PENGARUH JARAK ANTARA ELEKTRODA PADA
REAKTOR ELEKTROKOAGULASI TERHADAP
PENGOLAHAN EFFLUENT LIMBAH CAIR
PABRIK KELAPA SAWIT
SKRIPSI
Oleh
EDY SAPUTRA
110405100
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
JULI 2016
PENGARUH JARAK ANTARA ELEKTRODA PADA
REAKTOR ELEKTROKOAGULASI TERHADAP
PENGOLAHAN EFFLUENT LIMBAH CAIR
PABRIK KELAPA SAWIT
SKRIPSI
Oleh
EDY SAPUTRA
110405100
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH JARAK ANTARA ELEKTRODA PADA REAKTOR ELEKTROKOAGULASI TERHADAP
PENGOLAHAN EFFLUENT LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi
ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan
sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya
ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima
sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, Juli 2016
Edy Saputra
NIM 110405100
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
PENGARUH JARAK ANTARA ELEKTRODA PADA REAKTOR ELEKTROKOAGULASI TERHADAP
PENGOLAHAN EFFLUENT LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah
diujikan pada sidang ujian skripsi pada 22 Juli 2016 dan dinyatakan memenuhi
syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui, Medan, Juli 2016
Koordinator Skripsi Dosen Pembimbing
Ir. Renita Manurung, M.T Farida Hanum, S.T, M.T NIP.19681214 199702 2 002 NIP. 19780610 200212 2 003
Dosen Penguji I Dosen Penguji II
iii
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan
rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini
merupakan skripsi dengan judul “Pengaruh Jarak Antara Elektroda 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 memberikan informasi mengenai cara merangkai peralatan
reaktor elektrokoagulasi skala laboratorium dan memberikan informasi mengenai
jarak antara elektroda dan waktu retensi terbaik terhadap penurunan kadar COD,
TS dan TSS serta memberikan sumbangan ilmu pengetahuan mengenai teknik
elektrokoagulasi dalam mengolah limbah cair pabrik kelapa sawit effluent kolam
anaerobik yang lebih ekonomis, efesien dan ramah lingkungan agar dapat
memenuhi baku mutu yang ditetapkan oleh pemerintah sehingga dapat dibuang ke
badan air.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini, penulis banyak
mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan
terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:
1. Farida Hanum, S.T, M.T selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan ilmu dan arahan dalam pelaksanaan penelitian.
2. Ir. Renita Manurung, M.T selaku Koordinator Skripsi Departemen Teknik
Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3. Dr. Ir. Iriany, M.Si dan Dr. Maulida, S.T, M.Sc selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi
ini.
4. Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Dr. Halimatuddahliana, S.T, M.Sc selaku Dosen Pembimbing Akademik
yang senantiasa memberikan arahan dan motivasi selama menyelesaikan
perkuliahan.
6. Ir. M. Ansori Nasution, M.Sc dan Pak Nasri selaku Pembimbing Penelitian
di Pusat Penelitian Kelapa Sawit yang telah memberikan ilmu dan arahan
dalam pelaksanaan penelitian.
7. Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen
Teknik Kimia yang telah memberikan banyak sekali ilmu yang berharga
dan bantuan kepada penulis selama menjalankan perkuliahan.
8. Rekan penelitian William dan sahabat-sahabat saya yaitu Yunella Amelia
Siagian, Palimeita, Maria Kristiani Pasaribu, Annisa Maharani Singgih dan
Margaretha Siagian.
9. Teman sejawat, adik dan abang/kakak senior serta teman-teman stambuk
2011 terkhusus Happy Liani Kaban, Klaudia Kathryn Youzer Marbun,
Nora Panjaitan, Henny Dian Diana Tampubolon, Dessy Mieko
Purnamasari Turnip, Fitri Siregar, Ekuino Simanungkalit, Tri Putra
Pasaribu, Windi Monica Surbakti, Golda Claudia Simanjuntak, Pri Hartini,
Khairul Fahmi, Dasa Haryuwibawa, Endah Hutabarat dan Rizka Rinda
Pramasti yang telah banyak memberikan banyak dukungan, semangat, doa,
pembelajaran hidup dan kenangan tak terlupakan kepada penulis.
10. Semua orang yang telah membantu penulis hingga penyusunan skripsi ini,
yang tidak dapat ditulis namanya satu per satu.
Penulis menyadari bahwa laporan hasil penelitian ini masih jauh dari sempurna,
oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan
skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu
pengetahuan.
Medan, Juli 2016
Penulis
v
DEDIKASI
Skripsi ini saya persembahkan untuk :
Ibu & Ayah Tercinta Amy & Alm. Rustam Keluarga Angkat Penulis
Mawo Zaiyar & Alm. Pakwo Harun Saudara Penulis
Rudy Hartono, Suwandy & Fendy
Mereka adalah motivasi terbesar dan sumber energi bagiku. Kekuatan cinta dan kasih sayang tak terhingga yang diberikan kepadaku tiada mungkin dapat kubalas melainkan
hanya diwakili oleh kata terima kasih melalui selembar kertas yang memberikan penghormatan terbesar bagi
mereka.
Sekiranya Tuhan selalu memberikan nikmat kesehatan dan kebahagiaan yang melimpah bagi mereka.
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Edy Saputra
NIM : 110405100
Tempat, Tanggal lahir : Takengon, 28 Agustus 1993 Nama Orang Tua : Rustam dan Amy
Alamat Orang Tua:
Jalan Pasar Inpres No. 423, Kecamatan Bebesen, Aceh Tengah
Asal Sekolah:
• TK Budi Dharma Takengon 1998 - 1999
• SD Budi Dharma Takengon 1999 - 2005
• SMP Negeri 1 Takengon 2005 - 2008
• SMA Sutomo 1 Medan 2008 - 2011 Pengalaman Organisasi/Kerja:
1. Panitia Natal Teknik Kimia 2012 sebagai anggota Seksi Acara. 2. Panitia Natal Teknik Kimia 2013 sebagai anggota Seksi Dana.
3. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara periode 2014/2015 sebagai anggota Bidang Sosial dan Rohani.
4. Panitia Penerimaan Mahasiswa Baru Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Tahun 2014 sebagai anggota Bidang Pertolongan Pertama Pada Kecelakaan serta Kebersihan.
5. Panitia Malam Keakraban Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara Tahun 2014 sebagai koordinator Bidang Pertolongan Pertama Pada Kecelakaan.
6. Panitia Natal Teknik Kimia 2014 sebagai anggota Seksi Acara.
vii
ABSTRAK
Limbah cair dari pabrik kelapa sawit (LCPKS) terus bertambah seiiring dengan meningkatnya produksi minyak kelapa sawit di Indonesia. Teknik pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit dengan menggunakan kolam anaerobik kurang efisien, membutuhkan lahan yang luas selain itu limbah cair pabrik kelapa sawit belum memenuhi baku mutu yang ditetapkan oleh pemerintah. Oleh karena itu diperlukan teknologi alternatif lain seperti teknik elektrokoagulasi sebagai teknologi lanjutan dalam mengolah limbah cair effluent kolam anaerob pabrik kelapa sawit. Elektrokoagulasi merupakan sistem pengolahan air limbah yang mampu menghilangkan polutan dan menghasilkan gas hidrogen secara bersamaan sebgai pendapatan untuk mengimbangi biaya operasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dan jarak antara elektroda terbaik terhadap parameter polutan seperti chemical oxygen demand (COD), total solid (TS) dan total suspended solid (TSS). Jenis material elektroda yang digunakan adalah aluminium, dimensi reaktor 12 x 12 x 36 cm dengan waktu operasi 3 jam, voltase 10 volt, variasi jarak antara elektroda sebesar 0,5; 1,0; 1,5 dan 2,0 cm. Sampel yang digunakan berasal dari pabrik kelapa sawit PT. PP London Sumatra di Bagerpang, Tanjung Morawa. Hasil penelitian diperoleh persentase penurunan COD, TS dan TSS tertinggi adalah 72,897 % pada 1,0 cm; 67,292 % pada 1,5 cm dan 96,429 % pada 1,5 cm. Jarak antara elektroda terbaik adalah 1,5 cm.
Kata kunci: elektrokoagulasi, jarak antara elektroda, LCPKS, COD, TS
ABSTRACT
Liquid waste from palm oil mill (LCPKS) continues to grow concurrently with the increased production of palm oil in Indonesia. Technical processing of palm oil mill effluent using anaerobic ponds less efficient, require large areas besides palm oil mill effluent not meet quality standards set by the government. Therefore we need another alternative technologies such as electrocoagulation as advanced technology in processing wastewater effluent from an anaerobic column. Electrocoagulation is a wastewater treatment system that is capable of eliminating pollutants and produce hydrogen gas simultaneously as revenue to offset operating costs. This study aims to determine the effect and the best inter electrode distance to reduce pollutant parameters such as chemical oxygen demand (COD), total solids (TS) and total suspended solids (TSS). The type of electrode material used is aluminum, the reactor dimensions 12 x 12 x 36 cm with 3 hours of operating time, voltage 10 volts, variations of inter electrode distance 0.5; 1.0; 1.5 and 2.0 cm. Samples were taken from palm oil mill PT. PP London Sumatra in Bagerpang, Tanjung Morawa. The results obtained by the percentage reduction in COD, TSS TS and the highest was 72.897% at 1.0 cm; 67.292% at 1.5 cm and 96.429% at 1.5 cm. Best distance between the electrodes was 1.5 cm.
ix
1.2 PERUMUSAN MASALAH 3
1.3 TUJUAN PENELITIAN 3
1.4 MANFAAT PENELITIAN 4
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1 LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT DI INDONESIA 5
2.2 BAKU MUTU DAN KARAKTERISTIK LIMBAH CAIR
PABRIK KELAPA SAWIT 5
2.3 PENGOLAHAN LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT 7
2.4 ELEKTROLISIS DAN ELEKTROKOAGULASI 7
2.4.1 Elektrolisis 7
2.4.2 Elektrokoagulasi 8
2.4.3 Prinsip Kerja Elektrokoagulasi 9
2.4.4 Jenis Plat Elektrokoagulasi 9
2.4.5 Pengaruh Jarak Antara Elektroda Pada Reaktor
Elektrokoagulasi 10
2.4.6 Kelebihan Teknik Elektrokoagulasi 10
2.4.7 Kelemahan Teknik Elektrokoagulasi 11
2.5 KOAGULASI DAN FLOKULASI 11
2.6 PARAMETER UTAMA YANG DIAMATI 12
2.6.1 Chemical Oxygen Demand (COD 12
2.6.2 Total Solid (TS) 12
2.6.3 Total Suspended Solid (TSS) 12
2.7 ANALISIS EKONOMI 13
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 14
3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN 14
3.2 ALAT DAN BAHAN PERCOBAAN 14
3.2.1 Bahan 14
3.2.2 Peralatan 14
3.2.3 Perancangan Reaktor 15
3.2.3.1 Dimensi Reaktor 15
3.2.3.2 Elektroda 16
3.3 RANCANGAN PENELITIAN 16
3.4 TATA CARA PENGAMBILAN SAMPEL 17
3.4.1 Sampling Effluent 17
3.4.2 Sampling Hasil Elektrokoagulasi 18
3.5 PROSEDUR PENELITIAN 18
3.5.1 Perangkaian Reaktor Elektrokoagulasi 18
3.5.2 Preparasi Limbah Kolam Anaerobik 18
3.5.3 Pelaksanaan Penelitian 18
3.6 ANALISA DATA 19
3.7 FLOWCHART 20
3.7.1 Flowchart Prosedur Penelitian 20
3.7.2 Flowchart Prosedur Analisa COD 21
3.7.3 Flowchart Prosedur Analisa TS 22
3.7.4 Flowchart Prosedur Analisa TSS 22
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 23
4.1 KARAKTERISTIK AWAL LIMBAH CAIR EFFLUENT
xi
4.2 PERANCANGAN REAKTOR ELEKTROKOAGULASI 23
4.3 PERANCANGAN REAKTOR ELEKTROKOAGULASI 24
4.3.1 Pengaruh Jarak Antara Elektroda Terhadap Perubahan
COD 24
4.3.2 Pengaruh Jarak Antara Elektroda Terhadap Perubahan TS 26
4.3.3 Pengaruh Jarak Antara Elektroda Terhadap Perubahan TSS 27
4.4 PERBANDINGAN HASIL DENGAN BAKU MUTU
LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT 29
4.4.1 Perbandingan Hasil COD Dengan Baku Mutu 29
4.4.2 Perbandingan Hasil TS Dengan Baku Mutu 29
4.4.3 Perbandingan Hasil TSS Dengan Baku Mutu 30
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN 31
5.1 KESIMPULAN 31
5.2 SARAN 31
DAFTAR PUSTAKA 32
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 3.1 Rancangan dan Spesifikasi Reaktor Elektrokoagulasi 15
Gambar 3.2 Bentuk dan Ukuran Plat Elektroda Aluminium 16
Gambar 3.3 Flowchart Prosedur Penelitian 20
Gambar 3.4 Flowchart Prosedur Analisa COD 21
Gambar 3.5 Flowchart Prosedur Analisa TS 22
Gambar 3.6 Flowchart Prosedur Analisa TSS 22
Gambar 4.1 Visual Reaktor Elektrokoagulasi dan 4 (empat) Lembar Plat
yang Digunakan 24
Gambar 4.2 Grafik Selisih Penurunan COD Terhadap Waktu Retensi 25
Gambar 4.3 Grafik Selisih Penurunan TS Terhadap Waktu Retensi 26
Gambar 4.4 Grafik Selisih Penurunan TSS Terhadap Waktu Retensi 28
Gambar L3.1 (a) Bak Kaca, (b) Plat Aluminium, (c) Supply DC dan
(d) Perakitan Alat Yang Sudah Selesai 46
Gambar L3.2 (a) Pengetesan Alat Sebelum Dijalankan dan (b) Pengetesan
Alat Sesudah Dijalankan 47
Gambar L3.3 Tempat Limbah Tempat Limbah Pabrik Kelapa Sawit PT. PP London Sumatra di Bagerpang, Tanjung Morawa 47
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Daftar Penelitan Terdahulu 2
Tabel 2.1 Baku Mutu Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit 6
Tabel 2.2 Karakteristik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Pabrik Kelapa Sawit PT. PP London Sumatra di Bagerpang 6
Tabel 3.1 Kombinasi Pada Setiap Satuan Percobaan 17
Tabel 4.1 Karakteristik Limbah Awal PT. PP London Sumatra di
Bagerpang 23
Tabel 4.2 Hasil Perbandingan COD dengan Baku Mutu 29
Tabel 4.3 Hasil Perbandingan TS dengan Baku Mutu 30
Tabel 4.4 Hasil Perbandingan TSS dengan Baku Mutu 30
Tabel L1.1 Baku Mutu Limbah SNI 38
Tabel L1.2 Data Penurunan COD 39
Tabel L1.3 Data Penurunan TS 40
Tabel L1.4 Data Penurunan TSS 41
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN 38
L1.1 DATA BAKU MUTU LIMBAH 38
L1.2 DATA HASIL PENELITIAN SAMPEL EFFLUENT DARI PABRIK KELAPA SAWIT PT. PP LONDON SUMATRA
DI BAGERPANG, TANJUNG MORAWA 38
L1.2.1 Data Penurunan COD 38
L1.2.2 Data Penurunan TS 39
L1.2.3 Data Penurunan TSS 40
LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN 42
L2.1 PERHITUNGAN COD 42
L2.1.1 Perhitungan Nilai COD 42
L2.1.2 Perhitungan Persentase Penurunan COD 42
L2.2 PERHITUNGAN TS 43
L2.2.1 Perhitungan Nilai TS 43
L2.2.2 Perhitungan Persentase Penurunan TS 44
L2.3 PERHITUNGAN TSS 44
L2.3.1 Perhitungan Nilai TSS 44
L2.3.2 Perhitungan Persentase Penurunan TSS 45
LAMPIRAN 3 DOKUMENTASI PENELITIAN 46
L3.1 GAMBAR RANGKAIAN PERAKITAN PERALATAN 46
L3.2 GAMBAR PROSES PENGETESAN ALAT 47
L3.3 TEMPAT PENGAMBILAN LIMBAH 47
xv
DAFTAR SINGAKATAN
BOD Biological Oxygen Demand
COD Chemical Oxygen Demand
CPO Crude Palm Oil
DO Dissolved Oxygen
IOPRI Indonesian Oil Palm Research Institute
LCPKS Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
PKS Pabrik Kelapa Sawit
POME Palm Oil Mill Effluent
PPKS Pusat Penelitian Kelapa Sawit
TDS Total Dissolved Solids
TS Total Solid
TSS Total Suspended Solid
SNI Standar Nasional Indonesia
