Optimasi Pencampuran Bahan Kimia pada Proses Pengolahan Limbah Cair PT Salim Ivomas Pratama

Transkripsi

1 Optimasi Pencampuran Bahan Kimia pada Proses Pengolahan Limbah Cair PT Salim Ivomas Pratama Meriastuti Ginting, Arleen Wirjawan* Fakultas Teknik Jurusan Teknik Industri Universitas Kristen Krida Wacana Jalan Tanjung Duren Raya No. 4 meriastuti.ginting@ukrida.ac.id Abstract PT Salim Ivomas Pratama is an oil and margarine producer company. It has its own waste water treatment installation that uses biological process system. There are three main processes treatment In this system i.e. physical, chemical, and biological process treatment. The problem is chemical mixing in the chemical treatment process is not precise so that it needs high cost. The research objection is to determine the optimum combination of chemical mixing to complied standard quality water with minimum cost. Design of experiment that results the optimum combination is the mixture of 3 ml calcium, 0.4 ml coagulant and 1.2 ml floculant for each 0.5 l waste. Keywords: waste water treatment, chemical mixing, design of experiment, correlation, regression, analysis of variance 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Dalam suatu perusahaan pengolahan limbah cair menjadi standar air bersih sesuai ketetapan pemerintah merupakan hal yang sangat penting, karena berhubungan dengan lingkungan dan masyarakat sekitar. Limbah cair yang tidak diolah dengan baik akan menyebabkan tercemarnya lingkungan, serta menimbulkan polusi yang mengganggu kesehatan masyarakat sekitar. PT Salim Ivomas Pratama mempunyai instalasi pengolahan limbah cair (Waste Water Treatment Plant) dengan sistem Biologycal process karena area instalasi yang tidak mencukupi. Setiap proses pengolahan dan parameter air limbah mengikuti peraturan pemerintah, diperiksa setiap bulannya, dan dilakukan audit setiap 3 bulannya. Baku mutu yang diperiksa seperti ph, TSS, COD, dan BOD. Pada sistem Biologycal ini terdapat tiga tahapan proses utama, yaitu proses secara fisik, secara kimia, dan secara biologi. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimumkan proses kimia pengolahan limbah cair, sehingga kualitas air sesuai dengan baku mutu air, dengan biaya pengolahan minimal. Penelitian ini akan menggunakan pengolahan data statistik seperti design of experiment, korelasi, regresi, dan metode metode lainnya yang berhubungan. 1.2 Identifikasi Masalah Pengolahan kimia limbah cair dilakukan dengan menambahkan kapur dan koagulan secara bersamaan, kapur ditambahkan sebagai pemberat, juga menaikkan ph, sedangkan penambahan koagulan untuk menjernihkan air dan menetralkan ph. Jika kapur yang ditambahkan berlebih, maka diperlukan koagulan lebih banyak sebagai penetral ph, 73

2 kemudian dilakukan penambahan flokulan untuk mengikat limbah padat dalam air, sehingga mudah mengendap. Penambahan kapur, koagulan master TP 3500, dan flokulan sangat mempengaruhi hasil limbah cair yang diolah. Penelitian dilakukan untuk mendapatkan komposisi terbaik yang memaksimalkan pengolahan limbah dan meminimalisasi biaya pengolahan limbah. 1.3 Batasan Masalah Pembatasan dalam penelitian ini adalah: 1. Penelitian yang dilakukan hanya pada proses pengolahan secara kimia. 2. Penelitian hanya untuk mendapatkan komposisi yang terbaik, bukan untuk mensubstitusi larutan larutan kimia tersebut. 3. Penelitian tidak membahas tentang larutan kimia, tetapi design eksperimen. 1.4 Perumusan Masalah Masalah masalah yang ada dapat dirumuskan sebagai berikut: 1. Bagaimana komposisi larutan kimia terbaik untuk menghasilkan ph air sesuai baku mutu air? 2. Bagaimana komposisi larutan kimia terbaik agar menghasilkan waktu pengendapan sludge minimal? 3. Bagaimana komposisi larutan kimia terbaik untuk menghasilkan ph air baku mutu air dan menghasilkan waktu pengendapan sludge minimal serta biaya pengolahan limbah yang minimal? 1.5 Tujuan Penelitian Tujuan mengadakan penelitian ini: 1. Menentukan komposisi larutan kimia terbaik untuk menghasilkan ph air sesuai baku mutu air. 2. Menentukan komposisi larutan kimia terbaik agar menghasilkan waktu pengendapan sludge minimal. 3. Menentukan komposisi larutan kimia terbaik untuk menghasilkan ph air yang sesuai baku mutu air dan menghasilkan waktu pengendapan sludge minimal serta biaya pengolahan limbah yang minimal. 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Limbah Air limbah adalah air yang mengandung kotoran yang berasal dari masyarakat, rumah tangga, dan juga berasal dari industri, air tanah, air permukaan, serta air buangan lainnya. Air buangan ini merupakan hal yang bersifat kotoran umum. Di dalam air limbah terkandung banyak partikel yang tercampur, bahan beracun, juga terdapat banyak organisme pathogen. Karena itu, air limbah membutuhkan pengolahan. Tujuan dari pengolahan adalah untuk mengurangi BOD, dan juga untuk membuat air sesuai baku mutu air [1]. 2.2 Dampak Air Limbah Air limbah merupakan air yang tidak lagi dapat dipergunakan seperti sedia kala. Tetapi air limbah tetap harus mendapatkan pengelolaan karena apabila air limbah tersebut 74

3 tidak dikelola secara baik akan dapat menimbulkan gangguan, baik gangguan terhadap kesehatan maupun gangguan terhadap kehidupan biotik. 2.3 Baku Mutu Air Limbah Baku mutu limbah cair menurut Keputusan Gubernur Kepala Daerah Khusus Ibukota Jakarta nomor 582 tahun 1995 tentang Penetapan Peruntukan dan baku mutu air sungai atau badan air, serta baku mutu limbah cair untuk industri minyak nabati, industri sabun, dan industri margarin dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Tabel baku mutu limbah cair Parameter Kadar Maks Beban Limbah Maks (kg / ton) (mg/liter) Minyak Sabun Margarin Nabati BOD (5hari, 20 o C) COD (Bichromat) Padatan tersuspensi total Minyak dan lemak ph 6 9 Zat organik KMnO Debit maks (m 3 /ton) Design Of Experiment (DOE) Metode design of experiment perrtama kali dikembangkan pada tahun 1920 oleh Sir Ronald A. Fisher. Design of experiment banyak digunakan dalam berbagai sektor industri, yang digunakan di dalam pengembangan dan optimalisasi pada proses DOE adalah pendekatan sistematik untuk menginvestigasi suatu sistem atau proses. DOE merupakan metode terstruktur yang digunakan untuk menentukan hubungan antara faktor fakor berbeda yang mempengaruhi proses dan keluaran dari sistem tersebut. DOE dapat digunakan untuk mencari konfigurasi terbaik dari faktor faktor yang ada untuk meminimalisasi variansi. Dalam percobaan faktorial, memungkinkan pengaruh tiap faktor, secara sendiri sendiri maupun bersamaan, diuji secara terpisah dengan menggunakan analisis variansi yang biasa [1]. Atas dasar jumlah faktor yang diteliti, rancangan percobaan yang dapat dipilih: 1. Rancangan non faktorial, jika yang diteliti hanya satu faktor penelitian. 2. Rancangan faktorial, jika yang diteliti terdiri dari beberapa faktor penelitian. Membuat sebuah desain berarti dengan cermat memilih eksperimen dengan nilai yang kecil, yang dapat diteliti dalam kondisi yang terkendali. Empat langkah untuk membuat desain adalah [2]: 1. Tentukan objek yang akan diteliti. 2. Tentukan variabel yang akan dikontrol pada eksperimen (variabel desain atau variabel bebas) dan level yang akan digunakan. 3. Tentukan variabel yang akan diukur untuk menentukan hasil (variabel respon) dan memeriksa keakuratannya. 4. Di atas dari desain standar yang dapat digunakan, pilih salah satu yang sesuai dengan objek yang diteliti, jumlah variabel desain dan keakuratan dalam pengukuran, dan memiliki biaya yang tak masuk akal. Matriks orthogonal array yang digunakan ditentukan berdasarkan banyak faktor dan level yang digunakan. Ketentuannya adalah level faktor. Bila faktor yang digunakan 2 dan masing masing memiliki 3 75

4 level, maka matriks yang digunakan 3 2, berarti percobaan yang dilakukan berjumlah 9 percobaan. Dalam pembuatan desain eksperimen dapat diperbanyak secara otomatis setelah ditentukan objek yang diteliti, variabel desain yang digunakan, dan banyaknya eksperimen yang dapat dilakukan. Unit yang dieksperimenkan adalah unit yang dapat menyebabkan heterogenitas menuju kesalahan eksperimen. Dengan melakukan randomisasi maka dapat menghilangkan efek bias yang dapat dihasilkan oleh penetapan yang sistematik. Block digunakan untuk membuat unit yang dieksperimenkan menjadi homogen. Faktor level di random di dalam block dengan tujuan untuk mengurangi kesalahan pada eksperimen. 2.5 Korelasi Korelasi juga disebut koefisien korelasi adalah nilai yang menunjukkan kekuatan dan arah hubungan linier antara dua peubah acak (random variable). Salah satu jenis korelasi yang paling populer adalah koefisien korelasi momen-produk Pearson, yang diperoleh dengan membagi kovarians kedua variabel dengan perkalian simpangan bakunya. Meski memiliki nama Pearson, metode ini pertama kali diperkenalkan oleh Francis Galton [3]. Korelasi merupakan angka yang menunjukkan arah dan kuatnya hubungan antar dua variabel (atau lebih). Koefisien korelasi memiliki rentang nilai antara -1 sampai 1. Jika hubungan antara kedua variabel memiliki nilai korelasi -1 atau 1 berarti kedua variabel tersebut memiliki hubungan yang sempurna, jika nilai korelasi 0 berarti tidak ada hubungan antara kedua variabel. Arah dinyatakan dalam bentuk hubungan positif (+) atau negatif (-), hubungan dua variabel dinyatakan positif jika nilai dari suatu variabel ditingkatkan maka akan meningkatkan nilai variabel lainnya, sebaliknya jika nilai variabel tersebut diturunkan maka akan menurunkan nilai variabel yang lain. Hubungan dua variabel dinyatakan negatif jika nilai suatu variabel ditingkatkan maka akan menurunkan nilai variabel lainnya, sebaliknya jika nilai variabel tersebut diturunkan maka akan menaikkan nilai variabel yang lain [4]. Koefisien korelasi linier (Pearson product moment correlation coefficient) antara dua variabel dapat dicari dengan persamaan berikut: Untuk dapat memberikan penafsiran terkadap koefisien korelasi yang didapat, maka dapat berpedoman pada Tabel 2. berikut ini. Tabel 2. Tabel korelasi dan tingkat hubungannya Interval Koefisien Tingkat Hubungan 0,00-0,199 sangat rendah 0,20-0,399 rendah 0,40-0,599 sedang 0,60-0,799 kuat 0,80-1,000 sangat kuat Selain koefisien korelasi Pearson, terdapat juga koefisien korelasi rang yang biasanya disebut koefisien korelasi rang Spearmen. Koefisiean Spearmen digunakan untuk data nonparametrik (data yang jumlahnya kurang dari 30 dan populasinya tidak normal). Pada korelasi Pearson yang diukur adalah koefisien korelasi untuk mengukur 76

5 hubungan linier antar dua peubah yang kontinu sedangkan pada korelasi rang Spearmen, masing masing peubah diberi rang dan kemudian dihitung koefisien korelasinya [5]. Koefisien korelasi rang merupakan suatu ukuran hubungan nonparametrik antara dua peubah X dan Y diberikan oleh koefisien korelasi rang, yaitu: 6 d i 1 rs 1 2 n( n 1) dimana: r s = koefisien rang Spearmen d i = menyatakan beda antara ran x i dan y i n = menyatakan banyaknya data 2.6 Regresi Linier Regresi linier adalah studi ketergantungan satu variabel tak bebas pada satu atau lebih variabel lain yang menjelaskan dengan tujuan untuk menaksir atau meramalkan nilai rata-rata hitung (mean) atau rata-rata populasi variabel tak bebas, dalam pengambilan sampel berulang dari variabel yang menjelaskan (explanatory variable). Tujuan dari regresi adalah: 1. Mengestimasi dan memprediksi nilai rata-rata variabel tak bebas dan nilai rata-rata variabel bebas. 2. Menguji hipotesis mengenai sifat alamiah ketergantungan. Regresi linier sederhana didasarkan pada hubungan fungsional ataupun kausal satu variabel independen dengan satu variabel dependen. Persamaan umum dari regresi linier sederhana adalah [4]: n dimana: Y= variabel dependen yang diprediksikan a = konstanta b = koefisien regresi X terhadap Y X = variabel independen yang mempunyai nilai tertentu Koefisien regresi (b) akan bernilai positif apabila nilai X berbanding lurus terhadap nilai Y, sebaliknya b akan bernilai negatif apabila nilai X berbanding terbalik terhadap nilai Y. Nilai a dan b dapat dicari dengan persamaan berikut: 2 i Sedangkan untuk regresi linier berganda, persamaan regresi linier berganda melibatkan lebih dari satu variabel bebas. Persamaannya sebagai berikut: Y X X dimana: Y = variabel terikat Xi = variabel bebas ( i = 1, 2, 3,, k) 0 = intersep i = koefisien regresi ( i = 1, 2, 3,, k) k X k 77

6 2.7 Analysis of Variance ANOVA atau distribusi F ditemukan oleh R.A. Fisher pada awal tahun 1920 dan berguna bagi para periset untuk menguji hipotesis mengenai suatu parameter dari beberapa populasi. ANOVA sering disebut juga Fisher s ANOVA atau Fisher s analysis of variance. Analisis variansi adalah pengujiaan rataan suatu populasi. Tujuan dari analisis varians adalah untuk menemukan variabel independen dalam penelitian dan menentukan bagaimana mereka berinteraksi dan mempengaruhi tanggapan atau perlakuan [6]. Bentuk kurva distribusi F sangat ditentukan oleh nilai derajat kebebasan v 1 dan v 2. Jika v 1 dan v 2 bernilai kecil, kuva F menceng ke kanan. Makin besar nilai v 1 dan v 2 bentuk kurva mendekati distribusi normal yang simetris. Untuk menentukan nilai F terlebih dahulu harus diketahui nilai v 1 dan v 2 serta nilai α yaitu suatu probabilitas bahwa variabel F mengambil nilai atau lebih besar dari F sebagai berikut: P(F F α(v1,v2) ) = α Pada penggunaannya, terdapat beberapa tipe dari ANOVA berdasarkan jumlah perlakuan dan cara penggunaannya pada eksperimen: A. One Way ANOVA digunakan untuk menguji perbedaan di antara dua atau lebih kelompok yang independen. B. One Way ANOVA untuk pengukuran berulang digunakan ketika subjek penelitian diukur secara berulang, yang berarti subyek yang sama digunakan untuk setiap perlakuan. C. Faktorial ANOVA digunakan ketika peneliti ingin mempelajari efek dari 2 atau lebih variabel perlakuan. Tipe yang biasa digunakan pada faktorial ANOVA adalah desain 2x2, dimana ada dua variabel bebas dan setiap variabel memiliki dua level. D. Ketika ingin menguji dua atau lebih grup bebas untuk perhitungan berulang dapat digunakan mixed-design ANOVA faktorial, dimana satu faktor bebas dan yang lainnya pengukuran berulang. E. Multivariate analysis of variance (MANOVA) digunakan ketika ada lebih dari satu variabel terkait. Langkah langkah pengujian one way ANOVA adalah sebagai berikut: 1. Menentukan hipotesis awal H 0 : µ 1 = µ 2 = µ 3 =...µ n H 1 : tidak semua rata rata sama. 2. Menghitung total variansi. Total variasi dibagi menjadi dua yaitu SSA (merupakan variasi antar grup) dan SSW (merupakan variasi dalam grup). SST = SSA + SSW 3. Menghitung rata rata dari SSA dan SSW yaitu MSA (Mean Square Among) dan MSW (Mean Square Within) SSA MSA c 1 SSW MSW n c dimana : c merupakan jumlah grup. n merupakan jumlah data. 4. Selanjutnya adalah menghitung nilai F hitung yang akan dibadingkan dengan nilai F pada tabel. MSA F hitung = MSW 5. Lalu mencari nilai F pada tabel, yaitu mencari nilai df 1 dan df 2 78

7 df 1 = c-1 df 2 = n-c 6. Jika F hitung > F (df 1, df 2 ) maka tolak H 0 demikian sebaliknya terima H METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Design of Experiment (DOE) Design of Experiment digunakan untuk menentukan kombinasi terbaik dari suatu faktor dan level yang mempengaruhi suatu produk. Pembuatan design of experiment ini didasarkan pada faktor faktor dan level level yang sudah diuji sebelumnya Penentuan Variabel Tak Bebas Berdasarkan hasil penelitian sebelumnya, variabel tak bebas yang ingin dicapai adalah waktu pengendapan dan ph akhir yang akan masuk ke dalam bak bioreaktor yang akan sangat mempengaruhi hidup matinya bakteri Penentuan Variabel Bebas Pada penelitian ini variabel bebas yang digunakan adalah penambahan kapur, koagulan, dan flokulan. Pada penelitian awal didapatkan faktor faktor tersebut sebagai faktor yang menentukan di dalam waktu pengendapan dan ph. Ketiga variabel bebas ini digunakan pada perhitungan waktu pengendapan sludge dan ph yang maksimal Penentuan Level Masing masing Faktor Level untuk masing masing faktor pada perhitungan waktu pengendapan sludge dan ph terdiri dari 3 level, level 2 sesuai dengan level yang digunakan pada jars test, level 1 penambahan larutan kimia di bawah jars test, dan pada level 3 penambahan larutan kimia di atas jars test. Level untuk pengolahan limbah pada waktu pengendapan dan ph tersebut dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Tabel faktor dan level yang digunakan untuk waktu pengendapan dan ph Level Faktor Level 1 Level 2 Level 3 Kapur 3 ml 4 ml 5 ml Koagulan 0,4 ml 0,5 ml 0,6 ml Flokulan 0,8 ml 1 ml 1,2 ml Pemilihan Orthogonal Array Orthogonal array merupakan tabel matriks untuk menentukan jumlah percobaan. Penentuan matriks orthogonal array yang akan digunakan berdasarkan perhitungan berikut: 1. Jumlah faktor yang diamati = 3 faktor 2. Jumlah level masing masing faktor = 3 level 3. Orthogonal array yang digunakan adalah 3 3 = 27 percobaan. 79

8 Jumlah percobaan yang harus dilakukan adalah 27 buah. Untuk mendapatkan hasil yang signifikan, dilakukan replikasi sebanyak 2 kali. Penentuan replikasi didasarkan pada keterbatasan waktu dan biaya serta hasil penelitian yang ingin dicapai, sehingga percobaan yang dilakukan 54 buah. Tabel 3 menunjukkan kombinasi percobaan yang dilakukan, yang di random agar tidak bias dengan bantuan program Minitab 15. StdOrder menunjukkan randomisasi yang dilakukan. Kolom kapur, koagulan, dan flokulan merupakan ketiga faktor yang akan diteliti dan setiap angka pada kolom faktor merupakan level ditentukan. 4.1 Pengumpulan dan Pengolahan Data Hubungan antara ph Air Awal dan Waktu Pengendapan Parameter parameter pengukuran limbah adalah ph, temperatur, kandungan minyak dan lemak, TSS, COD, BOD dan lain lain. Karena keterbatasan pengukuran peralatan yang ada dan keterbatasan waktu, pengukuran TSS, kandungan minyak dan lemak, COD dan BOD, serta yang lainnya tidak dapat dilakukan, dalam penelitian ini hanya digunakan satu parameter saja, yaitu ph. Terlebih dahulu dilakukan penelitian untuk melihat apakah terdapat hubungan parameter ph dengan waktu pengendapan, dan juga korelasinya. Hasil pengolahan data korelasi spearman diperoleh bahwa terdapat hubungan yang signifikan antara ph dengan waktu pengendapan dengan koefisien korelasi sebesar 0.888, nilai p sebesar (two - tailed). Berarti pada saat ph rendah, waktu pengendapan lebih lama dibandingkan dengan pada saat ph tinggi (dengan penambahan kapur, koagulan, dan flokulan sama) Pengaruh Hari Terhadap ph Awal Setelah melihat hubungan antara ph dengan waktu pengendapan, dilakukan penelitian untuk melihat apakah ada pengaruh perbedaan hari terhadap ph awal. Hasil pengolahan data menunjukkan tidak ada pengaruh perbedaan hari terhadap ph awal. Nilai p dari hasil perhitungan adalah 0.881, p > α (0.881>0.005), berarti bahwa setiap hari tidak ada perbedaan rata rata ph awal Kecenderungan ph Pengumpulan data ph untuk melihat kecenderungan ph yang paling sering muncul, dikelompokkan berdasarkan pengelompokkan data berdasarkan rumus Kriterium Sturges. Dari hasil pengelompokkan diperoleh Interval ph yang paling dominan antara (sebesar 37 %) dan (sebesar 32%). Maka design of experiment akan dilakukan pada saat ph awal berkisar antara 2 interval tersebut yaitu pada interval dan pada interval Design of Experiment Hasil pengumpulan data pada replikasi pertama menggunakan ph awal 7.80 sedangkan pada replikasi kedua menggunakan ph masuk sebesar Hasil pengumpulan data untuk waktu pengendapan dapat dilihat pada Tabel 4 sedangkan untuk hasil ph dapat dilihat pada Tabel 5. 80

9 Tabel 4. Data waktu pengendapan Kapur Koagulan 0.4 ml 0.5 ml 0.6 ml (0.8 ml) (1 ml) (1.2 ml) (0.8 ml) (1 ml) (1.2 ml) (0.8 ml) (1 ml) (1.2 ml) ml 4 ml 5 ml (0.8 ml) (1 ml) (1.2 ml) (0.8 ml) (1 ml) (1.2 ml) (0.8 ml) (1 ml) (1.2 ml) (0.8 ml) (1 ml) (1.2 ml) (0.8 ml) (1 ml) (1.2 ml) (0.8 ml) (1 ml) (1.2 ml) Tabel 5. Data ph akhir Kapur Koagulan 0.4 ml 0.5 ml 0.6 ml (0.8 ml) (1 ml) (1.2 ml) (0.8 ml) (1 ml) (1.2 ml) (0.8 ml) (1 ml) (1.2 ml) ml 4 ml 5 ml (0.8 ml) (1 ml) (1.2 ml) (0.8 ml) (1 ml) (1.2 ml) (0.8 ml) (1 ml) (1.2 ml) (0.8 ml) (1 ml) (1.2 ml) (0.8 ml) (1 ml) (1.2 ml) (0.8 ml) (1 ml) (1.2 ml) Berdasarkan hasil kombinasi yang telah ditentukan dari tabel di atas, maka dapat dimasukkan level level sesuai dengan faktor faktor dan hasilnya akan menjadi seperti pada berikut ini. 81

10 Tabel 6. Hasil percobaan yang dilakukan StdOrder RunOrder PtType Blocks Kapur Koagulan Flokulan Waktu ph Tabel 7. Percobaan yang dilakukan dan kombinasi level dari setiap faktor StdOrder RunOrder PtType Blocks Kapur Koagulan Flokulan ANALISIS DAN PEMBAHASAN Setelah percobaan dilakukan, maka hasilnya akan dihitung dan dianalisis dengan menggunakan program Minitab Analisis DoE Berdasarkan tabel analysis of variance, dapat dianalisis faktor faktor mempengaruhi secara signifikan terhadap waktu pengendapan dan ph. Cara menganalisisnya adalah dengan membandingkan nilai p masing masing faktor dengan nilai koefisien signifikansi, α, sebesar 0, Dari hasil Design of Experiment dengan variabel respon waktu pengendapan didapatkan kombinasi optimum pada: a. Penambahan kapur 3 ml dan koagulan 0.4 ml b. Penambahan kapur 3 ml dan koagulan 0.5 ml c. Penambahan kapur 4 ml dan koagulan 0.4 ml 2. Dari hasil Design of Experiment dengan variabel respon ph, didapatkan kombinasi optimum adalah penambahan kapur 3 ml dan koagulan 0.4 ml. 3. Hasil kombinasi optimum untuk kedua variabel respon adalah pada saat penambahan kapur 3 ml dan koagulan 0.4 ml dengan penambahan flokulan berkisar antara ml. 82

11 5.2 Analisis Korelasi Uji korelasi yang dilakukan untuk menentukan kuat tidaknya hubungan waktu pengendapan sludge dan ph dengan faktor faktor yang ada menghasilkan: 1. Korelasi faktor faktor dengan Waktu Pengendapan Koefisien korelasi kapur dengan waktu pengendapan r = 0.551, korelasi sedang berbanding terbalik, berarti semakin banyak kapur ditambahkan, semakin cepat waktu pengendapan, dan sebaliknya. (p=0.000<α), berarti penambahan kapur mempengaruhi waktu pengendapan sludge. Koefisien korelasi koagulan dengan waktu pengendapan r = 0.305, korelasi positif lemah, berarti Semakin banyak koagulan ditambahkan, semakin lama waktu pengendapan, dan sebaliknya. p = < α berarti penambahan koagulan mempengaruhi waktu pengendapan sludge. Koefisien korelasi flokulan dan waktu pengendapan r = 0.383, korelasi lemah berbanding terbalik. Semakin banyak flokulan yang ditambahkan, semakin cepat waktu pengendapan, demikian juga sebaliknya. p = < α berarti penambahan flokulan mempengaruhi waktu pengendapan sludge. 2. Hubungan faktor faktor dengan ph Hasil korelasi kapur dan ph = 0.742, korelasi kuat positif. Semakin banyak kapur yang ditambahkan, semakin tinggi ph, demikian juga sebaliknya. Nilai p=0.00<α, berarti penambahan kapur mempengaruhi ph. Hasil korelasi koagulan dan ph = , korelasi lemah berbanding terbalik. Nilai p=0.072>α, berarti penambahan koagulan tidak mempengaruhi ph. Korelasi yang negatif menunjukkan hubungan yang terbalik antara penambahan koagulan dan ph. Hasil korelasi flokulan dan waktu pengendapan = Korelasi lemah, nilai p=0.521>α, berarti penambahan flokulan tidak mempengaruhi ph. 5.3 Regresi Dari hasil korelasi di atas, maka perlu dibuat persamaan regresinya, sehingga dapat ditentukan waktu pengendapan sludge dan ph yang akan dituju dengan memperhitungkan ketiga faktor tersebut. Dengan menggunakan bantuan progam Mintiab 15, maka persamaan regresi yang didapat adalah: 1. Untuk Waktu Pengendapan Y = x x x 3 dimana: Y : waktu pengendapan sludge x 2 : penambahan koagulan x 1 : penambahan kapur x 3 : penambahan flokulan Semakin banyak kapur dan flokulan yang ditambahkan maka waktu pengendapan akan semakin singkat. Persamaan ini merupakan persamaan regresi linier karena berdasarkan analysis of variance, nilai p lebih kecil α (0.000<0.05). R-Sq = 54.4%, berarti penambahan kapur, koagulan, dan flokulan menentukan waktu pengendapan sebesar 54,4 %. 2. Untuk ph Y = x x x 3 83

12 dimana: Y : ph x 1 : penambahan kapur x 2 : penambahan koagulan x 3 : penambahan flokulan Semakin banyak kapur ditambahkan maka ph akan semakin tinggi, faktor penambahan flokulan tidak berpengaruh secara sigifikan pada persamaan regresi karena mempunyai nilai p>α, karena itu faktor penambahan flokulan dikeluarkan dari persamaan, sehingga didapatkan persamaan baru yaitu : Y = x x 2 dimana: Y : ph x 1 : penambahan kapur x 2 : penambahan koagulan Persamaan regresi ini berpengaruh sebanyak 62.1 % karena koefisien determinasi atau R-Sq pada hasil perhitungan 62.1%. Maksudnya bahwa di dalam penambahan kapur, koagulan, dan flokulan menentukan ph sebesar 62.1 %. 5.4 Perhitungan Biaya Perbandingan biaya antara pengolahan sekarang dengan hasil DoE untuk debit rata rata harian sekitar 700 m 3, adalah sebagai berikut : (Sekarang : setiap 500 ml air limbah, ditambahkan 4 ml kapur, 0.42 ml koagulan, 1.3 ml flokulan, sesuai hasil DoE : setiap 500 ml air limbah, ditambahkan 3 ml kapur, 0.4 ml koagulan, 1.2 ml flokulan) Tabel 8. Perbandingan biaya antara pengolahan sekarang dengan hasil DoE Penggunaan Besar pemakaian Selisih Penghematan Sekarang DoE Biaya Kapur 560 kg 420 kg 140 kg Rp ,00 Koagulan 588 liter 560 liter 28 liter Rp ,00 Flokulan 1,82 kg 1,68 kg 0.14 kg Rp ,00 Total Penghematan Biaya /hari Rp ,00 6. KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil pengolahan data dan analisis yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Dari hasil Design of Experiment dengan variabel respon Waktu pengendapan didapatkan kombinasi optimum pada: a. Penambahan kapur 3 ml dan koagulan 0.4 ml b. Penambahan kapur 3 ml dan koagulan 0.5 ml c. Penambahan kapur 4 ml dan koagulan 0.4 ml 2. Dari hasil Design of Experiment dengan variabel respon ph, didapatkan kombinasi optimum adalah penambahan kapur 3 ml dan koagulan 0.4 ml. 3. Hasil kombinasi optimum untuk kedua variabel respon adalah pada saat penambahan kapur 3 ml dan koagulan 0.4 ml dengan penambahan flokulan berkisar antara ml. 4. Dengan menggunakan kombinasi dari hasil Design of Experiment (kapur 3ml, koagulan 0.4ml, dan flokulan 1.2 ml), penghematan biaya pengolahan limbah Rp. 84

13 /hari atau Rp ,00/tahun ( 10.2 % dari total biaya pengolahan limbah). 6.2 Saran Saran saran yang dapat diberikan kepada perusahaan, antara lain: 1. Melakukan perbaikan yang berkesinambungan terhadap proses pengolahan limbah, dan terus melakukan penelitian agar pengolahan limbah selalu optimal baik dari segi biaya maupun dari segi proses. 2. Mempunyai standar pengecekan terhadap kapur agar perusahaan tidak lagi mendapatkan pengiriman kapur yang jelek dan membuat pemakaian kapur berlebihan. 3. Melakukan pencatatan pemakaian kapur, koagulan, dan juga flokulan setiap harinya. 4. Melakukan pengecekan terhadap ph, TSS, lemak dan minyak, BOD dan COD sesering mungkin. (dari 1 bulan satu kali menjadi seminggu 1 kali) untuk menjaga kualitas air yang akan keluar ke lingkungan. REFERENSI [1] Gasperz, Vincent, Total Quality Management, Gramedia, [2] Santi, Devi Nuraini. Jurnal Pengelolaan Limbah Cair Pada Industri Penyamakan Kulit, Industri Pulp, dan Industri Kelapa Sawit. [3] [4] [5] Supranto, J., Statistik: Teori dan Aplikasi jilid 1, Erlangga, [6] Supranto, J., Statistik: Teori dan Aplikasi jilid 2, Erlangga,