PENDAHULUAN
Latar Belakang
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Ivontianti dkk. 2021), lumpur sedimentasi PDAM terbukti efektif dalam mendegradasi zat pencemar pada limbah cair. Namun pemanfaatan lumpur sedimentasi PDAM sebagai material MSL dalam pengolahan limbah cair industri tahu belum pernah diterapkan.
Rumusan Masalah
Padahal, lumpur PDAM mengandung 49,11% silikon dioksida (SiO2) dan 49,11% aluminium oksida (Al2O3), sehingga berpotensi besar dalam mendegradasi polutan pada limbah cair tahu. Oleh karena itu, penelitian pemanfaatan lumpur sedimentasi PDAM untuk pengolahan limbah cair tahu merupakan suatu inovasi penting yang perlu diteliti.
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Batasan Penelitian
TINJAUAN PUSTAKA
- Limbah Cair Industri Tahu
- Metode Multi Soil Layering
- Material MSL
- Lapisan Permeable
- Soil Mix Block (SMB)
- Mekanisme Cara Kerja MSL
- Parameter Air Limbah
- Siklus Operasi MSL
- Penelitian Terdahulu
Lapisan permeabel terdiri dari batuan seperti perlit, zeolit dan kerikil (Zein et al., 2020) Lapisan SMB dapat menetralkan zat organik pada air limbah industri tahu. Pengolahan air limbah dengan metode MSL mencakup beberapa prinsip kerja yaitu filtrasi, adsorpsi, penyerapan, dekomposisi, nitrifikasi dan denitrifikasi (Zein et al., 2020).
METODOLOGI PENELITIAN
Tahapan Penelitian
Selanjutnya hasil pengujian tersebut akan dibandingkan dengan baku mutu air limbah yang diatur dalam Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 5 Tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah Industri Tahu. Tahap analisis data merupakan tahap dimana hasil pengujian sampel limbah yang diolah di reaktor MSL dianalisis berdasarkan parameter yang telah ditentukan sehingga dapat memberikan informasi yang berguna untuk menarik kesimpulan. Tahap kesimpulan merupakan tahap penarikan kesimpulan berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan.
Pada tahap ini dapat dijawab seberapa efektif lumpur sedimentasi PDAM sebagai bahan MSL dalam mendegradasi bahan pencemar pada limbah cair industri tahu dengan memperhatikan parameter seperti pH, COD, BOD, TSS, TDS dan kekeruhan.
Jenis Penelitian
Lokasi Pengambilan Sampel
Berdasarkan hasil uji pendahuluan yang telah dilakukan yang disajikan pada tabel 3.1 diperoleh hasil bahwa limbah cair industri tahu mandiri tidak memenuhi baku mutu yang ditetapkan Kementerian Lingkungan Hidup melalui Peraturan No. 5 Menteri Lingkungan Hidup. Tahun 2014 tentang Kegiatan Industri Tahu. Nilai pH limbah cair industri tahu mandiri sebesar 5,7 tergolong asam dan tidak memenuhi baku mutu dengan baku mutu 6-9. Nilai TSS yang diperoleh sebesar 351 mg/L, hasil ini belum memenuhi baku mutu, dengan baku mutu 200 mg/L.
Uji coba lapangan sampel limbah cair industri tahu dilakukan di dua laboratorium berbeda yaitu Laboratorium Teknik Lingkungan Universitas Islam Negeri Ar-Raniry Banda Aceh, untuk menguji parameter pH, COD, DO, TDS-, TSS dan kekeruhan. sebagai laboratorium pengujian, penelitian dan pengembangan serta Dinas Lingkungan Hidup dan Kehutanan Aceh untuk pengujian parameter BOD.
Eksperimen
- Jenis Eksperimen Penelitian
- Alat dan Bahan Penelitian
- Desain Reaktor
- Prosedur Pembuatan SMB
COD, BOD, TSS, TDS, kekeruhan dan DO pada limbah cair tahu sebelum dan sesudah diolah menggunakan metode MSL dengan variasi HLR dan HRT. Alat pengolah limbah cair tahu 1 buah 2 Kotak fiber 1 buah Tempat penyimpanan sampel 3 Stopwatch 1 buah Alat untuk mengukur waktu. Reaktor MSL terdiri dari tiga lapisan yaitu lapisan dasar yang terdiri dari kerikil berukuran 1 – 3 cm dengan tinggi 5 cm yang ditutup dengan jaring plastik.
Lapisan kedua terdiri dari zeolit berukuran 0,2 - 0,5 cm dengan tinggi 7 cm dan lapisan ketiga terdiri dari campuran tanah (Soil Mixture Block). Fungsi masing-masing lapisan adalah sebagai berikut: lapisan SMB berfungsi untuk menetralkan zat-zat organik pada air limbah industri tahu, sedangkan lapisan batuan berfungsi untuk mencegah terjadinya penyumbatan pada aliran limbah cair (Zein et al., 2020). Lumpur sedimentasi PDAM yang sudah bebas dari pengotor dikeringkan menggunakan panas matahari selama 3 hari.
Metode Sampling Air Limbah
- Prosedur Pengujian Sampel
Tempatkan botol plastik berisi sampel dalam kotak fiber yang berisi es batu dan uji kadar kontaminan seperti pH, COD, BOD, TSS, TDS dan kekeruhan di laboratorium yang ditunjuk. Masukkan 2,5 ml sampel ke dalam tabung kultur, kemudian tambahkan 3,5 ml larutan reagen asam sulfat dan 1,5 ml kalium dikromat. Setelah proses kalibrasi, masukkan sampel ke dalam COD meter dan tekan tombol baca pada COD meter untuk mendapatkan hasil perhitungan nilai COD.
Sampel air limbah ditempatkan dalam labu Erlenmeyer dan ditambahkan MnSO4 serta 1 ml larutan alkali azida. Tambahkan indikator pati ke dalam sampel sebanyak 1 – 2 ml hingga warna berubah menjadi biru dan titrasi kembali hingga warna biru hilang. Kalibrasi alat dilakukan dengan menggunakan larutan standar 0 NTU, 100 NTU, 800 NTU dan 1000 NTU pada turbidimeter, kemudian hasil standar kekeruhan dibaca dan ditampilkan pada tampilan turbidimeter.
Prosedur Eksperimen
Tahap selanjutnya adalah penataan material pada reaktor dengan ketebalan masing-masing material yaitu kerikil tinggi 5 cm, tinggi zeolit 7 cm dan tinggi SMB 5 cm. Setelah itu, limbah cair industri tahu dimasukkan ke dalam settling tank dan didiamkan selama 24 jam sebelum dialirkan ke dalam reaktor MSL. Kemudian setelah mengendap, limbah cair industri tahu dialirkan ke dalam reaktor dengan cara mengubah bukaan pada kran inlet.
Limbah cair industri tahu dialirkan secara kontinyu, artinya katup keluar pada reaktor MSL tetap terbuka dan di bawah katup keluar disediakan wadah penyimpan limbah sebagai penampung limbah cair industri tahu yang mengalir keluar dari katup masuk. . Limbah cair industri tahu sebanyak 4 liter dialirkan ke dalam reaktor MSL dan diproses selama 12 jam dengan metode Batch dengan katup buang tertutup. Waktu penahanan dihitung sebagai total waktu yang diperlukan limbah untuk mengalir dari keran masuk hingga keluar reaktor MSL melalui keran keluar, yang bervariasi tergantung variasinya.
Analisis X-Ray Diffraction (XRD) Lumpur Sedimentasi PDAM
Analisis Data
- Pengukuran Efektivitas
- Pengolahan Data Melalui SPSS
Hasil uji regresi linier untuk mengetahui pengaruh variasi nilai HLR terhadap efisiensi pH dapat dilihat pada lampiran. Penambahan kadar COD dan BOD berdasarkan variasi HRT ditunjukkan pada Gambar 4.8 (a), Gambar 4.8 (b) dan Gambar 4.8 (c). Hasil uji regresi linier variasi nilai HRT terhadap efektivitas penurunan kadar BOD dapat dilihat pada lampiran.
Hasil uji regresi linier variasi nilai HRT terhadap efisiensi penyisihan TSS dapat dilihat pada lampiran. Pemanfaatan lumpur sedimentasi PDAM sebagai material MSL dengan variasi nilai HLR efektif dalam reduksi dan degradasi limbah cair industri tahu. Pemanfaatan lumpur sedimentasi PDAM sebagai material MSL dengan variasi nilai HRT efektif dalam reduksi dan degradasi limbah cair industri tahu.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Analisis Mineralogi Lumpur Sedimentasi PDAM
Berdasarkan hasil pengukuran difraksi sinar-X, ditemukan dua mineral dominan pada lumpur sedimentasi PDAM, seperti terlihat pada Gambar 4.1. Selain koagulasi, mineral SiO2 diekstraksi dari lumpur yang dihasilkan dalam proses filtrasi menggunakan batuan kuarsa. Berdasarkan hasil analisis pengukuran XRD pada Gambar 4.1, terbukti lumpur PDAM mengandung dua mineral dominan yaitu SiO2 (silikon dioksida) dan Al2O3 (alumina).
2021) Al2O3 berperan sebagai adsorben yang dapat menyerap senyawa organik pada permukaannya sehingga dapat menurunkan konsentrasi senyawa organik pada limbah cair. Kandungan ion Al3+ yang bersifat basa pada lumpur, yang bersifat basa pada lumpur, juga membantu menetralkan limbah. Pada lapisan SMB terjadi pertukaran kation basa yang terdapat pada lumpur dengan kation asam yang terdapat pada limbah sehingga mengakibatkan perubahan pH (Ren et al., 2022; Latrach et al., 2018).
Efektivitas Sistem MSL variasi Hydraulic Loading Rate (HLR)
Namun hasil analisis menunjukkan nilai signifikansi 0,356 > 0,05 sehingga dapat disimpulkan bahwa variasi nilai HLR tidak berpengaruh signifikan. Hasil analisis variasi HLR terhadap peningkatan nilai DO menunjukkan nilai signifikansi 0,177 > 0,050 yang menunjukkan bahwa variasi nilai HLR tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap efektivitas kadar DO. Hasil uji regresi linier dengan variasi nilai HLR terhadap efisiensi penyisihan TSS, TDS dan tingkat kekeruhan dapat dilihat pada lampiran.
Analisis variasi nilai CPR untuk menurunkan kadar TSS menunjukkan nilai signifikansi 0,120 > 0,05 yang menunjukkan bahwa variasi nilai CPR tidak berpengaruh signifikan terhadap efisiensi penyisihan TSS. Hasil analisis variasi CPR terhadap penurunan nilai kekeruhan menunjukkan nilai signifikansi sebesar 0,158 > 0,05 yang menunjukkan bahwa variasi nilai CPR tidak berpengaruh signifikan terhadap efektivitas penurunan nilai kekeruhan. Hasil analisis variasi CPR dalam menurunkan nilai COD menunjukkan nilai signifikansi sebesar 0,107 > 0,05 yang menunjukkan bahwa variasi nilai CPR tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap efektivitas penurunan nilai COD.
Efektivitas Sistem MSL variasi Hydraulic Retention Time (HRT)
7 Grafik perubahan pH dan konsentrasi DO versus variasi nilai HRT pada sistem MSL (a) konsentrasi pH dan (b) konsentrasi DO. Hasil tersebut didukung dengan hasil uji T yang menunjukkan bahwa analisis variasi nilai HRT parameter pH mempunyai nilai t hitung sebesar 15,0 > t tabel 3,182. Hasil uji regresi linier menunjukkan bahwa variasi nilai HRT mempengaruhi efektivitas kadar DO, seperti terlihat pada lampiran.
Hal ini menunjukkan adanya pengaruh terhadap perubahan nilai COD dan efektivitas penyisihan COD meningkat seiring dengan meningkatnya nilai HRT. Hasil analisis variasi HRT dalam menurunkan nilai BOD menunjukkan nilai signifikansi sebesar 0,003 < 0,05 yang menunjukkan bahwa variasi nilai HRT berpengaruh terhadap efektivitas penurunan BOD. Hasil analisis variasi nilai HRT terhadap penurunan nilai TSS menunjukkan nilai signifikansi sebesar 0,013 < 0,05 yang menunjukkan bahwa variasi nilai HRT mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap efektivitas penghilangan TSS.
PENUTUP
Kesimpulan
Kesimpulan tersebut didukung dengan hasil uji T yang menunjukkan bahwa nilai t hitung sebesar 1,600 < t Tabel 12.71 menunjukkan bahwa tidak terdapat pengaruh yang signifikan terhadap perubahan nilai pH akibat variasi nilai CPR. Hasil uji regresi linier mengenai hubungan variasi nilai CPR dengan efektivitas kadar DO tercantum pada lampiran. 4 Grafik perubahan parameter konsentrasi versus variasi nilai CPR (a) konsentrasi TSS; (b) Konsentrasi TDS dan (c) Konsentrasi Kekeruhan. Kelonggaran kadar TSS untuk variasi nilai CPR ditunjukkan pada Gambar 4.4 (a) yang menunjukkan CPR sebesar 11,48 L/m2/jam dan 4,76 L/m2/jam.
Hasil tersebut juga didukung dengan hasil uji T yang menunjukkan tidak terdapat perubahan nilai COD yang signifikan dengan variasi nilai HLR, dengan nilai t hitung sebesar 5,912 < t tabel 12,71. Hasil analisis variasi nilai HRT dengan meningkatnya nilai pH menunjukkan nilai signifikansi sebesar 0,001 < 0,05 yang menunjukkan bahwa variasi nilai HRT berpengaruh terhadap efektivitas pengaturan pH. Analisis variasi nilai HRT terhadap kenaikan nilai DO menunjukkan nilai signifikansi sebesar 0,004 < 0,05 yang menunjukkan adanya pengaruh variasi nilai HRT terhadap efisiensi DO.
Berdasarkan Tabel 4.5, penggunaan nilai HRT yang berbeda mampu mendegradasi bahan pencemar dengan persentase penurunan COD hingga 98,95% dan BOD hingga 51,11%. Hasil tersebut diperkuat dengan hasil uji T, dimana analisis variasi nilai HRT parameter pH menunjukkan nilai t hitung 9,240 > t tabel 3,182 yang menunjukkan adanya pengaruh terhadap perubahan nilai BOD.
Saran
Efisiensi sistem multi-tanah dalam pengolahan air limbah domestik di daerah perkotaan yang padat penduduknya. Penghapusan BOD dan COD Limbah Cair Penyamakan Kulit Menggunakan Metode Multi Soil Layering (MSL) (Studi Kasus: UPTD Pengolahan Kulit Air Limbah Penyamakan Kulit Padang Panjang). Optimalisasi penurunan kadar cod, bid dan Tss limbah cair industri Psa-etanol (Vinasse) Palimanan menggunakan metode Multi Soil Layering (MSL).
Disinfeksi air limbah domestik dengan pengolahan gabungan menggunakan sistem multi-lapisan tanah dan filter pasir (MSL-SF): Sebuah studi percontohan di laboratorium. Pengaruh kadar BOD, COD, pH dan TSS pada limbah cair industri tahu dengan metode media. Penurunan Kadar Cod Scum dan Tss Pada Limbah Cair Industri Tahu Dengan Metode Elektrokoagulasi Kontinu Menggunakan Elektroda Besi.
Rural domestic wastewater treatment using multi-soil systems: performance evaluation, factor analysis and numerical modeling. Efficiency of Multi Soil Layering (MSL) System at Domestic Scale of Wastewater Treatment Using Environmentally Friendly Materials.
