BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Meningkatnya sektor industri pertanian meningkatkan kesejahteraan dan mempermudah manusia dalam pemenuhan kebutuhan hidup. Namun disamping itu, industri yang ada tidak hanya menghasilkan produk saja, melainkan juga menghasilkan limbah. Limbah yang ada ini berupa limbah padat, gas, dan cair. Keberadaan suatu limbah membutuhkan pengolahan dan pengendalian sebelum dibuang ke lingkungan, agar tidak terjadi pencemaran lingkungan. Kerusakan yang terjadi akibat limbah yang tidak terkendali meliputi kerusakan biologis, fisik dan khemis. Pengolahan limbah sangat penting dalam suatu industri hingga limbah yang dibuang tidak menimbulkan bahaya bagi kehidupan manusia dan kelestarian lingkungan. Penyulingan minyak kayu putih dalam suatu industri menghasilkan minyak kayu putih mentah sebagai produk utama. Dalam pengolahan minyak kayu putih dihasilkan limbah padat berupa sisa daun, ranting dan tanaman hasil dari proses distilasi. Penyulingan dilakukan pada daun kayu putih serta ranting. Pada industri minyak kayu putih Sendang Mole proses produksi minyak kayu putih dilakukan dengan teknik penyulingan secara uap langsung dengan mengalirkan uap air pada bak penyulingan atau tangki distilasi. Proses ini menghasilkan ekstrak campuran minyak dengan 1
air. Proses separasi kemudian dilakukan untuk memisahkan minyak dengan air. Separasi menghasilkan minyak kayu putih mentah dan limbah cair yang masih mengandung minyak atsiri serta senyawa organik lainnya. Air sisa penyulingan yang merupakan limbah cair minyak kayu putih, dimana air ini langsung dibuang ke lingkungan tanpa adanya proses pengolahan terlebih dahulu. Limbah padat yang berupa sisa daun, ranting dan tanaman hasil dari proses distilasi digunakan kembali sebagai bahan bakar (briket) pada proses pemasakan. Berdasarkan Peraturan Gubernur Yogyakarta No. 7 Tahun 2010 tentang Baku Mutu Limbah Cair bagi Kegiatan Industri, Pelayan Kesehatan dan Jasa Pariwisata yang tertera pada Lampiran 2, limbah cair adalah limbah dalam wujud cair yang dihasilkan oleh kegiatan industri, pelayanan kesehatan dan jasa pariwisata yang dibuang ke lingkungan yang diduga dapat menurunkan kualitas lingkungan. Ambang batas parameter limbah cair untuk industri minyak kayu putih dapat dilihat pada Tabel 1.1 Tabel 1.1 Baku mutu limbah cair minyak kayu putih Parameter Satuan Kadar Maksimum ph 6-9 Suhu o C ± 3 o C terhadap suhu udara Konduktivitas µmhos/cm 1,5625 TSS mg/l 50 BOD mg/l 50 COD mg/l 125 TDS mg/l 1000 Deterjen mg/l 5 Minyak dan lemak nabati mg/l 5 Kuantitas air limbah 0,8 L/s per Ha lahan kawasan maksimum terpakai Sumber : Peraturan Gubernur Yogyakarta No. 7 (2010) 2
Parameter yang digunakan untuk menentukan tingkat pencemaran air meliputi warna, ph, TSS, BOD dan COD (Sugiarto, 1987). Berdasarkan hasil penelitian yang pernah dilakukan di Pabrik Minyak Kayu Putih Sendang Mole diketahui besarnya kandungan parameter limbah cair minyak kayu putih pada Tabel 1.2. Tabel 1.2 Nilai uji parameter limbah cair minyak kayu putih No Parameter Uji Hasil Satuan 1. ph 4,29 2. Temperatur 29,20 o C 3. BOD 320,00 mg/l 4. COD 17888,00 mg/l 5. TSS 9,00 mg/l Sumber : Sri Sejati (2013) Dari hasil pengukuran kandungan parameter limbah cair minyak kayu putih tersebut, dapat diketahui untuk parameter TSS sebesar 9 mg/l, nilai BOD sebesar 320 mg/l, dan nilai COD sebesar 17888 mg/l. Perbandingan hasil pengukuran dan baku mutu limbah cair minyak kayu putih untuk masing-masing parameter dapat dilihat dalam Gambar 1.1. 3
Nilai Beban Cemaran (mg/l) 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 TSS BOD COD Parameter Hasil Pengukuran Baku Mutu Limbah Gambar 1.1 Diagram perbandingan hasil pengukuran dan baku mutu parameter limbah cair minyak kayu putih Dari Gambar 1.1 dapat dilihat bahwa nilai hasil pengukuran TSS dibawah nilai baku mutu limbah cair minyak kayu putih, sehingga limbah cair minyak kayu putih Sendang Mole memiliki kandungan TSS yang aman terhadap lingkungan. Untuk nilai hasil pengukuran BOD melebihi nilai baku mutu limbah cair minyak kayu putih maka limbah cair minyak kayu putih Sendang Mole memiliki kandungan BOD yang berpotensi menimbulkan pencemaran lingkungan, begitu pula nilai hasil pengukuran COD terhadap baku mutu limbah cair minyak kayu putih yang jauh lebih tinggi. Oleh karena itu perlu dilakukan penanganan limbah cair minyak kayu putih di pabrik Sendang Mole, dikarenakan kadar cemaran yang tinggi dilihat dari besarnya kadar BOD dan COD. Selain itu, pengeluaran limbah cair yang dihasilkan dalam jumlah yang sangat banyak setiap 4
harinya dan dibuang langsung ke lingkungan tanpa adanya pengolahan terlebih dahulu. Salah satu metode penanganan limbah yang dapat diterapkan pada industri adalah metode filtrasi. Metode filtrasi merupakan usaha untuk mengurangi jumlah partikel yang berada dalam air (Sugiyarto, 1987). Khusus pada penelitian ini, digunakan filtrasi anaerobik atau lebih dikenal dengan istilah pembiakan anaerobik, dimana metode ini memanfaatkan aktifitas mikroba anaerob yang tumbuh pada media saring. Proses anaerobik, sebagai salah satu jenis pengolahan limbah selain proses aerobik, merupakan proses penguraian yang berlangsung tanpa adanya oksigen terlarut dengan memanfaatkan bakteri anaerobik sebagai pengurai limbah organik. Keunggulan proses anaerobik dibandingkan dengan proses aerobik antara lain, proses anaerobik tidak menggunakan oksigen dalam penguraian limbah, sehingga dapat memperkecil biaya pengoperasian. Selain itu, proses penguraian anaerobik sangat cocok digunakan untuk limbah industri dengan konsentrasi polutan organik yang tinggi dan energi yang digunakan untuk penguraian limbah pada proses anaerobik lebih kecil daripada proses aerobik, sehingga dapat menghemat biaya (Suriawiria, 2003). Pemilihan metode filtrasi anaerobik ini didasarkan pada kesederhanaan pelaksanaannya, pengoperasiannya tidak rumit, alat dan bahan yang digunakan mudah diperoleh dan harganya terjangkau, 5
sehingga ketika diaplikasikan di industri terkait, pihak perusahaan mampu melaksanakannya secara teknik dan ekonomi. Metode filtrasi anaerobik ini dibatasi oleh jumlah endapan yang terdapat dalam air limbah, sehingga diperlukan perlakuan pendahuluan sebelum dilakukan proses filtrasi. Perlakuan yang dapat digunakan adalah proses koagulasi dan pengendapan. Pengendapan ditujukan untuk mengendapkan partikel dengan adanya gaya gravitasi. Untuk mempercepat pengendapan dalam proses koagulasi digunakan bahan koagulan tawas (Al 2 (SO 4 ) 3 ). Alasan pemilihan tawas sebagai koagulan disebabkan karena tawas mudah diperoleh dan harganya terjangkau. Setelah dilakukan proses koagulasi kemudian dilanjutkan dengan proses netralisasi. Netralisasi adalah reaksi penambahan asam atau basa sehingga ph limbah cair mendekati ph netral. Limbah cair industri minyak kayu putih mempunyai ph sekitar 4,0 sehingga perlu dilakukan netralisasi menggunakan bubuk kapur (CaCO 3 ) di dalam bak netralisasi dengan tujuan untuk menaikkan ph hingga mendekati ph netral sehingga bakteri dapat tumbuh secara optimum pada saat proses filtrasi anaerobik. Penggunaan bubuk kapur (CaCO 3 ) untuk proses netralisasi selain karena mudah diperoleh juga harganya murah, serta reaksi yang terjadi dapat efektif untuk aliran buangan seperti limbah cair minyak kayu putih. Rangkaian pengolahan limbah cair dengan metode filtrasi anaerobik ini meliputi beberapa proses pengolahan seperti koagulasi, netralisasi dan filtrasi anaerobik yang terdiri dari 3 tahap penyaringan. 6
Keberadaan keseluruhan rangkaian unit-unit pengolahan tersebut diduga dapat bermuara pada terciptanya kondisi limbah cair minyak kayu putih yang tidak memiliki beban pencemar dan aman dibuang ke badan air serta tidak berpotensi mencemari lingkungan. Salah satu alasan yang mendasari belum diusahakannya pengolahan limbah cair pada industri minyak kayu putih ini adalah kurangnya pemahaman tentang suatu prosedur pengolahan limbah sederhana yang dapat menurunkan kadar polutan yang terkandung (BOD, COD, padatan terlarut). Penelitian ini bertujuan untuk menerapkan metode filtrasi anaerobik (anaerobic filtration) dan perlakuan pendahuluannya untuk mengurangi kandungan cemaran yang terdapat dalam kandungan air limbah industri minyak kayu putih, dengan didasarkan pada penjelasan uraian sebelumnya. Selain itu, dengan mengetahui kinerja konsep yang diterapkan, dapat membantu penelitian yang berhubungan dengan usaha pengolahan limbah cair, khususnya dari industri minyak kayu putih, dan memberikan kontribusi bagi pihak perusahaan. Permasalahan ini yang melatar belakangi penelitian ini, dari hasil tersebut maka diperlukan pengendalian dan pengolahan terhadap limbah cair minyak kayu putih Sendang Mole dengan metode filtrasi anaerobik untuk menurunkan kandungan BOD dan COD sehingga aman ketika dibuang ke lingkungan. 7
B. Perumusan Masalah Permasalahan yang akan dibahas pada penelitian ini adalah proses penyulingan minyak kayu putih di Sendang Mole yang menghasilkan limbah cair dari proses separasi. Pengeluaran limbah cair yang dihasilkan ini dalam jumlah yang sangat banyak setiap harinya dan dibuang langsung ke lingkungan. Limbah cair yang dikeluarkan secara langsung tanpa pengolahan dan pengendalian, dengan debit pengeluaran tinggi dapat menyebabkan pencemaran lingkungan. Dari permasalahan ini maka dilakukan pengendalian limbah cair minyak kayu putih Sendang Mole dengan menggunakan metode filtrasi anaerobik, sehingga diharapkan bersifat aman terhadap lingkungan. C. Batasan Masalah Industri penyulingan minyak kayu putih Sendang Mole merupakan salah satu industri dibawah pengelolaan Dinas Kehutanan dan Perkebunan Yogyakarta yang menghasilkan produk utama minyak kayu putih mentah. Proses pengolahan minyak kayu putih juga menghasilkan limbah berupa padatan, cair dan gas. Agar penelitian lebih fokus dan terarah, ada beberapa hal yang menjadi batasan pelaksanaan penelitian ini, yaitu : 1. Baku mutu limbah cair yang digunakan sebagai standar dalam penelitian ini adalah Peraturan Gubernur Yogyakarta No. 7 Tahun 2010 tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi kegiatan Industri, Pelayan Kesehatan dan Jasa Pariwisata. 8
2. Parameter uji pada baku mutu limbah cair Peraturan Gubernur Yogyakarta No. 7 Tahun 2010 yang digunakan adalah Biochemical Oxygen Demand (BOD), Chemical Oxygen Demand (COD) dan Total Suspended Solid (TSS) sebagai parameter tingkat pencemaran dikarenakan besarnya kadar yang terkandung dalam limbah cair minyak kayu putih Sendang Mole. 3. Evaluasi prototipe metode filtrasi anaerobik dibatasi dengan menggunakan kelayakan khemis dan teknis. 4. Periode pengambilan sampel 15 Juni - 15 Juli 2014. D. Tujuan 1. Mengembangkan prototipe metode filtrasi anaerobik dengan perlakuan pendahuluan dalam penanganan limbah cair minyak kayu putih. 2. Mengetahui kemampuan metode filtrasi anaerobik dalam menurunkan kadar parameter limbah cair minyak kayu putih sesuai dengan baku mutu limbah cair yang diijinkan. E. Manfaat 1. Sebagai usulan dan pertimbangan bagi perusahaan dalam merencanakan, mengembangkan dan memilih metode pengolahan limbah cair yang ada. 2. Sebagai salah satu upaya pengendalian limbah cair minyak kayu putih agar bersifat aman terhadap lingkungan. 9