35
7 BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertian Air limbah adalah air limbah (wastewater) adalah kotoran dari manusia dan rumah tangga serta berasal dari industri, atau air permukaan serta buangan lainnya. Air limbah secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga : air limbah domestik yang berasal dari buangan rumah tangga, air limbah dari perkantoran dan pertokoan (daerah komersial), air limbah industri dan air limbah pertanian (Said, 2017). 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 (Notoatmodjo, 2011). Air limbah industri umumnya terjadi sebagai akibat adanya pemakaian air dalam proses produksi. Di industri, air umumnya memiliki beberapa fungsi berikut: a) Sebagai air pendingin, untuk memindahkan panas yang terjadi dari proses industri b) Untuk mentransportasikan produk atau bahan baku c) Sebagai air proses, misalnya sebagai umpan boiler pada pabrik minuman dan sebagainya d) Untuk mencuci dan membilas produk dan/atau gedung serta instalasi

BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Air limbah Industri

1. Pengertian

Air limbah adalah air limbah (wastewater) adalah kotoran dari

manusia dan rumah tangga serta berasal dari industri, atau air permukaan

serta buangan lainnya. Air limbah secara garis besar dapat dibagi menjadi

tiga : air limbah domestik yang berasal dari buangan rumah tangga, air

limbah dari perkantoran dan pertokoan (daerah komersial), air limbah

industri dan air limbah pertanian (Said, 2017).

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 (Notoatmodjo, 2011).

Air limbah industri umumnya terjadi sebagai akibat adanya

pemakaian air dalam proses produksi. Di industri, air umumnya memiliki

beberapa fungsi berikut:

a) Sebagai air pendingin, untuk memindahkan panas yang terjadi dari

proses industri

b) Untuk mentransportasikan produk atau bahan baku

c) Sebagai air proses, misalnya sebagai umpan boiler pada pabrik minuman

dan sebagainya

d) Untuk mencuci dan membilas produk dan/atau gedung serta instalasi

Page 2: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

8

Limbah 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 sama. Sedangkan limbah tidak

langsung terproduksi sebelum proses maupun sesudah proses produksi.

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

menggunakan tangki penahan dan bak pengaman. Untuk memperkirakan

jumlah air limbah yang dihasilkan oleh industri yang tidak menggunakan

proses basah diperkirakan sekitar 50 m3/ha/hari. Sebagai patokan dapat

dipergunakan pertimbangan bahwa 85 – 95% dari jumlah air yang

digunakan adalah berupa air limbah apabila industri tersebut tidak

menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

kembali air limbahnya, maka jumlahnya akan lebih kecil lagi (Said, 2017).

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. Karena itu setiap

parameter harus tersedia nilainya sebelum masuk sistem pengolahan dan

setelah limbah keluar system pengolahan harus diterapkan nilai-nilai

parameter kunci yang harus dicapai. Artinyaharus diungkapkan kualitas

Page 3: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

9

limbah sebelum dan sesudah limbah diolah dan apakah limbah ini

memenuhi syarat baku mutu.

Menurut Azwar (2012), untuk menentukan derajat pengotoran air

limbah industri, ada beberapa cara, yakni:

a) Mengukur adanya E.Coli dalam air. Ukuran yang dipakai biasanya

jumlah E.Coli untuk setiap ml air limbah. Jelaslah yang diukur disini

ialah bahan pengotor yang bersifat organis.

b) Mengukur suspended solid, yang biasanya dinyatakan dalam ppm.

c) Mengukur zat-zat yang mengendap dalam air limbah industri yang

dinyatakan dalam ppm.

d) Mengukur kadar oksigen yang larut yang dinyatakan dalam ppm.

Pengukuran kadar oksigen yang larut ini dianggap pokok karena dengan

diketahuinya kadar oksigen, dapat ditentukan apakah air tersebut dapat

dipakai untuk kehidupan, misalnya untuk memlihara ikan, tumbuhan

dan lain sebagainya. Ada beberapa cara yang dikenal untuk mengukur

kadar oksigen dalam air limbah industri, antara lain yaitu Kebutuhan

Oksigen Biologi (Biological Oxygen Demand), Kebutuhan Oksigen

Kimia (Chemical Oxygen Demand), dan Oksigen Terlarut (Dissolved

Oxygen).

2. Sumber Air Limbah

Menurut Said (2017), air limbah ini berasal dari berbagai

sumber, secara garis besar dapat dikelompokkan menjadi sebagai berikut:

1) Air buangan yang bersumber dari rumah tangga (domestic wastes

water), yaitu air limbah yang berasal dari pemukiman penduduk.

Page 4: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

10

Pada umumnya air limbah ini terdiri dari ekskreta (tinja dan air seni),

air bekas cucian dapur dan kamar mandi, dan umumnya terdiri dari

bahan-bahan organik.

2) Air buangan industri (industrial wastes water), yang berasal dari

berbagai jenis industri akibat proses produksi. Zat-zat yang

terkandung di dalamnya sangat bervariasi sesuai dengan bahan baku

yang dipakai oleh masing-masing industri, antara lain: nitrogen,

sulfida, amoniak, lemak, garam-garam, zat pewarna, mineral, logam

berat, zat pelarut, dan sebagainya. Oleh sebab itu, pengolahan jenis

air limbah ini, agar tidak menimbulkan polusi lingkungan menjadi

lebih rumit.

3) Air buangan kotapraja (municipal wastes water), yaitu air buangan

yang berasal dari daerah: perkantoran, perdagangan, hotel, restoran,

tempat-tempatumum, tempat-tempat ibadah, dan sebagainya. Pada

umumnya zat-zat yang terkandung dalam jenis air limbah ini sama

dengan air limbah rumah tangga.

Page 5: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

11

3. Komposisi Air Limbah

Menurut Nurhayati,dkk (2012), sesuai dengan sumber asalnya,

maka air limbah mempunyai komposisi yang sangat bervariasi dari setiap

tempat dan setiap saat. Akan tetapi, secara garis besar zat-zat yang terdapat

di air limbah data dikelompokkan seperti pada skema berikut ini:

Gambar 1

Skema Pengelompokan Bahan Yang Terkandung Di Dalam Air

4. Karakteristik Air Limbah

Ada beberapa karakteristik khas yang dimiliki air limbah menurut

Chandra (2012) :

a) Karakteristik Fisik

Air limbah terdiri dari 99,9% air, sedangkan kandungan bahan

padatnya mencapai 0,1% dalam bentuk suspense padat (suspended

solid) yang volumenya bervariasi antara 100-500 mg/l. Apabila

Air Limbah

Bahan Padat (0,1%) Air (99,9%)

Anorganik Organik

Butiran Garam Metal

Protein (65%) Karbohidrat (25%) Lemak (10%)

Page 6: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

12

volume suspensi padat kurang dari 100 mg/l air limbah disebut

lemah, sedangkan bila lebih dari 500 mg/l disebut kuat.

b) Karakteristik Kimia

Air limbah biasanya bercampur dengan zat kimia anorganik yang

berasal dari air bersih dan zat organik dari limbah itu sendiri. Saat

keluar dari sumber air limbah bersifat basa. Namun air limbah yang

sudah lama atau membusuk akan bersifat asam karena sudah

mengalami kandungan bahan organiknya telah mengalami proses

dekomposisi yang dapat menimbulkan bau tidak menyenangkan.

Komposisi campuran dari zat-zat itu dapat berupa:

1) Gabungan dengan nitrogen misalnya urea, protein, atau asam

amino.

2) Gabungan dengan non-nitrogen misalnya lemak, sabun, atau

karbohidrat.

c) Karakteristik bakteriologis

Bakteri patogen yang terdapat dalam air limbah biasanya termasuk

golongan E.coli.

5. Parameter Air Limbah

Menurut Kusnoputranto (2012), beberapa parameter yang digunakan

dalam pengukuran kualitas air limbah antara lain adalah:

a) Zat padat

Yang diukur dari kandungan zat padat ini adalah dalam bentuk

total solid, suspended solid dan disolved solid.

Page 7: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

13

1) Kandungan Zat organik

Zat organik di dalam penguraiannya, memerlukan oksigen dan

bantuan mikroorganisme. Salah satu penentuan zat organik

adalah dengan mengukur BOD (Biochemical Oxygen Demand)

dari air buangan tersebut. BOD adalah jumlah oksigen yang

dibutuhkan oleh bakteri untuk melakukan dekomposisi aerobik

bahan-bahan organik dalam larutan, dibawah kondisi waktu suhu

tertentu (biasanya lima hari pada suhu 200C).

2) Kandungan Zat anorganik

Beberapa komponen zat anorganik yang penting untuk

mengawasi kualitas air buangan antara lain : Nitrogen dalam

senyawaan Nitrat, Phosphor, H2O dalam zat beracun dan logam

berat seperti Hg, Cd, Pb dan lain-lain.

3) Gas

Adanya gas N2, O2 dan CO2 pada air buangan berasal dari udara

yang larut ke dalam air, sedangkan gas H2S, NH3, dan

CH4berasal dari proses dekomposisi air buangan. Oksigen di

dalam air buangan dapat diketahui dengan mengukur DO

(disolved oxygen). Jumlah oksigen yang ada di dalam sering

digunakan untuk menentukan banyaknya/ besarnya pencemaran

zat organik dalam larutan, makin rendah DO suatu larutan makin

tinggi kandungan zat organiknya.

4) Kandungan Bakteriologis

Page 8: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

14

Bakteri golongan Coli terdapat normal di dalam usus dan tinja

manusia. Sumber bakteri patogen dalam air berasal dari tinja

manusia yang sakit. Untuk menganalisa bakteri patogen yang

terdapat dalam air buangan cukup sulit, sehingga parameter

mikrobiologis digunakan perkiraan terdekat jumlah golongan

coliform (MPN/Most Probably Number) dalam sepuluh mili

buangan serta perkiraan terdekat jumlah golongan coliform tinja

dalam seratus mili air buangan.

5) pH (Derajat Keasaman)

Pengukuran pH berkaitan dengan proses pengolahan biologis

karena pH yang kecil akan lebih menyulitkan, disamping akan

mengganggu kehidupan dalam air bila dibuang ke perairan

terbuka.

6) Suhu

Suhu air buangan umumnya tidak banyak berbeda dengan suhu

udara, tapi lebih tinggi daripada air minum. Suhu dapat

mempengaruhi kehidupan dalam air. Kecepatan reaksi atau

pengurangan, proses pengendapan zat padat serta kenyamanan

dalam badan-badan air.

6. Tujuan Pengolahan Air Limbah Industri

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. Karena itu setiap

parameter harus tersedia nilainya sebelum masuk system pengolahan dan

Page 9: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

15

setelah limbah keluar sistem pengolahan harus ditetapkan nilai-nnilai

parameter yang harus dicapai. Artinya harus diungkapkan kualitas limbah

sebelum dan sesudah limbah diolah dan apakah limbah ini memenuhi syarat

baku mutu.

Menrut Azwar (2012), pengolahan air limbah pada dasarnya bertujuan

untuk:

1) Melindungi kesehatan anggota masyarakat dari ancaman

terjangkitnya penyakit. Hal ini mudah dipahami karena air limbah

sering dipakai sebagai tempat berkembangbiaknya pelbagai macam

bibit penyakit.

2) Melindungi timbulnya kerusakan tanaman, terutama jika air limbah

tersebut mengandung zat organis yang membahayakan kelangsungan

hidup.

3) Menyediakan air bersih yang dapat dipakain untuk keperluan hidup

sehari-hari, terutama jika sulit ditemukan air yang bersih.

7. Dampak Buruk Air Limbah Industri

Menurut Kusnoputranto (2012), sesuai dengan batasan dari air

limbah yang merupakan benda sisa, maka sudah barang tentu bahwa air

limbah merupakan benda yang sudah tidak dipergunakan lagi. Akan tetapi

tidak berarti bahwa air limbah tersebut tidak perlu dilakukan pengelolaan,

karena apabila limbah ini tidak dikelola secara baik akan dapat

menimbulkan gangguan, baik terhadap lingkungan maupun terhadap

kehidupan yang ada. Berikut beberapa dampak yang dapat diakibatkan oleh

pengolahan limbah yang tidak dikelola secara baik :

Page 10: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

16

1) Ganguan kesehatan

Air limbah dapat mengandung bibit penyakit yang dapat

menimbulkan penyakit bawaan air (waterbone disease). Selain itu di

dalam air limbah mungkin juga terdapat zat-zat berbahaya dan beracun

yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan bagi makhluk hidup yang

mengkonsumsinya. Adakalanya, air limbah yang tidak dikelola dengan

baik juga dapat menjadi sarang vektor penyakit (misalnya nyamuk,

lalat, kecoa, dan lain-lain).

2) Penurunan kualitas lingkungan

Air limbah yang dibuang langsung ke air permukaan (misalnya

sungai dan danau) dapat mengakibatkan pencemaran air permukaan

tersebut. Adakalanya, air limbah juga dapat merembes dalam air tanah,

sehingga menyebabkan pencemaran air tanah. Bila air tanah tercemar,

maka kualitasya akan menurun sehingga tidak dapat lagi digunakan

sesuai peruntukannya

3) Gangguan terhadap keindahan

Adakala nya air limbah mengandung polutan yang tidak

mengganggu kesehatan dan ekosistem, tetapi mengganggu keindahan.

Kadang-kadang air limbah dapat juga mengandung bahan-bahan yang

bila terurai menghasilkan gas-gas yang berbau. Bila air limbah jenis ini

mencemari badan air, maka dapat menimbulkan gangguan keindahan

pada badan air tersebut.

Page 11: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

17

4) Gangguan terhadap kerusakan benda

Adakalanya air limbah mengandung zat-zat yang dapat

dikonversi oleh bakteri anaerobic menjadi gas yang agresif seperti H2S.

Gas ini dapat mempercepat proses perkaratan benda yang terbuat dari

besi dan bangunan air kotor lainnya. Dengan cepat rusaknya air tersebut

maka biaya pemeliharaannya akan semakin besar juga, yang berarti

akan menimbulkan kerugian material.

Untuk menghindarkan terjadinya gangguan-ganguan diatas, air

limbah yang dialirkan ke lingkungan hatus memenuhi ketentuan seperti

yang disebutkan dalam Baku Mutu Air Limbah. Apabila air limbah tidak

memenuhi ketentuan tersebut, maka perlu dilakukan pengelolahan air

limbah sebelum mengalirkannya ke lingkungan.

8. Perhitungan Debit Air Limbah

Khusus untuk air limbah yang berasal dari industri, besarnya debit

tergantung dari jenis dan kapasitas produksi dari industri itu sendiri

sehingga tidak ada ketentuan baku untuk perhitungannya. Untuk air limbah

yang berasal dari domestik dapat dilakukan pendekatan rumus sebagai

berikut:

Keterangan:

Qr : Debit air limbah rata-rata (liter/detik)

Qair : Debit pemakaian air bersih (liter/detik)

Qr = (60-85%) X Q air bersih

Page 12: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

18

9. Perhitungan Debit Air Limbah Tercampur

Untuk saluran dengan sistem tercampur maka dalam perencanaan

harus memperhitungkan debit dari limpasan (runoff) air hujan. Perhitungan

debit limpasan dapat dilakukan dengan cara rumus rasional atau perhitungan

hidrograf. Rumus rasionalnya adalah sebagai berikut:

Dengan:

Q = debit limpasan rancangan (l/det)

C = koofisien pengaliran

I = intensitas hujan (mm/jam)

A = luas daerah aliran (ha)

2,78 = faktor konversi atau dalam satuan lain

Q = 0,278 C I A utk A < 0,8 km2

Dimana Q (m3/det), I (mm/jam), A (km2)

(Sumber : Kusnoputranto (2012))

B. Alternatif Biogas

1. Pengertian Biogas

Biogas adalah gas yang dihasilkan dari proses penguraian bahan-

bahan organic oleh mikroorganisme dalam keadaan anaerobik. Biogas

merupakan campuran beberapa gas dengan komponen utama adalah gas

metana (CH4) dan karbon dioksida (CO2), dengan sejumlah kecil uap air,

hydrogen sulfide (H2S), karbon monoksida (CO), dan nitrogen (N2)

(Hardoyo dkk, 2014)

Penggunaan biogas sebagai energy merupakan langkah yang perlu

didukung, mengingat energy yang dipakai saat ini sebagian besar berasal

Q = 2,78 C I A utk A < 80 ha

Page 13: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

19

dari energi fosil (minyak bumi). Ketersediaan bahan baku energi fosil akan

menipis dan tidak dapat diperbaharui. Disisi lain, peningkatan kebutuhan

energi bagi kelangsungan hidup manusia meningkat dengan tajam. Oleh

karena itu, perlu dikembangkan energi baru yang diproduksi dari bahan-

bahan yang dapat diperbaharui, seperti energi surya, energi angin, energyi

air, dan energi biomasa. Biogas adalah salah satu bentuk energi baru yang

ramah lingkungan dan dihasilkan dari bahan-bahan biomasa yang dapat

diperbaharui (Hardoyo dkk, 2014).

2. Proses Produksi Biogas

Menurut Haryati (2006), produksi gas metan akan terhenti pada

temperature 10oC. Produksi gas yang optimal terjadi pada temperature

mesofilik. Pada temperature diluar tersebut, biogas dihasilkan mempunyai

kandungan gas karbon dioksida yang cukup tinggi.

Proses produksi biogas dari bahan baku bahan-bahan organik dipengaruhi

oleh dua faktor, yaitu faktor biotik dan faktor abiotik. Faktor biotik berupa

jenis mikroorganisme dan jasad renik yang aktif dalam perombakan bahan

organik menjadi biogas. Faktor abiotik meliputi komposisi bahan baku,

temperature, pH dan keberadaan bahan beracun (Hardoyo dkk, 2014)

Perombakan bahan organik menjadi biogas juga dipengaruhi oleh

nisbah rasio C/N yang ada didalam bahan baku. Konsentrasi

mikroorganisme yang diperlukan juga terkait dengan ratio C/N. Bakteri

anaerobik mengonsumsi karbon sekitar 30 kali lebih cepat dibanding

mengonsumsi nitrogen. Menurut Suryati (2006), untuk proses anaerobik

rasio C/N haruslah sebesar 20-30. Apabila rasio C/N terlalu tinggi, nitrogen

Page 14: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

20

akan dikonsumsi dengan cepat oleh bakteri metanogen untuk memenuhi

kebutuhan pertumbuhannya dan hanya sedikit yang bereaksi dengan karbon.

Pada proses pemecahan anaerobik, bahan-bahan organic yang ada

dalam bahan baku merupakan sumber makanan mikroorganisme dan diubah

menjadi bahan-bahan teroksidasi, sel-sel mikroorganisme baru, energi, gas-

gas (CH4 dan CO2) serta produk-produk lainnya. Secara umum proses

pemecahan anaerobik dapat dituliskan sebagai berikut :

Mikroorganisme

Bahan Organik CH4 + CO2 + sel-sel baru + energy + produk

tanpa O2 (H2S, SO42-

, NO3-)

Menurut Lettinga (1994) dalam Hardoyo (2014), tahapan proses

pembentukan biogas dapat dibedakan menjadi 4 tahapan utama yaitu :

a. Hidrolisis (pemecahan polimer)

Tahap ini merupakan proses perombakan bahan organik yang

kompleks (polimer) menjadi unit yang lebih kecil (mono- dan oligomer).

Dimana perombakan ini diperankan oleh mikrobia fermentasi yang terdiri

dari mikrobia selulolitik, hemiselulolitik, amilolitik, lipolitik dan proteolitik

yang mampu merombak karbohidrat komplek termasuk selulosa dan

hemiselulosa, protein, serta lemak. Bakteri-bakteri selulolitik memegang

peranan penting dalam tahap ini, yaitu untuk sekresi selulase dengan

temperatur kerja optimum 50 – 60 oC (bakteri thermophilik) dan

temperatur 30 – 40 oC (bakteri mesophilik) serta bekerja pada kisaran pH

6-7.

Selama proses hidrolisis, polimer seperti karbonhidrat, lipid, asam

nukleat, dan protein dirubah menjadi glukosa, gliserol, purin, dan piridine.

Page 15: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

21

Mikroorganisme hidrolitik mengekskresi enzim hidrolitik, mengkonversi

biopolimer menjadi senyawa sederhana dan mudah larut seperti berikut:

Lipid lipase asam lemak, gliserol

Polisakarida selulase, selubinase, xylanase monosakarida

Protein protease asam amino

Senyawa tidak larut, seperti selulosa, protein, dan lemak dipecah

menjadi senyawa monomer (partikel yang larut dalam air) oleh exo-enzime

(enzim ekstraseluler) secara fakultatif oleh bakteri anaerob. Lipid diurai

oleh enzim lipase membentuk asam lemak dan giserol, sedangkan

polisakarida diurai menjadi monosakarida, Serta protein diurai oleh

protease menjadi asam amino.

Produk yang dihasilkan oleh hidrolisis, diuraikan lagi oleh

mikroorganisme yang ada dan digunakan untuk proses metabolisme

mereka sendiri. Hidrolisis karbonhidrat dapat terjadi dalam beberapa jam,

sedangkan hidrolisis protein dan lipid dapat terjadi dalam beberapa hari.

Sedangkan lignoselulosa dan lignin terdegradasi secara perlahan-lahan dan

tidak sempurna. Mikroorganisme anaerob fakultatif mengambil oksigen

terlarut yang terdapat di dalam air sehingga untuk mikroorganisme

anaerobik diperlukan potensial redoks yang rendah.

b. Asidogenesis

Pada tahap ini, monomer-monomer hasil proses hidrolisis

dikonversi menjadi senyawa organic sederhana, seperti asam lemak yang

mudah menguap (asam asetat, asam butirat dan asam propionate), asam

laktat, alcohol, CO2, H2, NH4-, HS

-. Pada tahap ini, konversi dilakukan

Page 16: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

22

oleh kelompok mikroorganisme yang kebanyakan adalah bakteri obligat

anaerob dan sebagian adalah bakteri anaerob fakultatif.

c. Asetogenesis (pembentukan asam organik)

Tahap pembentukan asam (asetogenesis) yaitu hasil dari tahap

hidrolisis dikonversi menjadi hasil akhir bagi produksi metana, yaitu berupa

asetat, hidrogen, dan karbondioksida yang dilakukan oleh mikrobia

asetogenik. Pembentukan asam asetat kadang-kadang disertai dengan

pembentukan karbondioksida atau hidrogen, tergantung kondisi oksidasi dari

bahan organik aslinya.

Asam amino terdegradasi melalui reaksi Stickland oleh Clostridium

Botulinum yaitu reaksi reduksi oksidasi yang melibatkan dua asam amino

pada waktu yang sama, satu sebagai pendonor hidrogen, dan yang lainnya

sebagai akseptor. Berikut tabel degradasi senyawa pada tahap asetogenesis.

Produk akhir dari aktivitas metabolisme bakteri ini tergantung dari

substrat awalnya dan pada kondisi lingkungannya. Bakteri yang terlibat dalam

asidifikasi ini merupakan bakteri yang bersifat anaerobik dan merupakan

penghasil asam yang dapat tumbuh pada kondisi asam. Bakteri penghasil

asam mencipatakan suatu kondisi anaerobik yang penting bagi

mikroorganisme penghasil metan.

d. Metanogenesis (produksi metan)

Tahap produksi metan biasa disebut dengan tahap metanogenesis.

Pada tahap ini terbentuk metana dan karbondioksida oleh adanya aktivitas

metanogenik. Metana dihasilkan dari asetat atau dari reduksi

karbondioksida oleh mikrobia asetogenik dengan menggunakan hidrogen.

Pada digester, beberapa jenis mikrooganisme metanogenik dapat

Page 17: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

23

melakukan sintesis gas hidrogen dan CO2 menjadi gas metana. Mikrobia

metana yang bersifat anaerob tersebut akan membentuk CH4 dan CO2

melalui fermentasi asam asetat atau mereduksi gas CO2 dengan cara

menggunakan hidrogen yang merupakan produk mikrobia lain.

Bakteri metanogenesis sangat peka terhadap lingkungan,

dikarenakan bakteri ini harus dalam keadaan anaerob, sehingga sejumlah

kecil oksigen dapat menghalangi pertumbuhannya. Tidak hanya itu,

bakteri ini juga kekal terhadap seyawa yang memiliki tingkat oksidasi

tinggi seperti nitrit dan nitrat. Bakteri ini juga peka terhadap perubahan

pH, kisaran pH optimal untuk memproduksi metana adalah 7,0-7,2, namun

gas masih terproduksi dalam kisaran 6,6-7,6. Jika pH dibawah 6,6 akan

menjadi faktor pembatas bagi bakteri dan pH dibawah 6,2 akan

menghilangkan kemampuan bakteri metanogenik. Namun, dalam keadaan

demikian bakteri metanogenik tetap aktif hingga pH 4,5-5,0, sehingga

diperlukan buffer untuk menetralkan pH.

Beberapa senyawa racun bagi bakteri metanogenik, seperti

ammonia (lebih dari 1500-3000 mg/l) dari total ammonia nitrogen pada

pH diatas 7,4, ion ammonium (lebih dari 3000 mg/l dari total ammonia

nitrogen pada sembarang pH), sulfida terlarut (lebih dari 5-100 mg/l), serta

larutan garam dari beberapa logam seperti tembaga, seng, dan nikel. Pada

tahap ini, gas metana yang dihasilkan kisaran 70% CH4, 30% CO2, sedikit

H2 dan H2S. Berikut reaksi pembentukan gas metan:

2n(CH3COOH) 2nCH4(g) + 2nCO2(g)

Asam asetat gas metan gas karbondioksida

Page 18: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

24

3. Digester Pembuatan Biogas

Digester merupakan wadah atau tempat berlangsungnya proses

fermentasi limbah organik dengan bantuan mikroorganisme hingga

menghasilkan biogas. Digester merupakan sebuah reaktor yang dirancang

sedemikian rupa sehingga kondisi didalamnya menjadi anaerobik, sehingga

bisa memungkinkan proses dekomposisi anaerobik bisa terjadi. Limbah

harus ditampung dalam digester selama proses dekomposisi berlangsung

atau dengan kata lain sampai limbah tersebut menghasilkan biogas. Sistem

fermentasi pada digester dapat dibagi menjadi 3 yaitu batch, kontinyu, dan

semi-batch. Pada penelitian sistem fermentasi yang digunakan adalah sistem

batch. Batch Process merupakan fermentasi dengan cara memasukkan

media dan inokulum secara bersamaan ke dalam bioreactor dan pengambilan

produk dilakukan pada akhir fermentasi. Pada system fermentasi Batch, pada

prinsipnya merupakan sistem tertutup, tidak ada penambahan media baru,

tidak ada penambahan oksigen dan aerasi, antifoam dan asam atau basa

dengan cara kontrol pH.

Batch fermentation banyak diterapkan dalam dunia industri, karena

kemudahan dalam proses sterilisasi dan pengontrolan alat. Selain itu juga

pada cara batch yang bisa diaplikasikan di Industri etanol karena dapat

menghasilkan kadar etanol yang tinggi. Namun kendala menggunakan cara

batch adalah pada proses batch hanya terjadi satu siklus dimana

pertumbuhan bakteri dan produksi gas metan semakin lama semakin

menurun karena tidak ada substrat baru yang ditambahkan dalam reactor.

Page 19: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

25

Bioreaktor tipe Batch memiliki keuntungan yaitu dapat digunakan

ketika bahan tersedia pada waktu-waktu tertentu dan bila memiliki

kandungan padatan tinggi (25%). Bila bahan berserat/sulit untuk diproses,

tipe batch akan lebih cocok dibanding tipe aliran kontinyu (continous flow),

karena lama proses dapat ditingkatkan dengan mudah. Bila proses terjadi

kesalahan, misalnya karena bahan beracun, proses dapat dihentikan dan

dimulai dengan yang baru.

Volume digester yang dibutuhkan untuk mencerna bahan dapat

dihitung untuk mencerna bahan dapat dihitung sebagai berikut :

Vd = Wp x Ab

Selain itu, diperhitungkan ruang gas sebesar 20% dari volume total

biodigester, sehingga :

Vt = Vd + 20% Vt

80% Vt = Vd

Vt = Vd / 80%

Vt = (Wp x Ab) / 80%

Dengan diketahui :

Vd = Volume digester (liter)

Wp = Waktu proses mencerna bahan (hari)

Ab = Aliran bahan (liter/hari)

Vt = Volume total digester (liter)

Page 20: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

26

4. Potensi Air Limbah Industri Tahu sebagai Biogas

Air limbah industri tahu merupakan limbah organik dan proses

pengolahannya dapat dilakukan secara biologi. Proses pengolahan secara

biologi merupakan suatu proses pengolahan limbah dengan memanfaatkan

mikroorganisme seperti bakteri untuk mendegradasi kandungan yang ada

pada air limbah industri tahu. Sebagian besar air limbah yang dihasilkan

oleh industri pembuatan tahu adalah cairan kental yang terpisah dari

gumpalan tahu yang disebut air dadih. Cairan ini mengandung kadar protein

yang tinggi dan dapat segera terurai.

Air limbah ini sering dibuang secara langsung tanpa pengolahan

terlebih dahulu sehingga menghasilkan bau busuk dan mencemari sungai

ataupun air sumur di sekitar lokasi industri tahu seperti pada Gambar 3.

Untuk itu penanganan yang tepat bagi limbah harus segera dilakukan untuk

meminimalisir pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh air limbah

industri tahu ini.

5. Instalasi Pengolah air limbah (IPAL) biogas

Salah satu teknologi yang telah terbukti efektif dan efisien serta

cocok dengan karakteristik limbah industri tahu adalah IPAL bio-digester

atau bio-gas. Biodigester merupakan sebuah tabung tertutup tempat limbah

organik difermentasikan sehingga meningkatkan kandungan bahan penyubur

dari limbah organik tersebut sekaligus menghasilkan gas-bio untuk

keperluan rumah tangga.

Page 21: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

27

Manfaat penggunaan sistem reaktor biogas antara lain:

a. mengurangi pencemaran air;

b. mengurangi emisi GRK;

c. mengurangi bau yang tidak sedap;

d. meningkatkan kebersihan lingkungan kerja; dan

e. mencegah penyebaran penyakit.

Berdasarkan penelitian Lembaga Penelitian Teknologi Pedesaan

(LPTP), penggunaan teknologi Dewats dalam pengolahan limbah industri

tahu dapat menurunkan beban pencemar COD dan BOD sampai dengan

90% (sembilan puluh perseratus).

Sistem yang digunakan dalam IPAL biogas industri tahu sebagai berikut:

a. inlet;

b. bak equalisasi;

c. digester;

d. bak peluapan;

e. baffle reactor;

f. anaerobik filter;

g. alat pengurasan; dan

h. outlet.

Ketentuan pengadaan:

Kabupaten/kota yang akan melaksanakan kegiatan ini harus memperhatikan:

Page 22: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

28

a. Melakukan survey lapangan untuk mendapatkan informasi mengenai

lokasi, jumlah pelaku industri dan/atau pemilik ternak, persebaran,

dan keberadaan kelembagaan para pengusaha industri tahu;

b. Lahan yang akan digunakan mempunyai kepemilikan yang jelas dan

luasan yang mencukupi untuk lokasi ipal biogas industri tahu;

c. Melakukan replikasi model ipal biogas industri tahu yang telah

dikembangkan oleh kementerian lingkungan hidup dan kehutanan;

d. Melakukan pemantauan dan evaluasi pemanfaatan peralatan secara

berkala, untuk mengetahui hasil (output) dan perhitungan kontribusi

pemanfaatannya (outcome) terhadap penurunan beban limbah dan

jumlah energi yang dihasilkan; dan

e. Untuk mendukung pembangunan dan pemanfaatan IPAL biogas

industri tahu secara optimal, kabupaten/kota diharapkan dapat

melaksanakan beberapa hal antara lain:

1) Sosialisasi kepada para pengusaha mengenai cara kerja IPAL

biogas industri tahu, cara pengoperasian dan perawatannya;

2) Melakukan pengawasan pembangunan;

3) Melakukan pembinaan kepada para peternak dalam

pengoperasian dan perawatan IPAL biogas industri tahu;

4) Melakukan pemantauan kinerja IPAL biogas industri tahu; dan

5) Melakukan evaluasi dan analisis kinerja IPAL biogas industri

tahu.

Page 23: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

29

Dalam pembuatan biogas pertimbangan desain teknis perlu

dilakukan. Beberapa faktor yang mempengaruhi pemilihan desain dan model

instalasi biogas, antara lain adalah :

a. Desain sederhana, dalam hal konstruksi, operasional dan perawatan

b. Bahan baku mudah didapat, jenis bahan baku yang dapat

digunakan adalah bahan bangunan dan bahan fabrikan (fiber)

c. Mudah diperbaiki, aman dan bila memungkinkan mudah

dipindahkan

d. Harga terjangaku, umur pemakaiannya lama

Gambar 2. Desain Instalasi Biogas yang dikeluarkan

Peraturan Menteri yang dapat dilihat dibawah ini

Page 24: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

30

Gambar 3. Ilustrasi Gambar Teknis IPAL Biogas Industri Tahu

Sumber : (PERMEN LHK RI No P.11/MENLHK/SETJEN/KUM.2017)

Page 25: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

31

Penentuan kapasitas IPAL yang dirancang didasarkan pada volume air

limbah produksi dikalikan dengan waktu tinggal yang biasanya 3 hari, sebagai

berikut :

Volume limbah per hari (m3/hari) = jumlah bahan baku kedelai (kg/hari) x 15 liter

Kapasitas IPAL (m3) = volume limbah (m

3/hari) x 3 hari waktu tinggal

Tabel 1. IPAL Biogas Industri Tahu

No Volume air limbah

(m3/hari) Jari-Jari

Luas lahan

Digester IPAL Total Lahan

1 2 1,6 m 4,2 m x 6,2 m 2,5 m x 2,5 m 4,2 m x 8,7 m

2 3 1,8 m 4,6 m x 6,6 m 2,5 m x 3 m 4,6 m x 9,6 m

3 4 2 m 5 m x 7 m 4,5 m x 2,5 m 5 m x 9,5 m

4 6 2,3 m 5,6 m x 7,6 m 3,5 m x 4,5 m 5,6 m x 12,1 m

5 8 2,5 m 6 m x 8 m 3,5 m x 5 m 6 m x 14 m

6 10 2,7 m 6,4 m x 8,4 m 3,5 m x 6 m 6,4 m x 14,4 m

7 12 2,8 m 6,6 m x 8,6 m 3,5 m x 7 m 6,6m x 15,6 m

8 14 3 m 7 m x 9 m 7 m x 5 m 7 m x 14 m

9 16 3,1 m 7,2 m x 9,2 m 7 m x 5,5 m 7,2 m x 14,7 m

10 18 3,3 m 7,6 m x 9,6 m 7 m x 6 m 7,6 m x 15,6 m

11 20 3,4 7,8 m x 9,8 m 7 m x 6,5 m 7,8 m x 16,3 m

(PERATURAN MENTERI LINGKUNGAN HIDUP DAN KEHUTANAN

REPUBLIK INDONESIA NOMOR P.11/MENLHK/SETJEN/KUM.1/1/2017)

6. Perencanaan dan perhitungan desain

a. Bak Equalisasi

Bak equalisasi didesain berdasarkan kapasitas debit harian

maksimum yang mengacu pada debit jam puncak sebagai upaya antisipasi

debit yang tinggi, yang dilengkapi dengan pompa untuk mengontrol debit

yang akan masuk ke proses pengolahan selanjutnya.

Volume dan Dimensi Bak :

Volume bak = Q x dt = m3

Dimensi bak = P x L x T = m3

b. Bak Digester

Volume bak = Q x dt = m3

Page 26: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

32

Dimensi bak = ¼ x π x r2 x t

c. Bak pelimpahan

Volume bak = Q x dt = m3

Dimensi bak = P x L x T = m3

d. Bak Slurry

Volume bak = bahan baku perhari x timbulan slurry

Dimensi bak = P x L x T = m3

C. Proses Pembuatan Tahu Tempe

Tahu tempe merupakan produk makanan yang tingkat produksinya

relatif tinggi. Tahu tempe mempunyai nilai gizi yang tinggi, dimana dalam

100 gram tahu tempe mengandung kalori 68 kalori; protein 7,8 gram; lemak

4,6 gram; hidrat arang 1,6 gram; kalsium 124 mg; fosfor 63 mg; besi 0,8 mg;

vitamin B 0,06 mg; air 84,8 gram (Hidayat, 2011). Produksi tahu tempe

masih dilakukan dengan teknologi yang sederhana yang sebagian dibuat

oleh para pengrajin sendiri dan dalam skala industri rumah tangga atau

industri kecil, sehingga tingkat efisiensi penggunaan sumber daya yaitu air

dan bahan kedelai dirasakan masih rendah dan tingkat produksi limbahnya

sangat tinggi. Air buangan dari proses pembuatan tahu ini menghasilkan

limbah cair yang menjadi sumber pencemaran bagi manusia dan lingkungan.

Limbah tersebut, bila dibuang ke perairan tanpa pengolahan terlebih

dahuludapat mengakibatkan kematian makhluk hidup dalam air termasuk

mikroorganisme (jasad renik) yang berperan penting dalam mengatur

keseimbangan biologis air. Oleh karena itu penanganan limbah cair secara

dini mutlak perlu dilakukan untuk mengurangi pencemaran.

Page 27: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

33

Langkah-langkah dalam proses pembuatan tempe adalah sebagai berikut:

Gambar 4

Proses Pembuatan Tempe

Sumber : Hidayat (2011)

Memilih Biji Kedelai Yang Berkualitas Baik

Cuci Biji Kedelai Selama 1 Jam

Rebus Biji Kedelai Selama 2 Jam

Rendam Biji Kedelai Dengan Air Hangat selama 2 jam

Rendam Kembali Biji Kedelai Dengan Air

Dingin Selama 12 Jam

Setelah Di Rendam, ratakan tipis-tipis Kedelai

di wadah (tampah)

Kedelai dicampur dengan ragi untuk

mempercepat/merangsang pertumbuhan jamur selama

20 menit

Campuran tersebut dicetak pada loyang atau cetakan

kayu dengan lapisan plastik atau daun yang akhirnya

dipakai sebagai pembungkus

Campuran kedelai yang telah dicetak/didalam plastik

diratakan permukaannya dan dihamparkan di atas rak

selama 24 jam.

Page 28: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

34

Langkah-langkah dalam proses pembuatan tahu adalah sebagai berikut:

Gambar 5

Proses Pembuatan Tahu

Sumber : Hidayat (2011)

D. Air Limbah Industri Tahu Tempe

Limbah industri tahu tempe terdiri dari dua jenis, yaitu limbah cair

dan padat. Dari kedua jenis limbah tersebut, limbah cair merupakan bagian

terbesar dan berpotensi mencemari lingkungan. Sebagian besar air limbah

yang dihasilkan bersumber dari cairan kental yang terpisah dari gumpalan

Pilih kedelai yang bersih dan besar ukurannya,kemudian

cuci sampai bersih

Rendam kedelai dalam air bersih selama 8

jam,usahakan semua kedelai terendam

Hancurkan kedelai dengan cara ditumbuk dan

secara perlahan tambahkan air sedikit demi

sedikit sehingga kedelainya berbentuk bubur

Masak bubur kedelai menggunakan tungku

atau kompor.Apabila kedelai sudah masak

maka ditandai dengan gelembung kecil.

Saring bubur kedelai tersebut dengan asam cuka

secukupnya,sambil diaduk secara perlahan. Proses ini

akan menghasikan gumpalan tahu

Endapkan tahu itu,kemudian siap untuk dicetak

sesuai keinginan kita

Page 29: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

35

tahu tempe pada tahap proses penggumpalan dan penyaringan yang disebut

air didih atau whey. Sumber limbah cair lainnya berasal dari proses sortasi

dan pembersihan, pengupasan kulit, pencucian, penyaringan, pencucian

peralatan proses dan lantai. Jumlah limbah cair yang dihasilkan oleh

industri pembuatan tahu tempe sebanding dengan penggunaan air untuk

pemrosesannya. Menurut Hidayat (2011) jumlah kebutuhan air proses dan

jumlah limbah cair yang dihasilkan dilaporkan berturut-turut sebesar 45 dan

43,5 liter untuk tiap kilogram bahan baku kacang kedelai. Pada beberapa

industri tahu tempe, sebagian kecil dari limbah cair tersebut (khususnya air

dadih) dimanfaatkan kembali sebagai bahan penggumpal. Perincian

penggunaan air dalam setiap tahapan proses dapat dilihat pada tabel di

bawah.

Tabel 2 Perkiraan Kebutuhan Air Pada Pengolahan

Tahu Tempe Dari 3 Kg Kedelai

Tahap Proses Kebutuhan Air (Liter)

Pencucian

Perendaman

Penggilingan

Pemasakan

Pencucian ampas

Perebusan

10

12

3

30

50

20

Jumlah 135

Sumber : Hidayat (2011)

Limbah cair atau air buangan suatu industri merupakan air yang

tidak dapat dimanfaatkan lagi serta dapat menimbulkan dampak yang

buruk terhadap manusia dan lingkungan. Keberadaan limbah cair sangat

tidak diharapkan di lingkungan karena tidak mempunyai nilai ekonomi.

Page 30: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

36

Maka itu, pengolahan yang tepat bagi limbah cair sangat diutamakan agar

tidak mencemari lingkungan.

Air limbah industri tahu tempe mengandung bahan-bahan organik

kompleks yang tinggi terutama protein dan asam-asam amino (EMDI -

Bapedal, 1994) dan bentuk padatan tersuspensi maupun terlarut (BPPT,

1997a). Adanya senyawa-senyawa organik tersebut menyebabkan limbah

cair industri tahu tempe mengandung BOD, COD dan TSS yang tinggi

yang apabila dibuang ke perairan tanpa pengolahan terlebih dahulu dapat

menyebabkan pencemaran.

E. Karakteristik Air Limbah Industri Tahu Tempe

Secara umum karakteristik air buangan dapat digolongkan atas

sifat fisika, kimia, dan biologi. Akan tetapi, air buangan industri biasanya

hanya terdiri dari karakteristik kimia dan fisika. Menurut Supriono (2011),

parameter yang digunakan untuk menunjukan karakter air buangan industri

adalah :

1) Parameter fisika, seperti kekeruhan, suhu, zat padat, bau dan lain-lain

2) Parameter kimia,dibedakan atas :

Kimia Organik : kandungan organik (BOD, COD, TOC), oksigen

terlarut (DO),minyak/lemak, Nitrogen-Total(N-Total), dan lain-

lain.

Kimia Anorganik : pH, Ca, Pb, Fe, Cu, Na, sulfur, H2S, dan lain-

lain.

Page 31: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

37

Beberapa karakteristik limbah cair tahu tempe yang penting antara lain :

1) Total Suspended Solid (TSS)

TSS adalah jumlah berat dalam mg/l kering lumpur yang ada

dalam limbah setelah mengalami pengeringan. Penentuan zat padat

tersuspensi (TSS) berguna untuk mengetahui kekuatan pencemaran air

limbah domestic, dan juga berguna untuk penentuan efisiensi unit

pengolahan air (BAPPEDA, 2013).

2) Biological Oxygen Demand (BOD)

BOD merupakan parameter yang digunakan untuk menilai

jumlah zat organik yang terlarut serta menunjukkan jumlah oksigen yang

diperlukan oleh aktivitas mikroba dalam menguraikan zat organik secara

biologis di dalam air limbah. Air Limbah industri tahu mengandung

bahan-bahan organik terlarut yang tinggi.

3) Chemical Oxygen Demand (COD)

Chemical Oxygen Demand (COD) atau kebutuhan oksigen kimia

adalah sejumlah oksigen yang dibutuhkan agar bahan buangan yang ada

dalam air dapat teroksidasi melalui reaksi kimia. Jika kandungan

senyawa organik dan anorganik cukup besar, maka oksigen terlarut di

dalam air dapat mencapai nol sehingga tumbuhan air, ikan-ikan dan

hewan air lainnya yang membutuhkan oksigen tidak memungkinkan

hidup.

4) Nitrogen Total (N-Total)

Yaitu fraksi bahan-bahan organik campuran senyawa kompleks

antara lain asam-asam amino, gula amino, dan protein (polimer asam

Page 32: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

38

amino). Dalam analisis limbah cair N-Total terdiri dari campuran N-

organik, N-amonia, nitrat dan nitrit. Nitrogen organik dan nitrogen

amonia dapat ditentukan secara atlantik menggunakan metode Kjeldahl,

sehingga lebih lanjut konsentrasi keduanya dapat dinyatakan sebagai

Total Kjeldahl Nitrogen (TKN). Senyawa-senyawa N-Total adalah

senyawa-senyawa yang mudah terkonversi menjadi amonium (NH4+)

melalui aksi mikroorganisme dalam lingkungan air atau tanah.

5) Power of Hydrogen (pH)

pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan

tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Ia

didefinisikan sebagai kologaritma aktivitas ion hidrogen (H+) yang

terlarut. Air limbah industri tahu sifatnya cenderung asam, pada keadaan

asam ini akan terlepas zat-zat yang mudah menguap. Hal ini

mengakibatkan limbah cair industri tahu mengeluarkan bau busuk.

F. Penelitian Terkait

1) Penelitian Indah Nurhayati, Pungut AS, dan Sugito tentang Pengolahan

air limbah pabrik tempe dengan biofilter di Industri tempe Bapak

Karipan di Desa Sedenganmijen Kecamatan Krian Kabupaten Sidoarjo

Jawa Timur, menyebutkan bahwa Hasil analisis Sebelum dilakukan

pengolahan Limbah cair industri tempe menggangu lingkungan sekitar,

terutama menyebabkan bau busuk dan air sungai menjadi keruh.

Keadaan ini disebabkan karena kualitas air limbah industri tempe sangat

jelek, beban pencemarnya sangat tinggi. Limbah cair industri tempe

sangat khas dengan karakteristik TSS, BOD, COD yang tinggi, pH asam,

Page 33: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

39

bersifat biodegradable (dapat diuraikan oleh mikroorganisme) dan

berpotensi menimbulkan bau busuk dari H2S. Setelah diolah dengan

biofilter diperoleh hasil yang sangat memuaskan dengan efisiensi

penurunan rata-rata 98 %, untuk parameter BOD, COD, TSS, sehingga

efluen yang dibuang ke sungai sudah memenuhi baku mutu sesuai

dengan SK. Gub. Jatim No. 136 tahun 1994, tentang Baku Mutu Limbah

Cair Industri. Hal ini disebabkan karena IPAL biofilter aerob anaerob

proses kerjanya memanfaatkan kehidupan mikroorganisme untuk

menguraikan polutan.

2) Penelitian Marhadi tentangPerencanaan Instalasi Pengolahan Air Limbah

(IPAL) Industri tahu di kecamatan dendang kabupaten Tanjung Jabung

Timur menunjukkan bahwa Hasil analisis laboratoriuam lingkungan

hidup daerah 2015. limbah cair pabrik tahu Bapak Ahmad Yamin

Kecamatan Dendang adalah pH 5.34, TSS 329 mg/l mg/l, NH3-N 3.487

mg/l, BOD 581 mg/l, COD 1228 mg/l, NO3 1,3629 mg/l, NO2 1,3771

mg/l. Berdasarkan hasil pengujian tersebut ternyata limbah cair industri

tahu tidak memenuhi baku mutu limbah cair yang sesuai dengan

KEPMEN LH NO 51 Tahun 1995. Hal ini yang mendukung

untukilakukan perencanaan instalasi pengolahan air limbah (IPAL)

dengan tujuan agar limbah cair yang dihasilkan tidak langsung dibuang

ke sungai melainkan harus diolah terlebih dahulu.

3) Berdasarkan hasil studi Balai Riset dan Standarisasi terhadap

karakteristik air buangan industri tahu tempe di Medan (Bappeda,

Medan, 1993), diketahui bahwa limbah cair industri tahu tempe rata-rata

Page 34: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

40

mengandung BOD (4583 mg/l); COD (7050 mg/l), TSS (4743 mg/l) dan

minyak atau lemak 26 mg/l serta pH 6,1. Sementara menurut laporan

EMDI-Bapedal (1994) limbah cair industri tersebut rata-rata

mengandung BOD,COD dan TSS berturut-turut sebesar 3250, 6520, dan

1500 mg/l. Penggunaan bahan kimia seperti batu tahu (CaSO4) atau

asam asetat sebagai koagulan tahu tempe juga menyebabkan limbah cair

tahu mengandung ion-ion logam. Kuswardani (1985) melaporkan bahwa

limbah cair industri tahu mengandung Pb (0,24 mg/l); Ca(34,03 mg/l);

Fe (0,19 mg/l); Cu (0,12 mg/l) dan Na (0,59 mg/l).

G. KerangkaTeori

Kerangka teori merupakan suatu model yang menerangkan

bagaimana hubungan suatu teori dengan faktor-faktor penting yang telah

diketahui dalam suatu masalah tertentu. Kerangka teori disusun berdasarkan

tinjauan pustaka (Notoatmodjo, 2014)

Gambar 6

Kerangka Teori

Peraturan Menteri Lingkungan Hidup RI No.5

Tahun 2014 (Said & Wahjono, 2013)

PROSES INPUT OUTPUT

Perencanaan

IPAL (Instalasi

Pengolahan Air

limbah)

Bahan Baku

Kedelai Pengolahan

Proses produksi

Page 35: BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air limbah Industri 1. Pengertianrepository.poltekkes-tjk.ac.id/516/8/BAB II.pdf · menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan

41

H. Kerangka Konsep

Kerangka konsep adalah suatu uraian dan visiualisasi hubungan atau

kaitan antara konsep satu terhadap konsep yang lainnya, atau antara

variabel yang satu dengan variabel yang lain dari masalah yang ingin

diteliti. (Notoatmodjo, 2014). Kerangka konsep dalam penelitian ini adalah:

Gambar 7

Kerangka Konsep

OUTPUT PROSES INPUT

- Pemeriksaan sarana

pengelolaan air

limbah

- Pemeriksaan kualitas

air limbah (BOD5,

COD, TSS, pH)

- Perhitungan debit air

limbah

- Limbah Cair

yang sudah

diolah

- Gambar Teknik

IPAL

- Anggaran

Biaya

Perencanaan

IPAL dengan

metode biogas