PENURUNAN COD, TSS PADA PENYARINGAN AIR LIMBAH TAHU MENGGUNAKAN MEDIA KOMBINASI PASIR KUARSA, KARBON AKTIF, SEKAM PADI DAN ZEOLIT

(1)

74 Jurnal Universitas Satya Negara Indonesia Vol. 9 No.1 Juni 2106 Hal 74-80

PENURUNAN COD, TSS PADA PENYARINGAN AIR LIMBAH TAHU

MENGGUNAKAN MEDIA KOMBINASI PASIR KUARSA, KARBON AKTIF, SEKAM

PADI DAN ZEOLIT

Yusriani Sapta Dewi dan Yanti Buchori Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik

Email: yenisapta@yahoo.co.id

Abstrak

Kondisi limbah cair tahu yang dihasilkan industri tahu rumahan di Dusun Cirejag Desa Blendung Kecamatan Klari Kabupaten Karawang, mempunyai kandungan limbah di atas baku mutu yang ditetapkan oleh Pemerintah. Apabila limbah cair tersebut langsung dibuang ke badan air, akan menimbulkan dampak pencemaran air karena kadarnya melebihi baku mutu yang ditetapkan. Penelitian ini mempunyai tujuan mengetahui efektivitas metoda filtrasi dengan kombinasi media dalam menurunkan kadar COD dan TSS dalam air limbah tahu. Metode peneltian yang dilakukan adalah deskriptif kuantitatif dengan jenis penelitian eksperimen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa saringan dengan menggunakan campuran media sekam padi, karbon aktif, zeolit dan pasir kuarsa mempunyai efektivitas dalam menurunkan kandungan zat – zat pencemar dalam air limbah industri tahu. Pengubahan volume karbon aktif dan zeolit berpengaruh terhadap kualitas air hasil penyaringan. Kombinasi ketebalan material desain bangunan pengolah air limbah adalah pada saringan Tipe 3 yang mempunyai komposisi ketebalan media pada model sebagai berikut : Sekam padi 7 cm, karbon aktif 9 cm, zeolit 5 cm dan pasir kuarsa 7 cm. Kombinasi pada saringan Tipe 3 mempunyai rata – rata penurunan kadar parameter pencemar pada air hasil penyaringan paling baik.

Kata kunci : limbah tahu, filtrasi, ketebalan media

Abstract

Conditions wastewater know that industry knows Cirejag home in the hamlet village of the District Blendung Klari Karawang regency, have waste content above the quality standards set by the Government. If the wastewater is directly discharged into water bodies, will impact water pollution because the measure exceeds the quality standards set. The objective of this study was to know the effectiveness of the filtration method with a combination of media in lowering levels of COD and TSS in wastewater know. Method of research that is done is quantitative descriptive research type experiment. The results showed that the filter media by using a mixture of rice hulls, activated carbon, zeolites and quartz sand as effective in lowering substances - contaminants in industrial wastewater know. Changing the volume of activated carbon and zeolite affects the quality of filtered water. The combination of material thickness design of wastewater treatment building is on the filter Type 3 which has a thickness of media composition on the model as follows: Rice husk 7 cm, 9 cm of activated carbon, zeolites 5 cm and 7 cm quartz sand. The combination of filter Type 3 has the average - average reduction in the levels of pollutant parameters on the best filtered water. Keywords: waste out, filtration, media thickness

PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

Industri tahu merupakan salah satu industri yang menghasilkan limbah organik. Limbah industri tahu yang dihasilkan dapat berupa limbah padat dan cair, namun limbah cair memiliki kadar COD, BOD, TSS, Amonia yang cukup tinggi. Demikian pula kondisi limbah cair tahu yang dihasilkan industri tahu rumahan di Dusun Cirejag Desa Blendung Kecamatan Klari Kabupaten Karawang, mempunyai kandungan limbah di atas baku mutu yang ditetapkan oleh Pemerintah. Apabila limbah cair tersebut langsung

dibuang ke badan air, akan menimbulkan dampak pencemaran air karena kadarnya melebihi baku mutu yang ditetapkan. Untuk itu diperlukan upaya mengatasi permasalahan yang ditimbulkan oleh limbah cair BOD, COD dan TSS, sehingga proses pengolahan limbah wajib dilakukan sebelum limbah tersebut dibuang ke badan perairan.

Berbagai bahan murah yang ada di sekitar kita seperti sekam padi dapat digunakan sebagai alternatif untuk menetralisir kandungan zat yang berbahaya dalam air limbah industri tahu. Metode filtrasi dalam rangka penurunan limbah COD dan TSS

(2)

sebagai parameter dalam menentukan kualitas air dapat dilakukan menggunakan pasir silica, zeolit, karbon aktif dan sekam padi. Kombinasi volume material filter dapat menentukan disain optimum keefektivan proses filtrasi.

Rumusan Masalah

Bagaimana efektivitas metode filtrasi dengan kombinasi media filtrasi dalam menurunkan kadar COD dan TSS dalam air limbah tahu ?

Tujuan Penelitian

Mengetahui efektivitas metode filtrasi dengan kombinasi media filtrasi dalam menurunkan kadar COD dan TSS dalam air limbah tahu ?

METODE PENELITIAN Pendekatan Penelitian

Penelitian ini menggunakan metode deskriptif kuantitatif dengan jenis penelitian eksperimen untuk mengetahui efektivitas alat pengolahan air limbah tahu sehingga akan didapatkan disain kombinasi material filtrasi pengolahan air limbah tahu.

Gambar 1. Skema kombinasi material filter Variabel Penelitian

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah komposisi dan ketebalan media dalam alat penyaringan limbah tahu. Dalam proses penyaringan air, komposi media dan ketebalan media filter sangat berpengaruh terhadap hasil penyaringan, semakin tebal media penyaringan semakin baik hasil penyaringannya dan semakin baik komposisi /susunan media penyaringan maka akan semakin baik pula hasil penyaringannya. Variabel terikat dalam penelitian ini adalah mutu air limbah yang bergantung pada kadar pH, COD dan TSS.

Variabel kontrol adalah variabel yang menyebabkan hubungan variabel bebas dan tergantung tetap konstan. Dalam hal ini Debit

penyaringan dan Suhu. Debit penyaringan yang terlalu besar akan menyebabkan tidak berfungsinya filter secara effisien, sehingga proses filtrasi tidak dapat terjadi dengan sempurna akibat adanya aliran air yang terlalu cepat dalam melewati rongga antara permukaan butiran media penyaring dengan air yang akan disaring, kecepatan aliran yang terlalu tinggi saat melewati rongga antar butiran menyebabkan partikel – partikel yang terlalu halus yang tersaring akan lolos. Perubahan suhu dari air yang akan disaring menyebabkan massa jenis (density), vikositas absolut dan viskositas kinematis dari air akan mengalami perubahan sehingga akan mempengaruhi daya tarik menarik di antara partikel halus penyebab kekeruhan serta mempengaruhi daya adsorpsi. Dalam penelitian

PASIR KUARSA BATU ZEOLIT SEKAM PADI ARANG BATOK PASIR KUARSA BATU ZEOLIT SEKAM PADI ARANG BATOK PASIR KUARSA BATU ZEOLIT SEKAM PADI ARANG BATOK SELANG 35 cm SELANG SELANG 7 cm 7 cm 7 cm 7 cm 7 cm 5 cm 9 cm 7 cm 7 cm 9 cm 5 cm 7 cm 7 cm 7 cm 7 cm

(3)

ini debit aliran limbah tahu 25 ml/detik = 0,025 liter/detik = 0,000025 m³/detik.

Perhitungan efektivitas penurunan parameter COD dan TSS adalah sebagai berikut :

Efektivitas penurunan = 𝐸 =Co−C_Co 𝑋 100 %

Di mana Co = Konsentrasi awal C = Konsentrasi akhir HASIL PENELITIAN

A. Waktu Kontak

Waktu kontak terhadap filtrasi adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kesetimbangan. Waktu yang dibutuhkan berbanding terbalik dengan volume media yang digunakan dan debit pengalirannya. Semakin lama waktu kontak pada proses filtrasi maka memungkinkan proses difusi dan penempelan molekul adsorbat berlangsung pada proses adsorbsi akan berlangsung lebih baik.

Tabel 1. Waktu kontak

Jenis

Filter Media

Q (l /det )

Ukuran Filter ( m ) Volume media ( m³ ) Td ( Jam ) td total ( Jam ) P L T Tipe 1 Sekam Padi 0,025 0,22 0,22 0,07 0,00339 0,04 0,15 Karbon Aktif 0,025 0,22 0,22 0,07 0,00339 0,04 Zeolit 0,025 0,22 0,22 0,07 0,00339 0,04 Pasir Kuarsa 0,025 0,22 0,22 0,07 0,00339 0,04 Tipe 2 Sekam Padi 0,025 0,22 0,22 0,07 0,00339 0,04 0,15 Karbon Aktif 0,025 0,22 0,22 0,05 0,00242 0,03 Zeolit 0,025 0,22 0,22 0,09 0,00436 0,05 Pasir Kuarsa 0,025 0,22 0,22 0,07 0,00339 0,04 Tipe 3 Sekam Padi 0,025 0,22 0,22 0,07 0,00339 0,04 0,15 Karbon Aktif 0,025 0,22 0,22 0,09 0,00436 0,05 Zeolit 0,025 0,22 0,22 0,05 0,00242 0,03 Pasir Kuarsa 0,025 0,22 0,22 0,07 0,00339 0,04

B. Hubungan Ketebalan media filter terhadap perubahan pH, TSS dan COD pada penyaringan air limbah tahu

Tabel 2. Hasil Penyaringan

Parameter Blanko (mg/l)

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

mg/l %efektivitas mg/l % efektivitas mg/l %efektivitas

pH 4 6,04 51 4,73 18,25 6,48 62

COD 272,84 188,40 30,95 163,74 39,99 107,53 60,59

(4)

Gambar 1. Hasil Penyaringan

1. pH

Hasil penyaringan dari saringan Tipe 1 dapat menaikkan kadar pH sebesar 51 % ; saringan Tipe 2 sebesar 18,25 % ; dan saringan Tipe 3 sebesar 62 % sehingga dari parameter pH dapat

diketahui bahwa saringan Tipe 3 mempunyai efektivitas yang paling baik. Saringan Tipe 3 dengan komposisi ketebalan 7 cm sekam padi, 9 cm arang batok, 5 cm batu zeolith dan 7 cm pasir kuarsa.

Gambar 2. Pengukuran pH 2. COD

Menurut Effendi (2003), COD adalah jumlah oksigen yang diperlukan agar bahan buangan yang ada dalam air dapat teroksidasi melalui reaksi kimia baik yang dapat didegradasi secara biologis maupun yang sukar didegradasi. Bahan buangan organik tersebut akan dioksidasi oleh kalium dikromat yang digunakan sebagai sumber oksigen (oxidizing agent)

menjadi gas CO2 dan H2O serta sejumlah ion krom. Reaksi yang terjadi adalah:

CaHbOc + Cr2O72-_{+ H}+ CO2 + H2O + Cr3+

Jika pada perairan terdapat bahan organik yang resisten terhadap degradasi biologis seperti selulosa, tanin, fenol, polisakarida, benzena, dan sebagainya, maka lebih cocok dilakukan pengukuran nilai KOK dibandingkan KOB. Pengukuran KOK didasarkan pada

0 1 2 3 4 5

Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

pH COD TSS 0 1 2 3 4 5 6 7 sampel air sebelum penyaringan Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3

(5)

kenyataan bahwa hampir semua bahan organik dapat dioksidasi menjadi CO2 dan H2O dengan bantuan kalium dikromat (K2Cr2O7) yang merupakan

oksidator kuat dalam suasana asam dan diperkirakan 95-100% bahan organik dapat dioksidasi.

Gambar 3. Pengukuran COD

Gambar 4. Efektivitas penurunan COD Dari grafik di atas dapat dilihat

bahwa hasil penyaringan dari saringan Tipe 1 dapat menurunkan kadar COD sebesar 30,95 % ; Tipe 2 Sebesar 39,99 % ; Tipe 3 sebesar 60,59 % ; sehingga dari parameter COD dapat diketahui bahwa saringan Tipe 3 mempunyai efektivitas yang paling baik. Susunan material alat saring komposisi ketebalan 7 cm sekam padi, 9 cm arang batok, 5 cm batu zeolith dan 7 cm pasir kuarsa. Menurut penelitian Tri Murniati dan Mulyadi (2013) bahwa penurunan parameter dan efisiensi penurunan parameter COD paling besar terjadi pada saat ketebalan zeolit 10 cm, dengan penurunan sebesar 33,89 mg/lt dan efisiensi sebesar 51,04% dan

cenderung menurun pada ketebalan zeolit 15 cm dan 20 cm. Hal ini disebabkan karena bertambahnya luas permukaan zeolit karena berkurangnya pengotor yang menutupi pori-pori zeolit yang berisi hidrokarbon atau air sehingga perlu dilakukan aktivasi zeolit menggunakan HCl. Sementara penelitian Koem (2014) menunjukkan bahwa nilai parameter COD limbah cair industri tahu dapat diturunkan dengan menggunakan arang aktif tempurung kelapa sebagai media saring, dengan rata-rata persentase penurunan sebesar 42,28%. 0 50 100 150 200 250 300 sampel air Sebelum Penyaringan Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3 0 10 20 30 40 50 60 70

(6)

3. TSS

TSS (Total Suspended Solid) adalah residu dari padatan total yang tertahan oleh saringan dengan ukuran partikel maksimal atau lebih besar dari ukuran partikel koloid. Bagian yang termasuk TSS adalah lumpur, tanah liat, logam oksida, sulfida, ganggang, bakteri dan jamur. Padatan tersuspensi berkorelasi positif dengan kekeruhan. Semakin tinggi nilai padatan tersuspensi, maka nilai kekeruhan juga semakin tinggi. Kekeruhan pada perairan yang tergenang (lentik) seperti danau lebih banyak disebabkan oleh bahan tersuspensi yang berupa koloid dan partikel-partikel halus, sedangkan kekeruhan pada sungai

disebabkan oleh bahan-bahan tersuspensi yang berukuran lebih besar.

Kekeruhan merupakan ukuran transparansi perairan yang ditentukan secara visual maupun menggunakan alat ukur. Kekeruhan menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan banyaknya cahaya yang diserap dan dipancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat di dalam air tersebut. Kekeruhan disebabkan oleh adanya bahan organik atau anorganik yang tersuspensi dan terlarut, maupun bahan organik atau anorganik yang berupa plankton dan mikroorganisme lain (Davis & Cornwell, 1991).

Gambar 5. Pengukuran TSS Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa

hasil penyaringan dari saringan Tipe 1 dapat menurunkan kadar TSS sebesar 9,37 % ; Tipe 2 sebesar 58,74 % ; dan Tipe 3 sebesar 65,23 % ; sehingga dapat

diketahui bahwa saringan Tipe 3 mempunyai effektivitas yang paling baik.

Gambar 6. Efektivitas penurunan TSS Dari perbandingan di atas diperoleh

campuran yang paling effektif dalam

menyaring air limbah tahu adalah saringan dengan komposisi ketebalan media Sekam 0 50 100 150 200 Sampel air Sebelum Penyaringan Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3 0 10 20 30 40 50 60 70

(7)

padi 7 cm, karbon aktif 9 cm, zeolit 5 cm dan pasir kuarsa 7 cm. Hal ini dapat terlihat dari kandungan zat pencemar yang dapat diturunkan oleh ketiga saringan di atas, saringan Tipe 3 merupakan saringan yang memiliki efektivitas terbaik dibandingkan dengan saringan lainnya.

Saringan Tipe 3 membuktikan bahwa penggunaan karbon aktif sangat baik untuk menyaring air limbah tahu. Dengan ukuran karbon aktif yang semakin tebal semakin meningkatkan daya serap karbon aktif terhadap zat – zat berbahaya yang terkandung dalam limbah cair tahu. Ditambah dengan kombinasi zeolit dan pasir kuarsa yang memang sudah sejak lama terbukti menjadi media penyaring dan adsorben yang baik. Penggunaan sekam padi membuktikan bahwa sekam padi ternyata cukup baik jika digunakan sebagai media penyaring air. Diperkuat penelitian Alimsyah dan Alia Damayanti (2013), mekanisme penurunan TSS pada arang dikarenakan arang tempurung kelapa mampu menyerap partikel koloid dan memisahkan padatan dengan cairan. Mekanisme penurunan COD pada arang tempurung kelapa dikarenakan arang tempurung kelapa mampu mengadsorb bahan organik.

KESIMPULAN

1. Saringan dengan menggunakan campuran media sekam padi, karbon aktif, Zeolit dan pasir kuarsa mempunyai efektivitas dalam menurunkan kandungan zat – zat pencemar dalam air limbah industri tahu.

2. Dari hasil penelitian terlihat bahwa pengubahan volume karbon aktif dan zeolit berpengaruh terhadap kualitas air hasil penyaringan.

3. Kombinasi ketebalan material desain bangunan pengolah air limbah adalah pada saringan Tipe 3 yang mempunyai komposisi ketebalan media pada model sebagai berikut : Sekam padi 7 cm, karbon aktif 9 cm, zeolit 5 cm dan pasir kuarsa 7 cm. Kombinasi pada saringan Tipe 3 mempunyai rata – rata penurunan kadar parameter pencemar pada air hasil penyaringan paling baik.

SARAN

1. Perlu diadakan penelitian lanjutan mengenai saringan limbah industri tahu yang sederhana dan murah untuk

menyempurnakan air hasil saringan, dengan menambahkan media lain pada saringan yang sudah ada, ataupun dengan mengganti media yang digunakan pada saringan dengan media lain.

2. Tidak disarankan menggunakan sekam padi sebagai media penyaring air limbah tahu, karena dalam penggunaan jangka panjang dapat timbul jamur dan bau yang menyengat. Kecuali dengan penambahan bahan lain yang dapat menghilangkan jamur dan bau yang ditimbulkan oleh sekam padi.

3. Sebaiknya setelah di dapat air sampel air hasil penyaringan, sampel tersebut harus secepatnya diteliti di laboratorium agar didapat hasil yang maksimal

DAFTAR PUSTAKA

Alaerts G., dan S.S Santika, 1984. Metode Penelitian Air, Usaha Nasional, Surabaya, Indonesia. Alimsyah Alica dan Alia Damayanti, 2013.

Penggunaan Arang Tempurung Kelapa dan Eceng Gondok untuk Pengolahan Air Limbah. Jurnal Teknik Pomits Vol.2 No.1, hal.D6-D9.

Davis, M.L., and D. A. Cornwell.1991. Introduction to Environmental Engineering .Mc-Graw-Hill, Inc. New York.

Effendi, H. 2003.TelaahKualitasAir.Kanisisus. Yogyakarta.

Koem, Muhammad Hidayat, 2014. Uji Perbedaan Arang Aktif Tempurung Kelapa dan Kayu Meranti terhadap nilai COD pada Pengolahan Limbah Cair Tahu. Skripsi. Gorontalo :Pusat Studi Kesehatan Masyarakat Peminatan Kesehatan Lingkungan, Universitas Negeri Gorontalo

Murniati, Tri dan Muljadi, 2013. Pengolahan Limbah Batik Cetak Dengan Menggunakan Metode Filtrasi Elektrolisis Untuk Menentukan Efisiensi Penurunan Parameter COD,BOD dan Logam Berat (Cr) Setelah Perlakuan Fisika-Kimia. Ekuilibrium. Vol.12 No.1 hal. 27-36.

Sugiharto. 1987. Dasar-dasar Pengolahan Air Limbah. UI-Press. Jakarta.