Pengaruh Tegangan pada Reaktor Elektrokoagulasi Terhadap Pengolahan Effluent Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit

PENGARUH TEGANGAN PADA REAKTOR

ELEKTROKOAGULASI TERHADAP PENGOLAHAN

EFFLUENT LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT

SKRIPSI

Oleh

100405054

WILLIAM WARDHANA KASIM

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

PENGARUH TEGANGAN PADA REAKTOR

ELEKTROKOAGULASI TERHADAP PENGOLAHAN

EFFLUENT LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT

SKRIPSI

Oleh

100405054

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:

PENGARUH TEGANGAN PADA REAKTOR ELEKTROKOAGULASI TERHADAP PENGOLAHAN EFFLUENT LIMBAH CAIR PABRIK

KELAPA SAWIT

yang dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Sumatera Utara maupun di Perguruan Tinggi atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya dicantumkan sebagaimana mestinya.

Medan, 2016

PRAKATA

Puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan hasil penelitian yang berjudul “Pengaruh Tegangan Pada Reaktor Elektrokoagulasi Terhadap Pengolahan Effluent Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit”,berdasarkan hasil penelitian yang

penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.

Hasil penelitian ini:

• Penelitian ini melakukan variasi voltase yang lebih banyak, yaitu 7-11 V.

• Penelitian ini membantu pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit sehingga tidak akan membahayakan kehidupan masyarakat.

Selama melakukan penelitian sampai penulisan hasil penelitian ini penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Farida Hanum, S.T, M.T selaku Dosen Pembimbing

2. Dr.Ir.Iriany, M.Si selaku Dosen Penguji

3. Ir.Lilis Suksesi, M.Sc, Ph.D selaku Dosen Penguji

4. PPKS yang telah memberikan izin untuk melakukan analisa bahan disana.

5. M. Ansori Nasution, S.T, M.Sc dari PPKS

6. PT. PP London Sumatera Indonesia, Tbk. khususnya PKS Kebun

Bagerpang sebagai penyuplai limbah bahan percobaan.

Penulis menyadari bahwa laporan hasil penelitian ini masih banyak kekurangannya. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan laporan hasil penelitian ini.

William Wardhana Kasim

DEDIKASI

Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:

1. Kedua orang tua penulis, Kasim dan Boniyem yang tak hentinya memberikan doa dan dukungan baik moral maupun materil kepada penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama: William Wardhana Kasim, S.Kom, BIT

NIM: 100405054

Tempat / Tanggal Lahir: Kisaran / 12 Agustus 1992

Nama Orang Tua: Kasim dan Boniyem

Alamat Orang Tua: Jl. Aksara Baru Blok D no. 217, Medan

Asal Sekolah

• TK Diponegoro Kisaran tahun 1996 – 1998

• SD Diponegoro Kisaran tahun 1998 – 1999

• SD Sutomo 1 Medan tahun 1999 – 2004

• SMP Sutomo 1 Medan tahun 2004 – 2007

• SMA Sutomo 1 Medan tahun 2007 – 2010

• IT&B Campus Medan tahun 2010 - 2014 Pengalaman Organisasi / Kerja

• Himatek periode 2013 – 2014 sebagai Anggota

• KMB USU periode 2010-2011 sebagai Anggota

Artikel yang telah dipublikasikan dalam Jurnal/Pertemuan Ilmiah :

ABSTRAK

Produksi minyak sawit mentah (crude palm oil, CPO) di Indonesia terus meningkat sehingga akan menambah jumlah limbah cair yang dihasilkan. Teknologi kolam anaerobik telah banyak dikembangkan, namun karakteristik limbah cair pabrik kelapa sawit belum memenuhi baku mutu limbah cair yang telah ditentukan oleh pemerintah terutama untuk COD. Karena itu perlu dilakukan penelitian lanjutan tentang pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit dari kolam anaerobic dengan teknik elektrokoagulasi. Elektrokoagulasi merupakan metode yang mampu menyisihkan berbagai jenis polutan dalam air, seperti partikel tersuspensi, logam berat, warna, larutan humus, dan deflouridasi air dengan mengalirkan arus listrik kedalam sistem. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh tegangan pada supply DC terhadap kinerja sistem elektrokoagulasi serta menentukan waktu terbaik untuk pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit tersebut. Jenis material elektroda yang digunakan adalah aluminium, dimensi reaktor adalah 12 x 12 x 36 cm dengan waktu retensi limbah 3 jam, jarak antar elektroda 1,5 cm, variasi tegangan supply DC adalah 7, 8, 9, 10 dan 11 volt dengan sampel limbah dari PKS PT. PP London Sumatera di Bagerpang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa persentase penurunan COD, TS dan TS paling besar adalah 73,76% pada 9V, 88,97% pada 7V dan 99,9% pada 11V. Hasil penurunan COD yang terbaik pada 9 V dengan waktu operasi 60 menit, hasil penurunan TS yang terbaik didapat pada 7 V dengan waktu operasi 180 menit, akan tetapi belum memenuhi baku mutu, sedangkan penurunan TSS yang terbaik didapat pada 7 V dengan waktu operasi 30 menit dan hampir keseluruhan memenuhi baku mutu limbah cair pabrik kelapa sawit sesuai dengan Kep MenLH No.5 Tahun 2014.

Kata Kunci : Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit, Elektrokoagulasi, COD, TS, TSS

ABSTRACT

The production of crude palm oil (crude palm oil, CPO) in Indonesia keep increasing that also will increase the amount of wastewater that being generated. Anaerobic pond technology had been developed, but the characteristics of palm oil mill effluent had not met the effluent standards set by the government, especially for COD. Therefore it is necessary to do further research on the treatment of palm oil mill effluent from anaerobic pond with electrocoagulation technique. Electrocoagulation was a method that capable of removing various kinds of pollutants in water, the suspended particles, heavy metals, color, solution of soil, and deflouridize water with an electricity into the system. This study aims to determine the effect of the supply DC voltage to the electrocoagulation system performance and determine the best time for the wastewater treatment from palm oil plant. The type of electrode material used is aluminum, the dimension of the reactor is 12 x 12 x 36 cm with the retention time of waste 3 hours, the distance between the electrodes of 1.5 cm, supply DC voltage variation was 7, 8, 9, 10 and 11 volts with samples of the waste from PT. PP London Sumatra Mill at Bagerpang. The results showed that the percentage reduction in COD, TS and TS greatest was 73,76 % at 9V, 88.97% at 7V and 99.9% at 11V. The best COD reduction reached at9V with operation time 60 minutes, reduction of TS was best obtained at 7 V with operation time 180 minutes, but do not meet quality standards, while the reduction in TSS was best obtained at 7 V with operation time 30 minutes and almost all met the quality standards for palm oil mill effluent according with Kep MenLH No.5 2014 .

DAFTAR ISI

Halaman

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i

PENGESAHAN ii

PRAKATA iii

DEDIKASI iv

RIWAYAT HIDUP PENULIS v

ABSTRAK vi

ABSTRACT vii

DAFTARISI viii

DAFTAR GAMBAR xi

DAFTAR TABEL xii

DAFTAR LAMPIRAN xiii

DAFTAR SINGKATAN xiv

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Perumusan Masalah 3

1.3 Tujuan Penelitian 3

1.4 Manfaat Penelitian 3

1.5 Ruang Lingkup Penelitian 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5

2.1 Karakteristik dan Baku Mutu Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit 5

2.3.7 KelemahanTeknik Elektrokoagulasi 12

2.4 Koagulasi dan Flokulasi 12

2.5 Parameter Utama Yang Diamati 13 2.5.1Chemical Oxygen Demand (COD) 13

2.5.2Total Solid (TS) 14

2.5.3Total Suspended Solid (TSS) 14

2.6 Teknik Sampling 14

2.6.1.Tujuan Pengambilan Sampel 14 2.6.2.Tempat Pengambilan Sampel Bahan Baku 15 2.6.3.Perlengkapan Pengambilan Sampel 15

2.7Analisis Ekonomi 15

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 17

3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian 17

3.2 Alat Dan Bahan Percobaan 17

3.2.1 Bahan 17

3.2.2 Peralatan 17

3.2.3 Perancangan Reaktor 18

3.2.3.1Dimensi Reaktor 18

3.2.3.2Elektroda 18

3.3 Rancangan Penelitian 19

3.4 Tata Cara Pengambilan Sampel 20

3.4.1 Sampling Effluent 20

3.4.2 Sampling Hasil Elektrokoagulasi 21

3.5 Prosedur Penelitian 21

3.5.1 Perangkaian Reaktor Elektrokoagulasi 21 3.5.2 Preparasi Limbah Kolam Anaerobik 21

3.5.3 Pelaksanaan Penelitian 21

3.6 Analisa Data 22

3.7 Flowchart 23

3.7.4 Flowchart Prosedur Analisa TSS 25

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 26

4.1 Karakteristik Awal Limbah Cair Effluent Kolam Anaerobik 26 4.2 Perancangan Reaktor Elektrokoagulasi 26 4.3 Pengaruh Variabel Terhadap Perubahan COD, TS Dan TSS 27 4.3.1 Pengaruh Tegangan Terhadap Perubahan COD 27

4. 3.2Pengaruh Tegangan Terhadap Perubahan TS

28

4.3.3Pengaruh Tegangan Terhadap Perubahan TSS 29 4.4Perbandingan Hasil Dengan Baku Mutu 30 4.4.1 Perbandingan Hasil COD Dengan Baku Mutu 30 4.4.2Perbandingan Hasil TS Dengan Baku Mutu 31 4.4.3Perbandingan Hasil TSS Dengan Baku Mutu 31

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 32

5.1 Kesimpulan 32

5.2 Saran 32

DAFTAR PUSTAKA 34

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Rancangan dan Spesifikasi Reaktor Elektrokoagulasi 18 Gambar 3.2 Bentuk dan Ukuran Plat Elektroda Aluminium 19 Gambar 3.3 Flowchart Prosedur Penelitian 23 Gambar 3.4 Flowchart Prosedur Analisa COD 24 Gambar 3.6 Flowchart Prosedur Analisa TS 25 Gambar 3.7 Flowchart Prosedur Analisa TSS 25 Gambar 4.1 Rancangan Alat Elektrokoagulasi 27 Gambar 4.2 Grafik Penurunan COD Terhadap Waktu 28 Gambar 4.3 Grafik Penurunan TS Terhadap Waktu 29 Gambar 4.4 Grafik Penurunan TSS Terhadap Waktu 30 GambarL3.1 (a) Bak Kaca, (b) Plat Aluminium, (c) Supply DC dan (d) Perakitan

Alat yang sudah selesai 45

Gambar L3.2 (a) Pengetesan Alat Sebelum Dijalankan dan (b) Pengetesan Alat

Sesudah Dijalankan 46

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu 2

Tabel 2.1 Tabel Karakteristik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit PKS Bagerpang5 Tabel 2.2 Baku Mutu Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit 6 Tabel 3.1Kombinasi Pada Setiap Satuan Percobaan 20

Tabel 4.1Karakteristik Limbah Awal 26

Tabel 4.2 Hasil Perbandingan COD Dengan Baku mutu 31 Tabel 4.3 Hasil Perbandingan TS Dengan Baku mutu 31 Tabel 4.4 Hasil Perbandingan TSS Dengan Baku mutu 31 Tabel L1.1Data Persentase Penurunan COD 37 Tabel L1.2 Data Persentase Penurunan TS 38 Tabel L1.3 Data Persentase Penurunan TSS 39

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 DATA PENELITIAN 37

L1.1 Data PKS Bagerpang 37

L1.1.1Data Persentase Penurunan COD 37 L1.1.2 Data Persentase Penurunan TS 38 L1.1.3Data Persentase Penurunan TSS 39

L1.2 Data Baku Mutu Limbah 40

Lampiran 2 CONTOH PERHITUNGAN 41

L2.1 Perhitungan Kadar COD 41

L2.1.1 Perhitungan Nilai COD 41

L2.1.2 Perhitungan Persentase Penurunan COD 41

L2.2 Perhitungan Kadar TS 42

L2.2.1 Perhitungan NilaiTS 42

L2.2.2 Perhitungan Persentase Penurunan TS 43

L2.3 Perhitungan Kadar TSS 43

L2.3.1 Perhitungan Nilai TSS 43

L2.3.2 Perhitungan Persentase Penurunan TSS 44

Lampiran 3 DOKUMENTASI PENELITIAN 45

L3.1 Gambar Rangkaian Alat 45

L3.2 Pengetesan Alat 46

L3.3 Tempat Pengambilan Sampel 46

DAFTAR SINGKATAN

Al Aluminium

BOD Biological Oxygem Demand

COD Chemical Oxygen Demand

CPO Crude Palm Oil

LCPKS Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit MASS Mitra Agung Sawita Sejahtera PKS Pabrik Kelapa Sawit

SNI Standar Nasional Indonesia

TBS Tandan Buah Segar

TS Total Solid