LAPORAN PRAKTIKUM TEKNOLOGI PENGOLAHAN LIMBAH

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM

TEKNOLOGI PENGOLAHAN LIMBAH

Analisa COD

Kelom pok IX

Zandhika Alfi P. N RP . 2313 030 035 Angga Septian E. N RP . 2313 030 059 Nurul Qiftiyah N RP . 2313 030 067

T anggal P ercobaan 4 November 2015 Dosen P embimbing

Prof. Dr. Ir. Soeprijanto, M.Sc.

Asisten L aboratorium Umi Iskrima

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

2015

(2)

I-1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Air merupakan sumber daya alam yang memenuhi hajat hidup orang banyak sehingga perlu dilindungi agar dapat bermanfaat bagi kehidupan manusia serta mahluk hidup lainnya. Namun, dari hari ke hari jumlah pencemaran air semakin bertambah dan terjadi dimana- mana. Pencemaran air menyebabkan berkurangnya kualitas dan kuantitas air. Sebagai contoh, pencemaran pada air menyebabkan berkurangnya oksigen terlarut dalam air, sehingga berpengaruh negatif terhadap kehidupan biota perairan dan kesehatan penduduk yang memanfaatkan air tersebut (Ramdan, 2011).

Tingkat pencemaran air limbah, dapat ditunjukkan oleh nilai parameter air limbah. Parameter air limbah meliputi Biochemical Oxygen Demand (BOD), Chemical Oxygen Demand (COD), kekeruhan. BOD dan COD merupakan parameter dalam pemantauan air limbah, khususnya pencemaran oleh bahan-bahan organik. COD adalah jumlah oksigen yang digunakan untuk mendegradasi bahan organik yang terkandung di dalam air melalui proses kimiawi. Besar kecilnya konsentrasi BOD dan COD dipengaruhi oleh banyak sedikitnya beban pencemaran, dalam hal ini bahan organik yang terdapat dalam limbah (Ramdan, 2011).

Analisa COD merupakan salah satu percobaan dalam praktikum teknologi pengolahan limbah. Melalui percobaan ini, diharapkan dapat dipelajari dan diketahui

(3)

I-2

Bab I Pendahuluan

Laboratorium Teknologi Pengolahan Limbah Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS nilai COD dalam air limbah sehingga dapat menentukan kualitas air limbah tersebut.

I.2 Rumusan Masalah

Bagaimana cara menentukan kandungan bahan organik yang terdapat dalam air limbah pengolahan tempe UD. Asem Payung dan air limbah pengolahan tahu UD.

Kencana Dinoyo?

I.3 Tujuan Percobaan

Tujuan percobaan ini adalah untuk mempelajari cara menentukan kandungan bahan organik yang terdapat dalam air limbah pengolahan tempe UD. Asem Payung dan air limbah pengolahan tahu UD. Kencana Dinoyo yang dinyatakan dalam satuan COD.

(4)

II-1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Dasar Teori II.1.1 Pengertian COD

Limbah adalah bahan, sisa pada suatu kegiatan atau dari suatu proses produksi, dimana tidak lagi berguna atau bermamfaat bagi yang melakukan proses. Biasanya limbah tersebut dibuang ke lingkungan dan akan mempengaruhi lingkungandimana limbah tersebut di buang. Dari segi sumbernya limbah ini ada yang berasal dari industri yang disebut dengan limbah industri, ada yang berasal dari kegiatan pertanian disebut dengan limbah pertanian, ada yang berasal dari pemukiman disebut dengan limbah domestik dan ada yang berasal dari peternakan disebut dengan limbah peternakan dan lain– lain. Karakteristik dari limbah tersebut dapat meliputi meliputi BOD dan COD (Juandi, 2009).

Limbah industri dapat digolongkan kedalam tiga kelompok yaitu limbah cair, limbah padat dan limbah gas yang dapat mencemari lingkungan sekitar pabrik. Adapun parameter yang dijadikan indikator dalam penilaian mutu limbah adalah BOD dan COD(Juandi, 2009).

COD (Chemical Oxygen Demand) atau Kebutuhan Oksigen Kimia (KOK) adalah jumlah oksigen (mg O2) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik yang ada dalam satu liter sampel air, dimana pengoksidasi Kalium Dikromat (K2Cr2O7) digunakan sebagai sumber oksigen (oxidizing agent)(Alaerts, 1984).

Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat-zat organik yang secara alami dapat

(5)

II-2

Bab II Tinjauan Pustaka

Laboratorium Teknologi Pengolahan Limbah Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

dioksidasikan melalui proses mikrobiologis, dan mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut di dalam air (Alaerts, 1984).

Menurut Alaerts (1984), analisa COD berbeda dengan analisa BOD namun perbandingan antara COD dengan angka BOD dapat ditetapkan. Perbandingan antara COD dan BOD adalah berbanding lurus.Semakin tinggi nilai COD maka semakin tinggi nilai BOD. Sebenarnya hal ini disebabkan, apabila nilai COD tinggi maka dalam air buangan tersebut terdapat banyak bahan organik, jika dilakukan analisa BOD maka hasilnya juga akan tinggi.

II.1.2 Bahan Organik

Sumber utama karbon di perairan adalah aktivitas fotosintesis. Selain itu, fiksasi karbon oleh bakteri juga merupakan sumber karbon organik di perairan. Berbagai jenis bahan organik yang terdapat di alam ini dirombak atau didekomposisi melalui proses oksidasi yang dapat berlangsung dalam suasana aerob (keberadaan oksigen) maupun anerob (tanpa oksigen). Produk akhir dari dekomposisi atau oksidasi bahan organik pada kondisi aerob adalah senyawa-senyawa stabil. Sedangkan produk akhir dari dekomposisi pada kondisi anaerob selain karbondioksida dan air juga berupa senyawa-senyawa yang tidak stabil dan bersifat toksik, misalnya amonia, metana dan hidrogen sulfida (Gunamantha, 2012).

Danau atau sungai biasanya memiliki kadar bahan anorganik terlarut sepuluh kali lebih besar daripada bahan organik. Air tanah memiliki kadar bahan organik terlarut seratus kali lebih besar daripada kadar bahan organik. Air laut memiliki kadar bahan organik terlarut 30.000 kali

(6)

II-3 Bab II Tinjauan Pustaka

Laboratorium Teknologi Pengolahan Limbah Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS lebih besar daripada kadar bahan organik. Sebaliknya, perairan rawa memiliki kadar bahan organik yang lebih besar daripada kadar bahan anorganik terlarut (Gunamantha, 2012).

Indikasi keberadaan bahan organik dapat diukur dengan parameter, misal kebutuhan oksigen biokimiawi atau BOD (Biochemical Oxygen Demand) dan kebutuhan oksigen kimiawi atau COD (Chemical Oxygen Demand), nilai COD biasanya lebih besar daripada nilai BOD, meskipun tidak selalu demikian (Gunamantha, 2012).

Keberadaan bahan organik dapat berasal dari alam ataupun dari aktivitas rumah tangga dan industri, misalnya pabrik bubur kertas (pulp), pabrik kertas dan industri makanan. Perairan yang memiliki nilai COD tinggi tidak diinginkan bagi kepentingan perikanan dan pertanian. Nilai COD pada perairan yang tidak tercemar biasanya kurang dari 20 mg/liter, sedangkan pada perairan yang tercemar dapat lebih dari 200 mg/liter dan pada limbah industri mencapai 60.000 mg/liter (Gunamantha, 2012).

II.1.3 Analisis COD

Menurut Alaerts (1984), sebagian besar zat organik melalui tes COD ini dioksidasi oleh larutan K2Cr2O7 dalam keadaan asam yang mendidih dengan reaksi kimia yang terjadi sebagai berikut.

CaHbOc + Cr2O72- + H⁺→ CO² + H2O + Cr³⁺ + Ag2SO4

Selama reaksi yang berlangsung kurang lebih 2 jam ini, uap direfluks dengan kondensor, agar zat organik volatil tidak lenyap keluar. Perak sulfat Ag2SO4

ditambahkan sebagai katalisator untuk mempercepat

(7)

II-4

FTI-ITS

reaksi. Sedang merkuri sulfat ditambahkan untuk menghilangkan gangguan klorida yang pada umumnya ada pada air buangan.

Untuk memastikan bahwa hampir semua zat organik habis teroksidasi maka zat pengoksidasi K2Cr2O7

masih harus tersisa sesudah direfluks. K2Cr2O7 yang tersisa didalam larutan tersebut digunakan untuk menentukan berapa oksigen yang telah habis terpakai. Sisa K2Cr2O7 tersebut ditentukan melalui titrasi dengan ferro ammonium sulfat (FAS), dimana reaksi adalah sebagai berikut.

6Fe²⁺ + Cr2O72- + 14H⁺→ 6Fe³⁺ + 2Cr³⁺ + 7H2O

Indikator feroin digunakan untuk menentukan titik akhir titrasi, yaitu disaat warna hijau-biru larutan berubah menjadi coklat-merah. Sisa K2Cr2O7 awal, karena diharapkan blanko tidak mengandung zat organik yang dapat dioksidasi oleh K2Cr2O7.

I.1.4 Oksidator Kalium Permanganat

Titrasi permanganometri adalah salah satu bagian dari titrasi redoks (reduksi-oksidasi). Reaksinya adalah merupakan serah terima elektron yaitu elektron diberikan oleh pereduksi (proses oksidasi) dan diterima oleh pengoksidasi (proses reduksi). Oksidasi adalah pelepasan elektron oleh suatu zat, sedangkan reduksi adalah pengambilan elektron oleh suatu zat. Reaksi oksidasi ditandai dengan bertambahnya bilangan oksidasi sedangkan reduksi sebaliknya (Hamdani, 2012).

Kalium permanganat secara luas digunakan sebagai larutan standar oksidimetri dan ia dapat bertindak sebagai indikatornya sendiri (autoindikator). Perlu diketahui

(8)

Laboratorium Teknologi Pengolahan Limbah Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS bahwa larutan kalium permanganat sebelum digunakan dalam proses permanganometri harus distandarisasi terlebih dahulu, untuk menstandarisasi kalium permanganat dapat dapat dipergunakan zat reduktor seperti asam oksalat, natrium oksalat, kalium tetra oksalat, dan lain-lain (Hamdani, 2012).

Larutan Kalium permanganat yang telah distandarkan dapat dipergunakan dalam 3 jenis titrasi, yaitu:

a. Dipergunakan dalam suasana asam untuk titrasi langsung kation-kation atau ion-ion yang dapat dioksidasi.

Zat-zat tersebut antara lain adalah Fe²⁺, Sn²⁺, Vo²⁺, C2O42-, SO3, H2O2, Mo³⁺,Ti³⁺, As³⁺. Dalam suasana asam reaksi paro kalium permanganat adalah sebagai berikut:

MnO4 + 8H⁺ + 5e ↔ Mn²⁺ + 4H2O

b.

Dipergunakan dalam suasana asam untuk titrasi tidak langsung zat-zat yang dapat direduksi (oksidator). Di dalam tiap-tiap penentuan, sejumlah tertentu reduktor ditambahkan dengan larutan oksidator yang akan dianalisa, setelah reduksi sempurna, kelebihan reduktor dititrasi dengan larutan kalium permanganat standar, beberapa zat yang dapat digunakan dengan cara ini antara lain : MnO4, Cr2O7, MnO2, Mn3O4, PbO2, PbO3, PbO4.

c. Digunakan dalam suasana netral atau basa untuk menitrasi beberapa zat. Dalam hal ini permanganat direduksi menjadi MnO² yang berbentuk endapan.

Beberapa zat yang dapat ditentukan dengancara ini adalah Mn²⁺ dan HCOOH.

(Hamdani, 2012).

(9)

II-6

FTI-ITS

Dalam membuat larutan baku kalium permanganat harus dijaga faktor-faktor yang dapat menyebabkan penurunan yang besar dari kekuatan larutan baku tersebut, antara lain dengan pemanasan dan penyaringan untuk menghilangkan zat-zat yang mudah dioksidasi (Hamdani, 2012).

II.1.5 Kelebihan dan Ke kurangan Analisa COD Dalam analisa COD memiliki kelebihan dan kekurangan, antara lain :

1. Kelebihan Analisa COD

a. Memakan waktu ± 3 jam, sedangkan BOD memakan waktu 5 hari.

b. Untuk menganalisa COD antara 50 – 800 mg/l, tidak dibutuhkan pengenceran sampel, sedangkan BOD selalu membutuhkan pengenceran.

c. Ketelitan dan ketepatan (reproduceabilty) tes COD adalah 2 sampai 3 kali lebih tinggi dari tes BOD.

d. Gangguan zat yang bersifat racun tidak menjadi masalah.

(Goelanz, 2013).

2. Kekurangan Analisa COD

Kekurangan dari tes COD adalah tidak dapat membedakan antara zat yang sebenarnya yang tidak teroksidasi (inert) dan zat-zat yang teroksidasi secara biologis. Hal ini disebabkan karena tes COD merupakan suatu analisa yang menggunakan suatu oksidasi kimia yang menirukan oksidasi biologis, sehingga suatu pendekatan saja. Untuk tingkat ketelitian pinyimpangan baku antara laboratorium adalah 13 mg/l. Sedangkan penyimpangan maksimum dari hasil analisa dalam suatu

(10)

Laboratorium Teknologi Pengolahan Limbah Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS laboratorium sebesar 5% masih diperkenankan.Senyawa kompleks anorganik yang ada di perairan yang dapat teroksidasi juga ikut dalam reaksi, sehingga dalam kasus- kasus tertentu nilai COD mungkin sedikit ‘over estimate’ untuk gambaran kandungan bahan organik (Goelanz, 2013).

II.1.6 Penanggulangan Kelebihan dan Kekurangan COD 1. Penanggulangan Kelebihan COD

Pada Trickling filter terjadi penguraian bahan organik yang terkandung dalam limbah. Penguraian ini dilakukan oleh mikroorganisme yang melekat pada filter media dalam bentuk lapisan biofilm. Pada lapisan ini bahan organik diuraikan oleh mikroorganisme aerob, sehingga nilai COD menjadi turun (Goelanz, 2013).

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diketahui bahwa semakin lama waktu tinggal, maka nilai COD akhir semakin turun (prosentase penurunan COD semakin besar). Hal ini disebabkan semakin lama waktu tinggal akan memberi banyak kesempatan pada mikroorganisme untuk memecah bahan-bahan organik yang terkandung di dalam limbah. Di sisi lain dapat diamati pula bahwa semakin kecil nilai COD awal (sebelum treatment dilakukan) akan menimbulkan kecenderungan penurunan nilai COD akhir sehingga persentase penurunan COD nya meningkat. Karena dengan COD awal yang kecil ini, kandungan bahan organik dalam limbah pun sedikit, sehingga bila dilewatkan trickling filter akan lebih banyak yang terurai akibatnya COD akhir turun. Begitu pula bila diamati dari sisi jumlah tray (tempat filter media). Semakin banyak tray, upaya untuk menurunkan kadar COD akan semakin baik. Karena dengan