Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh penambahan tawas pada proses pemurnian air limbah pabrik kelapa sawit dengan metode elektrokoagulasi. Hal inilah yang mendorong penulis untuk melakukan penelitian mengenai pengolahan limbah yang lebih mudah, efisien dan praktis, dengan penambahan tawas/koagulan tawas untuk keperluan penelitian menjadi limbah cair pabrik kelapa sawit di kolam akhir.
Permasalahan
Normalnya air limbah kondensor diolah sebesar 60% TBS (Tandan Buah Sawit), namun hal ini dipengaruhi oleh : Banyaknya air pengenceran yang digunakan pada vibrating screen atau screw press, sistem dan instalasi yang digunakan pada instalasi pengolahan yaitu klarifikasi dengan menggunakan teko untuk menghasilkan air. Limbah yang sedikit serta efisiensi ekstraksi minyak dan air limbah yang rendah akan mempengaruhi karakteristik limbah cair yang dihasilkan (Dr.Ir Ponten, 1998). Penelitian ini juga digunakan oleh berbagai peneliti dengan menambahkan bahan koagulasi yang berbeda seperti PAC ke berbagai limbah industri.
Pembatasan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Metodologi Penelitian
Lokasi Penelitian
Peranan Air dalam Kehidupan
Indikasi Pencemaran Air
Sumber Pencemaran Air
Limbah Kelapa Sawit
Karekteristik Limbah Limbah Padat
Cangkang yang dihasilkan dari inti tanaman yaitu cangkang pemisah masih mengandung biji berbentuk bulat dan inti sawit. Limbah cair yang dihasilkan pada pabrik pengolahan kelapa sawit adalah grey water, air kondensat, air cucian pabrik, hidrosiklon atau air tanah liat, dan lain-lain. Sistem dan instalasi yang digunakan pada instalasi pengolahan yaitu decanter clarification hanya menghasilkan sedikit air limbah.
Rendahnya efisiensi pengumpulan minyak dan air limbah akan mempengaruhi sifat-sifat limbah cair yang dihasilkan (Dr.Ir Ponten, 1998).
Pemanfaatan Limbah Kelapa Saawit
Jika bahan ini digunakan sebagai bahan bakar pada boiler akan menghasilkan gas yang tidak terbakar sempurna.
Koagulasi
Destabilisasi partikel koloid dikendalikan oleh tolakan listrik ganda dan interaksi Van der Walls. Empat metode yang digunakan untuk menggambarkan proses ini adalah: penekanan lapisan ganda listrik, netralisasi muatan, jaringan partikel dalam endapan, dan pembentukan jembatan antar partikel. Ketika konsentrasi ion pusat dalam media pendispersi kecil, ketebalan lapisan ganda listrik menjadi besar.
Dua partikel koloid yang berdekatan tidak dapat bersatu karena adanya lapisan ganda listrik yang tebal, sehingga koloid tersebut stabil. Namun, ketika konsentrasi ditingkatkan, gaya tarik-menarik antara muatan pertama dan ion pusat meningkat, menyebabkan lapisan ganda berkurang. Ciri-ciri beberapa kation garam logam seperti Al (III) dan Fe (III) adalah membentuk endapan bila ditambahkan ke dalam air.
Agar pengendapan ini terjadi, partikel-partikel koloid mengalami nukleasi, yaitu koloid dikemas membentuk endapan. Jembatan molekuler akan mengikat satu partikel koloid di daerah aktif dan partikel koloid lain di daerah lain. Sisi aktif menunjukkan molekul dimana partikel-partikelnya terikat oleh ikatan kimia dari koloid yang dihasilkan sehingga menyebabkan koloid tersebut berikatan sehingga terjadi proses koagulasi ( Sincero, 1990).
Flokulasi
Jika serpihan yang terbentuk dipisahkan dengan cara pengendapan maka dapat digunakan clarifier, sedangkan jika serpihan yang terbentuk diapungkan dengan gelembung udara maka serpihan tersebut dapat diambil dengan skimmer.
Sel Elektrokimia dengan Elektroda Al 1. Reaksi pada Katoda
Reaksi pada Anoda
Proses Elektrokoagulasi
Keuntungan Elektrokoagulasi
Kerugian Elektrokoagulasi
COD (Chemical Oxygen Demand)
Dari segi operasional, salah satu keuntungan utama pengujian COD adalah dapat dilakukan dalam waktu sekitar 21/2 jam (dibandingkan pengujian COD yang memerlukan waktu lima hari atau lebih). Untuk lebih mengurangi waktu, telah dikembangkan tes COD akurat yang hanya membutuhkan waktu 15 menit.
Turbidimeter
Kesimpulan Metode analisis cahaya tergolong nefelometri, dan salah satu sistem pengukuran kekeruhan menggunakan satuan kekeruhan nefelometri (NTU). Metode asli nefelometri digunakan sebagai standar pencucian, dan menghasilkan Jackson Turbidity Units (JTU), yang diberi nama sesuai dengan nama orang yang mengembangkan standar pencucian tersebut. JTU diukur dengan transmisi berkas cahaya, sedangkan NTU diukur dengan hamburan cahaya, sehingga tidak ada perbandingan antara kedua satuan tersebut yang berlaku untuk semua air.
Zat Padat dalam Air
Partikel koloid jenis ini merupakan penyebab terjadinya kekeruhan pada air (efek Thyndall) yang disebabkan oleh retensi cahaya nyata yang menembus suspensi. Partikel koloid tidak terlihat secara visual sedangkan larutan (tanpa partikel koloid) yang terdiri dari ion dan molekul tidak pernah keruh. Partikel tersuspensi biasa memiliki ukuran lebih besar dari partikel koloid dan dapat menghalangi cahaya menembus suspensi; jadi suspensi tersebut tidak dapat dikatakan keruh, karena sebenarnya air diantara partikel-partikel tersuspensi tersebut tidak keruh dan cahayanya tidak menyimpang.
Seperti ion dan molekul (zat terlarut), padatan koloid dan padatan tersuspensi dapat berupa anorganik (tanah liat, liter) dan organik (protein, sisa tumbuhan dan alga, bakteri). Dalam metode analisis padatan, yang dimaksud dengan padatan total adalah seluruh zat yang tersisa sebagai residu dalam suatu wadah jika sampel air dalam wadah tersebut dikeringkan pada suhu tertentu. Padatan tersuspensi sendiri dapat digolongkan lagi menjadi padatan terapung yang selalu bersifat organik dan padatan menetap yang dapat bersifat organik dan anorganik.
Padatan sedimen adalah padatan tersuspensi yang dalam keadaan diam, dapat mengendap setelah jangka waktu tertentu karena pengaruh gravitasi. Penentuan padatan yang mengendap dapat dilakukan berdasarkan volume yang disebut analisis volume lumpur, dan dapat juga dilakukan berdasarkan berat yang disebut Analisis Lumpur Kasar atau umumnya disebut padatan terendap.
Alum(tawas)
Kalium tawas adalah senyawa tidak berwarna dan memiliki bentuk kristal oktahedral atau kubik ketika kalium sulfat dan aluminium sulfat dilarutkan dan didinginkan. Ketika kristal kalium tawas dipanaskan, terjadi pemisahan kimia dan sebagian garam dehidrasi larut dalam air. Jenis tawas lainnya adalah aluminium sulfat, yang meliputi tawas natrium, tawas amonium, dan tawas perak.
Aluminium sulfat padat dengan nama lain: tawas, tawas padat, tawas aluminium, kue tawas atau garam aluminium merupakan produk buatan yang berbentuk bubuk, butiran atau potongan, dengan rumus kimia Al2(SO4)3.xH2O. Penentuan dosis optimal, koagulan dan pH yang tepat untuk digunakan dalam proses penjernihan air dapat dengan mudah dilakukan di laboratorium dengan menggunakan pengujian sederhana. Partikel-partikel tersebut tidak dapat bersatu, bergabung dan menjadi partikel yang lebih besar dan berat, karena adanya muatan listrik pada permukaannya, adanya muatan elektrostatis antara partikel yang satu dengan partikel yang lain.
Tawas merupakan alumunium sulfat yang dapat digunakan sebagai penjernih air, seperti sedimentasi (pengolahan air) karena tawas yang dilarutkan dalam air mampu mengikat pengotor dan mengendapkan pengotor dalam air sehingga menjadikan air menjadi bersih. Sebagai koagulan, tawas sangat efektif dalam mengendapkan partikel yang mengambang baik dalam bentuk koloid maupun tersuspensi. Selain digunakan sebagai pemurni air, aluminium juga dapat digunakan sebagai bahan tambahan antiperspiran (deodoran).
Alat
Bahan
Prosedur Penelitian
Pembuatan Larutan Pereaksi
- Pembuatan Larutan Baku Kalium Dikromat, K 2 Cr 2 O 7 0,25 N
- Pembuatan Larutan Baku Fero Amonium Sulfat, Fe (NH 4 SO 4 ) 2 6H 2 0 0,025 N
Pengolahan Sampel 1. Penentuan pH
- Elektrokoagulasi dengan penambahan tawas
- Penentuan Turbiditas
- Penentuan COD
- Rangkaian Alat
Sebanyak 500 mL sampel dimasukkan ke dalam beaker glass, kemudian dihubungkan dengan alat elektrokoagulasi, kemudian di elektrokoagulasi dengan tegangan 12 volt, dengan waktu yang berbeda yaitu 60 menit, kemudian diukur pH, warna, kekeruhan dan COD. Sebanyak 100 mL dimasukkan ke dalam gelas kimia, ditambahkan tawas dengan berat berbeda kemudian dihubungkan dengan alat elektrokoagulasi. Selanjutnya di elektrokoagulasi dengan tegangan 12 volt selama 60 menit dan diukur pH, warna, kekeruhan dan COD.
Limbah cair pabrik kelapa sawit dimasukkan ke dalam kuvet hingga tidak ada lagi gelembung udara, kemudian ditutup rapat dan dimasukkan ke dalam turbidimeter untuk diukur kekeruhannya. Sampel yang homogen dipipet dengan 50 mL kemudian dipindahkan secara kuantitatif ke dalam labu Erlenmeyer COD 500 mL. Kemudian sambil diaduk secara hati-hati tambahkan 1 g bubuk merkuri sulfat, 4 titik didih dan 5 mL larutan perak sulfat dan asam sulfat.
Kemudian tambahkan 70 ml larutan perak sulfat dan asam sulfat sedikit demi sedikit sambil diaduk dan dijaga suhu larutan maksimal 50°C. Gelas Erlenmeyer COD dibiarkan dingin lalu dibilas ke dalam kondensor dengan 25 ml air suling. Sebuah adaptor bertegangan 12 V dan arus 15 A dihubungkan pada elektroda Al berukuran panjang 5 cm, lebar 2 cm, dan tebal 0,8 mm menggunakan kabel tembaga.
Bagan Penelitian 1. Penentuan pH
- Penentuan Warna
- Elektrokoagulasi tanpa penambahan tawas
- Penentuan Turbiditas
- Penentuan COD / KOK (Kebutuhan Oksigen Kimia)
Elektrokoagulasi dengan tegangan 12 volt, dengan perubahan waktu 60 menit, diukur pH, warna, kekeruhan dan COD.
Bagan Alat
Hasil Penelitian
Hasil optimal yang diperoleh berdasarkan pengamatan data penelitian pada lampiran adalah: bahwa pada penambahan tawas tercapai kondisi optimal yaitu penambahan 4 g dan waktu elektrokoagulasi 45 menit. Informasi hasil optimal dari proses pembersihan limbah cair tanaman kelapa sawit dengan penambahan tawas dan juga dengan proses elektrokoagulasi.
Perhitungan
Pembahasan
Dari grafik/kurva diatas terlihat perubahan pH baik dengan proses elektrokoagulasi maupun tanpa proses elektrokoagulasi. Hal ini disebabkan tawas memiliki pH yang lebih rendah dibandingkan sampel. Kekeruhan limbah cair pabrik kelapa sawit juga menurun dengan adanya penambahan tawas dan elektrokoagulasi, sehingga limbah yang tadinya berwarna hitam kecoklatan menjadi bening.
Penurunan kekeruhan yang terjadi pada sampel dengan penambahan tawas namun tanpa proses elektrokoagulasi lebih kecil dibandingkan dengan perlakuan yang dilanjutkan dengan proses elektrokoagulasi. Penurunan COD yang signifikan juga terjadi pada penambahan tawas yang disertai dengan proses elektrokoagulasi selama 45 menit yaitu penurunan sebesar 46,74% yaitu dari 569 menjadi 320 ppm pada sampel berukuran 500 ml. Penambahan tawas pada limbah cair pabrik kelapa sawit yang kemudian dilakukan elektrokoagulasi dapat digunakan dalam pemurnian limbah cair pabrik kelapa sawit dengan metode elektrokoagulasi.
Hal ini dikarenakan tawas dapat berperan sebagai koagulan pada proses elektrokoagulasi, yang kemudian dilanjutkan dengan proses flokulasi dimana terbentuk serpihan yang lebih besar berupa Al(OH)3. Optimalisasi penggunaan tawas yang baik pada proses pemurnian limbah cair pabrik kelapa sawit dengan metode elektrokoagulasi adalah sebanyak 4 gram dalam 500 ml limbah cair pabrik kelapa sawit, dan dengan waktu elektrokoagulasi selama 45 menit. Berdasarkan pembahasan dan data di atas dan sesuai dengan Kumpulan Persyaratan Hukum Bidang Lingkungan Hidup Tahun 2000, limbah cair dapat dibuang ke badan air dengan pH (7 – 9) dan COD (maks. 350 mg/l.
Kesimpulan
Saran
Pengaruh tegangan listrik dan laju aliran terhadap hasil pengolahan limbah cair yang mengandung logam Pb, Cd dan TSS menggunakan alat elektrokoagulasi. Hasil penentuan pH air limbah pabrik kelapa sawit sebelum dan sesudah elektrokoagulasi dengan penambahan tawas. Hasil penentuan warna limbah cair pabrik kelapa sawit sebelum dan sesudah elektrokoagulasi dengan penambahan tawas.
