, hasil pengujian dari Kebutuhan Oksigen Biologi (BOD), Kebutuhan Oksigen Kimia (COD) melebihi standar baku mutu yang sudah ditetapkan. Berdasarkan hasil pengujian, penulis akan melanjutkan penggunaan ampas kopi sebagai absorben untuk menurunkan kadar BOD COD dan TSS pada limbah cair STP (Sawerage
Treatment Plant).
2. Bahan dan metode penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan 1 November 2020 sampai dengan bulan 5 Januari 2020 . Untuk pengambilan sampel di lakukan PT. X di Cikarang yang beralamat di Jalan Jati Raya Blok.J2
4 No.1,2,3 Lippo Cikarang Bekasi 1755.
Bahan :
Ampas kopi arabika, larutan HCl, Sampel limbah cair STP, Wadah sampel.
Alat :
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah : Tungku Pembakaran (Furnace), Cawan, Desikator, Neraca Analitik, Gelas Kimia, Ayakan 100 mesh, pH meter, COD, TSS, BOD, Timer, Jar test, buffer fosfat, indikator amilum dan akuades, Gelas uku
3. Metode
1. Preparasi Arang Ampas Kopi menurut adalah sebagai berikut (Rizki et al., 2015).
a. Ampas kopi dikeringkan dibawah terik matahari selama 1 hari.
b. Ampas kopi dioven pada suhu 105oC selama 5 jam untuk menghilangkan kadar air. c. Ampas kopi dikarbonasi ke
dalam muffle furnace pada suhu 450oC selama 45 menit untuk proses pengarangan ampas kopi.
d. Arang ampas kopi didinginkan ke dalam desikator
e. Arang ampas kopi dihaluskan dengan grinding kemudian diayak dengan ayakan 100 mesh untuk menghasilkan ukuran yang sama
2. Aktivasi Arang Ampas Kopi Menurut (Irmanto Et Al., 2010)
a. Arang ampas kopi sebanyak 150 gram direndam dalam larutan HCl 0,1 M sebanyak 500 ml selama 48 jam
b. Arang mpas kopi disaring menggunakan corong buchner c. Arang ampas kopi dicuci dengan aquadest hingga netral d. Arang ampas kopi yang telah diaktivasi dibungkus dengan alumunium foil agar tidak bercecer
e. Arang aktif ampas kopi dioven pada suhu 1100 C selama 3 jam untuk mengurangi kadar airnya f. Arang aktif ampas kopi
didinginkan dan disimpan dalam desikator
5 3. Proses Pengamatan
a. Air limbah STP ( Sewage
Treatment Plant ) diambil
sebanyak 100 mL dikontakkan dengan 0,1 gram arang aktif b. dengan berbagai variasi waktu
pengocokkan yaitu 2, 10, 30, 60, 90 dan 120 menit dengan ukuran partikel arang aktif 100 mesh.
c. Larutan kemudian dianalisis nilai BOD, COD dan TSS.
4. Hasil dan pembahasan
Berdasarkan laporan data hasil analisis limbah cair kandungan unsur Kebutuhan Oksigen Biologi (BOD) 216 mg/L, Kebutuhan Oksigen Kimia (COD) 357 mg/L, Zat Padatan Tersuspensi (TSS) 131 mg/L.
Proses Pemanfaatan Arang Aktif Dari Ampas Kopi Untuk Absorben
Gambar 1 Pada grafik diatas
dapat dilihat semakin tinggi waktu kontak hasil penurunan BOD, COD, TSS semakin bagus, pada penurunan BOD absorben ampas kopi dapat menurunkan kadar sampai 56.6 %, sedangkan pada penurunan kadar COD absorben ampas kopi dapat menurunkan kadar sampai 56.3 %, kemudian pada penurunan kadar TSS absorben ampas kopi dapat menurunkan kadar sampai 65.6% . pada penelitian ini absorben ampas kopi dapat menurunkan kadar dengan efektivitas rata-rata 50 % - 70 %.
Hal ini sesuai dengan penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh penelitian terdahulu yang dilakukan Irmanto dan Suyata (2009) ditemukan bahwa persentase penurunan nilai BOD, COD dan TSS limbah cair industri tapioka dengan menggunakan arang aktif dari ampas kopi pada waktu kontak optimum dan pH optimum, adalah sebagai berikut BOD sebesar 33,51%; COD sebesar 78,96% dan TSS sebesar 61,05%.
Efektivitas Ampas Kopi Sebagai Absorben Dalam Menurunkan Nilai BOD COD Dan TSS Limbah
6
Cair STP (Sawerage Treatment
Plant).
a. Hasil Analisa COD
Variasi waktu kontak dilakukan untuk mengetahui pengaruh pengocokan pada berbagai variasi waktu kontak terhadap proses adsorpsi arang aktif dalam menurunkan nilai COD limbah cair industri. Pengocokan itu sendiri berfungsi untuk memberi kesempatan pada partikel karbon arang aktif dan limbah untuk bersinggungan dengan adsorbat yang akan diserap
Tabel 1 Penurunan COD
Gambar 2 Penurunan nilai
COD pada waktu kontak ke-2 menit dengan hasil 357 mg/L, terjadi
penurunan secara terus menerus pada waktu kontak 90 menit sampai ke-120 menit, menunjukan bahwa arang aktif dari ampas kopi dapat digunakan untuk mengadsorpsi COD pada limbah cair STP. Hal ini dikarenakan arang ampas kopi yang sudah diaktifasikan permukaanya menjadi lebih luas karena telah bebas dari deposit hidrokarbon dan pori-porinya telah terbuka sehingga mampu mengadrobsi COD.
Hal ini sesuai dengan penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh (Lubis dan Nasution, 2002) proses adropsi akan terus berlangsung hingga dicapai waktu kontak optimum dimana terjadi penyerapan limbah paling besar oleh arang aktif ampas kopi. Pada saat waktu kontak optimum tercapai semua permukaan arang aktif telah tertutup oleh adsorbat berupa limbah cair STP, hal ini sesuai dengan teori adsorpsi Langmuir yang menyatakan bahwa kecepatan adropsi pada permukaan berbanding lurus dengan bagian permukaan adsorben atau sisi aktif yang tidak diisi oleh molekul yang teradsorpsi
7
b. Hasil Analisa BOD
waktu kontak antara adsorben dan adsorbat dapat mempengaruhi tinggi rendahnya waktu adsropsi yang terjadi. Dengan adanya pnentu waktu kontak dengan tujuan untuk mengetahui lamanya waktu yang dibutuhkan arang aktif ampas kopi dalam mengadsropsi BOD dengan maksimal.
Tabel 4.2 Penurunan Nilai BOD
Gambar 3 Berdasarkan gambar diatas adsorpsi maksimum arang aktif ampas kopi yang teraktivasi HCL terjadi pada waktu kontak 120 menit dengan hasil 93.5 mg/L. Proses adsorpsi akan terus
menerus berlangsung hingga dicapai waktu kontak yang optimum dimana akan terjadi penyerapan limbah paling besar oleh arang aktif yaitu pada waktu kontak 120 menit..
Hal ini tidak sesuai dengan penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh (Irmanto dan Suyata 2010), dimana penurunan BOD pada limbah cair industri diperoleh waktu kontak pada menit ke-30 sampai menit ke-90, hal ini dikarenakan arang aktif telah jenuh oleh molekul teradsorpsi sehingga apabila waktu pengocokan arang aktif terhadap limbah cair industri diperpanjang walaupun dengan tekanan yang diperbesar tidak akan meninggkatkan jumlah molekul yang teradsropsi namun arang aktif yang telah menyerap limbah secara optimal akan melepas kembali adsrobatnya ke larutan blanko atau limbah.
c. Hasil Analisa TSS
Waktu kontak optimum merupakan waktu pengocokan campuran arang aktif dengan limbah cair STP dimana terjadi penurunan kadar TSS. Pengocokan atau waktu optimum dimaksudkan untuk
8 memberi kesempatan pada partikel arang aktif untuk bersingunggan dengan senyawa serapan, adsropsi TSS pada limbah cair STP oleh arang aktif ampas kopi pada variasi waktu kontak 2 menit, 30 menit, 60 menit, 90 menit, 120 menit mencaapai optimum pada waktu kontak 120 menit seperti tabel yang ditunjukan dibawah ini.
Tabel 4.3 Hasil Penurunan TSS
Berdasarkan Gambar 4 didapatkan hasil TSS pada waktu kontak ke-2 menit yaitu 131 mg/L, pada menit ke-10 yaitu 119 mg/L, dan pada menit ke-30 yaitu 114 mg/L, mendandakan adanya proses
penyerapan partikel tetapi hasil penurunan TSS tidak signifikan. Pada waktu kontak 120 menit yaitu 45 mg/L mendandakan semakin tinggi pengadukan (waktu kontak) penyerapan yang didapatkan semakin baik, hal ini dikarenakan tingginya penurunan TSS nilai kekeruhan yang mampu diserap oleh arang aktif dan menjadikan kekeruhan air berkurang karena proses penyerapan dan pemampatan oleh arang aktif ampas kopi.
Pada penelitian ini dilakukan proses aktivasi arang ampas kopi untuk memperbesar ukuran pori-pori dari arang agar kemampuan penyerapnnya terhadap BOD, COD dan TSS menjadi semakin banyak. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Widayanti dkk (2012) dimana arang aktif yang telah diaktivasi tingkat penyerapannya lebih tinggi dibandingkan dengan tanpa aktivasi. Proses aktivasi ini akan menyebabkan zat pengotor yang menyumbat pori-pori karbon hilang sehingga jumlah pori-pori karbon aktif semakin besar dan daya adsropsinya terhadap cairan atau gas akan semakin tinggi.
9
5. Kesimpulan
1. Pada penurunan BOD absorben ampas kopi dapat menurunkan kadar sampai 56.6 %, sedangkan pada penurunan kadar COD absorben ampas kopi dapat menurunkan kadar sampai 56.3 %, kemudian pada penurunan kadar TSS absorben ampas kopi dapat menurunkan kadar sampai 65.6% . pada penelitian ini absorben ampas kopi dapat menurunkan kadar dengan efektivitas rata-rata 50 % - 70 %.
2. Efektifitas Ampas Kopi Sebagai Absorben Dalam Menurunkan Nilai BOD COD Dan TSS Limbah Cair STP, efektifitas penurunan nilai BOD adalah pada waktu kontak ke-2 menit = 0 %, waktu kontak ke-10 = 6.9 %, waktu kontak ke-30 = 11.1 %, waktu kontak ke-60 = 33.3 %, waktu kontak ke-90 = 52.3 %,
waktu kontak ke-120 = 56.9 %. Efektivitas penurunan COD adalah waktu kontak ke-2 menit = 0 %, waktu kontak ke-10 menit = 8.6 %, waktu kontak ke-30 = 12.8 %, waktu kontak ke-60 menit = 34.7 %, waktu kontak ke-90 = 52.1 %, waktu kontak ke-120 menit = 56.5 %.
Kemudian efisiensi efektivitas penurunan TSS adalah pada waktu kontak ke-2 menit = 0 %, waktu kontak ke-10 menit = 9.1 %, waktu kontak ke-30 menit = 12.9 %, waktu kontak ke-60 menit = 39.6 %, waktu kontak ke-60 menit = 60.3 %, waktu kontak ke-60 menit = 65.6 %. Pada waktu kontak 120 menit lebih efektifitas dalam menurunkan kadar BOD, COD, TSS .
6. Daftar pustaka
Atima, 2015. BOD dan COD Sebagai Parameter Pencemaran Air dan Baku Mutu Air Limbah. Ambon : IAIN.
10 Chandra, B. 2006. Pengantar
Kesehatan Lingkungan. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran Egc. Halaman 135-145
De Santo, R.S. 1978. Concepts of Applied Ecology. Heidelberg Science Library.Springer – Verlag, New York. 310 p
Fernianti, D. (2013). Analisis kemampuan adsorpsi karbon aktif dari ampas kopi bubuk yang sudah diseduh. Berkala Teknik, 3(2), 563–572.
.
Ginting, P. 2007. Sistem Pengelolaan Lingkungan dan Limbah Industri. Bandung: Yrama Widya. Halaman 37, 42, 50-51, 91-93.
Haryadi, S. 2004. BOD dan COD sebagai Parameter Pencemaran Air dan Baku Mutu Air Limbah. IPB. Bogor
Irmanto, Suyata. 2009. Optimasi Penurunan Nilai BOD, COD dan TSS Limbah Cair Industri
Tapioka Menggunakan Arang Aktif dari Ampas Kopi. Prodi Kimia Fakultas MIPA Universitas Jendral Soedirman.
Irmanto, Suyata. 2009. Penurunan Kadar Amonia, Nitrit dan Nitrat Limbah Cair Industri Tahu Menggunakan Arang Aktif dari Ampas Kopi. Molekul, Vol 4 No.2, hal 105-114, Universitas Jendral Soedirman.
Irmanto dan Suyata., 2010, Optimasi Penurunan Nilai BOD, COD dan TSS Limbah Cair Industri Tapioka Menggunakan Arang Aktif dari Ampas Kopi, Molekul, 5:22-32
Kepmen LH No.
KEP-51/MENLH/10/1995,
Tanggal 23 Oktober 1995 Tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri
Kristanto. 2013. Ekologi Industri, Andi Yogyakarta
11 Majid, M. (2017). Efektivitas
penggunaan karbon aktif pada penurunan kadar fosfat limbah cair usaha laundry di kota parepare sulawesi selatan. 1Fakultas Ilmu Kesehatan, Universitas Muhammadiyah Parepare: IKAKESMADA
Mays, L. W. 1996. Water Resources Handbook. McGraw Hill. NewYork.
Metcalf & Eddy, Inc. 1991. Wastewater Engineering: treatment, disposal, reuse. 3rd ed. (Revised by: G. Tchobanoglous and F.L. Burton).
Muhajir, 2013. Penurunan Limbah Cair COD Dan BOD Pada Industri Tahu Menggunakan Tanaman Cattail (Typha Angustifolia) Dengan Sistem Constructed Wetland. Semarang : Universitas Negeri Semarang.
Mulia, R. 2005. Kesehatan Lingkungan. Yogyakarta: Graha Ilmu. Halaman 68-70
Notoatmodjo, S. 2003.
Pengembangan Sumber Daya Manusia. Edisi Revisi, Cetakan Ketiga, Jakarta : Penerbit PT. Rineka Cipta.
Palar, H. 2004. Pencemran dan Toksikologi Logam Berat. Jakarta: PT. Rineka Cipta. Halaman 12.
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun 2001, Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian
Pencemaran Air,
Pemerintahan Republik Indonesia, Jakarta.
Sembiring, M. T. dan T. S. Sinaga, 2003, Arang Aktif (Pengenalan dan Proses Pembuatannya) , USU Press, Sumatera Utara.
Sugiharto. 2008. Dasar-Dasar Pengelolaan Air Limbah. Jakarta: Universitas Indonesia Press. Halaman 13
12 Suharto, 2010. Limbah Kimia Dalam
Pencemaran Air Dan Udara , Andi Yogyakarta.
