PENELITIAN PENGOLAHAN AIR KOLAM PENAMPUNGAN LINDI DENGAN GRANULAR FILTER KARBON AKTIF PADA TIPE REAKTOR VERTIKAL

Transkripsi

1 PENELITIAN PENGOLAHAN AIR KOLAM PENAMPUNGAN LINDI DENGAN GRANULAR FILTER KARBON AKTIF PADA TIPE REAKTOR VERTIKAL LEACHATE TREATMENT RESEARCH WITH ACTIVATED CARBON FILTER IN A VERTICAL REACTOR Nuke Diah JM* dan MasAgus Mardyanto** Jurusan Teknik Lingkungan-FTSP-ITS * nuke@enviro.its.ac.id ** mardyanto@enviro.its.ac.id Abstrak Penelitian ini dilakukan dengan cara melewatkan air kolam penampungan lindi dalam suatu reaktor filter granular dari karbon aktif, dimana jenis karbon aktif yang digunakan ada dua yaitu yang berasal dari tempurung kelapa dan kayu sono. Sebelum dilewatkan pada reaktor dilakukan dua perlakuan terhadap air kolam penampungan lindi yaitu dengan pre-treatment dan tanpa pre-treatment, Dimana air kolam penampungan lindi diencerkan sebanyak 10 x. Hasil penelitian yang diperoleh menunjukkan bahwa filter granular mampu mengurangi kadar pencemar dari air kolam penampungan lindi, dimana hasil terbaik terdapat pada filter granular yang berasal dari tempurung kelapa baik penggunaan tanpa pre-treatment maupun dengan pre-treatment pada air kolam penampungan lindi, dimana koagulan terbaik yang dapat digunakan dalam penelitian ini untuk perlakuan pre-treatment yaitu PAC. Kata kunci: Lindi, karbon aktif, dengan pre-treatment dan tanpa pre-treatment Abstract This research is conducted by flowing the leachate (water from leachate pond) through a granular filter vertical reactor. There are two types of granular carbon, they are coconut shells and sono wood. There are two condition of the leachate, untreated and pre-treated. The leachate is diluted 10 times. The results of this research show that the granular carbon filter is capable to reduce the pollutant content is the leachate. The best results are obtaine by the carbon filter from coconut shell for both untreated and pre-treated leachate. The best substance that can be used in this research for pre-treatment is the PAC. Key words : Leachate, Activated carbon, pre-treatment and without pre-treatment

2 PENDAHULUAN Latar Belakang Lindi dari sebuah kolam penampungan lindi dapat meresap ke dalam tanah. Peresapan cairan lindi ke dalam tanah akan menyebabkan pencemaran tanah dan air tanah secara langsung. Agar pencemaran oleh lindi ini berkurang bahkan hilang, maka diperlukan suatu upaya remediasi sebelum mencapai air tanah, salah satunya adalah dengan memasang lapisan yang mampu menyaring air lindi dan mengurangi kadar pencemar yang terkandung dalam air lindi. Beberapa material mampu menyaring air lindi, diantaranya adalah karbon aktif. Untuk mengetahui seberapa efektif pemasangan karbon aktif ini sebagai media pelapis remediator maka diperlukan suatu penelitian. Oleh karena itu dari latar belakang masalah di atas dapat dirumuskan satu permasalahan yaitu apakah filter granular mampu mereduksi kadar pencemar dalam lindi, dimana tujuan dari penelitian ini adalah sebagai dasar dan masukan jenis filter granular yan baik digunakan untuk mengurangi kadar pencemar dalam air kolam penampungan lindi. Teori Lindi dapat didefinisikan sebagai cairan yang timbul dari hasil dekomposisi biologis sampah yang telah membusuk yang mengalami pelarutan akibat masuknya air eksternal ke dalam urugan atau timbunan sampah. Air lindi disebabkan oleh terjadinya presipitasi cairan ke TPA, baik dari resapan air hujan maupun kandungan air pada sampah itu sendiri. Lindi bersifat toksik karena adanya zat pengotor dalam timbunan yang mungkin berasal dari buangan limbah industri, debu, lumpur hasil pengolahan limbah, limbah rumah tangga yang berbahaya, atau dari dekomposisi yang normal terjadi pada sampah. Apabila tidak segera diatasi, landfill yang dipenuhi air lindi dapat mencemari lingkungan, terutama air tanah dan air permukaan. Hampir di semua TPA, air lindi terdiri dari cairan yang terdapat di TPA dari sumber eksternal, seperti permukaan drainase, air

3 hujan, air tanah, dan air dari bawah tanah dan cairan yang diproduksi dari dekomposisi sampah (Tchobanoglous et al., 1993). Sampah pada timbunannya akan mengalami proses dekomposisi yang ditandai dengan perubahan fisis, biologis, dan kimiawi. Dekomposisi yang terjadi pada landfill dipengaruhi oleh pemadatan, kelembapan, kehadiran materi penghambat, laju pengaliran air, temperatur, tersedianya O 2, populasi mikrobiologis yang dipengaruhi keadaan tanah penutup dan tipe dari sintesa yang terjadi, sifat-sifat heterogenisasi sampah, sifat-sifat fisik, kimiawi dan biologis (Peavy dkk, 1986). Variasi didalam komposisi lindi dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain: komposisi dan umur sampah, lokasi dan pengoperasian serta kondisi landfill, iklim dan kondisi hidrogeologi, kelembaban, temperatur, ph, dan tingkat stabilisasi (Tchobanoglous et al., 1993). Dalam pengolahan air buangan, karbon aktif umumnya digunakan untuk menyerap substansi organic yang tidak diinginkan, seperti warna, phenol, detergen, cresol, serta bahan toksik yang tidak dapat diuraikan. Karbon aktif adalah senyawa karbon yang mempunyai bentuk amorf dengan luas permukaan yang besar ( m2/g). Luas permukaan yang besar menunjukkan bahwa struktur pori internalnya juga besar, sehingga dapat digunakan untuk menyerap zat-zat yang tidak diinginkan di dalam air maupun gas. Struktur karbon-aktif-nya berpori sehingga dapat dilewati oleh molekul. Adsorpsi dapat terjadi karena adanya gaya kapiler yang besar dan struktur pori yang dimilikinya. Karbon aktif dengan fase air (liquid) mempunyai tiga macam pori yang terbentuk selama proses karbonisasi dan aktifasi. Ukuran porinya, yaitu makropori dengan jari-jari efektif 100 nm, mesopori dengan jarijari efektif antara 1,5 nm-100 nm dan mikropori mempunyai jari-jari efektif 1,5 nm. Dalam makropori banyak terdapat cabang dan lorong, sedangkan mikropori mempunyai sifat seperti spon yang sangat mudah dalam menyerap zat-zat terlarut dalam larutan yang lebih besar dan sangat menentukan terhadap efisiensi penyerapan yang terjadi (Liyan dkk, 2008). Struktur dari pori-pori baik makropori maupun mikropori ini merupakan bagian terpenting selama proses adsorpsi, karena

4 struktur dan ukuran dari ruang pori akan menentukan distribusi ukuran molekul-molekul yang terserap masuk ke dalam pori-pori karbon aktif (Saleh, 2000). METODOLOGI Pada penelitian ini dilakukan dua perlakuan pada air kolam penampungan lindi yaitu dengan pre-treatment (koagulasi-flokulasi) dan tanpa pre-treatment, dimana sampel yang berupa air kolam penampungan lindi dilakukan pengenceran terlebih dahulu sebanyak 10 kali. Kemudian pada masing-masing perlakuan akan dilewatkan pada dua jenis media filter granular dari karbon aktif antara lain tempurung kelapa dan kayu sono. Pada penelitian inti digunakan dua jenis koagulan yaitu Tawas dan PAC, dimana untuk dosis koagulan akan mengikuti dosis koagulan sesuai dengan rasio kombinasi optimum yang telah didapat pada penelitian pendahuluan. HASIL DAN PEMBAHASAN Pada penelitian ini hasil yang didapat adalah bahwa penggunaan tempurung kelapa merupakan jenis filter granular terbaik untuk mengurangi kadar pencemar pada air kolam penampungan lindi untuk semua perlakuan yang dilakukan pada penelitian ini. Secara umum hasil analisis dijelaskan pada sub-bab berikut ini. Air kolam penampungan lindi tidak di pre-treatment Hasil analisis air kolam penampungan lindi yang telah dilewatkan pada filter granular dari tempurung kelapa maupun kayu sono secara umum akan disajikan dalam berbagai grafik efisiensi penyisihan BOD, COD, TSS dan Warna seperti disajikan pada Gambar 1 s/d 4.

5 Gambar 1. Grafik Efisiensi Penyisihan BOD Gambar 2. Grafik Efisiensi Penyisihan COD Gambar 3. Grafik Efisiensi Penyisihan TSS Gambar 4. Grafik Efisiensi Penyisihan TSS Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa kualitas air kolam penampungan lindi membaik setelah dilewatkan filter granular karbon aktif. Penurunan kadar semua parameter (BOD, COD, TSS, dan Warna) mencapai rata-rata 50% untuk sampel lindi yang dilewatkan dalam filter granular tempurung kelapa sedangkan penurunan kadar semua parameter sampel lindi yang dilewatkan pada filter granular kayu sono mencapai rata-rata 40 %. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan filter granular yang berasal dari tempurung kelapa lebih efektif digunakan karena pori-pori pada karbon aktif tempurung kelapa lebih banyak sehingga lebih mampu menyerap kadar pencemar lebih banyak dibandingkan karbon aktif yang dibuat dari kayu sono. Analisis yang dilakukan pada jam I dan pada jam selanjutnya relatif tidak terjadi penurunan lagi. Hal ini menunjukkan bahwa filter ini mampu menurunkan kadar bahan pencemar pada air kolam penampungan lindi relatif seketika, tanpa adanya waktu detensi yang panjang.

6 Air kolam penampungan lindi dengan pre-treatment Hasil dari penelitian dengan perlakuan pre-treatment pada air kolam penampungan lindi dengan menggunakan tawas dan PAC sebagai koagulan dapat dilihat pada Gambar 5 dan Gambar 10. Serta akan ditampilkan juga grafik-grafik efisiensi penyisihan dari analisis effluen setelah dilewatkan filter granular yang akan disajikan pada Gambar 6, Gambar 7, Gambar 8, dan Gambar 9 untuk pre-treatment dengan tawas dan Gambar 11, Gambar 12, Gambar 13, dan Gambar 14 untuk penggunaan pre-treatmen dengan PAC sebagai koagulan. a. Air kolam penampungan lindi dengan pre-treatment dengan tawas sebagai koagulan. Gambar 5. Grafik Analisis pre-treatment sampel dengan tawas Setelah dilakukan analisis pre-treatment dengan tawas kemudian akan disajikan grafikgrafik efisiensi penyisihan BOD, COD, TSS dan warna dibawah ini. Gambar 6. Grafik Efisiensi penyisihan BOD Gambar 7. Grafik Efisiensi penyisihan COD

7 Gambar 8. Grafik Efisiensi penyisihan TSS Gambar 9. Grafik Efisiensi penyisihan Warna Dari grafik diatas diatas bisa dilihat bahwa dosis optimum yang digunakan adalah 150 mg/l serta penggunaan filter granular dari tempurung kelapa lebih efektif daripada filter granular yang berasal dari kayu sono dalam mengurangi kadar pencemar sebesar 65% sedangkan rata-rata efisiensi untuk filter granular kayu sono sebesar 40% karena pori-pori karbon aktif dari tempurung kelapa lebih banyak sehingga lebih banyak menyerap zat-zat organik dari air kolam penampungan lindi (Saleh, 2000). b. Air kolam penampungan lindi dengan pre-treatment dengan PAC sebagai koagulan. Gambar 10. Grafik Analisis pre-treatment sampel dengan PAC

8 Setelah dilakukan analisis pre-treatment dengan PAC kemudian akan disajikan grafikgrafik efisiensi penyisihan BOD, COD, TSS dan warna dibawah ini. Gambar 11. Grafik Efisiensi penyisihan BOD Gambar 12. Grafik Efisiensi penyisihan COD Gambar 13. Grafik Efisiensi penyisihan TSS Gambar 14. Grafik Efisiensi penyisihan Warna Hasil analisis yang bisa dilihat pada tabel dan gambar efisiensi penyisihan BOD, COD, TSS dan Warna pada analisis effluen setelah dilakukan koagulasi-flokulasi dengan PAC secara umum menunjukkan bahwa dosis optimum PAC yang digunakan untuk koagulasi flokulasi adalah pada dosis 37,5 mg/l, sedangkan jenis filter granular yang lebih efektif digunakan adalah tempurung kelapa dimana efisiensi penyisihan mencapai 68% sedangkan rata-rata efisiensi penyisihan filter granular dari kayu sono sebesar 45%. Persentase penyisihan terbesar dari penggunaan tawas ataupun PAC tetap terdapat pada penyisihan TSS, sedangkan penyisihan terkecil terdapat pada warna karena pada TSS merupakan zat-zat tersuspensi sehingga mudah untuk diendapkan dengan koagulan, sedangkan untuk warna selain zat tersuspensi juga terdapat zat

9 terlarut sehingga susah untuk diendapkan. Penyisihan untuk BOD dan COD dari grafik diketahui bahwa besar penyisihan BOD dan COD berbanding lurus dengan penurunan TSS (Sukmawati, 2004) KESIMPULAN Dari hasil analisis dan pembahasan dari penelitian ini, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: a. Filter granular mampu mengurangi kadar pencemar (BOD, COD, TSS, dan Warna) b. Dalam penelitian, sampel yang digunakan harus dilakukan pengenceran terlebih dahulu, sehingga hal tersebut tidak bisa diterapkan pada kenyataan dilapangan. c. Filter granular yang berasal dari tempurung kelapa lebih efektif digunakan dibandingkan dari kayu sono untuk mengurangi kadar pencemar. d. Perlakuan yang lebih efektif digunakan sebelum melewati filter granular yaitu dengan pretreatment terlebih dahulu dengan menggunakan koagulan PAC dengan menggunakan jenis filter granular dari tempurung kelapa. DAFTAR KEPUSTAKAAN Liyan, Song; Youcai, Zou; Ziyang, Lou Hydrophobic organic chemicals (HOCs) removal from biologically treated landfill leachate by powder-activated carbon (PAC), granular-activated carbon (GAC) and biomimetic fat cell (BFC). Journal of Hazardous Materials 163; Peavy, Howard S; Rowe, Donald R and Tchobanoglous, George Environmental Engineering. Singapore : Mc Graw Hill. Saleh, Errik Evaluasi Penggunaan Karbon Aktif Granular Sebagai Salah Satu Alternatif Pengolahan Akhir Lindi. Institut Teknologi Bandung.

10 Sukmawati, Dwi Penurunan Warna Efluen Limbah Pabrik Kertas PT. Pakerin Dengan Besi (III) Klorida dan Alumunium Sulfat. Jurusan Teknik Lingkungan FTSP-ITS. Surabaya. Tchobanoglous, G Integrated Solid Waste Management : Engineering Princiles and Management Issues. New York : McGraw-Hili,Inc.