DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN... ABSTRAK... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... ii iii iv iii iv v xi xii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 4 1.3 Tujuan Penelitian... 4 1.4 Manfaat Penelitian... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 6 2.1 Pengertian Zeolit... 6 2.2 Pengaktifan Zeolit... 8 2.3 Sifat Zeolit... 9 2.3.1Sifat Fisika dan Kimia Zeolit... 11 2.4 Adsorpsi... 13 2.5 Zeolit sebagai Adsorben... 17 2.6 Limbah Tahu... 18 2.7 BOD (Biochemical Oxygen Demand)... 24
2.8 COD (Chemichal Oxygen Demand)... 26 BAB III METODE PENELITIAN... 28 3.1 Bahan dan Alat Penelitian... 28 3.1.1 Alat Penelitian... 28 3.1.2 Bahan Penelitian... 28 3.2 Tempat Penelitian... 29 3.3 Prosedur Penelitian... 29 3.3.1 Pembuatan Larutan... 29 3.3.2 Analisis Spektroskopi Inframerah Zeolit... 29 3.3.3 Persiapan Awal Zeolit... 29 3.3.4 Aktivasi Zeolit... 29 3.3.5 Penentuan Rasio Massa Optimum... 30 3.3.6 Penentuan Suhu Optimum... 30 3.3.7 Analisis BOD dengan Metode Titrasi Winkler... 31 3.3.8 Analisis COD dengan Metode Refluk Tertutup... 31 3.4 Metoda Analisis Data... 32 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 34 4.1 Karakterisasi Zeolit... 34 4.2 Kualitas Limbah Tahu... 36 4.3 Aktivasi Zeolit... 38 4.4 Pengaruh Massa Zeolit Alam Teraktivasi Pada Perlakuan Limbah Cair Tahu Terhadap Penurunan BOD... 39 4.5 Pengaruh Suhu Limbah Pada Perlakuan Limbah Cair Tahu Terhadap Penurunan BOD... 41
4.6 Pengaruh Massa Zeolit Alam Teraktivasi Pada Perlakuan Limbah Cair Tahu Terhadap Penurunan BOD... 44 4.7 Pengaruh Suhu Limbah Pada Perlakuan Limbah Cair Tahu Terhadap Penurunan BOD... 48 BAB V SIMPULAN DAN SARAN... 56 5.1 Simpulan... 56 5.2 Saran... 56 DAFTAR PUSTAKA... 57 LAMPIRAN.... 61
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Daftar Komposisi per 100g Tahu... 19 Tabel 2.2 Komposisi Kimia Limbah Cair Tahu... 19 Tabel 2.3 Baku Mutu Air Limbah Industri Tahu... 23 Tabel 2.4 Waktu yang Dibutuhkan untuk Mengoksidasi Bahan-bahan Organik pada Suhu 20 0 C... 26 Tabel 4.2 Kualitas Limbah Tahu... 35 Tabel 4.4 Data Penurunan BOD Variasi Massa Zeolit Alam Teraktivasi... 38 Tabel 4.5 Data Penurunan BOD Variasi Suhu Limbah... 41 Tabel 4.6 Data Penurunan COD Variasi Massa Zeolit Alam Teraktivasi... 44 Tabel 4.7.1 Data Penurunan COD Variasi Suhu Limbah... 47 Tabel 4.7.2 Data Hasil BOD dan COD Variasi Massa Zeolit Alam Teraktivasi... 51 Tabel 4.7.3 Data Hasil BOD dan COD Variasi Suhu Limbah... 52
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Tetrahedral Aluminia dan Silika pada Struktur Zeolit... 6 Gambar 4.1.1 Spektra FTIR Zeolit Alam... 33 Gambar 4.1.2 Spektra FTIR Zeolit Alam Teraktivasi... 34 Gambar 4.3.1 Reaksi Dealuminasi dengan Perlakuan Asam... 37 Gambar 4.3.2 Reaksi Dealuminasi dengan Perlakuan Garam... 38 Gambar 4.4.1 Kurva Hubungan antara Variasi Massa Zeolit Alam Teraktivasi dengan BOD... 39 Gambar 4.4.2 Kurva Hubungan antara Variasi Massa Zeolit Alam Teraktivasi dengan Penurunan BOD... 40 Gambar 4.5.1 Kurva antara Variasi Suhu Limbah dengan BOD... 41 Gambar 4.5.2 Kurva antara Variasi Suhu Limbah dengan Penurunan BOD... 42 Gambar 4.6.1 Kurva Hubungan antara Massa Zeolit Alam Teraktivasi dengan COD... 45 Gambar 4.6.2 Kurva Hubungan Antara Variasi Massa Zeolit Alam Teraktivasi dengan Penurunan COD... 46 Gambar 4.7.1 Kurva Hubunga antara Variasi Suhu Limbah dengan COD... 48 Gambar 4.7.2 Kurva Hubungan antara Variasi Suhu Limbah dengan Penurunan COD... 49
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Skema Kerja... 60 Lampiran 2. Pembuatan Larutan... 67 Lampiran 3. Perhitungan Pembuatan Larutan dan Standarisasi Larutan... 70 Lampiran 4. Data Hasil Penelitian... 76 Lampiran 5. Perhitungan BOD dan Penurunan BOD... 78 Lampiran 6. Perhitungan COD dan Penurunan COD... 89 Lampiran 7. Foto Air Limbah di Br. Tegal Buah... 97
ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang zeolit alam teraktivasi sebagai adsorben untuk menurunkan BOD (Biochemical Oxigen Demand) dan COD (Chemical Oxigen Demand) pada limbah cair industri tahu. Limbah cair yang dihasilkan oleh industri tahu masih mengandung padatan tersuspensi dan zat terlarut yang dapat mencemari perairan. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan cara adsorpsi. Adsorben yang digunakan adalah zeolit alam. Sebelum digunakan terlebih dahulu diaktifkan menggunakan HCl 6 N dan NH 4 NO 3 2 N, hasilnya kemudian dikalsinasi pada suhu 300 0 C. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui massa optimum, suhu optimum zeolit dalam limbah dan persentase maksimum pada penurunan BOD dan COD limbah cair industri tahu. Penentuan massa optimum dilakukan dengan cara menambahkan zeolit yang telah diaktifkan masing-masing 0,5;1,0;1,5 dan 2,0 g dalam 10 ml limbah tahu, kemudian dishaker selama 150 menit pada suhu 30 0 C. Pada penentuan suhu optimum, zeolit dengan massa optimum ditambahkan dalam 10 ml limbah tahu, dishaker 150 menit pada variasi suhu 50, 40 dan 30 0 C. Setelah dishaker kemudian disentrifuge, filtrat yang dihasilkan kemudian dianalisis BOD dan CODnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penurunan BOD variasi massa masing-masing adalah 64,28; 71,42; 85,71; dan 78,57%, sementara penurunan COD adalah 18,54; 23,84; 35,76; dan 32,45%. Penurunan BOD pada variasi suhu adalah 35,71; 42,85; dan 85,71% sementara penurunan COD adalah 7,94; 12,58; dan 35,76%. Penurunan BOD dan COD limbah yang diinteraksikan dengan zeolit tanpa aktivasi pada massa 1,5 g dan suhu 30 0 C masing-masing sebesar 57,14% dan 3,31%. Mula-mula bertambahnya zeolit dalam limbah menyebabkan penurunan BOD dan COD semakin besar tetapi kemudian menurun kembali. Pada variasi suhu limbah, semakin rendah suhu, penurunan BOD dan COD semakin besar. Kata kunci : zeolit alam, adsorpsi, BOD, COD, limbah cair tahu
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tahu merupakan salah satu jenis makanan sumber protein dengan bahan dasar kacang kedelai yang sangat digemari oleh masyarakat Indonesia. Sebagian besar produk tahu di Indonesia dihasilkan oleh industri skala kecil yang kebanyakan terdapat di berbagai pulau di Indonesia. Industri pembuatan tahu berkembang pesat sejalan dengan peningkatan jumlah penduduk. Namun, di sisi lain industri ini menghasilkan limbah cair yang berpotensi mencemari lingkungan (Kristanto, 2002). Industri tahu membutuhkan air untuk proses sortasi, perendaman, pengupasan kulit, pencucian, penggilingan, perebusan dan penyaringan. Pabrik tahu dalam proses pengolahannya menghasilkan limbah, baik limbah padat maupun cair. Limbah padat dihasilkan dari proses penyaringan dan penggumpalan. Limbah ini kebanyakan dijual dan diolah menjadi tempe gembus, kerupuk ampas tahu, pakan ternak, dan diolah menjadi tepung ampas tahu yang akan dijadikan bahan dasar pembuatan roti kering. Sedangkan limbah cair dari proses pencucian, perebusan, pengepresan dan pencetakan tahu, dihasilkan dalam jumlah yang sangat besar. Limbah cair tersebut mengandung bahan organik tinggi dengan kadar BOD dan COD yakni berkisar antara 7.000-10.000 ppm, serta mempunyai keasaman yang rendah yakni ph 4-5. Dengan kondisi seperti tersebut, air limbah industri tahu merupakan salah satu sumber pencemaran lingkungan
akan menurunkan daya dukung lingkungan. Oleh karena itu, diperlukan suatu pengolahan limbah yang bertujuan untuk mengurangi resiko beban pencemaran yang ada (Moertinah dan Djarwanti, 2003). Saat ini pengelolaan air limbah industri tahu umumnya dilakukan dengan cara membuat bak penampung air limbah sehingga terjadi proses anaerob. Dengan adanya proses biologis anaerob tersebut maka kandungan polutan organik yang ada di dalam air limbah dapat diturunkan. Tetapi dengan proses tersebut efisiesi pengolahan hanya berkisar antara 50 % - 70 % saja. Dengan demikian jika konsertarsi COD dalam air limbah 7000 ppm, maka kadar COD yang keluar masih cukup tinggi yakni sekitar 2100 ppm, sehinga hal ini masih menjadi sumber pencemaran lingkungan (Masturi,1997). Menurut Djarwanti (2000), industri tahu pada umumnya menghasilkan air limbah yang polutif, dengan nilai COD antara 4000-6000 mg/l. Hal ini berarti bahwa setiap m 3 air limbah rata-rata dibutuhkan 5 kg O 2 untuk menurunkan tingkat pencemarannya. Apabila setiap 100 kg kedelai menghasilkan 2 m 3 air limbah maka O 2 yang dibutuhkan adalah 10 kg per 100 kg kedelai. Pengurangan kadar zat-zat organik yang ada pada limbah industri tahu sebelum dibuang ke perairan, dapat dilakukan dengan mengadsorpsi zat-zat tersebut menggunakan adsorben. Salah satu adsorben yang memiliki kemampuan adsorpsi yang besar adalah zeolit alam. Kemampuan adsorpsi zeolit alam akan meningkat apabila zeolit terlebih dahulu diaktifkan. Adsorpsi adalah penumpukan materi pada interface antara dua fasa. Pada umumnya zat terlarut terkumpul pada
interface. Proses adsorpsi memanfaatkan fenomena ini untuk menghilangkan materi dari cairan (Herlambang, 2002). Zeolit merupakan salah satu mineral yang banyak terkandung di bumi Indonesia yang pemanfaatannya belum maksimal. Zeolit pertama kali ditemukan oleh Baron Axel Frederick C pada tahun 1756 di alam untuk jenis kristal dengan struktur yang berongga. Mineral zeolit terbentuk di berbagai tempat di bumi, termasuk juga di dasar laut. Bentuk kristal zeolit relatif teratur dengan rongga yang saling berhubungan ke segala arah menyebabkan permukaan zeolit menjadi sangat luas sehingga baik bila digunakan sebagai adsorben (Arnelli dkk, 1999). Pada umumnya zeolit yang ditambang langsung dari alam masih mengandung pengotor-pengotor organik dan anorganik yang menutupi porinya, sehingga untuk meningkatkan kemampuan daya serap zeolit alam harus dilakukan aktivasi terlebih dahulu (Khairinal dan Trisunaryanti, 2000). Pada penenlitian ini akan dilakukan aktivasi zeolit alam terlebih dahulu dengan menggunakan larutan HCl 6 N dan NH 4 NO 3 2 N yang merupakan konsentrasi optimum untuk dealuminasi zeolit alam. Aktivasi ini bertujuan untuk membersihkan permukaan pori dan menghilangkan senyawa pengotor. Di harapkan zeolit alam yang diaktivasi ini akan mampu mengganti atau menjadi alternatif sebagai adsorben (Ermawati, Y. 2003)
1.2 Rumusan Masalah Dari uraian latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut : 1. Berapa rasio massa optimum zeolit alam teraktivasi dengan volume limbah pada penurunan BOD dan COD limbah cair industri tahu? 2. Berapa suhu optimum adsorpsi dalam penurunan BOD dan COD limbah cair industri tahu dengan zeolit alam teraktivasi sebagai adsorben? 3. Berapa persentase maksimum penurunan BOD dan COD limbah cair industri tahu dengan zeolit alam teraktivasi sebagai adsorben? 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan dalam penelitian ini adalah : 1. Mengetahui rasio massa optimum adsorpsi zeolit dalam limbah pada penurunan BOD dan COD limbah cair industri tahu. 2. Mengetahui suhu optimum adsorpsi penurunan BOD dan COD limbah cair industri tahu dengan zeolit alam teraktivasi sebagai adsorben. 3. Mengetahui persentase maksimum penurunan BOD dan COD limbah cair industri tahu dengan zeolit alam teraktivasi sebagai adsorben.
1.4 Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini adalah : 1. Memberikan informasi ilmiah tentang rasio massa optimum zeolit dengan volume limbah pada penurunan BOD dan COD limbah cair industri tahu dengan zeolit alam teraktivasi sebagai adsorben. 2. Memberikan informasi tentang suhu optimum adsorpsi dalam penurunan BOD dan COD limbah cair industri tahu dengan zeolit alam teraktivasi sebagai adsorben. 3. Memberikan informasi ilmiah tentang persentase maksimum dalam penurunan BOD dan COD limbah cair industri tahu dengan zeolit alam teraktivasi sebagai adsorben.