OPTIMASI PENAMBAHAN KARBON AKTIF, ARANG SEKAM,
DAN CAMPURAN KARBON AKTIF-ARANG SEKAM PADA
EFLUEN PROSES KOAGULASI FLOKULASI UNTUK
MENAIKKAN KUALITAS HASIL OLAHAN DAN NILAI KALOR
LUMPUR
Optimization of Activated Carbon, Husk Charcoal, and Mixed Activated Carbon- Husk Charcoal AdditionS on Coagulation Flocculation Effluent to
Raise the Quality of Waste and Mud Calorific Value
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan Program Diploma III Teknik Kimia
Oleh
Allensius Karelsta (091411003)
Mercys Lucya Natalia Tambunan (091411083)
JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2012
CURRICULUM VITAE
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunia-Nya sehingga Penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul Optimasi Penambahan Karbon Aktif, Arang Sekam, dan Campuran Karbon Aktif-Arang Sekam pada Efluen Proses Koagulasi Flokulasi untuk Menaikkan Kualitas Hasil Olahan dan Nilai Kalor Lumpur yang merupakan syarat kelulusan mahasiswa tingkat akhir Program Diploma III Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung. Dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini penulis telah mendapatkan banyak bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, baik secara moril maupun materil. Untuk itu, penulis ingin menyampaikan ungkapan rasa terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Ir. Dwi Nirwantoro Nur, M.T. selaku ketua Jurusan Teknik Kimia
Politeknik Negeri Bandung dan pembimbing II yang telah memberikan pengarahan, bimbingan, dan masukan dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Rispiandi, M.T. selaku koordinator Tugas Akhir Jurusan Teknik Kimia
Politeknik Negeri Bandung.
3. Ir. Endang Kusumawati, M.T. selaku pembimbing I yang telah memberikan
pengarahan, bimbingan, dan masukan dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini.
4. Tim penguji yang telah memberikan masukan positif dalam penyusunan maupun
pada saat siding laporan Tugas Akhir ini.
5. Dosen-dosen jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung yang telah
memberikan bekal pengetahuan kepada penulis selama tiga tahun
6. Seluruh Staff dan teknisi yang telah membantu penulis selama melaksanakan praktik di laboratorium serta seluruh pihak yang terkait yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
Penyusun menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini jauh dari sempurna, maka penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari berbagai pihak sebagai bahan pertimbangan untuk perbaikan di masa mendatang.
Akhir kata penulis berharap semoga laporan Tugas Akhi ini dapat bermanfaat bagi para pembaca pada umumnya dan khusunya bagi penulis.
Bandung, Juli 2012 Penyusun
ABSTRAK
Limbah cair merupakan masalah utama dalam industri batik karena polutan yang terkandung dalam limbah cair tersebut menimbulkan pencemaran lingkungan khususnya badan air jika tidak dilakukan pengolahan terlebih dahulu. Parameter TSS, pH, kekeruhan, dan warna merupakan parameter yang perlu diturunkan apabila nilainya di atas baku mutu. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan dosis koagulan optimum pada proses koagulasi-flokulasi limbah cair batik yang berasal dari industri UMKM di Cimahi dan menentukan nilai kalor yang sesuai dengan baku mutu layak bakar dari campuran antara limbah padat dalam lumpur dengan karbon aktif, arang sekam, atau campuran karbon aktif-arang sekam. Proses pengolahan awal limbah cair batik dilakukan dengan cara koagulasi-flokulasi dan dilanjutkan dengan variasi penambahan bahan tambahan yaitu karbon aktif, arang sekam, dan campuran karbon aktif-arang sekam ke dalam efluen hasil proses koagulasi-flokulasi yang telah menggunakan dosis koagulan optimum. Selanjutnya dilakukan proses penyaringan dari campuran bahan tambahan dengan efluen, pengeringan lumpur hasil proses koagulasi-flokulasi dan bahan tambahan yang tersaring, serta pengujian nilai kalor padatan. Koagulan yang digunakan adalah tawas dengan variasi dosis 600 3200 ppm.Hasil penelitian menunjukkan dosis tawas optimum adalah 2000 ppm dan komposisi bahan tambahan yang baik dalam menaikkan nilai kalor padatan adalah karbon aktif dan campuran karbon aktif-arang sekam, karena pada komposisi ini nilai kalor telah mencapai baku mut
Kata Kunci : Koagulasi, Flokulasi, Tawas, Nilai Kalor.
ABSTRACT
The liquid waste is a major problem in batik industry, due to pollutant contained in the waste water is polluting the environment, especially water body, if the wate water is not treated. TSS, pH, turbidity, and colour the parameters that need to be reduced, if the value is above the quality standard. This study aims to determine the optimum coagulant dose on coagulation-flocculation process of wa ste water resulted from batik industry UMKM in Cimahi and to determine the calorific value of solid waste produced.. Waste water pre treatment process of batik was performed by coagulation-flocculation followed by the addition of various dose of activated carbon ,charcoal husk, and activated carbon-charcoal husk mixture into the effluent of coagulation-flocculation at optimum coagulant dosage. Then the mixture wa s screened, the sludge wa s dried. Then to coagulation - flocculation and additional materials a re filtered, and the calorific value of solid testing. Coagulants used were alum with dose va riation of 600 3200 ppm. The result showed that the optimum dose of alum is at 2000 ppm and variation of additional material that can increase calorific value of solid well were activated carbon and mixture of activated carbon-husk charcoal, that meet the requirement of quality standard of .
Keywords: coagulation, flocculation, Tawas, Calorific Value.
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN KATA PENGANTAR ... i ABSTRAK ...iii DAFTAR ISI ... vDAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR LAMPIRAN ... xi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang Penelitian ... 1
1.2 Tujuan Penelitian ... 4
1.3 Ruang Lingkup Penelitian ... 4
1.4 Manfaat Penelitian... 5
1.5 Metodologi Penelitian ... 5
1.6 Sistematika Penulisan ... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1 Pengertian Limbah Cair ... 7
2.2 Limbah Cair Batik ... 7
2.3 Sumber dan Karakteristik Limbah Cair Batik ... 8
2.4 Pengolahan Limbah Cair Batik ... 11
2.4.1 Koagulasi ... 11
2.4.2 Flokulasi ... 13
2.4.3 Koagulan Tawas ... 14
2.4.4 Karbon Aktif ... 15
2.4.5 Arang Sekam ... 18
2.4.6 Metoda Pembakaran Padatan ... 20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 25
3.1 Tahap Persiapan ... 25
3.1.1 Studi Literatur... 25
3.1.2 Peralatan yang Digunakan ... 25
3.1.3 Bahan yang Digunakan ... 26
3.2 Tahap Pelaksanaan ... 26
3.2.1 Penentuan Dosis Koagulan Optimum ... 27
3.2.2 Tahap Pengukuran Nilai Kalor Limbah Padat Setelah Dicampur dengan Arang Sekam, Karbon Aktif, dan Campuran Karbon Aktif-Arang Sekam ... 28
3.3 Tahap Analisis ... 30
3.3.1 Analisis Efluen Hasil Penyaringan Setelah Dilaukan Penambahan Karbon Aktif, Arang Sekam, dan Campuran Karbon Aktif - Arang Sekam ... 30
3.3.2 Analisis Kadar Air ... 31
3.3.3 Analisis Niali Kalor Padatan ... 31
3.4 Diagram Alir ... 32
3.4.1 Penentuan Dosis Koagulan Optimum ... 32
3.4.2 Pengukuran Nilai Kalor Padatan Setelah Dicampur dengan Karbon Aktif, Arang Sekam dan Campuran Karbon Aktif Arang Sekam . 33 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 34
4.1. Tahapan Persiapan ... 34
4.2. Penentuan Dosis Koagulan Optimum ... 36
4.3. Koagulasi dan Flokulasi pada dosis Optimum... 37
4.3.1 Pengambilan Sampel Yang Akan Dianalisis... 38
4.3.2 Proses Pencampuran antara Cairan Hasil Proses Koagulasi Flokulasi Pada Dosis Optimum dengan Bahan Tambahan ... 39
4.4. Pengujian Nilai Kalor Padatan ... 40
4.4.1 Nilai Kalor dari Hasil Variasi Karbon Aktif ... 41
4.4.2 Nilai Kalor dari Hasil Variasi Arang Sekam ... 43
4.4.3 Nilai Kalor dari Hasil Variasi Campuran Karbon Aktif -Arang Sekam ... 45
4.5. Analisis Efluen Hasil Penyaringan dari Campuran Efluen Hasil Koagulasi Flokulasi dengan Karbon Aktif, Arang Sekam, dan Campuran Karbon Aktif-Arang Sekam Pengujian ... 47
4.5.1 Analisis TSS ... 47
4.5.2 Analisis Kekeruhan ... 50
4.5.3 Analisis pH ... 52
4.5.4 Analisis Warna ... 54
4.5.5 Analisis Bau ... 59
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 60
5.1. Kesimpulan ... 60 5.2. Saran ... 60 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Kegiatan Pembatikan ... 12
Tabel 2.2 Karakteristik Limbah Cair Industri Batik ... 13
Tabel 2.3 Komposisi Kimia Sekam ... 21
Tabel 2.4 Kualitas Arang Sekam Hasil Pembakaran ... 22
Tabel 4.1 Karakteristik Awal Limbah Cair Batik ... 37
Tabel 4.2 Komposisi Bahan Campuran Arang Sekam dan Karbon Aktif ... 47
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Alur Proses Pembuatan Batik dan Produk yang Dihasilkan ... 11
Gambar 2.2 Proses Pengikatan Partikel Koloid Oleh Koagulan (CG) ... 14
Gambar 2.3 Tawas ... 17
Gambar 2.4 Arang Sekam Padi ... 22
Gambar 3.1 Penentuan Dosis Koagulan Optimum ... 34
Gambar 3.2 Pengukuran Nilai Kalor ... 35
Gambar 4.1 Limbah Awal ... 37
Gambar 4.2 Kurva Kekeruhan (NTU) dan Volumen Endapan (ml) terhadap Dosis Koagulan (ppm) ... 38
Gambar 4.3 Skema Pengambilan Sampel ... 41
Gambar 4.4 Kurva Nilai Kalor (kkal/kg) terhadap Penambahan Karbon Aktif (gr)43 Gambar 4.5 Kurva Nilai Kalor (kkal/kg) terhadap Penambahan Arang Sekam (gr) ... 45
Gambar 4.6 Kurva Nilai Kalor (kkal/kg) terhadap Penambahan Campuran Karbon Aktif-Arang Sekam (gr) ... 47
Gambar 4.7 Kurva TSS (mg/l) terhadap Penambahan Karbon Aktif, Arang Sekam (gr) ... 49
Gambar 4.8 Kurva TSS (mg/l) terhadap Penambahan Campuran Karbon Aktif -Arang Sekam Sebanyak 2 gr ... 51
Gambar 4.9 Kurva Kekeruhan (NTU) terhadap Penambahan Karbon Aktif, Arang Sekam (gr) ... 52
Gambar 4.10 Kurva Kekeruhan (NTU) terhadap Penambahan Campuran Karbon Aktif-Arang Sekam Sebanyak 2 gr ... 53
Gambar 4.11 Kurva pH Awal Efluen terhadap Penambahan Bahan Tambahan (gr)54 Gambar 4.12 Pengkondisian Akhir pH Efluen terhadap Variasi Bahan Tambahan (gr) ... 55
Gambar 4.13 Warna Cairan Keluaran Setelah Penambahan Karbon Aktif ... 58 Gambar 4.14 Warna Cairan Keluaran Setelah Penambahan Arang Sekam ... 59 Gambar 4.15 Warna Cairan Keluaran Setelah Penambahan Campuran Karbon Aktif dan Arang Sekam ... 60
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A (Tabel)
Tabel A.1 Penentuan Dosis Optimum Koagulan Tawas
Tabel A.2 Karakteristik Efluen Setelah Proses Koagulasi Flokulasi Pada Dosis Optimum
Tabel A.3 Kadar Air dalam Padatan yang Dicampur dengan Karbon Aktif sebelum Uji Nilai Kalor
Tabel A.4 Kadar Air dalam Padatan yang Dicampur dengan Arang Sekam sebelum Uji Nilai Kalor
Tabel A.5 Kadar Air dalam Padatan yang Dicampur dengan Campuran Karbon Aktif-Arang Sekam sebelum Uji Nilai Kalor
Tabel A.6 Nilai Kalor Padatan dengan Variasi Penambahan Karbon Aktif Tabel A.7 Nilai Kalor Padatan dengan Variasi Penambahan Arang Sekam
Tabel A.8 Nilai Kalor Padatan dengan Variasi Penambahan Karbon Aktif - Arang Sekam
Tabel A.9 Analisis Efluen Hasil Pencampuran dengan Karbon Aktif Tabel A.10 Analisis Efluen Hasil Pencampuran dengan Arang Sekam
Tabel A.11 Analisis Efluen Hasil Pencampuran dengan Campuran Karbon Aktif Arang Sekam
Tabel A.12 Hail Pengujian Limbah Awal dan Hasil Pengolahan
Tabel A.13 Hasil Uji Laboratorium Limbah Industri Batik Clarasita, Fayza, dan Ismi Tabel A.14 Beban Pencemaran Maksimum Clarasita
Tabel A.15 Beban Pencemaran Maksimum Fayza Tabel A.16 Beban Pencemaran Maksimum Ismi
Tabel A.17 Zat Pencemar dalam Limbah Cair Batik pada Proses Pembuatan Batik
LAMPIRAN B (Prosedur Kerja) B.1 Analisis TSS
B.2 Analisis pH
B.3 Analisis Kadar Air Padatan
B.4 Uji Nilai Kalor Dengan Menggunakan Bom Kalorimeter LAMPIRAN C (Gambar)
Gambar C.1 Proses Koagulasi Flokulasi
Gambar C.2 Proses Pengendapan di Kerucut im hoff
Gambar C.3 Proses Pencampuran Bahan Tambahan dan Penyaringan Gambar C.4 Proses Pengeringan Padatan
Gambar C.5 Proses Pencampuran Bahan Tambahan yang Tersaring dengan Padatan Lumpur Hasil Proses Koagulasi Flokulasi Setelah Proses Pengeringan Gambar C.6Padatan Setelah Pencampuran yang Siap untuk Diuji Nilai Kalornya
Gambar C.7Seperangkat Bom Kalorimeter untuk Menguji Nilai Kalor Padatan LAMPIRAN D (Form Bimbingan dan Perbaikan Seminar Tugas Akhir)
DAFTAR PUSTAKA
Zalni, Yeti.2010.Koagulasi-Flokulasi Jartest.Bandung: Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung.
Astuti, Fitri. 2004. Pengolahan Limbah Cair Industri Batik Dengan Koagulan & Penyaringan (Studi Kasus di CV Batik Indah Rara Djonggrang). Ilmu Lingkungan. UGM. Yogyakarta
Hulupi, Mentik, dkk.1996.Petunjuk Praktikum Kimia Fisika.Bandung : Pusat pengembangan pendidikan politeknik.
Setyaningsih, H. 1999. Pengolahan Limbah Batik Dengan Proses Kimia dan Adsorpsi Karbon Aktif (online). tersedia :
http://www.digilib.ui.edu/opac/themes/libri2/detail.jsp?id=81459&lokasi=lokal (1 Juli 2012)
Simatupang, Grace. Peluang Agribisnis Arang Sekam (online). tersedia:
http://www.scribd.com/grace_simatupang/d/47014976-Bisnis-Arang-Sekam. (24Januari 2012)
Syarif dkk, .2002. Arang Aktif (online).tersedia:http://www.ristek.go.id/arang-tempurung-kelapa.pdf (1 Juli 2012)
Arang Aktif (Online) tersedia: http://www.scribd.com/doc/3627041/Arang-Aktif (2 Juli 2012)
Triyana, M. dan Sarma, T., 2003, Arang Aktif (Pengenalan dan Proses Pembuatannya), Jurusan Teknik Industri, Universitas Sumatra Utara.
Warman, A. 2005. Analisis Pengaruh Impregnasi Silika (SiO
2) terhadap Nilai Kalor
Bakar dan Kuat Tekan Briket Arang Tempurung Kelapa. Universitas Sumatra Utara., Medan.
