BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Tinjauan Tentang Air Limbah 1. Pengertian Air Limbah Air limbah adalah sisa air yang dibuang berasal dari rumah tangga, industri maupun tempat-tempat umum lainnya dan pada umumnya mengandung bahan bahan atau zat-zat yang dapat membahayakan bagi kesehatan manusia serta mengganggu lingkungan hidup. 7) Menurut Haryoto Kusnoputranto Air limbah adalah kombinasi dari cairan dan sampah cair yang berasal dari daerah pemukiman, perdagangan, perkantoran dan industri bersama-sama dengan air tanah, air permukaan, dan air hujan bila ada. 7) Menurut UN Mahida Air limbah adalah sampah cair dari suatu lingkungan masyarakat dan terutama terdiri dari air yang telah dipergunakan dengan hampir 0,1% daripadanya berupa benda-benda padat yang terdiri dari zat organik dan anorganik. 8) 2. Sumber Air Limbah Air limbah berasal dari berbagai sumber, secara garis besar dapat dibedakan menjadi 3, yaitu: 7,9) a. Air buangan yang bersumber dari rumah tangga Air limbah ini berasal dari pemukiman penduduk, umumnya mempunyai komposisi yang terdiri dari ekskreta (tinja dan urin), air bekas cucian dapur dan kamar mandi dimana sebagian besar merupakan bahan-bahan organik. b. Air buangan industri Air limbah yang berasal dari berbagai jenis industri akibat proses produksi. Zat-zat yang terkandung di dalamnya sangat bervariasi sesuai dengan bahan baku yang dipakai oleh masing-masing industri seperti nitrogen, sulfida, amoniak, lemak, garam-garam, zat pewarna, mineral, zat pelarut, dan sebagainya. Jumlah aliran air limbah sangat bervariasi tergantung dari jenis dan besar kecilnya industri.

2 c. Air buangan kota praja Air limbah ini umumnya berasal dari aktifitas perkantoran, perdagangan, sekolah, tempat-tempat ibadah dan tempat-tempat umum lainnya. 3. Komposisi dan Karakteristik Air Limbah Komposisi air limbah sebagian besar terdiri dari air (99,9%) dan sisanya 0,1% berupa zat padat, yang terbagi atas 70% zat organik (terutama protein, karbohidrat, dan lemak) dan 30% anorganik terutama pasir, garam dan logam. 10) Karakteristik limbah diperlukan untuk menentukan cara pengolahan yang tepat, sehingga efektifitas dan efisiensinya dapat tercapai. Karakteristik limbah dapat dibagi menjadi 3 golongan yaitu: 10) a. Sifat fisik Sifat fisik yang penting meliputi kandungan zat padat, kekeruhan, warna, dan temperatur. Jumlah total endapan terdiri dari benda-benda yang mengendap, terlarut dan tercampur. b. Sifat kimia Bahan kimia yang ada dalam air limbah diklasifikasikan sebagai bahan organik dan anorganik. Bahan organik terlarut dapat menghabiskan oksigen dalam air limbah serta menimbulkan rasa dan bau yang tidak sedap. c. Sifat bakteriologis Kandungan bakteri patogen serta organisme golongan coli terdapat dalam air limbah tergantung dari mana sumbernya. Keterangan ini diperlukan untuk mengukur kualitas air terutama bagi air yang dipergunakan sebagai air minum dan untuk keperluan kolam renang. 4. Efek Pencemaran air limbah Limbah yang terus menerus akan menyebabkan turunnya daya dukung lingkungan yaitu, kemampuan lingkungan untuk menetralisirkan parameterparameter dalam rangka pemurnian diri 8).

3 Dampak air limbah yang tidak dikelola dengan baik akan dapat berakibat buruk bagi: a. Lingkungan Air limbah dengan sifat fisik, kimia, dan bakteriologis bila tidak dikelola dengan baik akan dapat menimbulkan pencemaran pada air permukaan, tanah, lingkungan lainnya dan kadang menimbulkan bau yang tidak enak dan pemandangan yang tidak menyenangkan. b. Kesehatan masyarakat Air limbah sangat berbahaya terhadap kesehatan manusia, banyak penyakit yang dapat ditularkan melalui air limbah. Air limbah juga dapat menjadi media tempat berkembangnya mikroorganisme patogen seperti nyamuk, serangga, dan sebagainya sehingga dapat menularkan penyakit. 5. Pengolahan Air Limbah a. Tujuan Di dalam pengolahan air limbah baik di dalam substrat air atau tanah, pendekatan dalam bentuk studi ataupun analisis tentang bentuk, sifat, jenis dan jumlah limbah serta habitat yang nantinya akan dikenai harus dilakukan, sehingga perencanaan pengolahan yang akan dilakukan akan memberikan hasil yang optimal. 6) Tujuan pengolahan air limbah antara lain adalah: a. Ditinjau dari segi kesehatan untuk menghindari penyakit menular, karena air merupakan media terbaik untuk kelangsungan hidup mikroba penyebab penyakit menular. b. Ditinjau dari segi estetika untuk melindungi air terhadap bau dan warna yang tidak menyenangkan atau tidak diharapkan. c. Ditinjau dari segi kelangsungan kehidupan di dalam air misal untuk kelompok hewan dan tanaman air. b. Cara pengolahan Pengolahan air limbah berdasarkan karakteristiknya dapat dilakukan dengan 3 cara yaitu: 10) 1. pengolahan fisik

4 pengolahan fisik merupakan suatu tingkatan pengolahan yang bertujuan untuk mengurangi atau menghilangkan kotoran-kotoran yang kasar, penyisihan lumpur dan pasir serta mengurangi kadar zat organik yang ada dalam air yang akan diolah. Kegiatan yang termasuk dalam pengolahan fisik diantaranya adalah penyaringan, penghancuran, perataan air, filtrasi. 2. pengolahan kimia Pengolahan secara kimia menggunakan bahan kimia untuk mengurangi konsentrasi zat pencemar di dalam limbah. Dengan adanya zat kimia berarti akan terbentuk unsur baru dalam air limbah dan mungkin dapat berfungsi sebagai katalisator. Kegiatan yang termasuk dalam pengolahan kimia diantaranya adalah pengendapan, klorinasi, oksidasi, reduksi, netralisasi, pertukaran ion, dan desinfektan. 3. pengolahan biologis pengolahan limbah secara biologis dengan memanfaatkan mikroorganisme (ganggang, bakteri, protozoa) untuk menguraikan senyawa organik dalam air limbah menjadi senyawa yang sederhana. Kegiatan yang termasuk dalam pengolahan biologis adalah pengolahan secara aerob, anaerob dan fakultatif. Mekanisme pengolahan air limbah secara jelas dapat dilihat pada Gambar 1 Bahan Baku Sumber Daya Lingkungan INDUSTRI Produk Limbah Beracun dan Berbahaya Konsumen Pengolahan Limbah Daur-ulang Pembuangan

5 Gb. 1 Mekanisme pengolahan air limbah B. Industri Tahu Industri tahu merupakan industri yang menyelenggarakan suatu proses yang mengolah kedelai menjadi tahu sebagai produk akhir. 11) 1. Proses pembuatan tahu Tahap dalam pembuatan tahu adalah sebagai berikut: a. Kedelai dipilih dan dibersihkan dari kotoran, kemudian dicuci serta direndam dalam air. b. Setelah direndam, kedelai dicuci kembali c. Kedelai kemudian dikupas dan dilakukan penggilingan sampai halus d. Selesai digiling langsung direbus selama menit. Sebaiknya jarak waktu antara selesai digiling dan dimasak tidak lebih dari 5-10 menit supaya kualitas tahu menjadi baik. e. Selesai dimasak bubur kedelai diangkat untuk disaring menggunakan kain belacu atau mori kasar yang telah diletakkan pada sangkar bambu agar bubur dapat disaring sekuat-kuatnya diletakkan sebuah papan kayu, pada kain belacu itu digoyang-goyang supaya terperas semua air yang masih ada pada bubur kedelai. Penyaringan dilakukan berkali-kali hingga bubur kedelai habis. f. Air saringan yang tertampung adalah bahan yang akan menjadi tahu. Air saringan dicampur dengan asam cuka untuk menggumpalkan.

6 g. Gumpalan putih mulai mengendap, endapan tahu dituangkan dalam kotak dan sebagai alasnya dihamparkan kain belacu. Adonan tahu dipres dan pemotongan sesuai dengan yang dikehendaki. 2. Sumber dan jenis air limbah industri tahu Sumber buangan industri tahu dapat dilihat pada skema mekanisme produksi tahu pada gambar Bahan baku dan bahan bantu Proses Limbah kedelai pemilihan Kotoran padat Kedelai bersih, air bersih Kedelai rendaman, air bersih Pencucian, perendaman, penirisan penggilingan Air cucian, air rendaman Bubur kedelai (mentah), air panas bersih Larutan kedelai (masak), air panas bersih Sari kedelai, air asam atau tepung tahu perebusan Penyaringan, pemerasan, pemisahan Penggumpalan, pengepresan, pencetakan Ampas tahu Air asam Tahu Gb.2 Mekanisme proses produksi dan limbah industri tahu Sumber: BPPI Semarang Dari diagram di atas dapat dilihat bahwa jenis limbah industri tahu ada 2 macam yaitu limbah padat dan limbah cair. Limbah padat dapat berupa ampas kedelai sedangkan limbah cair berasal dari perendaman, pencucian, pengepresan, pencetakan, dan sisa asam cuka atau bibit tahu yang tidak dipakai lagi. Jumlah dari limbah industri ini bervariasi tergantung dari jenis industri, teknologi dan ketelitian pekerja, pada umumnya dapat diperkirakan antara l/kg kedelai. 12) 3. Karakteristik limbah tahu dan pengaruhnya terhadap lingkungan

7 Ditinjau dari bahan baku dan bahan pembantu yang dipergunakan dalam proses pembuatan tahu sifat dan karakteristik air limbah industri tahu banyak mengandung bahan organik yang bersifat mudah diuraikan oleh mikroorganisme. Zat-zat organik yang terdapat di dalamnya antara lain protein, karbohidrat, lemak, dan sebagainya. Sedangkan karakteristik yang cukup menonjol adalah suhu, ph, zat tersuspensi, nitrogen, dan phospor. Suhu air limbah industri biasanya lebih tinggi daripada suhu saluran air penerima yang berasal dari sisa penggumpalan dan pengepresan. ph umumnya rendah (asam) berasal dari sisa air asam yang berlebih dan tidak digunakan. Nitrogen dan phospor dari bahan baku kedelai. Zat tersuspensi penyebab kekeruhan berasal dari padatan yang tidak terendap pada proses pengepresan dan air cucian lain. 3) 4. Proses pengolahan limbah industri tahu Tahap-tahap pengolahan limbah industri tahu 14) a. Pengolahan awal Pengolahan awal dilakukan untuk memisahkan partikel partikel padatan yang kasar. Biasanya pada proses pengupasan kulit kedelai, sisa tahu, abu sisa bahan pembakaran, biji kedelai yang tercecer b. Pengolahan Kimia Pengolahan kimia untuk limbah industri tahu adalah: 1. Netralisasi, dasar perlakuan ini adalah reaksi antara asam dan basa. Zatzat yang sering digunakan adalah kapur, larutan alkali dan sebagainya 2. Pengendapan, penambahan bahan kimia sehingga limbah mudah mengendap dan mudah dipisahkan antara endapan logam berat dan bahan organik. c. Pengolahan fisika Pengolahan fisika dilakukan untuk memisahkan partikel-partikel halus yang tidak tersaring pada pengolahan awal.

8 C. Filtrasi Filtrasi merupakan proses penyaringan padatan halus yang tidak sempat diendapkan di dalam bak pengendap dengan mengalirkan air itu melalui media yang porous. Penyaringan ini menggunakan media seperti pasir, kerikil, karbon aktif. 6) Untuk media filter bahan harus kuat, tahan lama, tidak mudah berubah, mempunyai rongga udara sehingga mempunyai daya serap yang tinggi. Kecepatan proses penyaringan dipengaruhi oleh diameter media, kemampuan media filter untuk dapat dilalui cairan, porositas atau rongga media filter dan ketebalan media filter. 7) Fungsi dari proses filtrasi: 10) 1. Menghilangkan partikulat atau koloid yang tidak mengendap setelah dilakukan penggumpalan baik secara kimia maupun biologi. 2. Menurunkan padatan tersuspensi, kekeruhan, BOD, COD, fosfor dan sebagainya. 3. Menghemat penggunaan karbon aktif. Dalam filtrasi umumnya kita gunakan 2 metode yaitu: 10) 1. Rapid sand Filter atau saringan pasir cepat Pada metode ini diperlukan pretreatment dan koagulasi terlebih dahulu sebelum dimasukkan dalam alat penyaring. Fitrasi dengan rapid filter mempunyai karakteristik : a. mempunyai effektive size 0,5 1,00 mm. b. uniformity Coeficient adalah grain size distribution dimana kita ketahui adanya diameter pasir yang halus sampai yang kasar. c. Kecepatan menyaring yang baik terletak diantara 5 10 m/jam. 2. Slow sand filter atau saringan pasir lambat Metode ini cukup dilakukan dengan pengendapan, kemudian dimasukkan dalam saringan. Filtrasi dengan slow filter mempunyai karakteristik: a. Mempunyai effektivitas size 0,2 0,4 mm b. Uniformity Coeficient 1,5 2 c. Kecepatan menyaring 0,1 0,2 m 3 /jam.

9 D. Batu bata Bahan dasar dalam pembuatan batu bata adalah tanah dengan bahan tambahan air. Unsur-unsur yang ada di dalamnya terdiri dari 4 komponen yaitu bahan mineral, zat organik, air dan udara. Unsur-unsur mineral tanah terdiri dari kerikil, pasir, debu dan tanah liat sedangkan susunan elemen senyawa mineral tanah terdiri dari oksigen(46,6%), silikon(27,7%), aluminium(8,1%), besi(5%), kalsium(3,6%), natrium(2,8%), kalium(2,6%), magnesium(2,1%), dan sisanya campuran (1,5%). 15) Zat organik dalam tanah terdiri dari biomas tanaman dari berbagai tingkat penguraian dan pembusukan. Zat organik bila terurai akan menciptakan ruang-ruang yang berpori dan saluran tanah serta dapat mempertahankan struktur pembutiran dan meningkatkan penyerapan air. 9 Salah satu sifat penting mineral dan zat organik tanah adalah mempunyai kemampuan penyerapan terhadap air yang melaluinya. 16) E. Kekeruhan Kekeruhan air disebabkan adanya partikel-partikel tersuspensi yang mengganggu berlalunya cahaya dalam air sehingga mengurangi penetrasi cahaya ke dalam air dan mempengaruhi regenerasi oksigen pada proses fotosintesis, selain itu juga dapat menghambat kerja dan merusak organ pernafasan atau pencernaan ikan dan bila mengendap dan membusuk akan merusak kehidupan hewan dasar dan daerah hidup ikan. Partikel-partikel ini dapat berupa senyawa-senyawa organik maupun anorganik, dan ditemukan sebagai partikel koloid dan partikel kasar. Satuan yang digunakan untuk menentukan standard kekeruhan sampel air adalah sebagai mg/liter SiO 2, dimana 1mg/liter SiO 2 sama dengan 1 unit kekeruhan. 14) Metode pengukuran kekeruhan dengan menggunakan Turbidimeter 2100 AN, dimana sampel dimasukkan dalam tabung pipet penuh dan langsung dilihat tingkat kekeruhannya. F. Jumlah Mikroba Mikroba adalah jasad hidup yang memerlukan sumber nutrien dan lingkungan kehidupan yang sesuai untuk aktivitasnya (metabolisme, perkembang biakan, dan penyebaran). Mikroba yang sering ditemukan dalam air limbah antara lain golongan

10 bakteri, ganggang, cacing dan golongan protozoa. Mikroba pada air berfungsi untuk menguraikan senyawa organik dalam air limbah menjadi senyawa-senyawa yang sederhana. Apabila bahan buangan yang diuraikan cukup banyak maka mikroba yang ada akan berkembang biak dan menyebar dengan cepat. Pada perkembang biakan tersebut tidak tertutup kemungkinan mikroba patogen ikut berkembang biak seperti serangga, nyamuk, dan sebagainya. Mikroba patogen adalah penyebab timbulnya berbagai penyakit terutama penyakit yang menyerang saluran pencernaan seperti tipus, disentri dan kolera. Sedangkan mikroba tidak patogen dapat menurunkan kualitas air seperti rasa dan bau tidak sedap, perubahan warna dan sebagainya. Penghitungan jumlah mikroba pada air limbah tahu dengan hitungan cawan. Metode hitungan cawan adalah jika sel jasad renik yang masih hidup ditumbuhkan pada medium agar, maka sel jasad renik tersebut akan berkembang biak dan membentuk koloni yang dapat dilihat langsung dan dapat dihitung tanpa menggunakan mikroskop. Dalam metode hitungan cawan memerlukan perlakuan pengenceran sebelum ditumbuhkan pada medium agar di dalam cawan petri, kemudian dilakukan inkubasi selama kurang lebih 24 jam dan akan terbentuk koloni pada cawan dalam jumlah yang dapat dihitung. Pengenceran biasanya dilakukan secara desimal yaitu 1: 100, 1:1000, 1:10.000, 1: dan seterusnya. Larutan yang digunakan untuk pengenceran dapat berupa larutan bufer fosfat 0,85% NaCl, atau larutan Ringer. Cara pemupukan dalam metode hitungan cawan dapat dibedakan menjadi dua yaitu metode tuang dan metode permukaan. Dalam metode tuang sejumlah contoh (1ml atau 0,1ml) dari pengenceran yang dikehendaki dimasukkan ke dalam cawan petri, kemudian ditambah agar steril yang telah didinginkan (45-50 C) sebanyak ml dan digoyangkan supaya contoh dapat menyebar dengan rata. Pada pemupukan dengan metode permukaan terlebih dahulu dibuat agar cawan kemudian sebanyak 0,1 ml contoh yang telah diencerkan dipipet pada permukaan agar tersebut, dan diratakan dengan batang gelas melengkung yang steril. Jumlah koloni dalam contoh dapat dihitung sebagai berikut: 18) Koloni per ml = jumlah koloni/cawan 1 atau per gram faktor pengenceran

11 Untuk melaporkan hasil analisis mikrobiologi dengan cara hitungna cawan digunakan standar yang disebut Standar Plate Count (SPC) sebagai berikut: 18) 1. Cawan yang dipilih dan dihitung adalah yang mengandung 30 dan 300 koloni. 2. Beberapa koloni yang bergabung menjadi satu merupakan satu kumpulan koloni yang besar dimana jumlah koloninya diragukan dapat dihitung sebagai satu koloni. 3. Satu deretan rantai koloni yang terlihat sebagai suatu garis tebal dihitung sebagai satu koloni. Dalam SPC ditentukan cara pelaporan dan perhitungan koloni sebagai berikut: 18) 1. Hasil yang dilaporkan hanya terdiri dari dua angka yaitu angka pertama (satuan) dan angka kedua (desimal), jika angka yang ketiga sama dengan atau lebih besar dari 5 harus dibulatkan satu angka lebih tinggi pada angka kedua. 2. Jika pada semua pengenceran dihasilkan kurang dari 30 koloni pada cawan petri berati pengenceran yang dilakukan terlalu tinggi. Oleh karena itu umlah koloni pada pengenceran yang terendah yang dihitung. Hasilnya dilaporkan sebagai kurang dari dari 30 dikalikan dengan besarnya pengenceran, tetapi jumlah yang sebenarnya harus dicantumkan di dalam kurung. 3. Jika pada semua pengenceran dihasilkan lebih dari 300 koloni pada cawan petri, berarti pengenceran yang telah dilakukan terlalu rendah. Oleh karena itu jumlah koloni pada pengenceran yang tertinggi yang dihitung. Hasilnya dilaporkan sebagai lebih dari 300 dikalikan dengan faktor pengenceran, tetapi jumlah yang sebenarnya harus dicantumkan di dalam tanda kurung. 4. Jika pada cawan dari dua tingkat pengenceran dihasilkan koloni dengan jumlah antara 30 dan 300, dan perbandingan antara hasil tertinggi dan terendah dari kedua pengenceran lebih kecil atau sama dengan dua, dilaporkan rata-rata dari kedua nilai tersebut dengan memperhitungkan faktor pengencerannya dan jika hasil perbandingan lebih besar dari dua, yang dilaporkan hanya hasil yang terkecil. 5. Jika digunakan dua cawan petri (duplo) per pengenceran data yang diambil harus dari kedua cawan tersebut, tidak boleh diambil salah satu. Oleh karena itu harus

12 dipilih tingkat pengenceran yang dihasilkan kedua cawan duplo dengan koloni diantara G. Kerangka Teori Industri Tahu Limbah cair Kekeruhan dan jumlah mikroba tinggi pengolahan pengendapan Awal kimia fisika Ketebalan, kecepatan, porositas Filtrasi dengan batu bata AgNo 3, NaCl Kekeruhan dan mikroba turun Aman bagi lingkungan

13 H. Kerangka Konsep Variabel bebas Ketebalan batu bata Variabel terikat Tingkat kekeruhan dan jumlah mikroba pada air limbah tahu I. Hipotesa Berdasarkan permasalahan yang diajukan dapat diformulasikan sebagai berikut:ada perbedaan penurunan kekeruhan dan jumlah mikroba pada air limbah tahu berdasarkan ketebalan media filter.