17
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Penambahan Kotoran Sapi Perah Terhadap Nilai pH
Salah satu karakteristik limbah cair tapioka diantaranya adalah memiliki nilai pH yang kecil atau rendah. pH limbah tapioka yang digunakan dalam penelitian ini berkisar pada angka 5. Setelah ditambahkan dengan kotoran sapi perah, pH limbah cair tapioka semakin menuju kondisi netral. Semakin besar persentase penambahan kotoran sapi perah maka nilai pH yang dihasilkan semakin mendekati netral (Gambar 4). Selama masa fermentasi selama 30 hari, pH pada setiap perlakuan mengalami peningkatan (Tabel 2). Kenaikan terbesar dialami oleh perlakuan T60S40 dan T70S30 yaitu berturut-turut sebesar 16,97% dan 15,52%. Meskipun kecil terdapat peningkatan nilai pH pada perlakuan T80S20, T90S10 dan T100S0.
Menurut Ginting (2007), air buangan yang memiliki pH tinggi atau rendah menjadikan air steril dan sebagai akibatnya membunuh mikroorganisme air. pH limbah cair tapioka yang rendah atau asam mengakibatkan tidak seluruh mikroorganisme dapat tumbuh dan berkembang di dalamnya, melainkan hanya beberapa mikroorganisme tertentu saja yang dapat bertahan. Nilai pH yang optimal bagi sebagian besar mikroorganisme untuk tumbuh dan berkembang adalah antara 6,0 - 8,0. Kotoran sapi merupakan salah satu contoh medium yang baik untuk pertumbuhan mikroorganisme, hal ini dikarenakan pH-nya yang relatif mendekati netral.
Gambar 4. Nilai pH Selama Proses Fermentasi 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 N il ai p H Hari T60S40 T70S30 T80S20 T90S10 T100S0 Keterangan :
18 Data hasil penelitian tersebut diuji menggunakan sidik ragam dan didapat bahwa terdapat perbedaan yang sangat nyata (P<0,01) antar perlakuan. Uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa penambahan kotoran sapi perah tidak jauh berbeda mulai taraf T80S20 keatas, sehingga pemberian kontoran sapi perah pada limbah cair tapioka sebesar 20% keatas (30% dan 40%) mempengaruhi pH limbah cair tapioka sehingga memenuhi baku mutu limbah cair tapioka yaitu 6,0-9,0. Sedangkan penambahan kotoran sapi perah sebesar 10% meskipun dapat mempengaruhi nilai pH akan tetapi tidak dapat mencapai syarat baku mutu (Tabel 2).
Tabel 2. Rataan Perubahan Nilai pH Selama Proses Fermentasi Anaerob
Perlakuan Nilai pH Kenaikan (%)
Hari 1 Hari 17 Hari 30 Rataan
T060S40 7,00 7,10 7,42 7,24c ± 0,37 16,97 T070S30 6,63 7,16 7,45 7,27c ± 0,41 15,52
T080S20 6,00 6,34 5,96 6,17c ± 0,44 03,58
T090S10 5,38 5,99 5,46 5,74b ± 0,47 03,09
T100S00 5,00 5,51 5,19 5,35a ± 0,55 05,73
Keterangan : Superskrip yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan nyata
Derajat keasaman yang rendah akan mempengaruhi karakteristik gas bio yang dihasilkan. Uzodinma dan Ofoefule (2008) serta Anunputtikul dan Rodtong (2004) melaporkan bahwa limbah cair tapioka murni tanpa penambahan bahan apapun akan menghasilkan pH yang rendah. Sehingga dalam mengolah limbah cair tapioka mereka menambahkan beberapa jenis bahan dan inokulum sebelum limbah diolah.
Beberapa peneliti lain menggunakan berbagai macam jenis inokulum lainnya sebelum mengolah limbah cair tapioka secara anaerob. Razif et al. (2006) menggunakan ragi Candida utilis. Anunputtikul dan Rodtong (2004) menggunakan kotoran sapi dan diinkubasi selama 3 bulan. Hanifah et al. (2001) menggunakan EM (Effective Microorganisms). Penambahan inokulum ini selain untuk memperbaiki pH limbah juga untuk memperbaiki rasio C/N, menambah bahan nutrisi serta menambah jenis dan jumlah mikroorganisme yang akan merombak bahan organik limbah cair tapioka.
19
Pengaruh Penambahan Kotoran Sapi Perah Terhadap Nilai Chemical Oxygen Demand (COD)
Limbah cair tapioka yang dipergunakan dalam penelitian ini tidak memenuhi persyaratan baku mutu limbah industri tapioka yang sudah beroperasi dalam SK MENLH KEP-51/MENLH/I0/1995 karena kadar COD limbah cair tapioka lebih besar dari pada 300 mg L-1 yaitu sebesar 1822 mg L-1. Selama masa fermentasi selama 30 hari nilai COD dalam limbah berkurang menjadi 546 mg L-1, sehingga belum dapat memenuhi persyaratan baku mutu.
Penambahan kotoran sapi perah ke dalam limbah cair tapioka akan meningkatkan nilai COD, karena di dalam kotoran sapi perah juga mengandung bahan-bahan organik yang sulit dirombak oleh mokroorganisme sehingga dapat memperbesar kadar COD dalam limbah cair tapioka. Hasil sidik ragam menunjukkan adanya perbedaan sangat nyata pada nilai COD setiap perlakuan (P<0,01) dan setelah di uji lanjut (Uji Duncan) didapatkan bahwa penambahan kotoran sapi perah sampai pada taraf 20% (T80S20) tidak mempengaruhi nilai COD limbah cair tapioka, akan tetapi pemberian lebih dari itu (30-40%) akan mempengaruhi nilai COD limbah cair tapioka (Tabel 3).
Gambar 5. Nilai COD Selama Proses Fermentasi
Aktifitas mikroorganisme selama proses fermentasi secara anaerobik mengakibatkan penurunan pada nilai COD. Besaran penurunan COD selama 30 hari
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 H0 H17 H30 m g L -1 T60S40 T70S30 T80S20 T90S10 T100S0 Keterangan :
20 pada tiap perlakuan memiliki persentase yang tidak jauh berbeda (Tabel 3). Persentase penurunan terbesar terdapat pada P5 sebesar 70,03%, kemudian berturut-turut P2 (66,29%), P1 (59,40%), P4 (46,14%) dan P3 (27,89%).
Tabel 3. Rataan Penurunan Kandungan COD Selama Proses Fermentasi Anaerob
Perlakuan COD (mg L
-1 )
Penurunan (%) Hari 1 Hari 17 Hari 30 Rataan
T060S40 7524 6569,04 3055 5716,01c ± 2353,45 59,40
T070S30 4435 2875,03 1495 2935,01b ± 1470,92 66,29 T080S20 2614 2231,10 1885 2243,37ab ±0364,65 27,89 T090S10 2772 2013,23 1493 2092,74ab±0643,20 46,14
T100S00 1822 1125,04 0546 1164,35a ± 0638,91 70,03
Keterangan : Superskrip yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan nyata
Pengaruh Penambahan Kotoran Sapi Perah Terhadap Total Solid (TS)
Total solid atau padatan total merupakan bahan terlarut (dissolved solid) dan tidak terlarut (suspended solid) yang ada di air. Limbah cair tapioka berwarna putih dikarenakan adanya partikel-partikel pati yang sangat halus dari proses ekstraksi (Bapedal, 1996). Penambahan kotoran sapi perah pada limbah cair tapioka akan menambah kandungan TS, hal ini dikarenakan di dalam kotoran sapi perah juga terdapat padatan baik yang terlarut maupun yang tidak terlarut.
Tabel 4. Rataan Penurunan Kandungan TS Selama Proses Fermentasi Anaerob
Perlakuan TS (%) Penurunan (%)
Hari 1 Hari 17 Hari 30 Rataan
T060S40 5,82 5,04 4,14 5,00d ± 0,84 28,87
T070S30 4,39 3,56 2,34 3,43c ± 1,03 46,70
T080S20 1,21 0,96 0,73 0,97b ± 0,24 39,67
T090S10 0,86 0,76 0,63 0,75b ± 0,12 26,74
T100S00 0,54 0,40 0,28 0,41a ± 0,13 48,15 Keterangan : Superskrip yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan nyata
21 Hasil sidik ragam menunjukkan adanya perbedaan yang sangat nyata antar perlakuan (P<0,01), berarti penambahan kotoran sapi perah mempengaruhi nilai TS limbah cair tapioka. Uji lanjut menunjukkan perbedaan tersebut pada setiap perlakuan meskipun antara T90S10 dan T80S20 tidak terdapat perbedaan (Tabel 4). Semakin besar kotoran sapi perah yang diberikan maka nilai TS akan semakin besar dibandingkan nilai TS limbah cair tapioka murni tanpa penambahan kotoran sapi perah.
Total Solid yang dimiliki oleh limbah cair tapioka tanpa penambahan kotoran sapi perah yang digunakan dalam penelitian ini sebesar 0.54% yang berarti limbah tersebut menurut SK MENLH KEP-51/MENLH/I0/1995 belum layak apabila langsung dilepaskan ke perairan lepas, yaitu lebih besar dari pada 100 mg L-1 atau 0,01%. Proses fermentasi selama 30 hari telah mendegradasi TS yang terdapat dalam limbah. Perombakan TS oleh mikroorganisme telah mengakibatkan penurunan nilai TS (Gambar 6). Proses fermentasi selama 30 hari ternyata belum mampu menurunkan nilai TS hingga memenuhi syarat, meskipun persentasi penurunan pada perlakuan T100S0 merupakan persentase terbesar dibandingkan perlakuan lainnya.
Gambar 6. Nilai TS Selama Proses Fermentasi
Total Solid dapat berupa karbohidrat, lemak, protein, mineral dan lain sebagainya baik bahan organik maupun bahan anorganik, sehingga dapat dimanfaatkan oleh mikroorganisme dalam proses metabolisme. Pemanfaatan ini
0 1 2 3 4 5 6 7 H0 H17 H30 P e r se n (% ) T60S40 T70S30 T80S20 T90S10 T100S0 Keterangan :
22 mengakibatkan perubahan bentuk dari rantai yang kompleks menjadi rantai yang lebih sederhana serta timbulnya hasil sampingan seperti CO2, H2S dan CH4. Penambahan kotoran sapi perah pada limbah cair tapioka mengakibatkan perbedaan persentase penurunan TS. Setiap perlakuan memiliki besaran penurunan yang berbeda. Persentase terbesar dimiliki perlakuan T100S0 yaitu sebesar 48,15%, kemudian diikuti secara berturut-turut T70S30 (46,70%), T80S20 (39,70%), T60S40 (28,87%) serta T90S10 (26,74%) yang dapat dilihat pada Tabel 4.
Pengaruh Penambahan Kotoran Sapi Perah Terhadap Sianida (HCN)
Kadar maksimum sianida yang diperbolehkan dalam baku mutu air limbah industri tapioka yang sudah beroperasi menurut SK MENLH KEP-51/MENLH/I0/1995 adalah sebesar 0,3 mg L-1 dengan beban pencemaran maksimum 0,009 kg/ton produk. Sutrisno dan Suciastuti (1991) menyebutkan adanya sianida dalam perairan dapat membunuh biota yang ada di perairan tersebut, konsentrasi sebesar 0,2 mg L-1 akan bersifat letal bagi ikan tawar untuk kontak selama 2 hari. Kadar sianida limbah cair tapioka yang digunakan pada penelitian ini telah memenuhi syarat baku mutu tersebut yaitu sebesar 0,162 mg L-1.
Data hasil penelitian diuji menggunakan uji sidik ragam dan didapatkan bahwa data tidak berbeda nyata (P>0,05), yang artinya kadar sianida sepenuhnya berasal dari limbah cair tapioka sehingga penambahan kotoran sapi perah sebesar apapun pada limbah cair tapioka tidak mempengaruhi kadar sianida pada masing-masing perlakuan. Selama 30 hari masa fermentasi kadar sianida pada tiap perlakuan mengalami perubahan (Tabel 5).
Peningkatan nilai sianida terutama pada pertengahan masa fermentasi dikarenakan sebagian besar bahan organil yang terkandung dalam limbah cair seperti selulosa, lemak, protein dan lain sebagainya telah terdegradasi oleh mikroorganisme, akan tetapi sianida belum terombak seluruhnya. Degradasi sianida dapat terjadi dalam kondisi anaerob dan menghasilkan asam format dan amonia, secara garis besar reaksinya adalah sebagai berikut :
Proses perombakan sianida tergantung pada kadar sianida yang terkandung dalam limbah serta jumlah mikroorganisme yang berperan dalam proses perombakan
23 (Abrar, 2001). Sianida merupakan bahan beracun bagi mikroorganisme sehingga tidak setiap mikroorganisme dapat mendegradasi sianida. Kadar sianida yang tetap sedangkan kadar bahan organik limbah sebagian besar telah berkurang akan meningkatkan konsentrasi sianida dalam limbah.
Tabel 5. Rataan Penurunan Kandungan CN Selama Proses Fermentasi Anaerob
Perlakuan Nilai CN (mg L
-1 )
Penurunan (%) Hari 1 Hari 17 Hari 30 Rataan
T060S40 0,165 0,44 0,047 0,28 ± 0,20 071,52 T070S30 0,078 0,52 0,031 0,21 ± 0,27 060,26 T080S20 0,042 0,41 0,406 0,27 ± 0,21 -866,67
T090S10 0,052 1,73 0,305 0,70 ± 0,91 -486,54
T100S00 0,162 2,29 0,218 0,89 ± 1,21 -034,57
Sianida akan terdegradasi oleh mikroorganisme apabila mikroorganisme perombak sianida yang terkandung dalam limbah telah cukup. Prinsip degradasi limbah sianida adalah mengubah ion sianida yang merupakan bentuk seyawa berbahaya menjadi bentuk yang tidak berbahaya. Selain dipengaruhi oleh ada atau tidaknya bakteri pendegradasi sianida, degradasi dari sianida dipengaruhi juga oleh faktor lingkungan seperti konsentrasi sianida, pH larutan, suhu dan lain sebagainya.
Beberapa perlakuan seperti T100S0, T90S10 dan T080S20 mengalami peningkatan
nilai sianida sedangkan pada perlakuan T70S30 dan T60S40 mengalami penurunan meskipun pada pertengahan masa fermentasi (hari ke-17) mengalami peningkatan nilai (Tabel 5). Peningkatan nilai sianida dikarenakan mikroorganisme dalam limbah tidak cukup dalam merombak sianida. Selain itu pH yang asam juga ikut berperan serta dalam peningkatan tersebut. Hal ini terkait dengan besarnya konsentrasi ion H+ pada larutan yang asam sehingga akan mengikat ion CN- yang terurai dari bentuk kompleks. Penurunan kadar sianida terbesar pada T60S40 yaitu 71,52% sedangkan pada T60S40 sebesar 60,26%. Hal ini menandakan penambahan kotoran sapi perah lebih dari 30% pada limbah cair tapioka dapat menurunkan kadar sianida dalam limbah.
24 Meskipun memiliki persentase penurunan terbesar baik untuk TS dan COD, perlakuan T100S0 tidak dapat menurunkan nilai sianida. Selain itu pH yang masih rendah membuat perlakuan T100S0 tidak dapat secara langsung dilepaskan ke perairan lepas. Mikroorganisme yang bekerja pada perlakuan T100S0 sebagian besar adalah bakteri asidogenik. Haryanti (2006) menyebutkan bahwa di dalam digester gas bio terdapat dua jenis bakteri yang sangat berperan, yaitu bakteri asidogenik dan bakteri metanogenik. Keberadaan kedua bakteri ini harus berada dalam kondisi berimbang terutama dalam memproduksi gas bio. Hal ini lah yang mengakibatkan pada perlakuan T100S0 gas bio yang dihasilkan sangat sedikit dan tidak dapat dibakar karena masih banyak mengandung gas karbondiokasida (CO2).
