PENGOLAHAN AIR LIMBAH PENCELUPAN INDUSTR

BAB 1 PENDAHULUAN

I. LATAR BELAKANG

Proses pencelupan di bidang tekstil kini mengalami perkembangan yang pesat. Mulai dari teknologi pencelupannya, zat warna, zat pembantu dan rekayasa teknologi lainnya. Kini semua komponen komponen tersebut didapat dengan mudah dengan hasil yang maksimal. Misalnya zat warna. Kini terdapat zat warna sintesis hasil pengkoplingan dua atau lebih senyawa sehingga membentuk partikel berwarna yang memiliki daya ikat terhadap serat tekstil. Semula zat warna dibuat dari ekstraksi bahan alami yang penggunaannya sangat sulit dan memakan waktu yang lama sehingga produksinya menjadi rendah. Berbeda dengan zat warna sintesis yang lebih cepat dan praktis pengguaannya serta daya celupnya yang tinggi sehingga produksinya lebih meningkat.

Parameter yang dapat digunakan untuk mengetahui kadar pencemaran biologimisalnya denganlumpur aktif. Pada proses pengolahan dengan lumpur aktif, senyawa organik diuraikan secara biologis oleh aktifitas mikroba yang tumbuh tersuspensi kedalam cairan didalam bioreaktor. Mikroba dalam reaktor tumbuh karena adanya oksigen akibat adanya reaksi antara lumpur aktif dengan udara dan limbah sehingga mikroba dapat hidup dan mendegradasi zat organik yang terkandung dalam limbah. Mekanisme yang digunakan melalui dua tahap yaitu penyerapan secara fisika – kimiawi dan juga Interaksi antar partikel – partikel terlarut sehingga akan menjadi suspensi yang kemudian akan terpisahkan air limbah.Selanjutnya yaitu tahap stabilisasi yang dapat berlangsung secara paralel melalui penyerapan polutan organik yang di uraikan menjadi gas CO2 dan juga H2O oleh aktifitas mikroba. Proses lumpur aktif sangat sensitif terhadap perubahan kondisi dan lonjakan beban polutan.

efek racun ataupun lonjakan beban sehingga sistem lumpur aktif dapat diperhatikan lebih stabil.

Dalam rangka menyelesaikan masalah lumpur kimia yang dihasilkan dari proses pengolahan limbah dengan cara pengolahan secara biologi dengan lunpur lumpur aktif, maka dilakukan penelitian peningkatan kinerja lumpur aktif dengan penambahan karbon aktif dalam pengolahan air limbahnya.

II. RUMUSAN MASALAH

III. MAKSUD DAN TUJUAN

III.1 MAKSUD

Maksud dari percobaan ini adalah untuk mengolah limbah dari industri tekstil dengan pengolahan secara biologi menggunakan karbon aktifdengan baik dan benar.

III.2 TUJUAN

Tujuan dari praktikum ini adalah :

 Untuk dapat melakukan pengolahan pada air limbah dari industri basah tekstil dengan pengolahan secara biologi menggunakan lumpur aktif yang diaktifasi dengan menggunakan karbon aktif.

 Untuk mengetahui kondisi optimum dari pengunaan waktu aerasi yang berbeda pada pengolahan air limbah dengan menggunakan lumpur aktif yang diaktifasi dengan karbon aktif pada variasi waktu 0 - 24– 48– 72 – 240 jam.

 Untuk mendapatkan air limbah hasil pengolahan yang sesuai dengan baku mutu limbah untuk dapat dibuang ke lingkungan yang diuji dengan evaluasi COD.

IV. KERANGKA PEMIKIRAN

Pengolahan air limbah dengan menggunakan lumpur aktif dapat menghasilkan lumpur kimia berlebihan, sehingga digunakan karbon aktif untuk mengurangi limbah kimia berlebihan dari hasil pengolahan air limbah industri tekstil. Pengurangan lumpur kimia ini dilakukan dengan melengkapi aerator dengan umpan balik. Selain itu, karbon aktif dapat menyerap racun dari kandungan air limbah. Karbon aktif ditambahkan pada air limbah dan lumpur aktif yang juga dapat mensupply oksigen sehingga proses oksidasi zat organik menjadi lebih baik. Oleh karena itu, supply oksigen tidak hanya didapat dari aerasi, tetapi juga dari penambahan karbok aktif sehingga biomassa lumpur aktif bertambah. Penambahan karbon aktif dapat menghilangkan pigmen warna pada limbah sisa pencelupan dan bahan beracun serta meningkatkan ketahanan mikroba dalam air limbah dan yang paling penting adalah mengurangi kadar BOD dan COD dengan memperbaiki pengendapan zat organik.

Waktu kontak antara karbon aktif dan air limbah pada waktu aerasi mempengaruhi hasil pengolahan limbah. Dimana semakin lama waktu aerasi maka semakin lama kontak antara karbon aktif dalam air limbah sehingga penyerapan zat organik semakin banyak karena semakin banyak oksigen sehingga semakin banyak pula mikroorganisme yang hidup untuk mengoksidasi zat organik.

Oleh karena itu, dengan semakin tingginya konsentrasi karbon aktif dan wakru aerasi maka nilai COD menurun, pigmen warna yang mengendap semakin banyak, racun banyak yang terserap serta H2O dan CO2 yang dihasilkan semakin banyak. Selain itu, lumpur kimia berlebih dari proses aerasi dapat dikurangi dengan return sludge sehingga volumenya berkurang dan air limbah dapat dibuang ke lingkungan tanpa membahayakan lingkungan.

Dengan beberapa keuntungan diatas, maka terdapat keuntungan lain yang didapat dimana penggunaan metoda biologi ini harganya lebih murah dan efisiensi pengolahannya dapat mencapai 95% dengan penambahan karbon aktif.

V. METODA PENELITIAN

VI. EVALUASI

PENGUJIAN COD

BAB II

TEORI DASAR

2.1 Limbah

Limbah tekstil merupakan limbah yang dihasilkan dalam proses pengkanjian, proses penghilangan kanji, penggelantangan, pemasakan, merserisasi, pencelupan, pencapan dan proses penyempurnaan. Proses penyempurnaan kapas menghasilkan limbah yang lebih banyak dan lebih kuat dari pada limbah dari proses penyempurnaan bahan sistesis. Gabungan air limbah pabrik tekstil di Indonesia rata-rata mengandung 750 mg/Lpadatan tersuspensi dan 500 mg/L BOD. Perbandingan COD : BOD adalah dalam kisaran 1,5 : 1 sampai 3 : 1. Pabrik serat alam menghasilkan beban yang lebih besar. Beban tiap ton produk lebih besar untuk operasi kecil dibandingkan dengan operasi modern yang besar, berkisar dari 25 kg BOD/ton produk sampai 100 kg BOD/ton. Informasi tentang banyaknya limbah produksi kecil batik tradisional belum ditemukan.

ekstensif daripada kain buatan (seperti pendidihan dengan soda abu dan peroksida). Pencelupan serat, benang dan kain dapat dilakukan dalam tong atau dengan memakai proses kontinyu, tetapi kebanyakan pewarnaan tekstil sesudah ditenun. Di Indonesia denim biru (kapas) dicelup dengan zat warna. Pencapan memberikan warna dengan pola tertentu pada kain diatas rol atau kasa.

Sumber Limbah :

Larutan penghilang kanji biasanya langsung dibuang dan ini mengandung zat kimia pengkanji dan penghilang kanji pati, PVA, CMC, enzim, asam. Penghilangan kanji biasanya memberikan BOD paling banyak dibanding dengan proses-proses lain. Pemasakan dan merserisasi kapas serta pencelupan semua kain adalah sumber limbah cair yang penting yang menghasilkan asam, basa, COD, BOD, padatan tersuspensi dan zat-zat kimia. Proses-proses ini menghasilkan limbah cair dengan volume besar, pH yang sangat bervariasi dan beban pencemaran yang tergantung pada proses dan zat kimia yang digunakan. Pewarnaan dan pembilasan menghasilkan air limbah yang berwarna dengan COD tinggi dan bahan-bahan lain dari zat warna yang dipakai, seperti fenol dan logam. Di Indonesia zat warna berdasar logam (krom) tidak banyak dipakai. Proses pencetakan menghasilkan limbah yang lebih sedikit daripada pewarnaan. Jenis Limbah :

1. Logam berat terutama As, Cd, Cr, Pb, Cu, Zn.

2. Hidrokarbon terhalogenasi (dari proses dressing dan finishing). 3. Pigmen, zat warna dan pelarut organic.

4. Tensioactive (surfactant). Penanganan Limbah :

1. Langkah pertama untuk memperkecil beban pencemaran dari operasi tekstil adalah program pengelolaan air yang efektif dalam pabrik, menggunakan:

 Pengukur dan pengatur laju alir.

 Pengendalian permukaan cairan untuk mengurangi tumpahan.

 Pemeliharaan alat dan pengendalian kebocoran.

 Pengurangan pemakaian air masing-masing proses.

 Penggunaan kembali air limbah proses yang satu untuk penambahan (make-up) dalam proses lain (misalnya limbah merserisasi untuk membuat penangas pemasakan atau penggelantangan).

 Proses kontinyu lebih baik dari pada proses batch (tidak kontinyu).

 Pembilasan dengan aliran berlawanan.

2. Penggantian dan pengurangan pemakaian zat kimia dalam proses harus diperiksa pula:

 Penggantian kanji dengan kanji buatan untuk mengurangi BOD.

 Penggelantangan dengan peroksida menghasilkan limbah yang kadarnya kurang kuat daripada penggelantangan pemasakan hipoklorit.

 Penggantian zat-zat pendispersi, pengemulsi dan perata yang menghasilkan BOD tinggi dengan yang BOD-nya lebih rendah.

3. Zat pewarna yang sedang dipakai akan menentukan sifat dan kadar limbah proses pewarnaan. Pewarna dengan dasar pelarut harus diganti pewarna dengan dasar air untuk mengurangi banyaknya fenol dalam limbah. Bila digunakan pewarna yang mengandung logam seperti krom, mungkin diperlukan reduksi kimia dan pengendapan dalam pengolahan limbahnya. Proses penghilangan logam menghasilkan lumpur yang sukar diolah dan sukar dibuang. Pewarnaan dengan permukaan kain yang terbuka dapat mengurangi jumlah kehilangan pewarna yang tidak berarti.

2.2 Pengelolaan Air Limbah

Teknologi pengolahan air limbah adalah kunci dalam memelihara kelestarian lingkungan. Apapun macam teknologi pengolahan air limbah domestik maupun industri yang dibangun harus dapat dioperasikan dan dipelihara oleh masyarakat setempat. Jadi teknologi pengolahan yang dipilih harus sesuai dengan kemampuan teknologi masyarakat yang bersangkutan.

2. Pengolahan secara kimia 3. Pengolahan secara biologi

Untuk suatu jenis air buangan tertentu, ketiga metode pengolahan tersebut dapat diaplikasikan secara sendiri-sendiri atau secara kombinasi.

1. Pengolahan Secara Fisika

Pada umumnya, sebelum dilakukan pengolahan lanjutan terhadap air buangan, diinginkan agar bahan-bahan tersuspensi berukuran besar dan yang mudah mengendap atau bahan-bahan yang terapung disisihkan terlebih dahulu. Penyaringan (screening) merupakan cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar. Bahan tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan. Parameter desain yang utama untuk proses pengendapan ini adalah kecepatan mengendap partikel dan waktu detensi hidrolis di dalam bak pengendap.

Proses flotasi banyak digunakan untuk menyisihkan bahan-bahan yang mengapung seperti minyak dan lemak agar tidak mengganggu proses pengolahan berikutnya. Flotasi juga dapat digunakan sebagai cara penyisihan bahan-bahan tersuspensi (clarification) atau pemekatan lumpur endapan (sludge thickening) dengan memberikan aliran udara ke atas (air flotation).

Proses filtrasi di dalam pengolahan air buangan, biasanya dilakukan untuk mendahului proses adsorbsi atau proses reverseosmosis-nya, akan dilaksanakan untuk menyisihkan sebanyak mungkin partikel tersuspensi dari dalam air agar tidak mengganggu proses adsorbsi atau menyumbat membran yang dipergunakan dalam proses osmosa.

Proses adsorbsi, biasanya dengan karbon aktif, dilakukan untuk menyisihkan senyawa aromatik (misalnya: fenol) dan senyawa organik terlarut lainnya, terutama jika diinginkan untuk menggunakan kembali air buangan tersebut. Teknologi membran (reverse osmosis) biasanya diaplikasikan untuk unit-unit pengolahan kecil, terutama jika pengolahan ditujukan untuk menggunakan kembali air yang diolah. Biaya instalasi dan operasinya sangat mahal.

2. Pengolahan Secara Kimia

Gambar 2.2. Skema Diagram Pengolahan Secara Kimia

Pengendapan bahan tersuspensi yang tak mudah larut dilakukan dengan membubuhkan elektrolit yang mempunyai muatan yang berlawanan dengan muatan koloidnya agar terjadi netralisasi muatan koloid tersebut, sehingga akhirnya dapat diendapkan. Penyisihan logam berat dan senyawa fosfor dilakukan dengan membubuhkan larutan alkali (air kapur misalnya) sehingga terbentuk endapan hidroksida logam-logam tersebut atau endapan hidroksiapatit. Endapan logam tersebut akan lebih stabil jika pH air > 10,5 dan untuk hidroksiapatit pada pH > 9,5. Khusus untuk krom heksavalen, sebelum diendapkan sebagai krom hidroksida [Cr(OH)3], terlebih dahulu direduksi menjadi krom trivalent dengan membubuhkan reduktor (FeSO4, SO2, atau Na2S2O5).

Penyisihan bahan-bahan organik beracun seperti fenol dan sianida pada konsentrasi rendah dapat dilakukan dengan mengoksidasinya dengan klor (Cl2), kalsium permanganat, aerasi, ozon hidrogen peroksida.

3. Pengolahan secara biologi

Semua air buangan yang biodegradable dapat diolah secara biologi. Sebagai pengolahan sekunder, pengolahan secara biologi dipandang sebagai pengolahan yang paling murah dan efisien. Dalam beberapa dasawarsa telah berkembang berbagai metode pengolahan biologi dengan segala modifikasinya.

Pada dasarnya, reaktor pengolahan secara biologi dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu:

1) Reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth reaktor); 2) Reaktor pertumbuhan lekat (attached growth reaktor).

Di dalam reaktor pertumbuhan tersuspensi, mikroorganisme tumbuh dan berkembang dalam keadaan tersuspensi. Proses lumpur aktif yang banyak dikenal berlangsung dalam reaktor jenis ini. Proses lumpur aktif terus berkembang dengan berbagai modifikasinya, antara lain: oxidation ditch dan kontak-stabilisasi. Dibandingkan dengan proses lumpur aktif konvensional,

oxidation ditch mempunyai beberapa kelebihan, yaitu efisiensi penurunan BOD dapat mencapai 85%-90% (dibandingkan 80%-85%) dan lumpur yang dihasilkan lebih sedikit. Selain efisiensi yang lebih tinggi (90%-95%), kontak stabilisasi mempunyai kelebihan yang lain, yaitu waktu detensi hidrolis total lebih pendek (4-6 jam). Proses kontak-stabilisasi dapat pula menyisihkan BOD tersuspensi melalui proses absorbsi di dalam tangki kontak sehingga tidak diperlukan penyisihan BOD tersuspensi dengan pengolahan pendahuluan.

Kolam oksidasi dan lagoon, baik yang diaerasi maupun yang tidak, juga termasuk dalam jenis reaktor pertumbuhan tersuspensi. Untuk iklim tropis seperti Indonesia, waktu detensi hidrolis selama 12-18 hari di dalam kolam oksidasi maupun dalam lagoon yang tidak diaerasi, cukup untuk mencapai kualitas efluen yang dapat memenuhi standar yang ditetapkan. Di dalam

Di dalam reaktor pertumbuhan lekat, mikroorganisme tumbuh di atas media pendukung dengan membentuk lapisan film untuk melekatkan dirinya. Berbagai modifikasi telah banyak dikembangkan selama ini, antara lain: 1) Trickling filter

2) Cakram biologi 3) Filter terendam 4) Reaktor fludisasi

Seluruh modifikasi ini dapat menghasilkan efisiensi penurunan BOD sekitar 80%-90%.

Ditinjau dari segi lingkungan dimana berlangsung proses penguraian secara biologi, proses ini dapat dibedakan menjadi dua jenis:

1) Proses aerob, yang berlangsung dengan hadirnya oksigen 2) Proses anaerob, yang berlangsung tanpa adanya oksigen

Apabila BOD air buangan tidak melebihi 400 mg/L, proses aerob masih dapat dianggap lebih ekonomis dari anaerob. Pada BOD lebih tinggi dari 4000 mg/L, proses anaerob menjadi lebih ekonomis.

Dalam prakteknya saat ini, teknologi pengolahan limbah cair mungkin tidak lagi sesederhana seperti dalam uraian di atas. Namun pada prinsipnya, semua limbah yang dihasilkan harus melalui beberapa langkah pengolahan sebelum dibuang ke lingkungan atau kembali dimanfaatkan dalam proses produksi,

2.3 Pengolahan dengan Lumpur Aktif

Lumpur aktif (activated sludge) adalah proses pertumbuhan mikroba tersuspensi. Proses ini pada dasarnya merupakan pengolahan aerobik yang mengoksidasi material organik menjadi CO2 dan H2O, NH4 dan sel biomassa baru. Proses ini menggunakan udara yang disalurkan melalui pompa blower (diffused) atau melalui aerasi mekanik. Sel mikroba membentuk flok yang akan mengendap di tangki penjernihan. Kemampuan bakteri dalam membentuk flok menentukan keberhasilan pengolahan limbah secara biologi, karena akan memudahkan pemisahan partikel dan air limbah. Lumpur aktif dicirikan oleh beberapa parameter, antara lain, Indeks Volume Lumpur (Sludge Volume Index = SVI) dan Stirred Sludge Volume Index (SSVI).

Perbedaan antara dua indeks tersebut tergantung dari bentuk flok, yang diwakili oleh faktor bentuk (Shape Factor = S). Sistem pengolah lumpur aktif baik untuk domestik maupun industri mengandung 1-5% padatan total dan 95-99% bulk water (liqour). Pembuangan kelebihan lumpur dilakukan dengan mengurangi volume lumpur melalui proses pengepresan (dewatering). Konsentrasi besi yang tinggi konsentrasi besi yang tinggi, 70-90% dalam bentuk Fe (III), ditemukan dalam lumpur aktif. akumulasi besi dapat berasal dari influent air limbah atau melalui penambahan FeSO4 yang digunakan untuk menghilangkan fosfor. Sebagai contoh pengolahan limbah sistem lumpur aktif adalah Unit Pengelolaan Air Limbah PT. UNITEX. Unit ini mampu mengolah limbah lebih dari 200 m2 _per hari. Proses pengelolaan terbagi atas tiga tahap pemrosesan, yaitu :

1) ProsesPrimer, meliputi penyaringan kasar, penghilangan warna, equalisasi, penyaringan halus, pendinginan.

2) Proses Sekunder, biologi dan sedimentasi.

Sistem yang digunakan dalam PAL PT. Unitex merupakan perpaduan antara proses fisika, kimia dan biologi. Hal yang paling berperan dalam hal pengurangan bahan-bahan pencemar adalah proses biologi yang menggunakan sistem lumpur aktif dengan extented aeratio. Selain limbah cair, terdapat juga limbah padat berupa lumpur yang merupakan hasil samping dari sistem pengolahan yang digunakan. Lumpur hasil olahan digunakan sebagai bahan campuran pembuatan coneblock dan batako press serta pupuk organik. Hal ini merupakan salah satu alternatif dan langkah lebih maju dari PT. Unitex dalam memanfaatkan kembali limbah padat.

Proses pengolahan limbah dengan metode Biologi adalah metode yang memanfaatkan mikroorganisme sebagai katalis untuk menguraikan material yang terkandung di dalam air limbah. Metode pengolahan lumpur aktif (activated sludge) adalah merupakan proses pengolahan air limbah yang memanfaatkan proses mikroorganisme tersebut.

Lumpur aktif (activated sludge) adalah proses pertumbuhan mikroba tersuspensi yang pertama kali dilakukan di Ingris pada awal abad 19. Sejak itu proses ini diadopsi seluruh dunia sebagai pengolah air limbah domestik sekunder secara biologi. Proses ini pada dasarnya merupakan pengolahan aerobik yang mengoksidasi material organik menjadi CO2 dan H2O, NH4. dan sel biomassa baru. Udara disalurkan melalui pompa blower (diffused) atau melalui aerasi mekanik. Sel mikroba membentuk flok yang akan mengendap di tangki penjernihan

Anna dan Malte (1994) berpendapat keberhasilan pengolahan limbah secara biologi dalam batas tertentu diatur oleh kemampuan bakteri untuk membentuk flok, memudahkan pemisahan partikel dan air limbah. Lumpur aktif adalah ekosistem yang komplek yang terdiri dari bakteri, protozoa, virus, dan organisme-organisme lain.

Pembentukan flok lumpur aktif dan penjernihan dengan pengendapan flok akibat agregasi bakteri dan mekanisme adesi. Selanjutnya dinyatakan pula bahwa flokulasi dan sedimentasi flok tergantung pada hypobisitas internal dan eksternal dari flok dan material exopolimer dalam flok, dan tegangan permukaan larutan mempengaruhi hydropobisitas lumpur granular dari reaktor lumpur anaerobik.

Gambar 2.4 Sistem Lumpur Aktif

1. Tangki aerasi

Oksidasi aerobik material organik dilakukan dalam tangki ini. Efluent pertama masuk dan tercampur dengan Lumpur Aktif Balik (Return Activated Sludge =RAS) atau disingkat LAB membentuk lumpur campuran (mixed liqour), yang mengandung padatan tersuspensi sekitar 1.500 - 2.500 mg/l. Aerasi dilakukan secara mekanik. Karakteristik dari proses lumpur aktif adalah adanya daur ulang dari biomassa. Keadaan ini membuat waktu tinggal rata-rata sel (biomassa) menjadi lebih lama dibanding waktu tinggal hidrauliknya (Sterritt dan Lester, 1988). Keadaan tersebut membuat sejumlah besar mikroorganisme mengoksidasi senyawa organik dalam waktu yang singkat. Waktu tinggal dalam tangki aerasi berkisar 4 - 8 jam.

2. Tangki Sedimentasi

3. Parameter

Parameter yang umum digunakan dalam lumpur aktif (Davis dan Cornwell, 1985; Verstraete dan van Vaerenbergh, 1986) adalah sebagai berikut:

a. Mixed-liqour suspended solids (MLSS). Isi tangki aerasi dalam sistem lumpur aktif disebut sebagai mixed liqour yang diterjemahkan sebagai lumpur campuran. MLSS adalah jumlah total dari padatan tersuspensi yang berupa material organik dan mineral, termasuk didalamnya adalah mikroorganisma. MLSS ditentukan dengan cara menyaring lumpur campuran dengan kertas saring (filter), kemudian filter dikeringkan pada temperatur 1050_{C, dan berat padatan dalam contoh ditimbang.}

b. Mixed-liqour volatile suspended solids (MLVSS). Porsi material organik pada MLSS diwakili oleh MLVSS, yang berisi material organik bukan mikroba, mikroba hidup dan mati, dan hancuran sel (Nelson dan Lawrence, 1980). MLVSS diukur dengan memanaskan terus sampel filter yang telah kering pada 600 - 6500_{C, dan nilainya mendekati 65-75% dari} MLSS.

c. Food - to - microorganism ratio (F/M Ratio). Parameter ini merupakan indikasi beban organik yang masuk kedalam sistem lumpur aktif dan diwakili nilainya dalam kilogram BOD per kilogram MLSS per hari (Curds dan Hawkes, 1983; Nathanson, 1986).

4. Bakteri

Bakteri merupakan unsur utama dalam flok lumpur aktif. Lebih dari 300 jenis bakteri yang dapat ditemukan dalam lumpur aktif. Bakteri tersebut bertanggung jawab terhadap oksidasi material organik dan tranformasi nutrien, dan bakteri menghasilkan polisakarida dan material polimer yang membantu flokulasi biomassa mikrobiologi. Genus yang umum dijumpai adalah : Zooglea, Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes, Bacillus, Achromobacter, Corynebacterium, Comomonas, Brevibacterium, dan Acinetobacter, disamping itu ada pula mikroorganisme berfilamen, yaitu

Karena tingkat oksigen dalam difusi terbatas, jumlah bakteri aktif aerobik menurun karena ukuran flok meningkat (Hanel, 1988). Bagian dalam flok yang relatif besar membuat kondisi berkembangnya bakteri anaerobik seperti metanogen. Kehadiran metanogen dapat dijelaskan dengan pembentukan beberapa kantong anaerobik didalam flok atau dengan metanogen tertentu terhdap oksigen (Wu et al., 1987). Oleh karena itu lumpur aktif cukup baik dan cocok untuk material bibit bagi pengoperasian awal reaktor anaerobik.

Tabel 2.1 Distribusi Bakteri Heteropik Aerobik Dalam Lumpur Aktif Standard

Jumlah total bakteri dalam lumpur aktif standard adalah 108 _{CFU/mg lumpur.} Tabel 2.1. menunjukkan beberapa genus bakteri yang ditemui dalam standard lumpur aktif. Sebagian besar bakteri yang diisolasi diidentifikasi sebagai spesies-spesies Comamonas-Psudomonas.

Gambar 2.5. Distribusi

Zoogloea adalah bakteri yang menghasilkan exopolysaccharide yang membentuk proyeksi khas seperti jari tangan dan ditemukan dalam air limbah dan lingkungan yang kaya bahan organik (Norberg dan Enfors, 1982; Unz dan Farrah, 1976; Williams dan Unz, 1983). Zoogloea diisolasi dengan menggunakan media yang mengandung m-butanol, pati, atau m-toluate sebagai sumber karbon. Bakteri ini ditemukan dalam berbagai tahap pengolahan limbah tetapi jumlahnya hanya 0,1-1% dari total bakteri dalam

mixed liqour (Williams dan Unz, 1983). Kepentingan relatif bakteri ini dalam air limbah membutuhkan penelitian lebih lanjut.

Flok lumpur aktif juga merupakan tempat berkumpulnya bakteri autotrofik seperti bakteri nitrit (Nitrosomonas, Nitrobacter), yang dapat merubah amonia menjadi nitrat dan bakteri fototrofik seperti bakteri ungu non sulfur (Rhodospilrillaceae), yang dapat dideteksi pada konsentrasi sekitar 105 sel/ml. Bakteri ungu dan hijau ditemukan dalam jumlah yang sangat kecil. Barangkali, bakteri fototrofik hanya sedikit berperan dalam penurunan nilai BOD dalam lumpur aktif (Madigan, 1988; Siefert et al., 1978).

5. Fungi

dapat tumbuh pesat dibawah kondisi pH yang rendah, toksik, dan limbah yang kekurangan nitrogen. Genus yang dominan ditemukan dalam lumpur aktif adalah Geotrichum, Penicillium, Cephalosporium, Cladosporium, dan

Alternaria (Pipes dan Cooke, 1969; Tomlinson dan Williams, 1975). Lumpur ringan (Sludge Bulking) dapat dihasilkan oleh pertumbuhan yang pesat

Geotrichum candidum, yang dirangsang oleh pH rendah dari limbah yang asam.

6. Protozoa

Protozoa adalah significant predator dalam lumpur aktif seperti dalam lingkungan akuatik alam (Curds, 1982; Drakides, 1980; Fenchel dan Jorgensen, 1977; LaRiviere, 1977). Pemakanan bakteri oleh protozoa dapat ditentukan dengan eksperimen pemakanan bakteri yang telah diberi 14_{C atau} 35_{C atau flouresen (Hoffmann dan Atlas, 1987; Sherr et al, 1987).} Pemakanan bakteri tersebut dapat mereduksi toksikan. Contoh, Aspidisca costata yang memakan bakteri dalam lumpur aktif dapat menurunkan Kadmium (Hoffmann dan Atlas, 1987). Protozoa paling sering ditemukan dalam lumpur aktif adalah Carchesium, Paramecium sp, Opercularia sp, Chilodenella sp, Vorticella sp, Apidisca sp (Dart dan Stretton, 1980, Edeline, 1988; Eikelboom dan van Buijsen, 1981).

Cilliata. Siliata atau bulu getar digunakan untuk pergerakan dan mendorong partikel makanan kedalam mulut. Siliata dibagi menjadi tiga, yaitu : Siliata bebas (free), merayap (creeping), dan bertangkai (stalked). Siliata bebas (tidak terikat) memakan bakteri bebas yang terbang. Genus yang paling penting sering ditemukan dalam lumpur aktif adalah Chilodonella, Colpidium, Blepharisma, Euplotes, Paramecium, Lionotus, Trachelophyllum, dan

Spirostomum. Siliata merayap memakan bakteri yang berada dipermukaan flok lumpur aktif. Dua genus penting, yaitu : Aspidisca dan Euplotes. Cilitas bertangkai menempel tangkainya pada flok. Tangkai mempunyai myoneme

untuk menangkap mangsa. Contoh siliata bertangkai adalah Vorticella, Carchesium, Opercularia, dan Epistylis.

Rotifers adalah metazoa (organisme bersel banyak) dengan ukuran bervariasi dari 100 mm - 500 m m. Tubuhnya menancap pada partikel flok dan sering tercabut dari permukaan flok (Doohan, 1975; Eikelboom dan van Buijsen, 1981). Rotifers ditemukan dalam instalasi pengolahan air limbah termasuk dua orde pertama, Bdelloidea (contoh : Philodina spp., Habrotrocha spp.) dan Monogononta (contoh : Lecane spp., Notommata spp.). Peranan rotifers dalam lumpur aktif adalah : (1) menghilangkan bakteri tersuspensi (contoh : bakteri yang tidak membentuk flok; (2) memberi kontribusi terhadap pembentukan flok melalui pelet kotoran yang dikelilingi oleh mukus. Kehadiran rotifers dalam tahap akhir pengolahan limbah sistem lumpur aktif dikarenakan kenyataan bahwa hewan ini mempunyai siliata yang kuat yang menolong dalam mencari makan dan menurunkan jumlah bakteri tersuspensi (membuat air lebih jernih) dan aksi siliatanya lebih kuat dibandingkan protozoa.

8. Oksidasi Bahan Organik Dalam Tangki Aerasi

Gambar 2.6 Proses Penghilangan Bahan Organik dalam Sistem Lumpur Aktif

9. Pengendapan Lumpur

2.4 Aktifasi Lumpur Aktif dengan Karbon Aktif

Karbon aktif adalah karbon yang di proses sedemikian rupa sehingga pori – porinya terbuka, dan dengan demikian akan mempunyai daya serap yang tinggi. Karbon aktif merupakkan karbon yang bebas serta memiliki permukaan dalam (internal surface), sehingga mempunyai daya serap yang baik. Keaktifan daya menyerap dari karbon aktif ini tergantung dari jumlah senyawa kabonnya yang berkisar antara 85 % sampai 95% karbon bebas. Karbon aktif yang berwarna hitam, tidak berbau, tidak terasa dan mempunyai daya serap yang jauh lebih besar dibandingkan dengan kabon aktif yang belum menjalani proses aktivasi, serta mempunyai permukaan yang luas. Karbon aktif ini mempunyai dua bentuk sesuai ukuran butirannya, yaitu karbon aktif bubuk dan karbon aktif granular (butiran). Karbon aktif bubuk ukuran diameter butirannya kurang dari atau sama dengan 325 mesh. Sedangkan karbon aktif granular ukuran diameter butirannya lebih besar dari 325 mesh.

proses ini terjadi dekomposisi termal dari bahan yang mengandung karbon, dan menghilangkan spesies non karbonnya. Proses aktifasi bertujuan untuk meningkatkan volume dan memperbesar diameter pori setelah mengalami proses karbonisasi, dan meningkatkan penyerapan. Pada umumnya karbon aktif dapat di aktifasi dengan 2 (dua) cara, yaitu dengan cara aktifasi kimia dan aktifasi fisika.

1.

Aktifasi kimia, arang hasil karbonisasi direndam dalam larutan aktifasi sebelum dipanaskan. Pada proses aktifasi kimia, arang direndam dalam larutan pengaktifasi selama 24 jam lalu ditiriskan dan dipanaskan pada suhu 600 – 9000_{C selama 1 – 2 jam.}

2.

Aktifasi fisika, yaitu proses menggunakan gas aktifasi misalnya uap air atau CO2 yang dialirkan pada arang hasil karbonisasi. Proses ini biasanya berlangsung pada temperatur 800 – 11000_C.

Karbon aktif bersifat sangat aktif dan akan menyerap apa saja yang kontak dengan karbon tersebut. Karbon Aktif digunakan untuk menjernihkan air, pemurnian gas, industri minuman, farmasi, katalisator, dan berbagai macam penggunaan lain. Selain di bidang pengolahan air, karbon aktif dapat digunakan di berbagai industri seperti pengolahan/tambang emas dengan berbagai ukuran mesh maupun iondine number. Juga digunakan untuk dinding partisi, penyegar kulkas, vas bunga, dan ornamen meja. Di balik legamnya, barang gosong itu ternyata sangat kaya manfaat. Karbon aktif dapat digunakan sebagai bahan pemucat, penyerap gas, penyerap logam, menghilangkan polutan mikro misalnya zat organic maupun anorganik, detergen, bau, senyawa phenol dan lain sebagainya. Pada saringan arang aktif ini terjadi proses adsorpsi, yaitu proses penyerapan zat - zat yang akan dihilangkan oleh permukaan arang aktif, termasuk CaCO3 yang menyebabkan kesadahan. Apabila seluruh permukaan arang aktif sudah jenuh, atau sudah tidak mampu lagi menyerap maka kualitas air yang disaring sudah tidak baik lagi, sehingga arang aktif harus diganti dengan arang aktif yang baru.

sebagai penukar kation, dan sebagai katalis untuk berbagai reaksi. Karbon aktif adalah sejenis adsorbent (penyerap), berwarna hitam, berbentuk granule, bulat, pellet ataupun bubuk. Jenis karbon aktif tempurung kelapa ini sering digunakan dalam proses penyerap rasa dan bau dari air, dan juga penghilang senyawa-senyawa organik dalam air. Air sadah adalah air yang mengandung ion Kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg). Ion-ion ini terdapat dalam air dalam bentuk sulfat, klorida, dan hidrogenkarbonat. Kesadahan air alam biasanya disebabkan garam karbonat atau garam asamnya. Kesadahan merupakkan petunjuk kemampuan air untuk membentuk busa apabila dicampur dengan sabun. Pada air berkesadahan rendah, air dapat membentuk busa apabila dicampur dengan sabun, sedangkan air yang berkesadahan tinggi tidak akan membentuk busa. Kesadahan atau Hardness adalah salah satu sifat kimia yang dimiliki oleh air.Penyebab air menjadi sadah adalah karena adanya ion-ion Ca2+_{, Mg}2+_{. Atau} dapat juga disebabkan karena adanya ion-ion lain dari polyvalent metal (logam bervalensi banyak) seperti Al, Fe, Mn, Sr dan Zn dalam bentuk garam sulfat, klorida dan bikarbonat dalam jumlah kecil.

Gambar 2.6 Struktur Karbon Aktif

2.5 Evaluasi Kebutuhan Oksigen Kimia (KOK)

juga dikenal dengan COD (Chemical Oxygen Demand) merupakan parameter pencemaran zat-zat organik secara alamiah dapat dioksidasi melalui proses mikrobiologi.

Pada analisa COD ini sebagian besar zat organik dioksidasi oleh kalium dikromat dalam suasana asam mendidih. Reaksi berlangsung kurang lebih 2 jam dengan menggunakan alat pendingin refluks, agar zat organik yang mudah menguap tidak hilang.

Kadar klorida yang terlalu tinggi di dalam contoh uji bereaksi akan mengganggu kerja katalisator Ag2SO4, dan juga dapat bereaksi dengan dikromat sehingga ketidaktelitian perhitungan nilai COD. Gangguan ini dapat dihilangkan dengan penambahan HgSO4 sebelum penambahan reagen lain. Ion merkuri akan bergabung dengan ion klorida membentuk merkuri klorida.

Beberapa keuntungan analisa COD bila dibandingkan dengan analisa BOD antara lain :

- Waktu analisa yang hanya 2 jam jauh lebih singkat bila dibandingkan analisa BOD yang membutuhkan waktu 5 hari.

- Gangguan dari zat beracun yang berpengaruh pada analisa BOD tidak mempengaruhi nilai COD.

- Untuk nilai COD sampai 800 ppm tidak diperlukan pengenceran. - Mempunyai tingkat ketelitian hampir 3 kali dari analisa COD.

Untuk memastikan semua zat organik dapat habis dioksidasi oleh kalium dikromat, maka penambahan kalium dikromat harus berlebih, sehingga pada akhir titrasi masih tersisa zat pengoksidasi kalium dikromat. Sisa kalium dikromat tersebut ditentukan melalui titrasi yang dikenal dengan nama garam Mohr, dengan blanko, kita dapat mengetahui kadar kalium dikromat awal, sehingga kita dapat menghitung berapa kalium dikromat yang dipakai mengoksidasi contoh uji.

1. Prinsip Pengujian

2. Prinsip

Sampel air direfluks dengan kalium dikromat dalam lingkungan asam sulfat pekat selama 2 jam pada suhu diatas 100o_{C, kelebihan kaliumdikromat} dititrasi dengan larutan baku Ferri amonium sulfat (FAS) dengan menggunakan indikator ferroin dan pada titik akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna dari kuning hijau kebiruan menjadi coklat kemerahan. 3. Pengganggu

Senyawa alifatik rantai lurus, hidrokarbon aromatik dan piridin tidak dioksidir dengan sempurna, meskipun cara ini lebih baik dari cara permanganat. Senyawa alifatik rantai lurus lebih efektif oksidasinya dengan menambahkan katalisator Ag2SO4, tetapi akan terjadi endapan dengan Iodida, Bromida atau Chlorida yang hanya sebagian dioksidasi dalam prosedur ini. Pada oksidasi hidrokarbon aromatik penambahan katalisator tidak ada manfaatnya berbeda pada rantai lurus. Kesulitan yang terjadi karena adanya Chlorida dalam sampel diatasi dengan menambahkan HgSO4 sebelum direfluks. Akan terjadi kompleks merkuri chlorida yang larut sehingga berkurang kemampuannya untuk bereaksi lebih lanjut. Reaksi yang terjadi:

Zat organik + Cr2O72- _{+ H}+ _{ CO2 + H2O}

Perubahan warna pada titik akhir titrasi dimulai dari warna kuning, hijau, biru, lalu menjadi warna coklat merah (warna coca cola). Guna penambahan batu didih untuk mempercepat pemanasan dan meratakan panas nyala api.

Digestion Vessel Contoh

Tabel 2.2 Contoh Uji dan Larutan Pereaksi untuk Bermacam-Macam Digestion Vessel

Panas Panas

Kelebihan dan Kelemahan Metode Analisis COD

KOK= Kebutuhan Oksigen Kimiawi (Chemical Oxygen Demand = COD) adalah jumlah oksidan Cr2O7(2-) _{yang bereaksi dengan contoh uji dan dinyatakan sebagai} mg O2 untuk tiap 1000 ml contoh uji. Senyawa organik dan anorganik, terutama organik dalam contoh uji dioksidasi oleh Cr2O7(2-) _{dalam refluks tertutup} menghasilkan Cr(3+)_{. Jumlah oksidan yang dibutuhkan dinyatakan dalam} ekuivalen oksigen (O2 mg /L) diukur secara spektrofotometri sinar tampak. Cr2O7(2-) _{kuat mengabsorpsi pada panjang gelombang 400 nm dan Cr}(3+) _kuat mengabsorpsi pada panjang gelombang 600 nm. Untuk nilai KOK 100 mg/L sampai dengan 900 mg/L ditentukan kenaikan Cr(3+) _{pada panjang gelombang} 600 nm. Pada contoh uji dengan nilai KOK yang lebih tinggi, dilakukan pengenceran terlebih dahulu sebelum pengujian. Untuk nilai KOK lebih kecil atau sama dengan 90 mg/L ditentukan pengurangan konsentrasi Cr2O7(2-) _pada panjang gelombang 420 nm.

Penanggulangan kelebihan Kadar 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. Pada proses pembentukan lapisan biofilm, agar diperoleh hasil pengolahan yang optimum maka dalam hal pendistribusian larutan air kolam retensi Tawang pada permukaan media genting harus merata membasahi seluruh permukaan media. Hal ini penting untuk diperhatikan agar lapisan biofilm dapat tumbuh melekat pada seluruh permukaan genting.

Penyaring harus mempunyai media sekecil mungkin untuk meningkatkan luas permukaan dalam penyaring dan organisme aktif yang akan terdapat dalam volume penyaring akan tetapi media harus cukup besar untuk memberi ruang kososng yang cukup untuk cairan dan udara mengalir dan tetap tidak tersumbat oleh pertumbuhan mikroba. Media berukuran besar seperti genting (tanah liat kering) berukuran 2-4 in akan berfungsi secara maksimal. Media yang digunakan berupa genting dikarenakan lahan diatas permukaan genting cenderung berongga dibanding media lain yang biasa mensuplai udara dan sinar matahari lebih banyak daripada media lain yang dibutuhkan untuk pertumbuhan mikroba pada genting. Penurunan COD tidak dapat menurunkan sampai 60% dikerenakan :

 Aliran air yang kurang merata pada seluruh permukaan genting karena nozzle yang digunakan meyumbat aliran air limbah karena tersumbat air kolam retensi Tawang.

 Supplay oksigen dan sinar matahari kurang karena trickling filter diletakkan didalam ruangan sehingga pertumbuhan mikroba kurang maksimal.

Dalam penumbuahan mikroba distibusi air limbah dibuat berupa tetesan agar air limbah tersebut dapat memuat oksigen lebih banyak jika dibanding dengan aliran yang terlalu deras karena oksigen sangat diperlukan mikroba untuk tumbuh berkembang

Penanggulangan Kekurangan Kadar COD

BAB III

PROSEDUR PERCOBAAN

3.1 ALAT DAN BAHAN

3.1.1 ALAT

1. Pengolahan Limbah dengan Lumpur Aktif yang diaktivasi dengan Karbon Aktif:

 Tabung pencerna dengan ukuran 16 mm x 20 mm x 150 mm

 Penangas refluks

1. Pengolahan Limbah dengan Lumpur Aktif yang diaktivasi dengan Karbon Aktif:

 Air limbah dari proses pencelupan

 Lumpur aktif yang mengandung bakteri

 K2Cr2O7

 Jumlah lumpur aktif : 500 mL

 Konsentrasi karbon aktif : 800 ppm atau 800 mg/L 3.2.2 Perhitungan Karbon Aktif

 Jumlah Larutan : 3500 mL (limbah + lumpur aktif)

 Jumlah karbon aktif 800 mg/L :

800

1000

x 3500 mL = 2800 mg = 2,8 g

3.3 LANGKAH KERJA 3.3.1 Aktivasi Karbon Aktif

 Menggerus arang dari hasil pembakaran hingga halus.

 Mengovennya selama 2 hari di dalam oven yang suhunya 1000_C.

 Menimbangnya sesuai kebutuhan pengolahan. 3.3.2 Aerasi

 Memasukan 50 mL air limbah yang mengandung lumpur dan mikroorganisme ke dalam aquarium.

 Memasukan 5 mL air limbah ke dalam aquarium.

 Memasang aerator dan melakukan aerasi selama 3 hari.

 Mengamati warna larutan, apabila keruh dan timbul endapan (lumpur aktif) maka air limbah bekerja dengan baik. Apabila bening maka mikrorganisme telah mati.

3.3.3 Pengolahan Limbah

 Memasukan air limbah yang memiliki kadar COD yang tinggi kedalam aquarium lalu memasukan air limbah yang mengandung lumpur dan bakteri.

 Memasukan karbon aktif ke dalam aquarium sesuai kebutuhan.

 Memasang aerator di dalam aquarium.

 Melakukan proses aerasi dengan aerator sehingga timbul gelembung di dalam air limbah.

 Mengambil sampel kembali pada keesokan harinya sebagai DO1.

 Mengambil sampel kembali hingga kari ke 4 sebagai DO4 dan hari ke 10 sebagai DO10.

 Melakukan evaluasi COD. 3.4 Evaluasi COD

 Mengambil limbah contoh uji yang berada dalam kulkas untuk setiap aerasi 0 – 24 – 48 – 72 – 240.

 Menyaaring contoh uji dengan menggunakan kertas saring agar tidak pengujian menjadi murni hanya limbah saja tanpa bahan lain.

 Kemudian contoh uji yang sudah di saring ditambahkan K2Cr2O7, air limbah contoh ujidan H2SO4 pekat untuk COD sesuai dengan volume tabung pencerna dalam erlenmeyer.

 Memindahkan larutan tersebut kedalam tabung pencerna untuk dilakukan refluks selama 2 jam pada suhu 1480_C.

 Mengangkat tabung pencerna dan mendinginkannya.

 Melakukan titrasi COD dengan menggunakan larutan FAS atau Feri Amonium Sulfat pada masing masing variasi air limbah yang sudah di tentukan yaitu 0jam, 24 jam, 48 jam, 72 jam dan 240 jam untuk dianalisis kadar COD nya. Namun sebelumnya melakukan standarisasi FAS terlebih dahulu dan membuat blanko (tanpa contoh uji).

3.7 Pengujian COD

3.8 HASIL 3.8.1 COD Awal

 mL titrasi contoh uji : 5,3 mL

 mL titrasi blanko : 8,0 mL

Kadar COD = 371,52 mg/L

Jadi, kadar COD awal adalah 371,52 mg/L sebelum pengolahan

3.8.2 COD Akhir

mL titrasi hari ke-0 : 1,5 mL mL titrasi hari ke-1 : 2,3 mL mL titrasi hari ke-2 : 3,0 mL mL titrasi hari ke-3 : 3,5 mL mL titrasi hari ke-10 : 3,6 mL

mL blanko : 3,8 mL

mL standarisasi FAS : 52,0 mL Standarisasi FAS :

V1 x N1 = V2 x N2

V K2Cr2O7 x N K2Cr2O7 = V FAS x N FAS

N FAS = V K2Cr2O7 x N K2Cr2O7

V FAS

N FAS = 10 mL x 0,25 N

52,0 mL

N FAS = 0,048 N

1. Kadar COD hari ke - 0 :

Kadar COD = (mL titrasi blanko – mL titrasi c.u) x N FAS x 8 x 1000 Volume contoh uji

Kadar COD = (3,8 mL – 1,5 mL) x 0,048 N x 8 x 1000 2,5 mL

Kadar COD = 353,28 mg/L

2. Kadar COD hari ke - 1 :

Kadar COD = (3,8 mL – 2,3 mL) x 0,06 N x 8 x 1000 2,5 mL

Kadar COD = 230,4 mg/L

3. Kadar COD hari ke - 2 :

Kadar COD = (mL titrasi blanko – mL titrasi c.u) x N FAS x 8 x 1000 Volume contoh uji

Kadar COD = (3,8 mL – 3,0 mL) x 0,06 N x 8 x 1000 2,5 mL

Kadar COD = 122,88 mg/L

4. Kadar COD hari ke - 3 :

Kadar COD = (mL titrasi blanko – mL titrasi c.u) x N FAS x 8 x 1000 Volume contoh uji

Kadar COD = (3,8 mL – 3,5 mL) x 0,06 N x 8 x 1000 2,5 mL

Kadar COD = 46,08 mg/L

5. Kadar COD hari ke - 10 :

Kadar COD = (mL titrasi blanko – mL titrasi c.u) x N FAS x 8 x 1000 Volume contoh uji

Kadar COD = (3,8 mL – 3,6 mL) x 0,06 N x 8 x 1000 2,5 mL

No Hari ke - Kadar COD Awal Kadar COD Akhir Efisiensi (%)

1 0

371,52 mg/L

335,24 mg/L 9,76

2 1 230,4 mg/L 37,98

3 2 122,88 mg/L 66,92

4 3 46,08 mg/L 87,59

5 10 30,72 mg/L 91,73

BAB IV

PEMBAHASAN

Limbah tekstil kini semakin meningkat seiring dengan semakin banyaknya industri tekstil. IKM pun demikian. Penggunaan zat warna sintetis untuk proses pencelupan kini digunakan sebagai alternatif agar didapatkan kapasitas produksi yang tinggi dengan kualitas yang baik diantaranya mudah, praktis, tahan luntur warna baik, intensitas warna lengkap dll. Dengan semakin maraknya penggunaan zat warna maka limbah yang dihasilkan semakin tinggi. Dengan debit yang semakin tinggi pun maka kadar pencemaran semakin tinggi yang dapat menyebabkan resiko pencemaran meningkat. Adanya kandungan logam, gugus azo, gugus antrakwinon dalam zat warna menyebabkan proses metoda lumpur aktif yang diaktivasi dengan karbon aktif. Lumpur aktif didapat dari sisa air pembuangan sehingga memiliki banyak bakteri dan mikroorganisme yang dapat mendegradasi zat organik dalam limbah tekstil. Mikroorganisme dapat tumbuh dan berkembang biak dengan adanya oksigen yang dialirkan. Oksigen ini didapat dari proses aerasi yang menyebabkan timbulnya kontak antara air limbah dengan udara yang telah dicampurkan dengan air sisa pembuangan. Karbon aktif yang digunakan dalam praktikum ini berasal dari kayu yang dibakar menjadi arang dan kemudian digerus hingga lembut dan dioven dalam suhu tinggi sehingga teraktivasi menjadi karbon aktif yang kaya akan oksigen. Oksigen inilah yang digunakan untuk perkembangbiakan mikroorganisme agar dapat mendegradasi zat organik dari air limbah.

keruh yang menandakan bahwa adanya kecocokan antara bakteri dan zat organic sehingga air limbah ini tetap dalam keadaan aerob atau keruh dengan adanya kandungan oksigen didalamnya. Oksigen ini diperoleh dari proses aerasi dimana adanya gelembung yang ditimbulkan oleh aerator menyebabkan adanya kontak antara air limbah dengan udara sehingga menghasilkan oksigen.

Percobaan pun dilakukan dengan mencampurkan air limbah sebanyak 300 mL dengan 50 mL air buangan yang telah diketahui bahwa mikroorganismenya cocok dengan zat organik yang terkandung dalam air limbah. Karbon aktif pun dimasukan ke dalam limbah tersebut dengan konsentrasi 800 ppm. Karbon aktif ini berasal dari kayu yang dibakar dan diaktivasi pada oven sehingga menjadi aktif dan memiliki kandungan oksigen yang tinggi untuk menimbulkan bakteri. Pada proses ini terjadi penguraian zat organik secara biologi oleh aktifitas bakteri atau mikroorganisme yang tumbuh tersuspensi dalam air limbah dengan bantuan aerasi. Mekanisme yang terjadi adalah dengan diserapnya zat organik oleh mikroorganisme sehingga interaksi antar partikel zat organik menjadi tidak stabil dan menjadi suspensi yang terpisah dari air limbah. Setelah zat organik tersebut terserap maka terjadi stabilisasi dimana zat organik ini diuraikan oleh mikroorganisme menjado CO2 dan H2O.

Dengan adanya karbon aktif maka partikel zat warna dapat terserap serta lumpur aktif pun bertambah karena produksi oksigen meningkat karena terjadi interaksi penyerapan yang sinergi antara pasrtikel lumpur aktif dengan karbon aktif yang mengakibatkan penyerapan zat organik dan reduksi zat organik meningkat. Adanya logam berbahaya dalam air limbah pun dapat diikat oleh karbon aktif sehingga efek racun dapat diminimalisir.

Parameter yang digunakan dalam pengolahan limbah ini adalah COD atau Chemical Oxygen Disolf atau banyaknya oksigen yang dibutuhkan zat kimia untuk mendegradasi zat organic dalam air limbah. Dimana air limbah ini mengandung zat organic yang sulit untuk didegradasi. Degradasi ini dapat dilakukan dengan menggunakan oksigen yang berasal dari zat kimia.

diolah dengan pengolahan lumpur aktif dengan aktivasi karbon aktif. Pengolahan ini dilakukan untuk limbah yang telah dilakukan proses aerasi selama 0 – 1 – 2 – 3 – 10 hari. Hasilnya menunjukan penurunan nilai COD yang baik atau dengan kata lain bahwa semakin tinggi waktu aerasi maka penuruna COD semakin tinggi. Hal ini diakibatkan karena kontak antara air limbah dengan oksigen semakin lama sehingga kadar oksigen yang dihasilkan semakin banyak sehingga mikroorganisme yang tumbul semakin banyak pula. Oleh karena itu, karbon aktif yang belum menyerap zat organik memiliki kesempatan untuk menyerap zat organik lainnya yang belum diserap sehingga kadar zat organik yang tersisa dalam air limbah berkurang. Kontak antara karbon aktif dengan limbah pun semakin tinggi maka penye,vrapan zat organiknya pun semakin tinggi. Dengan terserapnya zat organik maka dapat terbentuk flok atau kumpulan mikrorganisme yang dapat mengendap dengan adanya gaya gravitasi. Endapan ini akan terlihat dengan adanya proses pengendapan dimana setelah kontak antara mikrorganisme dan zat organik dalam aerator dengan waktu tertentu maka limbah tersebut diawetkan dalam kulkas untuk memperlambat laju pembusukan bakteri sehingga bakteri tersebut tidak mati dan tetap utuh hingga proses pengujian. Pada tahap ini maka flok dapat terlihat menjadi endapan dan air mengalami penurunan warna karena partikel zat warna dalam limbah turut serta terserap oleh mikroorganisme. Penurunan warna ini terlihat menjadi lebih bening meskipun masih sedikit berwarna. Mekanisme terbentuknya flok dapat digambarkan sebagai berikut:

Zat organik yang diolah dalam pengolahan ini pada umumnya adalah C (karbon), H (hidrogen), O (oksigen) , N (nitrogen) dan S (sulfur). Gugus sulfur biasanya ditemukan dalam zat warna belerang karena mengandung jembatan sistina. Sedangkan limbah ini merupakan limbah dari proses pencelupan zat warna reaktif dan asam yang mengandung gugus C, O, H dan N tanpa gugus S atau sulfur.

Awal Hari ke-0 Hari ke-1 Hari ke-2 Hari ke-3 Hari ke-10

0

berkurang sebesar 141,12 mg/L. Hasilnya pun terlihat karena air limbahnya menjadi lebih bening dibandingkan sebelumnya yaitu pada hari ke – 0. Pada hari ke 2 terjadi penurunan kadar COD yang mendekati baku mutu yaitu 122,08 mg/L. Namun pada hari ke 3 terjadi penurunan yang tinggi yaitu menjadi 46,08 mg/L. Air limbahnya pun menjadi jauh lebih bening dibandingkan sebelumnya. Penurunan ini sudah memenuhi baku mutu limbah. Namun pada hari terakhir yaitu hari ke 10 terjadi penurunan yang tidak terlalu signifikan dimana kadar COD menjadi 30,72 mg/L. Hasil ini menunjukan bahwa semakin lama waktu aerasi maka semakin tinggi penurunan CODnya. Namun apabila semakin lama maka dapat memungkinkan terjadinya kejenuhan air limbah dimana mikroorganisme mati dan terjadi kondisi anaerob dimana oksigen sudah tidak dapat dihasilkan sehingga timbul bau karena matinya mikroorganisme.Hal ini terlihat pada hasil aerasi hari ke 10 yang rentan waktunya adalah 7 hari dari hari ke 3 yang menghasilkan penurunan kadar COD yang sedikit sehingga reaksi penyerapan zat organik menjadi lambat dan penurunannya rendah karena reproduksi mikroorganisme yang lambat.

Hari ke-0 Hari ke-1 Hari ke-2 Hari ke-3 Hari ke-10

Berdasarkan grafi diatas, dapat diketahui bahwa semakin tinggi waktu aerasi maka efisiensi penurunan CODnya semakin tinggi. Hasil terbaik ada pada waktu aerasi terakhir yaitu 10 hari. Namun kenaikan efisiensinya sangat rendah dari semula wakti 3 hari. Sedangkan efisiensinya meningkat secara signifikan pada hari ke 1, 2 dan 3 dimana pada hari ke 2 efisiensinya tinggi dan memenuhi baku mutu limbah sesuai SK Gubernur Jabar 4/1999 yaitu 125 mg/L yang mengasilkan 122,08 mg/L.

Pada pengujian COD ini menggunakan larutan pencerna berupa K2Cr2O7 yang merupakan oksidator dimana zat ini dapat berikatan dengan zat organik terutama gugus Cr2O72- _{sehingga semakin tinggi kadar zat organik maka semakin tinggi} kebutuhan oksidatornya. Ditambahkan pula H2SO4 sebagai asam yang akan membantu penguraian zat organik membentuk CO2 dan H2O.Penguraian ini terjadi didalam refluks pada suhu tinggi yaitu 1480_{C selama 2 jam. Setelah} penguraian ini maka zat organik dititrasi dengan FAS atau fero amonium sulfat untuk membentuk H2O, CO2 dan NH4 yang merupakan hasil pengolahan limbah yang dapat dibuang ke lingkungan dengan adanya NH4 maka air limbah ini menjadi agak alkali dan biota air pun dapat hidup dalam air yang sedikit alkali karena merupakan alkali lemah.

BAB V

PENUTUP

5.1 KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengolahan air limbah sisa pencelupan pada industri tekstil dengan metoda pengolahan lumpur aktif yang diaktifasi dengan karbon aktif dapat disimpulkan bahwa kondisi optimum dari pengolahan ini adalah variasi waktu aerasi 2 hari atau 24 jam dengan hasil penurunan COD 122,08 mg/L dan efisiensi pengolahan 66,92%.

5.2 SARAN

DAFTAR PUSTAKA

1. Hariyanti Rahayu, Budi Handoko, Hardianti, Sukirman. 2006. Air Proses dan Limbah Industri Tekstil. Sekolah Tinggi Teknologi Tekstil. Bandung. 2. Sri Moertinah, Djarwanti, dkk. 2010. Peningkatan Kinerja Lumpur Aktif

dengan Penambahan Karbon Aktif dalam Pengolahan Air Limbah Industri Tekstil Pewarnaan dengan Zat Warna Indigo & Sulfur. Balai Bear Teknologi Pencegahan Pencemaran Industri. Semarang.

3. Febriana Rantifa Sari, Raudhah Annisa, Abubakar Tuhuloula. 2013. Perbandingan Limbah dan Lumpur Aktif Terhadap Pengaruh Sistem Aerasi pada Pengolahan Limbah CPO. Universitas Lambung Mangkurat. Banjarbaru.

4. M. Ulim. A Gani, Widodo. 2011. Percobaan Penyerapan Limbah Industri Menggunakan Karbon Aktif dari Batubara Tanjung Tabalong. Pusat Geoteknologi – LIPI. Bandung.

5. Muhamad Busyairi. 2014. Pengolahan Limbah Cair dengan Parameter Total Suspended Solid (TSS) dan Warna Menggunakan Biokoagulan (Limbah Cangkang Kepiting). Universitas Mulawarman. Samarinda. 6.

https://ardra.biz/sain-teknologi/ilmu-dan-teknologi-terapan/pengolahan-air-limbah-cara-kimia-koagulasi/ (Diakses 21 Desember 2016 pkl 13.00 wib)

7. http://www.slideshare.net/septianraha/pengolahan-dan-pemanfaatan-limbah-tekstil# (Diakses 21 Desember 2016 pkl 13.05 wib)

8. http://www.kelair.bppt.go.id/Sitpa/Artikel/Tekstil/tekstil.html(Diakses 21 Desember 2016 pkl 13.08 wib)

9. http://www.purewatercare.com/karbon_aktif.php (Diakses 21 Desember 2016 pkl 13.09 wib)

10. http://ariyafrozns.blogspot.co.id/2013/01/chemical-oxygen-demand-cod.html (Diakses 21 Desember 2016 pkl 13.10 wib)

11. http://ranyharany.blogspot.co.id/2012/10/chemical-oxygen-demand-cod.html (Diakses 21 Desember 2016 pkl 13.11 wib)

12.http://dhie-yulyulie.blogspot.co.id/2011/12/bod-dan-cod.html (Diakses 21 Desember 2016 pkl 13.15 wib)

Limbah dari Air buangan awal

Proses Aerasi Air Limbah Buangan Sebagai Lumpur Aktif

Aerasi Air Limbah dan Lumpur Aktif serta Ditambahkan Karbon Aktif

Botol yang Berisi Limbah Hasil Pengolahan DO0

Limbah Hasil Pengawetan

Proses Penyaringan

Penyaringan Limbah Hari ke 3

Persiapan Larutan Pencerna K2Cr2O7 dan Larutan FAS dan Indikator Feroin

Proses Titrasi