BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Minyak dan Lemak Minyak dan lemak merupakan komponen utama bahan makanan yang juga banyak di dapat di dalam air limbah. Kandungan zat minyak dan lemak dapat ditentukan melalui contoh air limbah dengan heksana. Minyak dan lemak membentuk ester dan alkohol. Lemak tergolong pada bahan organik yang tetap dan tidak mudah untuk diuraikan oleh bakteri. Terbentuknya emulsi air dalam minyak akan membuat lapisan yang menutupi permukaan air dan dapat merugikan, karena penetrasi sinar matahari ke dalam air berkurang serta lapisan minyak menghambat pengambilan oksigen dari udara menurun. Untuk air sungai kadar maksimum minyak dan lemak 1 mg/l. Minyak dapat sampai ke saluran air limbah, sebagian besar minyak ini mengapung di dalam air limbah, akan tetapi ada juga yang mengendap terbawa oleh lumpur. Sebagai petunjuk dalam mengolah air limbah, maka efek buruk yang dapat menimbulkan permasalahan pada dua hal yaitu pada saluran air limbah dan pada bangunan pengolahan (Sugiharto, 1987) Minyak dan lemak termasuk senyawa organik yang relatif stabil dan sulit diuraikan oleh bakteri. Lemak dapat dirombak oleh senyawa asam yang menghasilkan asam lemak dan gliserin. Pada keadaan basa, gliserin akan dibebaskan dari asam lemak dan akan terbentuk garam basa (Manik, 2003). Minyak dan lemak dapat mempengaruhi aktifitas mikroba dan merupakan pelapisan permukaan cairan limbah sehingga menghambat proses oksidasi pada kondisi
aerobik. Minyak tersebut dapat dihilangkan saat proses netralisasi dengan penambahan NaOH dan membentuk sabun berbusa (scum) yang sering mengapung dipermukaan dan bercampur dengan benda-benda lain pada permukaan limbah (Naibaho, 1996). 2.2. Kandungan minyak dan lemak Minyak mengandung senyawa volatil yang mudah menguap dan mengandung sisa minyak yang tidak dapat menguap. Karena minyak tidak dapat larut dalam air, maka sisa minyak akan tetap mengapung di air, kecuali jika minyak tersebut terdampar ke pantai atau tanah disekeliling sungai. Minyak yang menutupi permukaan air akan menghalangi penetrasi sinar matahari ke dalam air. Selain itu, lapisan minyak juga dapat mengurangi konsentrasi oksigen terlarut dalam air karena fiksasi oksigen bebas menjadi terhambat. Akibatnya, terjadi ketidakseimbangan rantai makanan di dalam air (Nugroho, 2006). Kandungan minyak dan lemak yang terdapat dalam limbah bersumber dari industri yang mengolah bahan baku mengandung minyak bersumber dari proses klasifikasi dan proses perebusan (Ginting, 2007). Minyak dan lemak merupakan bahan organik bersifat tetap dan sukar diuraikan bakteri. Limbah ini membuat lapisan pada permukaan air sehingga membentuk selaput. Dalam limbah kelapa sawit kandungan minyak 5800 mg/l (Naibaho, 1991) dalam (Ginting, 2007). Karena berat jenisnya lebih kecil dari air maka minyak tersebut berbentuk lapisan tipis di permukaan air dan menutup permukaan yang mengakibatkan terbatasnya oksigen masuk dalam air. Pada sebagian lain minyak ini membentuk lumpur dan mengendap yang sulit diuraikan (Ginting, 2007).
2.3. Limbah Limbah dalam arti sederhana dapat artikan sebagai sampah. Dalam bahasa ilmiahnya limbah disebut juga dengan polutan. Maka limbah adalah buangan yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungannya. Limbah mengandung bahan pencemar yang bersifat racun dan berbahaya. Sebagai limbah, kehadirannya cukup mengkhawatirkan terutama bersumber dari industri (Sugiharto, 1987). Jumlah aliran air limbah yang berasal dari industri sangat bervariasi tergantung dari jenis dan besar kecilnya industri, pengawasan pada proses industri, derajat penggunaan air, derajat pengolahan air limbah yang ada. Puncak tertinggi aliran selalu tidak akan dilewati apabila melewati tangki penahan dan bak pengaman. Untuk memperkirakan jumlah air limbah yang dihasilkan oleh industri yang tidak menggunakan proses basah diperkirakan sekitar 50 m 3 /ha/hari. Sebagai patokan dapat dipertimbangkan bahwa 85-95% dari jumlah air yang dipergunakan adalah berupa air limbah apabila industri tersebut memanfaatkan kembali air limbahnya, maka jumlahnya akan lebih kecil lagi (Sugiharto, 1987). 2.3.1. Limbah Industri Limbah yang banyak dipermasalahkan adalah limbah industri karena mengandung senyawa pencemaran yang dapat merusak lingkungan hidup. Industri mempunyai potensi sebagai pembuat pencemaran karena adanya limbah yang dihasilkan. Limbah tersebut mengandung senyawa organik dan anorganik dengan jumlah melebihi batas yang ditentukan (Ginting, 2007).
Limbah industri adalah semua jenis bahan sisa atau bahan buangan yang berasal dari hasil samping suatu proses perindustrian. Limbah industri dapat menjadi limbah yang sangat berbahaya bagi lingkungan hidup dan manusia (Palar, 2004). Limbah cair industri bersumber dari kegiatan industri baik karena proses secara langsung maupun proses secara tidak langsung. Limbah yang bersumber langsung dari kegiatan industri yaitu limbah yang terproduksi bersamaan dengan proses produksi sedang berlangsung, dimana produk dan limbah hadir pada saat yang bersamaan. Sedangkan limbah tidak langsung terproduksi sebelum proses maupun sesudah proses produksi (Ginting, 2007). Limbah yang dihasilkan harus memenuhi standar baku mutu limbah dan sesuai dengan baku mutu lingkungan yang berlaku bagi kondisi lingkungan dimana kegiatan industri sedang berlangsung. Seperti yang telah dikemukan bahwa pembuangan limbah segar ke badan penerima akan menyebabkan terjadinya pencemaran lingkungan. Mutu limbah yang diperkenankan menurut Keputusan Menteri Negara KLH No. Kep.03/MENKLH/II/1991 adalah seperti tabel 1 (Naibaho, 1996). Tabel 1. Baku mutu limbah Pabrik Kelapa Sawit Parameter Beban Maksimum ph 6-9 BOD, ppm 250 COD, ppm 500 TSS, ppm 300 NH 3 -N, ppm 20 Oil-grease, ppm 30 (Ponten Naibaho, 1996)
Karena itu setiap parameter harus tersedia nilainya sebelum masuk sistem pengolahan dan setelah limbah keluar sistem pengolahan harus ditetapkan nilai-nilai parameter yang harus di capai. Artinya harus diungkapkan kualitas limbah sebelum dan sesudah limbah diolah dan ditentukan apakah limbah tersebut memenuhi syarat baku mutu atau tidak (Ginting, 2007 ). Menurut Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor: KEP- 51/MENLH/10/1995, Baku mutu limbah cair industri adalah batas maksimum limbah cair yang diperbolehkan dibuang ke sungai. 2.4. Karakteristik Limbah Sawit 2.4.1. Limbah Padat Limbah padat yang dihasilkan oleh pabrik pengolah kelapa sawit ialah tandan kosong, serat dan tempurung. Limbah padat tandan kosong kadang-kadang mengandung buah tidak lepas di antara celah-celah ulir di bagian dalam. Kejadian ini terjadi, bila perebusan dan bantingan yang tidak sempurna sehingga pelepasan buah sangat sulit. Serat yang merupakan hasil pemisahan dari fibre cyclone mempunyai kandungan cangkang, minyak, inti. Kandungan tersebut tergantung pada proses ekstraksi di screw press dan pemisahan pada fibre cyclone. Tempurung yang dihasilkan dari kernel plant yaitu shell separator masih mengandung biji bulat dan inti sawit (Naibaho, 1996). 2.4.2. Limbah Cair Limbah cair yang dihasilkan pabrik pengolahan kelapa sawit ialah air drab, air kondensat, air cucian pabrik, air hydrocyclone dan sebagainya. Jumlah air buangan tergantung pada sistem pengolahan, kapasitas olah dan keadaan peralatan klarifikasi.
Menurut pengamatan dari beberapa pabrik kelapa sawit dapat dikatakan bahwa limbah sawit yang di buang langsung ke sungai akan mempengaruhi kualitas air (Naibaho, 1996). Pada dasarnya limbah cair tidak memberi efek pencemaran sepanjang kandungan dalam air tidak membawa senyawa-senyawa yang membahayakan ataupun bahan-bahan endapan. Limbah cair di jumpai pada industri yang menggunakan air dalam proses produksinya. Mulai dari pra pengelolaan bahan baku, seperti pencucian sampai pada produksi akhir menghasilkan limbah cair. Limbah cair ini tidak hanya bersumber dari air masuk melainkan air itu sendiri sudah ada dalam bahan baku dan harus dikeluarkan (Ginting, 2007) Air merupakan salah satu media yang efektif untuk membawa limbah yang dapat mencemari lingkungan. Air digunakan sebagai bahan penolong, sehingga dalam air terdapat kandungan bahan organik dan anorganik yang berbahaya ataupun beracun. Pabrik-pabrik kimia organik maupun anorganik yang menghasilkan buangan cair mengandung salah satunya minyak dan lemak (Ginting,2007 ) Limbah cair yang keluar berwarna kotor pada saat penyaringan minyak, mengandung minyak dari panas. Limbah ini perlu di saring untuk mendapatkan sisa lemak, melalui sistem saringan penangkap minyak yang terdiri dari beberapa bak kecil berhubungan satu dengan yang lain. Limbah mengalir dari dasar bak dan minyak tertahan di atas permukaan. Lemak ini makin lama makin tebal dan kemudian di pompa ke tempat penampungan (Ginting, 2007). Persoalan penting dalam limbah cair adalah bagaimana perusahaan industri mengolah limbahnya sebelum dilakukan pembuangan dan kemana hasil olahan tersebut di buang. Setelah adanya peraturan dan ketentuan tentang pengendalian pencemaran maka perusahaan industri diwajibkan membuat instalasi pengolahan limbah. Setiap
limbah yang telah memenuhi syarat tidak ada lagi alasan untuk menolak pembuangan limbahnya ke tempat badan penerima. Sekalipun demikian ada limbah yang memenuhi syarat padahal limbah yang dihasilkan terlihat keruh atau berwarna. Pemeriksaan laboratorium menunjukkan bahwa limbah tersebut berada dalam ambang batas (Ginting, 2007). 2.5. Pengolahan limbah Pengolahan limbah dengan memanfaatkan teknologi pengolahan dapat dilakukan dengan cara fisika, kimia, dan biologis atau gabungan ketiga sistem pengolahan tersebut. Pengolahan limbah cara biologis digolongkan menjadi pengolahan cara aerob dan anaerob. Berdasarkan sistem unit operasinya teknologi pengolahan limbah diklasifikasikan menjadi unit operasi fisik, unit operasi kimia dan unit operasi biologi. Sedangkan bila dilihat dari tingkatan perlakuan pengolahan maka system pengolahan limbah diklasifikasikan menjadi : pretreatment, primary treatment system, secondary treatment system, tertiary treatment system (Ginting, 2007). Menurut Wardhana (2001), semua kegitan industri dan teknologi selalu akan menghasilkan limbah yang menimbulkan masalah bagi lingkungan. Pengolahan limbah dari bahan buangan industri dan teknologi dimaksudkan untuk mengurangi pencemaran lingkungan. Cara pengolahan limbah ini sering disebut Waste Treatment atau Waste Management. Cara mengelola limbah industri dan teknologi tergantung pada sifat dan kandungan limbah serta tergantung pula pada rencana pembuangan olahan limbah secara permanen.
2.5.1. Pengolahan Awal ( Primary Waste Treatment ) Semua bahan buangan industri ditampung pada suatu tempat. Pada proses penampungan ini sekaligus dipisahkan antara bahan buangan organik dan bahan anorganik. Pada tahap ini juga dilakukan pemisahan bahan buangan yang masih bias didaur ulang dan bahan buangan yang sudah tidak bias didaur ulang lagi. Jika bahan buangan berupa limbah cair, maka limbah tersebut ditampung dulu pada suatu bak besar dan di biarkan untuk beberapa waktu lama sehingga sebagian kotoran akan mengendap atau mengapung sehingga dapat dipisahkan (Wardhana, 2001). 2.5.2. Pengolahan Lanjutan ( Secondary Waste Treatment ) Metode pengolahan dengan secondary treatment menggunakan bahan-bahan kimia agar senyawa-senyawa pencemar dalam limbah diikat melalui reaksi kimia. Karena itu system operasinya juga dengan cara kimia yaitu metode pengolahan dengan menghilangkan atau mengubah senyawa pencemar dalam air limbah dengan menambahkan bahan kimia. Namun perlu diperhatikan bahwa penambahan zat kimia tiak boleh mengakibatkan masalah pada akhir pembuangan (Ginting, 2007). 2.5.3. Pengolahan Akhir ( Advanced Waste Treatment ) Pada proses ketiga ini bahwa setelah melalui tahap terakhir, limbah sudah menjadi bersih sehingga dapat dibuang ke lingkungan. Akan tetapi pada proses akhir ini seringkali masih dijumpai adanya bahan-bahan kimia yang terlarut dan jika dibuang ke lingkungan dapat membahayakan. Walaupun dalam jumlah kecil dapat membahayakan lingkungan maka bahan-bahan terlarut harus dikurangi. (Wardhana, 2001).
2.6. Pencemaran Air Menurut Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun 2001, Pencemaran air adalah masuknya makhluk hidup, zat, energi atau komponen lain ke dalam air oleh kegiatan manusia, sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak dapat berfungsi sesuai peruntukkannya. Air diperlukan dalam aktivitas organisme mulai dari kebutuhan konsumsi makhluk hidup (termasuk manusia), untuk industri dan sebagainya. Karena begitu banyaknya kegiatan manusia yang melibatkan air akan dapat mengakibatkan pencemaran air (Situmorang, 2007). Air juga diperlukan untuk meningkatkan kualitas hidup manusia, yaitu untuk menunjang kegiatan industri dan teknologi. Kegiatan industri dan teknologi tidak dapat terlepas dari kebutuhan akan air. Apabila air yang diperlukan dalam kegiatan industri dan teknologi itu dalam jumlah yang cukup besar, maka perlu dipikirkan dari mana air tersebut di peroleh. Pengambilan air dari sumber air tidak boleh mengganggu keseimbangan air lingkungan (Wardhana, 2001). Polusi air dapat berasal dari sumber terpusat yang membawa pencemar dari lokasi-lokasi khusus seperti pabrik-pabrik. Instalasi pengolahan limbah dan tanker minyak. Untuk sumber tak terpusat, yang ditimbulkan jika hujan dan salju cair mengalir melewati lahan dan menghanyutkan pencemar-pencemar diatasnya seperti pestisida dan pupuk dan menngendapkannya dalam danau, telaga, rawa, perairan pantai dan air bawah tanah. Kota-kota dan pemukiman juga menjadi penyumbang pencemar (Mulyanto, 2007) Di dalam kegiatan industri dan teknologi, air yang telah digunakan (air limbah industri) tidak boleh langsung di buang ke lingkungan karena dapat menyebabkan
pencemaran. Air tersebut harus diolah terlebih dahulu agar mempunyai kualitas yang sama dengan kualitas air lingkungan. Jadi air limbah industri harus mengalami proses daur ulang sehingga dapat digunakan lagi atau di buang kembali ke lingkungan tanpa menyebabkan pencemaran air lingkungan. Proses daur ulang air limbah industri atau Water Treatment Recycle Process adalah salah satu syarat yang harus dimiliki oleh industri yang berwawasan lingkungan (Wardhana, 1995). Pada kenyataannya masih banyak industri yang membuang limbahnya ke lingkungan melalui sungai, danau, atau langsung ke laut. Pembuangan air limbah secara langsung ke lingkungan inilah yang menjadi penyebab utama terjadinya pencemaran air (Wardhana, 1995) dalam (Palar, 2004). 2.6.1. Dampak Pencemaran air Pencemaran Air dapat menyebabkan berkurangnya keanekaragaman atau punahnya populasi organisme perairan seperti benthos, perifiton, dan plankton. Dengan menurunnya atau punahnya organisme tersebut maka sistem ekologi perairan dapat terganggu. Sistem ekologi perairan (ekosistem) mempunyai kemampuan untuk memurnikan kembali lingkungan yang telah tercemar sejauh beban pencemaran masih berada dalam batas daya dukung lingkungan yang bersangkutan. Apabila beban pencemaran melebihi daya dukung lingkungannya maka kemampuan itu tidak dapat dipergunakan lagi. Pencemaran air selain menyebabkan dampak lingkungan yang buruk dapat menurunkan keanekaragaman dan mengganggu estetika juga berdampak negatif bagi kesehatan makhluk hidup, karena di dalam air yang tercemar selain mengandung mikroorganisme patogen, juga mengandung banyak komponen beracun (Nugroho, 2006 )
2.6.2. Dampak dari bahan buangan cairan berminyak Lapisan minyak dipermukaan air lingkungan akan mengganggu kehidupan organisme di dalam air. Hal ini disebabkan oleh : a. Lapisan minyak pada permukaan air akan menghalangi difusi oksigen dari udara ke dalam air sehingga jumlah oksigen yang terlarut di dalam air menjadi berkurang. Sehingga kandungan oksigen yang menurun akan mengganggu kehidupan hewan air. b. Adanya lapisan minyak pada permukaan air juga akan menghalangi masuknya sinar matahari ke dalam air sehingga fotosintesis oleh tanaman air tidak dapat berlangsung. Akibatnya, oksigen yang seharusnya dihasilkan pada proses fotosintesis. Sehingga kandungan oksigen dalam air semakin menurun. c. Tidak hanya hewan air saja yang terganggu akibat adanya lapisan minyak pada permukaan air tersebut, tetapi burung air pun ikut terganggu karena bulunya jadi lengket, tidak bisa mengembang lagi akibat terkena minyak (Wardhana, 1995 ). 2.7. Analisis Gravimetri Analisis gravimetri adalah cara analisis kuantitatif berdasarkan berat tetap (berat konstan ). Dalam analisis ini, unsur atau senyawa yang di analisis di pisahkan dari sejumlah bahan yang di analisis. Bagian terbesar analisis gravimetri menyangkut perubahan unsur atau gugus dari senyawa yang di analisis menjadi senyawa lain yang murni dan stabil, sehingga dapat diketahui berat tetapnya (Rohman, 2007 ).
Gravimetri merupakan cara pemeriksaan jumlah zat yang paling tua dan yang paling sederhana dibandingkan dengan cara pemeriksaan kimia lainnya (Rohman, 2007). Tahap pengukuran dalam metode gravimetri adalah penimbangan. Analitnya secara fisik dipisahkan dari semua komponen lain dari sampel itu maupun pelarutnya. Pengendapan merupakan teknik yang paling meluas penggunaannya untuk memisahkan analit dari pengganggu-pengganggunya (Underwood, 1992). Pemisahan unsur murni (analit) yang terdapat dalam sampel dapat terjai melalui beberapa cara. Diantaranya yang terpenting adalah dengan : (i) cara pengendapan; (ii) cara penguapan atau pengeringan (evolution); (iii) cara analisis pengendapan dengan memakai listrik dan (iv) berbagai cara fisik lainnnya (Rohman, 2007). Dalam cara pengendapan, analit yang akan ditetapkan diendapkan dari larutannya dalam bentuk senyawa yang tidak larut atau sukar larut, sehingga tidak ada yang hilang selama penyaringan, pencucian dan penimbangan. (Rohman, 2007). Pengendapan dapat dilakukan dalam gelas piala (Erlenmeyer) dan pereaksi untuk mengendapkan (presipitan) ditambahkan pelan-pelan dengan pipet atau buret sambil larutan terus diaduk. Pengendapan biasanya dilakukan dengan larutan yang encer. Kemurnian endapan tergantung antara lain dari bahan-bahan yang ada dalam larutan sebelum atau setelah penambahan pereaksi (presipitant) dan juga dari kondisi pengendapan (Rohman, 2007). Pencucian endapan dimaksudkan untuk membersihkan endapan dari cairan induknya yang selalu terbawa. Larutan yang digunakan untuk mencuci sedapat mungkin sedikit saja untuk menghindari adanya endapan yang larut. Untuk mencuci dapat
memakai akuades jika yakin akuades ini melarutkan endapan serta tidak memyebabkan peptisasi (Rohman, 2007). Menurut Underwood (1992), Persyaratan berikut yang harus dipenuhi agar gravimetri berhasil, yaitu: a. Proses pemisahan hendaknya cukup sempurna sehingga kuantitas analit yang takterendapkan secara analisis tak-dapat dideteksi (biasanya 0,1 mg atau kurang, dalam menetapkan penyusunan utama dari suatu makro). b. Zat yang ditimbang hendaknya mempunyai susunan yang pasti dan hendaknya murni atau hampir murni. Bila tidak, akan diperoleh hasil yang tidak tepat. Dalam metode ekstraksi minyak dan lemak digunakan metode gravimetri. Minyak dan lemak berupa berbagai zat organik termasuk hidrokarbon, lemak, minyak mempunyai berat molekul tinggi dari asam lemak secara bersamaan (Hammer, 2004).