commit to user
19 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 Hasil Percobaan
Pengolahan limbah cair industri batik diawali dengan proses koagulasi sebagai pretreatment sebelum diolah lebih lanjut dengan APLICASI (Alat Pengolah Limbah Cair Industri). Berikut adalah data pengujian dari pada limbah cair industri batik:
Tabel IV.1 Data Pengujian pada Limbah Cair Industri Batik No. Parameter Satuan Sampel Awal Koagulasi APLICASI
1 CO2 mg/L 591,56 452,64 80,96
2 pH - 7 7 7
3 COD mg/L 608,84 194,68 107,88
4 TSS mg/L 470 160 110
5 Logam Cr ppm 2,5121 0,0669 0,0538
6 Turbiditas NTU 625 65,5 28
IV.2 Pembahasan
Dalam pembuatan APLICASI (Alat Pengolah Limbah Cair Industri) ini diperoleh dengan berbagai tahap, mulai dari studi literatur, perancangan alat sampai perancangan proses. Perancangan alat untuk APLICASI terdapat dua kolom yaitu, kolom adsorpsi dan kolom aerasi. Pada kolom adsorpsi diisi menggunakan ijuk, arang aktif tempurung kelapa, dan adsorben kulit nangka. Ijuk, tempurung kelapa, dan kulit nangka mempunyai ketebalan masing-masing 10 cm. Sebelum digunakan sebagai bahan isian, adsorben kulit nangka dan arang aktif tempurung kelapa diaktivasi terlebih dahulu.
Proses aktivasi adsorben kulit nangka dilakukan dengan perendaman menggunakan NaOH 0,1 M yang bertujuan untuk menghilangkan lignin yang dapat menyebabkan turunnya daya adsorpsi, sedangkan untuk arang aktif tempurung kelapa direndam dengan menggunakan CaCl2 25% yang bertujuan menambah atau mengembangkan volume pori dan memperbesar
commit to user
20 diameter pori yang telah terbentuk sehingga dapat memperluas permukaan bahan isian yang berkontak dengan limbah cair industri. Pada kolom aerasi, limbah cair industri yang diolah akan dikontakkan dengan udara yang dihasilkan oleh aerator. Dalam instalasi listriknya, APLICASI menggunakan panel surya 6 volt 200 mAh dan listrik PLN. Panel surya 6 volt 200 mAh dapat mengisi baterai lithium 1000 mAh selama 5 jam. Pengisian baterai dengan panel surya dapat dipercepat dengan menambah jumlah panel surya yang disusun secara pararel. Penggunaan baterai dapat mengoperasikan APLICASI selama 2,5 jam tanpa henti, sedangkan listrik dari PLN dapat digunakan ketika intensitas matahari sangat rendah. APLICASI dapat mengolah limbah cair dengan laju alir sebesar 0,214 L/menit.
Limbah yang dianalisis adalah limbah cair industri batik yang banyak mengandung zat pencemar seperti padatan tersuspensi dan logam berat yang dihasilkan dari proses pewarnaan. Uji karakteristik limbah cair industri batik digunakan untuk mengetahui kandungan awal limbah sebelum dan sesudah diolah menggunakan APLICASI sehingga dapat diketahui unjuk kerja atau efisiensi APLICASI dalam mengolah limbah cair industri.
Pengolahan limbah cair industri berperan penting dalam penghilangan kontaminan dan logam berat. APLICASI mengolah limbah cair industri melalui koagulasi, filtrasi, adsorpsi, dan aerasi. Efektivitas pengolahan limbah dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel IV.2 Efektivitas Pengolahan Limbah
Pengolahan Fe, Mn Fluor Arsen Bau, rasa Zat Organik Turbiditas
Koagulasi √ √√√ √√√ √ √ √√
Filtrasi - - - - √ √
Adsorpsi √ - - √√√ - √
Aerasi √√√ - - √√ √ -
Sumber: Skinner & Shaw (1998).
Sistem pengolahan dikategorikan sebagai berikut: tidak efektif (—); sedikit efektif (√); efektif (√√); sangat efektif (√√√).
commit to user
21 Koagulasi dilakukan dengan penambahan tawas sebagai koagulan dalam limbah cair industri batik. Tawas banyak digunakan dalam aplikasi pengolahan air limbah industri dan sanitasi, karena mempunyai efektivitas tinggi dalam penjernihan, dapat mengendapkan lumpur atau partikel koloid, tidak meninggalkan warna,dan tersedia dalam grade makanan. Reaksi yang terjadi antara air dengan tawas adalah sebagai berikut:
Al2(SO4)3 (aq) + 6H2O (l) → 2Al(OH)3 (s) + 6H+ (aq) + 3𝑆𝑂42−(aq) (IV.1) endapan
Gambar IV.1 Proses Koagulasi
Kondisi optimum penggunaan tawas dipengaruhi oleh pH dan dosis. Dosis tawas yang ditambahkan pada limbah cair industri batik adalah 2 gram per 1000 mL limbah dan beroperasi pada pH 7. Berikut merupakan hasil uji limbah batik dari proses koagulasi:
Tabel IV.3 Hasil Uji Limbah Batik setelah Proses Koagulasi
Parameter Satuan Sampel Awal Hasil Uji Baku Mutu Air Limbah
CO2 mg/L 591,56 452,64 -
pH - 7 7 6-9
COD mg/L 608,84 194,68 150
TSS mg/L 470 160 150
Logam Cr ppm 2,5121 0,0669 1
Turbiditas NTU 625 65,5 50
commit to user
22 Dari data proses koagulasi seperti tabel IV.3 lalu dibandingkan dengan sumber literatur mengenai standar baku mutu air limbah kawasan industri diperoleh hasil bahwa limbah cair industri batik setelah mengalami proses koagulasi sudah mengalami penurunan tetapi belum maksimal dikarenakan koagulasi merupakan proses awal (pretreatment) dalam proses pengolahan limbah sehingga perlu dilakukan proses lanjutan dengan menggunakan APLICASI untuk menyempurnakan hasil olahan limbah cair industri batik sesuai standar baku mutu.
APLICASI mengolah limbah cair industri melalui tahap filtrasi, adsorpsi, dan aerasi. Filtrasi dilakukan dengan menggunakan ijuk sebagai media penyaringan untuk menurunkan nilai Total Suspended Solid (TSS) dan turbiditas pada air limbah cair industri. Kondisi optimum penggunaan ijuk dipengaruhi oleh tingginya ijuk dalam kolom dan laju alir fluida yang melewati kolom.
Adsorpsi dilakukan dengan penggunaan adsorben kulit nangka dan arang aktif tempurung kelapa yang efektif dalam menghilangkan logam berat, zat warna, dan bau. Keefektifan arang aktif tempurung kelapa dan adsorben kulit nangka dipengaruhi oleh waktu kontak dan tinggi bahan isian dalam kolom. Lama waktu kontak dan banyaknya penggunaan adsorben dan arang aktif berbanding lurus dengan penjerapan logam. APLICASI menerapkan sistem kolom dengan aliran dari bawah ke atas (up flow) sehingga kontak antara adsorben dengan air limbah dapat berlangsung lama dan merata. Sedangkan untuk dosis adsorben dan arang aktif mempengaruhi luas permukaan adsorben yang berkontak dengan air limbah sehingga penjerapan adsorben semakin maksimal. Adsorben dan arang aktif mempunyai daya jerap maksimum, sehingga perlu diganti apabila laju alir fluida mulai melambat karena endapan kotoran atau kondisi bahan isian yang telah jenuh.
Aerasi dilakukan dengan cara mengontakkan udara dan air di dalam kolom aerasi yang bertujuan untuk menambah jumlah oksigen serta menurunkan jumlah CO2 dan berbagai senyawa organik yang bersifat
commit to user
23 volatil, selain itu aerasi juga dapat menghilangkan kandungan jumlah besi dan mangan yang terlalu tinggi.
Gambar IV.2 (a) sampel awal (b) setelah proses koagulasi (c) setelah diolah dengan APLICASI
Dari proses pengolahan limbah dengan APLICASI didapatkan hasil uji yang memenuhi baku mutu air limbah. Berikut merupakan hasil uji dari pengolahan limbah dengan APLICASI:
Tabel IV.4 Hasil Uji dari Pengolahan Limbah dengan APLICASI Parameter Satuan Koagulasi APLICASI Baku Mutu Air
Limbah
CO2 mg/L 452,64 80,96 -
pH - 7 7 6-9
COD mg/L 194,68 107,88 150
TSS mg/L 160 110 150
Logam Cr ppm 0,0669 0,0538 1
Turbiditas NTU 65,5 28 50
Setelah tahapan proses koagulasi, filtrasi, adsorpsi, dan aerasi maka didapatkan penurunan parameter limbah cair yang dapat dilihat pada gambar IV.1.
commit to user
24 Gambar IV.3 Grafik Penurunan Kadar Parameter Limbah Cair Industri
Batik
Kondisi awal limbah cair industri memiliki kadar CO2 yang terlarut dalam air yang semula 591,56 mg/L dapat diturunkan menjadi 80,96 mg/L dengan efiensi 87,09%, angka COD yang semula 608,84 mg/L dapat diturunkan menjadi 107,88 mg/L dengan efisiensi 82,28%, nilai TSS sebesar 470 mg/L dapat diturunkan menjadi 110 mg/L dengan efisiensi 76,60%, kadar Cr yang semula 2,5121 ppm dapat diturunkan menjadi 0,0538 ppm dengan efisiensi 97,34% dan nilai turbiditas yang semula sebesar 625 NTU dapat diturunkan menjadi 28 NTU dengan efisiensi 95,52%.
591.56 608.84
470
251.21
625
80.96 107.88 110
5.38 28
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650
Sampel Awal Sampel Akhir
TSS (mg/L) CO2
(mg/L)
COD (mg/L)
102Cr (ppm)
Turbiditas (NTU)
