PENGOLAHAN AIR LIMBAH INDUSTRI JAMU DENGAN SEQUENCING BATCH REACTOR

Transkripsi

1 PENGOLAHAN AIR LIMBAH INDUSTRI JAMU DENGAN SEQUENCING BATCH REACTOR Yungky Loekito*, Ign. Suharto Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Katolik Parahyangan Jalan Ciumbeuluit No. 94, Bandung 40141, Indonesia Tel.: ; Fax: * INTISARI Limbah merupakan sisa-sisa hasil kerja atau pembuangan yang sudah tidak memiliki manfaat. Salah satu jenis limbah yang dapat mengganggu kehidupan manusia dan menurukan kualitas air adalah limbah cair. Limbah industri jamu adalah limbah industri yang memiliki bahan baku herbal seperti jahe, kencur, kunyit, dan temulawak. Salah satu metode untuk pengolahan air limbah adalah sequencing batch reactor. Metode penelitian ini dilakukan dengan 2 tahap percobaan, yakni percobaan pendahuluan dan percobaan utama. Percobaan pendahuluan meliputi analisis karakteristik limbah awal dan tahap pembibitan. Percobaan utama dilakukan dengan menggunakan sequencing batch reactor dengan kondisi operasi temperatur ruang, kapasitas tangki sebesar 10 L, waktu pada tahap pengisian 30 menit, variasi waktu pada tahap reaksi adalah 2 jam, 4 jam, 6 jam, dan 8 jam, variasi laju aerasi adalah 0,5 vvm, 1 vvm, dan 1,5 vvm, waktu pada tahap pengendapan adalah 2 jam, dan waktu pada tahap dekantasi adalah 10 menit. Analisis yang dilakukan adalah analisis COD yang dilakukan sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI) yang berlaku. Hasil penelitian yang diperoleh adalah pengolahan air limbah industri jamu dengan sequencing batch reactor memiliki nilai persen reduksi COD sebesar 36,73% hingga 69,39%. Hasil terbaik diperoleh pada variasi waktu pada tahap reaksi sebesar 8 jam dan dan laju aerasi 1,5 vvm dengan nilai persen reduksi COD sebesar 69,39%. Hasil penelitian menunjukkan semakin besar variasi waktu pada tahap reaksi dan laju aerasi yang digunakan pada sequencing batch reactor, semakin besar persen reduksi COD yang diperoleh. Kata kunci : air limbah jamu, sequencing batch reactor, laju aerasi, waktu pada tahap reaksi ABSTRACT Waste is the remains of the work or the disposal already has no benefits. One of the types of waste that can interfere with human life dan degrade the quality of the water is the liquid waste. Industrial waste which is herbal medicine has herbal raw materials like ginger, galingale, turmeric, and temulawak. The method of this research is carried out with two stages of the experiment, namely the introduction and trial of the main trial. Preliminary experiments include the analysis of the characteristics of waste first and nursery stages. The main experiment is carried out using sequencing batch reactor with operating conditions room temperature, tank capacity of 10 L, time on the charging stage 30 minutes, variation of time at this stage of the reaction is a 2 hour, 4 hour, 6 hour, 8 hour, and variation in the rate of aeration is 0,5 vvm, 1 vvm, and 1,5 vvm, time on the stages of deposition is 2 hours, and the time on the stage of the decantation is 10 minutes. The analysis which is done is that COD analysis carried out in accordance with the national standard of Indonesia (SNI) is applicable. The research results obtained are the herbal medicine industry wastewater treatment with sequencing batch reactor has a value of percent reduction of COD of 36,73% to 69,39%. The best result are obtained on time variations at this stage of the reaction of 8 hours and aeration rate 1,5 vvm with COD reduction 69,39%. The results showed the greater variation of time at this stage of the reaction and the rate of aeration are used in sequencing batch reactor, the greater percentage reduction of the COD. Keywords : wastewater, sequencing batch reactor, aeration rate, time at stage of reaction

2 Pendahuluan Air merupakan salah satu kebutuhan pokok bagi kehidupan manusia. Air digunakan untuk kegiatan sehari-hari manusia seperti untuk minum, mencuci, dan mandi. Air yang layak digunakan memiliki standar yakni tidak berbau, tidak berwarna, dan tidak berasa. Semakin hari, semakin sulit untuk memperoleh air yang layak untuk digunakan untuk kegiatan sehari-hari. Hal ini disebabkan meningkatnya pembangunan di bidang industri yang selain menghasilkan barang yang bermanfaat untuk kehidupan manusia, juga akan menghasilkan limbah. Limbah merupakan sisa-sisa hasil kerja atau pembuangan yang sudah tidak memiliki manfaat. Salah satu jenis limbah yang dapat mengganggu kehidupan manusia dan menurukan kualitas air adalah limbah cair. Limbah cair merupakan limbah dalam wujud cair yang dihasilkan oleh kegiatan sehari-hari maupun kegiatan industri yang dibuang ke lingkungan dan diduga dapat mencemari lingkungan Limbah industri sangat beragam, sesuai dengan jenis industrinya. Berbagai jenis industri memiliki potensi untuk mencemari lingkungan dilihat dari segi limbahnya. Salah satu industri yang cukup memiliki potensi untuk mencemari lingkungan dilihat dari segi limbahnya adalah industri jamu. Industri jamu termasuk dalam ruang lingkup industri farmasi. Pada industri jamu, banyak mengandung zat-zat organik dalam proses pembuatannya, karena menggunakan berbagai macam bahan herbal seperti jahe, kunyit, kencur, dan temulawak. Limbah cair dari industri jamu dihasilkan dari aktivitas pencucian bahan baku jamu serta pencucian mesin proses dan air limbah domestik. Limbah cair yang mengandung kandungan organik harus dilakukan pengolahan terlebih dahulu karena dapat membahayakan lingkungan. Selain kandungan organik, air limbah industri jamu juga memiliki kandungan COD yang cukup tinggi sehingga perlu dilakukan pengolahan sebelum dibuang ke lingkungan. Pada penelitian ini dilakukan pengolahan limbah cair dengan menggunakan sequencing batch reactor (SBR). Sequencing batch reactor merupakan salah satu cara pengolahan limbah cair yang hampir serupa dengan metode konvensional lumpur aktif. Sequencing batch reactor merupakan proses pengolahan limbah yang bersifat siklus dan dalam satu siklus terdiri dari lima tahap. Tahap yang terdapat sequencing batch reactor adalah tahap pengisian, tahap reaksi, tahap pengendapan, tahap dekantasi, dan tahap penghentian. Jika dibandingkan dengan metode konvensional lumpur aktif, metode sequencing batch reactor memiliki beberapa keuntungan. Metode sequencing batch reactor membutuhkan biaya yang lebih rendah karena hanya dibutuhkan satu reaktor saja, pengendalian dalam sequencing batch reactor juga baik karena berlangsung pada sistem batch, dan memiliki fleksibilitas yang tinggi. Metode Penelitian Pembibitan Percobaan Pendahuluan Percobaan Utama Hasil Variasi Laju aerasi Variasi Waktu Reaksi Gambar 1 Metode Penelitian Proses penelitian diawali dengan tahap pembibitan mixed culture yang akan digunakan pada percobaan utama. Mixed culture ini dikembangkan dengan cara memberikan nutrisi serta aerasi secara terus menerus. Nutrisi yang diberikan mengikuti perbandingan C : N : P = 100 : 5 : 1. Lumpur aktif perlu disiapkan agar berada dalam kondisi dimana lumpur aktif dapat digunakan untuk mengolah limbah yakni limbah jamu. Dengan demikian, proses pengolahan limbah selanjutnya akan berlangsung secara efektif. Percobaan pendahuluan dilakukan dengan menggunakan limbah buatan dengan bahan baku industri jamu yakni kunyit dan jahe. Limbah buatan dibuat dengan menggunakan bahan kunyit sebanyak 1 kg dan jahe sebanyak 1 kg. limbah buatan diperoleh dari air hasil cucian bahan kunyit dan jahe. Percobaan pendahuluan dilakukan dengan kondisi seperti percobaan. Percobaan pendahuluan memiliki tujuan untuk

3 COD (mg/l) mengetahui apakah sequencing batch reactor dapat digunakan dalam pengolahan air limbah. Setelah diketahui dari percobaan pendahuluan bahwa sequencing batch reactor berfungsi dengan baik, maka dapat dilanjutkan pada percobaan utama. Percobaan utama dilakukan dengan menggunakan limbah industri jamu yang diambil dari PT. Air Mancur. pada percobaan utama dilakukan variasi laju aerasi dan waktu pada tahap reaksi. Untuk mengetahui seberapa besar pengaruh proses pengolahan limbah industri jamu dengan sequencing batch reactor, dilakukan pengukuran kadar COD. Tabel 1 Kondisi operasi dalam percobaan Variabel Kondisi operasi Temperatur Temperatur ruang Kapasitas tangki 10 Liter Waktu tahap pengisian 30 menit Waktu tahap reaksi 2 jam, 4 jam, 6 jam, dan 8 jam Waktu tahap pengendapan 2 jam Waktu tahap dekantasi 10 menit Laju aerasi 0,5 vvm, 1 vvm, dan 1,5 vvm Hasil dan Pembahasan Tabel 2 Hasil Percobaan Utama COD (mg/l) Waktu tahap reaksi (jam) Laju aerasi (vvm) Tabel 3 Persen reduksi COD Percobaan Utama % reduksi COD Waktu tahap Laju aerasi reaksi (jam) Waktu tahap reaksi (jam) 0.5 vvm 1 vvm 1.5 vvm Gambar 2 Grafik Penurunan Nilai COD pada Air Limbah Indsutri Jamu PT. Air Mancur Menggunakan SBR pada Berbagai Waktu Reaksi dan Laju Aerasi dengan COD Awal mg/

4 % reduksi COD Waktu tahap reaksi (jam) 0.5 vvm 1 vvm 1.5 vvm Gambar 3 Grafik % Reduksi COD dari Percobaan Utama dengan COD Awal mg/l Pada percobaan ini analisis yang dipilih untuk mengukur hasil pengolahan air limbah adalah nilai COD. Analisis COD dipilih karena analisis COD relatif lebih mudah dan lebih praktis jika dibandingkan dengan analisis lain seperti BOD. Untuk melakukan satu kali analisis COD diperlukan waktu kurang lebih selama 2 jam, sedangkan analisis lain seperti BOD memerlukan waktu yang relatif lebih lama dan kurang praktis, untuk satu kali analisis BOD diperlukan waktu 5 hari. Selain itu analisis COD juga dinilai sudah cukup untuk menggambarkan hasil percobaan karena COD merupakan salah satu parameter utama dalam pencemaran lingkungan. Pada tabel dapat dilihat persen penurunan nilai COD yang diperoleh pada percobaan utama Dari hasil percobaan yang diperoleh menunjukkan bahwa semakin lama waktu pada tahap reaksi, semakin besar hasil % reduksi COD yang diperoleh. Hal ini disebabkan semakin lama waktu pada tahap reaksi maka akan terjadi kontak yang semakin lama pula antara limbah dengan mikroorganisme, sehingga mikroorganisme dapat melakukan penguraian limbah cair secara lebih baik. Aerasi diperlukan untuk memberikan suplai oksigen pada mikroorganisme agar dapat melakukan metabolism sehingga dapat mengurai limbah cair. Dari hasil percobaan dapat dilihat bahwa semakin besar laju aerasi yang digunakan, semakin baik pula hasil yang didapatkan yakni nilai COD yang semakin kecil. Semakin besar laju aerasi yang digunakan, semakin banyak oksigen yang dapat digunakan oleh mikroorganisme untuk melakukan metabolisme. Semakin banyak jumlah oksigen tersebut membuat mikroorganisme dapat menguraikan limbah cair dengan lebih baik. Dari hasil percobaan terlihat juga bahwa semakin besar laju aerasi yang digunakan, semakin besar juga kecepatan pengurangan nilai COD yang berarti penguraian kandungan dalam limbah cair. Dapat dilihat bahwa dengan waktu tahap reaksi yang sama, tempuhan dengan laju aerasi yang lebih besar dapat mengalami penurunan nilai COD yang lebih besar. Hal ini disebabkan pasokan oksigen yang semakin besar pada mikroorganisme dapat membuat penguraian limbah cair dengan lebih optimal. Selain itu, semakin besar laju aerasi juga mempengaruhi pencampuran yang lebih baik sehingga terjadi pengolahan limbah cair yang lebih baik pula. Kesimpulan Berdasarkan hasil percobaan dan analisis yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Semakin besar laju aerasi yang digunakan (maksimal 1,5 vvm) maka akan semakin besar persen reduksi COD yang dapat dicapai dengan metode sequencing batch reactor 2. Semakin besar waktu pada tahap reaksi (maksimal 8 jam) yang digunakan pada metode sequencing batch reactor maka semakin besar persen reduksi COD yang diperoleh 3. Kondisi terbaik yang diperoleh untuk pengolahan air limbah industri jamu adalah pada variasi waktu tahap reaksi 8 jam dan variasi laju aerasi 1,5 vvm yang memberikan persen reduksi COD paling besar yakni 69,38 % dari nilai COD awal sebesar 8310,4 mg/l Saran Adapun saran yang diusulkan untuk pengolahan air limbah industri jamu dengan metode sequencing batch reactor adalah sebagai berikut : 1. Perlu dilakukan analisis lebih lanjut jika penelitian ini hendak diterapkan pada industri jamu secara besar. Hal ini berkaitan dengan scale up alat dan kondisinya. 2. Perlu dilakukan perlakuan tambahan limbah industri jamu sebelum atau sesudah

5 diolah menggunakan sequencing batch reactor karena kandungannya yang sangat tinggi agar dapat memenuhi baku mutu. 3. Perlu dilakukan penggabungan sistem yang telah ada pada pabrik dengan metode sequencing batch reactor untuk mendapatkan hasil pengolahan limbah industri jamu yang lebih baik Daftar Pustaka Suharto, Ign. [2011]. Limbah Kimia dalam Pencemaran Air dan Udara: pp Andi offset, Yogyakarta. Tchobanoglous, George, & Burton, Franklin L. [1991]. Wastewater engineering treatment, disposal and reuse: McGraw-Hill, Inc, New York. Helard, Denny. [2007]. Pengaruh Variasi Rasio Waktu Reaksi terhadap Waktu Stabilisasi pada Penyisihan Senyawa Organik dari Air Buangan Pabrik Minyak Kelapa Sawit dengan Sequencing Batch Reactor Aerob. Universitas Andalas, Sumatera Barat. Sumiyati, Sri. [2006]. Pengaruh Waktu Stabilisasi Pada Sequencing Batch Reactor Aerob Terhadap Penurunan Karbon. Jurnal PRESIPITASI. Marianatha. [2004]. Penerapan Sequencing Batch Reactor dalam Pengolahan Limbah Cair Industri yang Mengandung Amonia. Dian, Wijaya, Joni, Hermana, & Wawmadewanthi, IDAA. [2012]. Peningkatan Pengadukan Dan Stabilitas Pengendapan dengan Penambahan Serabut Kelapa pada Sequencing Batch Reactor pada Limbah Rumah Sakit. Envirotek: Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan. Hadiwidodo, Mochtar, & Junaidi, J. [2007]. Pengaruh Waktu Reaksi Dan Waktu Tinggal Stabilisasi Pada Sequencing Batch Reactor Aerob Dengan Penambahan Karbon Aktif Terhadap Penurunan Chemical Oxygen Demand. Jurnal PRESIPITASI. Gerardi, Michael H. [2010]. Troubleshooting the Sequencing Batch Reactor. John Wiley & Sons, Inc Hoboken, New Jersey. SNI. [2009]. Air dan air limbah - Bagian 72 : Cara uji kebutuhan oksigen biokimia (Biochemical Oxygen Demand / BOD) (Vol. SNI :2009) SNI. [2004]. Air dan air limbah - Bagian 15 : Cara uji kebutuhan oksigen kimiawi (KOK) refluks terbuka dengan refluks terbuka secara titimetri (Vol. SNI ). SNI. [2004]. Air dan air limbah - Bagian 3 : Cara uji padatan tersuspensi total (Total Suspended Solid, TSS) secara gravimetri (Vol. SNI ). Gerardi, Michael H. [2006]. Wastewater bacteria. John Wiley & Sons, Inc Hoboken, New Jersey. Droste, Ronald L. [1997]. Theory and practice of water and wastewater treatment: John Wiley & Sons, Inc. New York. Mahvi, AH. [2008]. Sequencing batch reactor: a promising technology in wastewater treatment. Iranian Journal of Environmental Health Science & Engineering. Shuler, ML, & Kargi, F. Bioprocess Engineering: Basic Concepts. [1992]: Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, Inc. Retrieved 20 Maret, 2013 Indonesia, Standar Nasional. [2004]. Air dan air limbah - Bagian 21 : Cara uji kadar fenol secara Spektrofotometri (Vol. SNI ).