UJI PERBEDAAN EFEKTIVITAS ARANG AKTIF TEMPURUNG KELAPA DAN KAYU MERANTI TERHADAP NILAI COD PADA PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU Muhammad Hidayat Koem, Dian Saraswati, Ekawaty Prasetya 1 muhammadhidayatkoem@gmail.com Program Studi Kesehatan Masyarakat Peminatan Kesehatan Lingkungan Fakultas Ilmu-Ilmu Kesehatan Dan Keolahragaan Universitas Negeri Gorontalo ABSTRAK Limbah cair industri tahu masih menjadi masalah bagi lingkungan. Hasil uji nilai parameter COD ( Chemical Oxygen Demand) limbah cair industri tahu Rina sebesar 1429 mg/l dan tidak memenuhi baku mutu. Upaya yang dapat dilakukan adalah dengan menggunakan arang aktif yaitu arang aktif tempurung kelapa dan kayu meranti. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengukur perbedaan efektivitas dari kedua jenis arang aktif terhadap nilai COD. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental dengan desain praeksperimen dan menggunakan pendekatan one group pretest posttest. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh limbah cair industri tahu Rina yang dihasilkan dalam satu hari pembuatan. Teknik pengambilan sampel menggunakan metode Simple Random Sampling dan teknik analisis data yang digunakan dalam penelitian ini adalah uji Independen sample t-tes. Berdasarkan tabel 4.5 hasil uji t sample independent diperoleh nilai Asymp.sig. (2 -tailed) sebesar 0,310 > 0,05 artinya Tidak ada perbedaan secara signifikan antara arang aktif tempurung kelapa dan kayu terhadap nilai COD limbah cair industri tahu. Persentase penurunan nilai COD menggunakan arang aktif tempurung kelapa sebesar 42,28% dan menggunakan arang aktif kayu meranti sebesar 40,95%. Tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara arang aktif tempurung kelapa dan arang aktif kayu meranti terhadap penurunan nilai COD dikarenakan kedua bahan tersebut diaktivasi pada suhu yang sama yaitu 700 0 C. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai pemanfaatan karbon aktif dari bahan lain dengan berbagai variasi suhu aktivasi dan jenis karbon aktif. Kata Kunci: arang aktif, tempurung kelapa, kayu meranti, COD. 1 Muhammad Hidayat Koem, Mahasiswa di Jurusan Kesehatan Masyarakat Universitas Negeri Gorontalo : Dian Saraswati, S.Pd, M.Kes Dan Ekawaty Prasetya S.Si, M.Kes, Dosen Pembimbing Di Jurusan Kesehatan Masyarakat Universitas
Industri tahu adalah industri rumah tangga atau sektor informal yang telah lama dikenal oleh masyarakat Indonesia. Keberadaan industri ini secara ekonomi cukup menguntungkan khususnya bagi pengrajin dan pedagang tahu. Demikian pula ditinjau dari segi gizi masyarakat, industri tahu turut menunjang ketersediaan pangan nabati yang dibutuhkan untuk kesehatan masyarakat. Banyaknya industri tahu menandakan bahwa masyarakat menyukai makanan tersebut. Pencemaranpun dapat terjadi karena pembuangan limbah dari pabrik tahu yang belum mempunyai unit pengolahan. Industri tahu dalam proses pengolahannya menghasilkan limbah, baik limbah padat maupun cair. Limbah padat dihasilkan dari proses penyaringan dan penggumpalan. Limbah ini kebanyakan oleh pengrajin 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 dan cake (Subekti dalam Ismail, 2013 : 1-2). Pada umumnya industri tahu di Gorontalo tidak memiliki sarana pengelolaan air limbah. Jadi limbah cair hasil industri tahu langsung dibuang dan dialirkan ke sungai. Salah satu industri tahu yang sedang beroperasi di Desa Hulawa Kecamatan Telaga Kabupaten Gorontalo yaitu industri Tahu Rina. Industri Tahu Rina berdiri pada tahun 2001 dengan panjang 7 meter dan lebar 5 meter, dan untuk pembuatan tahu tiap harinya Industri Tahu Rina menggunakan kedelai sebanyak kurang lebih 200 kg / hari. Berdasarkan hasil observasi awal bahwa Industri Tahu Rina belum mengolah limbah cair industri yang dihasilkan sehingga limbah cair yang dihasilkan oleh industri tahu tersebut dibuang langsung ke sungai Bolango yang tidak jauh dari lokasi industri. Hal ini jelas berpotensi menyebabkan pencemaran air sungai, terlebih lagi apabila air limbahnya tidak memenuhi baku mutu yang telah ditetapkan. Berdasarkan hasil penelitian oleh Abas B (2012), tentang studi kandungan air limbah pada industri tahu di Desa Hulawa Kecamatan Telaga Kabupaten Gorontalo, bahwa hasil COD tertinggi berada pada Industri Tahu Rina yaitu 7670,5 mg/l. Jika dibandingkan dengan baku mutu untuk air limbah bagi usaha
dan atau kegiatan pengolahan kedelai berdasarkan Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup nomor 15 tahun 2008 untuk parameter COD tidak memenuhi baku mutu. Oleh sebab itu untuk menangani permasalahan tersebut maka perlu dilakukan suatu upaya pengolahan air limbah sederhana. Alternatif yang mudah dilakukan untuk menangani permasalahan ini yakni dengan melalui metode filtrasi dengan menggunakan arang aktif atau karbon aktif. Hasil penelitian Suhartana (2006), tentang pemanfaatan tempurung kelapa sebagai bahan baku arang aktif dan aplikasinya untuk penjernihan air sumur bahwa arang aktif yang dihasilkan cukup efektif jika digunakan untuk pengolahan air. Kandungan kimia arang aktif adalah senyawa karbon yang sangat berguna untuk proses penjernihan material cair, baik material organik maupun anorganik. Hasil yang diperoleh yakni terjadi penurunan ph, angka kesadahan, kandungan NaCl, BOD dan COD. METODE PENELITIAN Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental dengan desain praeksperimen dan menggunakan pendekatan one group pretest posttest. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh limbah cair industri tahu yang berada di Industri Tahu Rina yang dihasilkan dalam satu hari pembuatan. Teknik pengambilan sampel menggunakan metode Simple Random Sampling dan teknik analisis data yang digunakan dalam penelitian ini adalah uji Independen sample t- tes. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian Nilai COD Limbah Industri Tahu Sebelum dan Sesudah Perlakuan dapat dilihat pada tabel 1
Tabel 1 Nilai COD limbah cair industri tahu sebelum dan sesudah perlakuan No sampel menggunakan arang aktif tempurung kelapa dan kayu meranti. Nilai COD Sebelum perlakuan (mg/l) Arang aktif tempurung kelapa (mg/l) Nilai COD Sesudah perlakuan Arang kayu meranti (mg/l) 1 1429 855 837 2 804 840 3 815 854 Ratarata 824,67 843,67 Sumber : Data Primer, 2014 Gambar 1 Grafik Nilai COD limbah cair industri tahu sesudah perlakuan menggunakan arang aktif tempurung kelapa dan kayu meranti. Dari tabel 4.1 dan gambar 2.3 dapat diketahui bahwa nilai COD limbah cair industri tahu sebelum perlakuan menggunakan arang aktif nilai COD sebesar 1429 mg/l. Sedangkan hasil setelah perlakuan menggunakan arang aktif tempurung kelapa nilai COD menurun dengan nilai rata-rata 824,67 mg/l, dan setelah perlakuan menggunakan arang aktif kayu meranti nilai COD menurun dengan nilai rata-rata 843,67 mg/l.
Tabel 2 Persentase selisih penurunan nilai COD limbah cair industri tahu sesudah perlakuan menggunakan arang aktif tempurung kelapa dan kayu meranti. Nilai COD sesudah perlakuan No sampel Arang aktif tempurung kelapa (mg/l)(%) Arang aktif kayu meranti (mg/l) (%) 1 40,16 41,42 2 43,73 41,21 3 42, 96 40,23 Ratarata 42,28 40,95 Sumber : Data Primer, 2014 Berdasarkan tabel 4.2 dapat diketahui bahwa persentase selisih penurunan nilai COD limbah cair industri tahu sesudah perlakuan menggunakan arang aktif tempurung kelapa dengan rata-rata nilai persentase sebesar 42,28 %. Sedangkan persentase nilai COD limbah cair industri tahu sesudah perlakuan menggunakan arang aktif kayu meranti dengan rata-rata nilai persentase 40,95 %. Pembahasan Nilai parameter COD singkatan dari Chemical Oxygen Demand menggambarkan jumlah total oksigen yang diperlukan untuk mengoksidasi bahan organik secara kimiawi, baik yang dapat didekomposisi secara biologis (biodegradable) maupun yang sukar didekomposisi secara biologis ( non biodegradable). Parameter COD sering digunakan untuk mengamati, memantau atau mengukur tingkat pencemaran akibat buangan limbah organik akibat buangan limbah domestik atau limbah industri. Semakin tinggi nilai parameter COD maka semakin tinggi pula pencemaran yang terjadi. Hal ini bila dibiarkan secara terusmenerus maka akan mempengaruhi kualitas air dan mengakibatkan gangguan ekosistem bahkan kematian biota yang tinggal dan hidup dilingkungan perairan. Umumnya limbah hasil kegiatan industri yang memiliki pengaruh besar terhadap pencemaran air, karena biasanya limbah yang dibuang memiliki kandungan yang besar. Terlebih lagi bila limbah yang dibuang tanpa dilakukan pengolahan terlebih dahulu. Limbah industri yang memiliki kandungan zat
organik yang banyak adalah limbah industri tahu. Karena bahan dasar pembuatannya adalah bahan organik, maka oleh karena itu nilai COD limbah cair industri tahu juga sangat tinggi. Penggunaan arang aktif atau karbon aktif bertujuan untuk mengurangi nilai COD yang terkandung dalam limbah industri khususnya limbah industri tahu. Arang aktif memiliki permukaan yang berpori besar, permukaan pori-pori dari arang aktif dipengaruhi oleh proses aktivasi yang dilakukan pada arang aktif tersebut. Dengan adanya proses aktivasi maka daya serap dari arang aktif tersebut semakin besar pula. Arang aktif memiliki kemampuan yang cukup banyak salah satunya adalah mengadsorbi bahan-bahan organik. Alimsyah (2013 : 3) dalam penelitiannya tentang penggunaan arang tempurung kelapa dan eceng gondok untuk pengolahan air limbah tahu dengan variasi konsentrasi menuliskan bahwa penurunan kadar COD pada reaktor arang tempurung kelapa dikarenakan permukaan arang tempurung kelapa mampu mengadsorb bahan organik. Adsorbsi terjadi karena adanya gaya tarik menarik yang lemah ( Van der walls) antara partikel-partikel zat organik limbah cair dengan karbon aktif. Karbon aktif sebagai benda yang porous, dapat berfungsi sebagai adsorbent untuk mengurangi kadar warna, bau, kekeruhan dan kandungan zat organik seperti BOD dan COD. Mifbakhuddin ( 2010 : 5) menuliskan bahwa karbon aktif memiliki kemampuan untuk mengadsorbsi atau menyerap. Pada proses adsorbsi ada dua yaitu proses adsorpsi secara fisika dan adsorpsi secara kimia. Adsorpsi secara fisika yaitu proses berlangsung cepat, dan dapat balik dengan panas adsorpsi kecil (±5-6 kkal/mol), sehingga diduga gaya yang bekerja di dalamnya sama dengan seperti cairan (gaya Van Deer Wals). Harsanti (2011 : 1) juga menjelaskan bahwa keunggulan arang aktif adalah kapasitas dan daya serapnya yang besar, karena struktur pori dan keberadaan gugus fungsional kimiawi di permukaan arang aktif seperti C=O, C2-, dan C2H-.
Berbagai bahan, baik yang berasal dari tumbuh-tumbuhan ataupun bahan yang mengandung karbon dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan arang aktif atau karbon aktif. Pada penelitian ini, karbon aktif yang digunakan adalah karbon aktif dari tempurung kelapa dan kayu meranti. Penelitan ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan kemampuan dari kedua arang aktif terhadap nilai COD limbah industri tahu. Dan untuk mengetahui kemampuan dari masingmasing arang aktif dalam menurunkan nilai COD limbah industri tahu. Dalam penelitian ini untuk mengetahui perbedaan kemampuan dari kedua arang aktif maka digunakan uji independen sample t-test. syarat yang harus dipenuhi adalah data yang ada harus normal dan homogen. Untuk itu terlebih dahulu dilakukan uji normalitas data dan uji homogenitas. Uji normalitas data dilakukan untuk mengetahui data yang akan dianalisis terdistribusi normal atau tidak. Untuk mengetahui normalitas data dilakukan dengan menggunakan uji Kolmogorov-Smirnov dan menggunakan program SPSS. Uji homogenitas digunakan untuk menguji homogen atau tidaknya sampel yang diambil dari populasi yang sama. Untuk menganalisis homogenitas data, digunakan uji levene test dalam SPSS dengan taraf signifikasi 0,05. Setelah diketahui bahwa keseluruhan data memiliki distribusi yang normal dan homogen, maka persyaratan untuk melakukan uji independen sample t-test terpenuhi. Uji independen sample t-test digunakan untuk menguji apakah dua sampel yaitu arang aktif tempurung kelapa dan arang aktif kayu meranti mempunyai rata-rata yang sama atau tidak dalam menurunkan nilai COD limbah cair industri tahu setelah di lakukan perlakuan. Berdasarkan tabel 4.2 dapat diketahui bahwa persentase selisih penurunan nilai COD limbah cair industri tahu sesudah perlakuan menggunakan arang aktif tempurung kelapa dengan rata-rata nilai persentase penurunan sebesar 42,28 %. Sedangkan persentase nilai COD limbah cair industri tahu sesudah perlakuan menggunakan arang aktif kayu meranti dengan rata-rata nilai persentase penurunan sebesar 40,95 %.
Berdasarkan hasil uji independen sample t-test diperoleh nilai Asymp.sig. (2-tailed) sebesar 0,310 > 0,05 maka dapat disimpulkan Ho diterima dan H 1 ditolak artinya tidak terdapat perbedaan secara signifikan antara arang aktif tempurung kelapa dan kayu terhadap nilai COD limbah cair industri tahu. Pada tabel Group Statistics terlihat rata-rata (mean) untuk nilai COD menggunakan arang aktif tempurung kelapa adalah 824.67 mg/l dan untuk nilai COD menggunakan arang aktif kayu meranti 843.67 mg/l. Jika dilihat dari tabel 4.2 dan hasil uji independen sample t-test dapat diketahui bahwa tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara persentase selisih penurunan nilai COD limbah cair industri tahu menggunakan arang aktif tempurung kelapa dan arang aktif kayu meranti. Karena persentase penurunan nilai COD setelah menggunakan kedua jenis arang aktif memiliki kemampuan yang hampir sama. Hal ini dikarenakan kedua bahan tersebut diaktivasi pada suhu yang sama yaitu 700 0 C. Suhu aktivasi yang dilakukan pada arang aktif memiliki peranan yang besar terhadap kemampuan dan daya serap dari arang aktif. Suhu aktivasi dapat membuka pori-pori dari arang sehingga memiliki kemampuan untuk menyerap kandungan zat organik. Penggunaan suhu aktivasi yang sama pada kedua jenis arang aktif menyebabkan keduanya memiliki permukaan pori yang sama sehingganya kemampuan daya serap yang dihasilkan dari kedua jenis arang aktif juga hampir sama, hal ini dapat dibuktikan dari selisih penurunan nilai COD sebelum dan setelah perlakuan dan dari hasil uji independen sample t-test. Koleangan dan Wuntu (2008 : 3) menjelaskan bahwa suhu berperan besar dalam membuka pori pada arang aktif. Kemampuan membuka pori ini berhubungan dengan suhu yang digunakan dalam proses aktivasi. Suhu tinggi berkaitan langsung dengan jumlah energi yang terlibat dalam proses aktivasi karena semakin tinggi suhu semakin besar energi yang terlibat dalam proses aktivasi. Semakin banyak energi yang digunakan dalam aktivasi, semakin banyak pori yang terbuka sehingga semakin baik daya jerap dari karbon aktif yang dihasilkan.
Selain adsorbsi fisik yang melibatkan permukaan pori dari arang aktif, adsorbsi kimia yang melibatkan unsur atau senyawa kimia dalam arang aktif juga mempengaruhi daya serap arang aktif. Adsorbsi kimia adalah hasil interaksi kimia antara penjerap dengan zat-zat terserap. SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Simpulan pada penelitian ini Nilai parameter COD limbah cair industri tahu dapat diturunkan dengan menggunakan arang aktif tempurung kelapa sebagai media saring, dengan rata-rata persentase penurunan sebesar 42,28%, Nilai parameter COD limbah cair industri tahu dapat diturunkan dengan menggunakan arang aktif kayu meranti sebagai media saring, dengan rata-rata persentase penurunan sebesar 40,95%, Berdasarkan hasil uji t sample independent diperoleh nilai Asymp.sig. (2 -tailed) sebesar 0,310> 0,05 maka dapat disimpulkan Ho diterima artinya Tidak ada perbedaan secara signifikan antara arang aktif tempurung kelapa dan kayu terhadap nilai COD limbah cair industri tahu. Nilai COD menggunakan arang aktif tempurung kelapa adalah 824.67 mg/l dan untuk nilai COD menggunakan arang aktif kayu meranti 843.67 mg/l. Saran Saran bagi pengusaha atau pengelola industri yang limbah cairnya mengandung nilai COD yang tinggi, khususnya industri tahu diharapkan dapat memanfaatkan arang aktif tempurung kelapa dan kayu meranti sebagai alternatif dalam pengelolaan limbah cair khusunya limbah cair yang dihasilkan dari proses pembuatan tahu, Mengingat masih banyak bahan yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan karbon aktif perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai pemanfaatan karbon aktif dari bahan lain untuk penurunan nilai COD limbah cair agar diperoleh hasil yang lebih efektif dan bagi peneliti lain dapat mencoba pemanfaatan arang aktif sebagai media saring dalam menurunkan nilai COD limbah cair industri tahu dengan berbagai variasi suhu aktivasi dan jenis karbon aktif.
DAFTAR PUSTAKA Abas, B. 2012. Studi Kandungan Air Limbah Pada Industri Tahu Di Desa Hulawa Kecamatam Telaga Kabupaten Gorontalo. Skripsi, Program Studi Kesehatan Masyarakat FIKK Universitas Negeri Gorontalo. Alimsyah, A dan Damayanti, A. 2013. Penggunaan Arang Tempurung Kelapa Dan Eceng Gondok Untuk Pengolahan Air Limbah Tahu Dengan Variasi Konsentrasi. Jurnal. Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan. Institut Teknologi Sepuluh November (ITS). Harsanti dan Nugraha. 2011. Arang Aktif Meningkatkan Kualitas Lingkungan. Artikel, Balai Penelitian Lingkungan Pertanian Jawa Tengah. Koleangan dan Wuntu. 2008. Kajian Stabilitas Termal Dan Karakter Kovalen Zat Pengaktif Pada Arang Aktif Limbah Gergajian Kayu Meranti (Shorea Spp). Jurnal, Jurusan Kimia Fakultas MIPA UNSRAT Manado. Vol. 1, No. 1, 2008. Mifbakhuddin. 2010. Pengaruh Ketebalan Karbon Aktif Sebagai Media Filter Terhadap Penurunan Kesadahan Air Sumur Artetis. Jurnal, Staf pengajar fakultas kesehatan masyarakat Universitas muhammadiyah semarang. Suhartana. 2006. Pemanfaatan Tempurung Kelapa Sebagai Bahan Baku Arang Aktif Dan Aplikasinya Untuk Penjernihan Air Sumur Di Desa Belor Kecamatan Ngaringan Kabupaten Grobogan. Jurnal, Laboratorium Kimia Organik FMIPA UNDIP.