7
20 ISSN 0216 - 3128 Isyuniarto, dkk.. PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU DENGAN TEKNIK LUCUTAN PLASMA Isyuniarto, Widdi Usada, Suryadi, Agus Purwadi Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan–BATAN ABSTRAK PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU DENGAN TEKNIK LUCUTAN PLASMA Telah dilakukan pengolahan limbah cair industri tahu dengan teknik lucutan plasma. Sebagai cuplikan diambil limbah cair hasil proses pebuatan tahu industri rumah tangga di daerah Klaten, Jawa Tengah. Sebelum diproses lebih lanjut, limbah awal disaring terlebih dahulu dengan lapisan pasir, untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang ada dalam limbah. Kemudian kedalamnya ditambahkan tawas dengan variasi : 0%, 1%, 2%, 3%, dan 4% (% berat), setelah itu pH limbah dibuat 8 dengan penambahan susu kapur. Setiap perlakuan diozonisasi 20 menit. Setelah diperoleh berat tawas optimum, dilanjutkan variasi pH dari : 8. 9, 10, 11 dan 12. kemudian dilanjutkan lagi dengan variasi waktu ozonisasi dari : 15’, 20’, 25’, dan 30’. Dari penelitian ini dapat diambil kesimpulan bahwa pemakaian bahan koagulan tawas yang dikombinasikan dengan proses ozonisasi dapat menurunkan nilai BOD, COD dan TSS limbah cair industri tahu dengan sangat signifikan, yaitu pada pemakaian tawas 1% (berat), pH 12 dan waktu ozonisasi 20 menit diperoleh nilai BOD, COD dan TSS yang memenuhi persyaratan air buangan dari suatu industri, yaitu sebesar berturut-turut 130 mg/L, 180 mg/L dan 265 mg/L. ABTRACT TOFU INDUSTRIAL LIQUID WASTE PROCESSING WITH PLASMA DISCHARGE TECHNIQUE. Tofu industrial liquid waste processing with plasma discharge technique have been done. As smple was taken by liquid waste result of brand tofu process home industry in Klaten, Central Java. Before processed furthermore, waste of early filtered beforehand with the sand coat, to eliminate the existing dirt in waste. Later then enhanced by alum with the variation of : 0%, 1%, 2%, 3%, and 4 (% heavy), afterwards pH waste made by 8 with the milk addition calcify. Each every treatment ozonisation 20 minute. After obtained by a optimum alum weight, continued by variation of pH from 8. 9, 10, 11 and 12, later then gone on to with the variation of time ozonisation from : 15', 20', 25', and 30'. From this research can be taken conclusion that usage of substance of alum combined with the process ozonisation can degrade the value BOD, COD and TSS industrial liquid waste know considerably signifikan, that is at alum usage 1% (heavy), pH 12 and time of ozonisation 20 minute obtained value BOD, COD and TSS fulfilling conditions irrigate the discard from a industry, that is equal to successively 130 mg / L, 180 mg / L and 265 mg / L. PENDAHULUAN edelai (Glycine max) sudah dibudidayakan sejak 1500 tahun SM dan baru masuk Indonesia, terutama Jawa sekitar tahun 1750. Kedelai paling baik ditanam di ladang dan persawahan antara musim kemarau dan musim hujan. Sedang rata-rata curah hujan tiap tahun yang cocok bagi kedelai adalah kurang dari 200 mm dengan jumlah bulan kering 3-6 bulan dan hari hujan berkisar antara 95-122 hari selama setahun. K Kacang-kacangan dan biji-bijian seperti kacang kedelai, kacang tanah, biji kecipir, koro, kelapa dan lain-lain merupakan bahan pangan sumber protein dan lemak nabati yang sangat penting peranannya dalam kehidupan. Kedelai yang dalam bahasa latinnya adalah Glicinemax merupakan merupakan bahan pangan yang memiliki kandungan gizi yang lebih tinggi daripada beras, jagung, tepung singkong, kacang hijau, daging, ikan segar, dan telur ayam, terutama protein dan karbohidrat. (1) . Kedelai mengandung protein 35% bahkan pada varitas unggul kadar proteinnya dapat mencapai 40-43%, (2) seperti pada Tabel 1. Kualitas protein kedelai termasuk paling unggul dibandingkan dengan jenis tanaman lain, bahkan hampir mendekati protein hewani. Hal ini disebabkan oleh banyaknya asam amino essensial yang terkandung dalam kedelai, seperti arginin, fenilalanin, histidin, isoleusin, leusin, metionin, treonin, dan triptopan. Asam-asam amino tersebut sangat diperlukan oleh tubuh untuk pertumbuhan dan perkembangan sel tubuh. Prosiding PPI - PDIPTN 2005 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU DENGAN …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/0216-3128-2006-3-020.pdflimbah cair hasil proses ... (% berat), setelah itu pH limbah dibuat 8

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU DENGAN …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/0216-3128-2006-3-020.pdflimbah cair hasil proses ... (% berat), setelah itu pH limbah dibuat 8

20 ISSN 0216 - 3128 Isyuniarto, dkk..

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU DENGAN TEKNIK LUCUTAN PLASMA

Isyuniarto, Widdi Usada, Suryadi, Agus PurwadiPusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan–BATAN

ABSTRAKPENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU DENGAN TEKNIK LUCUTAN PLASMA Telah dilakukan pengolahan limbah cair industri tahu dengan teknik lucutan plasma. Sebagai cuplikan diambil limbah cair hasil proses pebuatan tahu industri rumah tangga di daerah Klaten, Jawa Tengah. Sebelum diproses lebih lanjut, limbah awal disaring terlebih dahulu dengan lapisan pasir, untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang ada dalam limbah. Kemudian kedalamnya ditambahkan tawas dengan variasi : 0%, 1%, 2%, 3%, dan 4% (% berat), setelah itu pH limbah dibuat 8 dengan penambahan susu kapur. Setiap perlakuan diozonisasi 20 menit. Setelah diperoleh berat tawas optimum, dilanjutkan variasi pH dari : 8. 9, 10, 11 dan 12. kemudian dilanjutkan lagi dengan variasi waktu ozonisasi dari : 15’, 20’, 25’, dan 30’. Dari penelitian ini dapat diambil kesimpulan bahwa pemakaian bahan koagulan tawas yang dikombinasikan dengan proses ozonisasi dapat menurunkan nilai BOD, COD dan TSS limbah cair industri tahu dengan sangat signifikan, yaitu pada pemakaian tawas 1% (berat), pH 12 dan waktu ozonisasi 20 menit diperoleh nilai BOD, COD dan TSS yang memenuhi persyaratan air buangan dari suatu industri, yaitu sebesar berturut-turut 130 mg/L, 180 mg/L dan 265 mg/L.

ABTRACTTOFU INDUSTRIAL LIQUID WASTE PROCESSING WITH PLASMA DISCHARGE TECHNIQUE. Tofu industrial liquid waste processing with plasma discharge technique have been done. As smple was taken by liquid waste result of brand tofu process home industry in Klaten, Central Java. Before processed furthermore, waste of early filtered beforehand with the sand coat, to eliminate the existing dirt in waste. Later then enhanced by alum with the variation of : 0%, 1%, 2%, 3%, and 4 (% heavy), afterwards pH waste made by 8 with the milk addition calcify. Each every treatment ozonisation 20 minute. After obtained by a optimum alum weight, continued by variation of pH from 8. 9, 10, 11 and 12, later then gone on to with the variation of time ozonisation from : 15', 20', 25', and 30'. From this research can be taken conclusion that usage of substance of alum combined with the process ozonisation can degrade the value BOD, COD and TSS industrial liquid waste know considerably signifikan, that is at alum usage 1% (heavy), pH 12 and time of ozonisation 20 minute obtained value BOD, COD and TSS fulfilling conditions irrigate the discard from a industry, that is equal to successively 130 mg / L, 180 mg / L and 265 mg / L.

PENDAHULUANedelai (Glycine max) sudah dibudidayakan sejak 1500 tahun SM dan baru masuk

Indonesia, terutama Jawa sekitar tahun 1750. Kedelai paling baik ditanam di ladang dan persawahan antara musim kemarau dan musim hujan. Sedang rata-rata curah hujan tiap tahun yang cocok bagi kedelai adalah kurang dari 200 mm dengan jumlah bulan kering 3-6 bulan dan hari hujan berkisar antara 95-122 hari selama setahun.

K

Kacang-kacangan dan biji-bijian seperti kacang kedelai, kacang tanah, biji kecipir, koro, kelapa dan lain-lain merupakan bahan pangan sumber protein dan lemak nabati yang sangat penting peranannya dalam kehidupan. Kedelai yang dalam bahasa latinnya adalah Glicinemax

merupakan merupakan bahan pangan yang memiliki kandungan gizi yang lebih tinggi daripada beras, jagung, tepung singkong, kacang hijau, daging, ikan segar, dan telur ayam, terutama protein dan karbohidrat.(1). Kedelai mengandung protein 35% bahkan pada varitas unggul kadar proteinnya dapat mencapai 40-43%, (2) seperti pada Tabel 1.

Kualitas protein kedelai termasuk paling unggul dibandingkan dengan jenis tanaman lain, bahkan hampir mendekati protein hewani. Hal ini disebabkan oleh banyaknya asam amino essensial yang terkandung dalam kedelai, seperti arginin, fenilalanin, histidin, isoleusin, leusin, metionin, treonin, dan triptopan. Asam-asam amino tersebut sangat diperlukan oleh tubuh untuk pertumbuhan dan perkembangan sel tubuh.

Prosiding PPI - PDIPTN 2005Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2006

Page 2: PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU DENGAN …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/0216-3128-2006-3-020.pdflimbah cair hasil proses ... (% berat), setelah itu pH limbah dibuat 8

21 ISSN 0216 - 3128 Isyuniarto, dkk..

Tabel 1. Komposisi Kedelai per 100 gram Bahan

No Zat Gizi Kandungan

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9

10.

11.

Energi

Air

Protein

Lemak

Karbohidrat

Serat

Abu

Kalsium

Besi

Vitamin B1

Vitamin B2

400 kalori

10.2 gram

35.1 gram

17.7 gram

32.0 gram

4.2 gram

4.0 gram

22.6 gram

8.5 gram

0.66 gram

0.22 gram

Sumber : Direktorat Gizi Departemen Kesehatan RI, 2001

Kualitas protein kedelai termasuk paling unggul dibandingkan dengan jenis tanaman lain, bahkan hampir mendekati protein hewani. Hal ini disebabkan oleh banyaknya asam amino essensial yang terkandung dalam kedelai, seperti arginin, fenilalanin, histidin, isoleusin, leusin, metionin, treonin, dan triptopan. Asam-asam amino tersebut sangat diperlukan oleh tubuh untuk pertumbuhan dan perkembangan sel tubuh.

Banyak produk makanan yang dibuat dari bahan baku kedelai, diantaranya adalah tahu yang banyak dikonsumsi oleh masyarakat. Tahu merupakan suatu produk makanan berbentuk padatan dengan tekstur lunak, dibuat melalui proses pengolahan kedelai dengan cara mengendapkan protein, dengan atau tanpa penambahan bahan lain yang di ijinkan.(3)

Tahu berasal dari gumpalan protein yang dipadatkan dan mempunyai warna asli putih. Kepopulerannya bukan terbatas pada rasa yang enak, tetapi juga harganya terjangkau oleh masyarakat diberbagai tingkat ekonomi. Protein sering mengalaimi perubahan sifat setelah mengalami perlakuan tertentu dan belum mengakibatkan pemecahan ikatan kovalen, proses ini disebut denaturasi protein.(4) Sedangkan kandungan gizi tahu dapat dilihat pada Tabel 2.

Berdasarkan Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air, yang dimaksud dengan air limbah adalah sisa dari suatu hasil usaha dan atau kegiatan yang berwujud cair. Menurut

Metcalf & Eddy (2003)(5), berdasarkan titik sumbernya, mendefinisikan air limbah sebagai kombinasi cairan atau air atau limbah yang dihasilkan dari pemukiman, institusi, dan kegiatan komersial dan industri, yang bisa saja bercampur dengan air tanah, air permukaan, dan air hujan. Hal ini senada dengan definisi yang diberikan oleh Sugiharto (1987)(6), bahwa air limbah (wastewater) adalah kotoran dari masyarakat, dan rumah tangga dan juga yang berasal dari industri, air tanah, air permukaan, serta buangan lainnya.

Tabel 2. Kandungan gizi per 100 gram tahu

Komposisi GiziKadar per 100 gram

Kalori

Air

Protein

Lemak

Karbohodrat

Kalsium

Serat

Besi

Vitamin B1

Abu

63 Kal

86.7 gram

7.9 gram

4.1 gram

0.4 gram

150 gram

0.1 mg

2.2 mg

0.04 mg

0.9 mg

Sumber : Direktorat Gizi Departemen Kesehatan RI, 1989

Air limbah yang dihasilkan dari proses produksi industri tahu mengandung zat organik yang tinggi. Proses fermentasi kedelai pada pembuatan tahu telah merubah protein menjadi asam-asam amino, komponen rasa dan aroma, serta menghasilkan asam. Kandungan bahan kimia yang ada di air limbah dapat merugikan lingkungan melalui berbagai cara.(6) Untuk itu perlu diketahui kandungan zat kimia apa saja yang terdapat di dalam limbah cair suatu industri. Secara umum, karakteristik kimia limbah cair dapat dibedakan menjadi zat organik dan zat anorganik.(7) Bau dapat menunjukkan apakah suatu air limbah masih baru atau telah membusuk. Air limbah yang baru hampir tidak berbau. Bau-bauan yang busuk, menyerupai bau hidrogen sulfida menunjukkan adanya air limbah yang busuk. Bau disebabkan adanya campuran N, S, P, pembusukan protein dan bahan bahan organik lain yang terdapat dalam air limbah.(8)

Penyebab adanya bau busuk pada air limbah sebagian besar disebabkan oleh adanya bahan volatil, gas terlarut, hasil samping dari pembusukan bahan organik dan minyak utama dari mikro-

Prosiding PPI - PDIPTN 2005Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2006

Page 3: PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU DENGAN …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/0216-3128-2006-3-020.pdflimbah cair hasil proses ... (% berat), setelah itu pH limbah dibuat 8

Isyuniarto, dkk. ISSN 0216 - 3128 22

organisme.(6) Hal ini juga terjadi pada pabrik tahu yang berada di Klaten Jawa Tengah. Limbah yang dihasilkan oleh pabrik tahu tersebut telah mencemari lingkungan sekitarnya dengan bau yang tidak sedap bahkan sampai radius 1 kilometer, sehingga meresahkan masyarakat sekitarnya.

Salah satu manfaat uji BOD terhadap limbah cair adalah untuk menentukan apakah limbah diijinkan dibuang ke lingkungan.(7) Sedangkan uji COD digunakan untuk mengukur kadar materi organik air limbah dan air bersih. COD digunakan juga untuk mengukur materi organik pada industri dan limbah yang mengandung senyawa beracun untuk biotik. COD dalam limbah biasanya lebih tinggi dari BOD karena senyawa–senyawa lebih dapat dioksidasi secara kimia daripada secara biologi. COD lebih sering digunakan karena COD dapat ditentukan dalam waktu 3 jam, dibandingkan BOD yang memerlukan waktu 5 hari. COD biasa digunakan sebagai kontrol treatment plant dan operasi.(7) Disamping itu kontrol pH sangat penting dalam proses pengolahan air limbah, terutama untuk proses secara biologis. Effluen air buangan yang telah diolah dapat dibuang ke lingkungan bila telah memenuhi range pH 6.5-8.5.(7) Nilai pH yang normal untuk kehidupan di dalam air adalah netral, sekitar 6- 8. Bila terlalu rendah ataupun terlalu tinggi dapat mematikan kehidupan organisme dalam air.

Untuk ikut berperan aktif memecahkan problem nasional sesuai dengan kemampuan iptek yang dimiliki dalam pembuatan generator ozon dan aplikasinya(9) maka BATAN Yogyakarta ikut berpartisipasi menyumbangkan kemampuannya dalam memecahkan problem daerah khususnya dalam teknologi pengolahan limbah cair pabrik tahu, untuk disosialisasikan kepada masyarakat luas pada umumnya dan pada industri tahu pada khususnya.

Dalam hal ini teknologi pembuatan ozon yang digunakan adalah dengan metoda plasma lucutan terhalang dielektrik (dielectric barrier discharge)(10,11) atau karena lucutannya yang nyaris tak terdengar maka metode ini sering dikatakan metode plasma lucutan senyap. Untuk mendukung penyempurnaan aplikasi, dengan metode ini akan dirancang bangun ozonizer dengan keluaran daya 1.000 – 1.500 watt. Keunggulan teknologi lucutan senyap dibanding dengan teknologi sinar UV adalah efisiensi ozon yang dihasilkan lebih besar.

TATA KERJA

Bahan

Bahan yang digunakan adalah aquades, tawas, kapur dan cuplikan limbah cair industri tahu didaerah Klaten, Jawa Tengah.

AlatAlat ozonizer, pH meter digital, timbangan,

kertas saring, dan alat-alat gelas.

Cara Kerja

Menentuan berat tawas optimum− Kedalam limbah cair dimasukkan tawas 1% berat.

− pH limbah diatur sampai angka 8 dengan menambahkan kapur.

− Setelah itu dilakukan ozonisasi selama 20 menit.

− Dilakukan analisis BOD dan COD.

− Percobaan diulang dengan mengganti berat tawas menjadi 2%, 3%, dan 4%

Menentuan pH optimum− Kedalam limbah cair dimasukkan tawas dengan

berat yang optimum dari percobaan no. 1.

− pH limbah diatur sampai angka 8 dengan menambahkan kapur.

− Setelah itu dilakukan ozonisasi selama 20 menit.

− Dilakukan analisis BOD dan COD.

− Percobaan diulang dengan mengganti pH menjadi 9, 10, 11, dan 12.

Menentuan waktu ozonisasi optimum− Kedalam limbah cair dimasukkan tawas dengan

berat yang optimum dari percobaan no. 1.

− pH limbah diatur pada pH optimum dengan menambahkan kapur.

− Setelah itu dilakukan ozonisasi selama 10 menit.

− Dilakukan analisis BOD dan COD.

− Percobaan diulang dengan mengubah waktu ozonisasi menjadi 15’, 20’, 25’, dan 30’.

HASIL DAN PEMBAHASANTawas merupakan bahan koagulan yang

sering digunakan di pengolahan air minum ataupun pada air buangan domestik dan industri, ini disebabkan bahwa tawas dapat mengurangi

Prosiding PPI - PDIPTN 2006Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2006

Page 4: PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU DENGAN …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/0216-3128-2006-3-020.pdflimbah cair hasil proses ... (% berat), setelah itu pH limbah dibuat 8

23 ISSN 0216 - 3128 Isyuniarto, dkk..

konsentrasi warna, bau, kekeruhan. Sehingga nantinya diinginkan hasil akhir pengolahan air limbah yang cukup jernih. Dalam perlakuan limbah yang pertama ini digunakan koagulan tawas yang telah dihaluskan, sehingga dalam proses ozonisasi nantinya didapatkan hasil yang optimal. Semakin kecil ukuran butiran tawas maka daya penyerapnya semakin tinggi, karena luas kontaknya semakin luas.

Penambahan tawas sebagai koagulan dalam penelitian ini bertujuan untuk menurunkan pertikel yang banyak terkandung dalam air limbah pabrik tahu. Hal ini dikarenakan proses ozonasi tidak akan efektif jika masih terdapat banyak partikulat padat yang akan menghalangi reaksi antara ozon dengan zat organik dalam air limbah. Dengan turunnya kandungan partikulat padat dalam hal ini TSS, diharapkan proses ozonasi akan lebih efektif, karena ozon radikal akan langsung bertumbukan dengan zat organik dalam air limbah, dan megoksidasinya sehingga parameter pencemar dalam air limbah akan turun..

Pada penelitian ini, konsentrasi tawas optimum yang akan digunakan pada proses selanjutnya adalah 1% dari sampel air limbah. Konsentrasi 1% ini diperoleh berdasarkan hasil terbaik pada penelitian awal.

Berikut adalah grafik yang menunjukkan pengaruh penambahan berat tawas terhadap penurunan parameter BOD, COD, dan TSS limbah pabrik tahu.

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

7000

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 Penambahan tawas (% berat)

kons

entra

si (m

g/L)

BOD COD TSS

Gambar 1. Pengaruh penambahan tawas terhadap BOD, COD, dan TSS

Dari Gambar 1 dapat dilihat bahwa kondisi optimum penyisihan partikel organik dalam hal ini TSS sampel air limbah pabrik tahu terjadi pada penambahan tawas 1%.

Dari Gambar 1 tersebut menunjukkan bahwa pada penambahan tawas lebih dari 1% tidak diperoleh hasil yang optimal, tetapi kebalikannya, yaitu kenaikkan TSS meskipun tidak terlalu signifikan. Hal ini berlainan dengan hipotesa sebelumnya, bahwa semakin banyak konsentrasi tawas yang ditambahkan sebagai koagulan, maka

semakin banyak partikel padat tersuspensi yang disisihkan. Apabila dilihat dari efisiensi penambahan tawas (% berat) maka dapat dilihat pada Gambar 2 berikut.

-10 0

10 20 30 40 50 60 70 80

1 2 5 6 Percobaan

Efis

iens

i (%

)

pH BOD COD TSS

Gambar 2. Efisiensi penurunan BOD, COD, dan TSS pada variasi berat tawas

Dari Gambar 2 tersebut terlihat bahwa pada penambahan tawas 1%, terjadi penurunan kadar TSS optimum dengan efisiensi 70,5%. Gambar tersebut juga menunjukkan bahwa tidak selamanya penambahan tawas dalam air limbah dengan berat berlebih, akan semakin meningkatkan efisiensi reduksi TSS. Hal ini dikarenakan pada penambahan tawas dalam konsentrasi besar atau berlebih akan memicu kenaikan endapan tersuspensi pada air limbah, sehingga akan menimbulkan kenaikan TSS dalam air limbah tesebut. Dari Gambar 1 terlihat bahwa ozon memiliki peran besar dalam menurunkan BOD dan COD, karena ozon merupakan oksidator yang sangat kuat yaitu dengan adanya atom oksigen yang tidak stabil, sehingga sangat reaktif. Hal ini dapat diterangkan dalam reaksi berikut ini :

O2 + e- 2 O* …......….…… (1)

O* + O2 O3 ...................... (2)

Gambar 3. Reaksi pembentukan ozon (O3)

O* ini bersifat radikal sehingga apabila bertumbukan dengan air akan membentuk ion hidroksil (OH-) membentuk OH- radikal, yang kemudian pada gilirannya akan berperan dalam merombak ikatan-ikatan dari persenyawaan kimia, baik organik maupun anorganik yang terdapat dalam limbah, dengan demikian akan mengurangi jumlah oksigen yang terkandung didalam limbah tersebut.

Prosiding PPI - PDIPTN 2005Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2006

e-

Page 5: PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU DENGAN …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/0216-3128-2006-3-020.pdflimbah cair hasil proses ... (% berat), setelah itu pH limbah dibuat 8

Isyuniarto, dkk. ISSN 0216 - 3128 24

Proses ozonisasi akan lebih efektif pada pH lebih dari pada 7. Sedangkan baku mutu untuk pH pada air limbah berdasarkan Peraturan Daerah Propinsi Jawa Tengah No. 10 tahun 2004 tentang Baku Mutu Air Limbah adalah sebesar 6 – 9. Pada penelitian ini dilakukan variasi pH yaitu 8, 9, 10, 11, dan 12. Sedangkan waktu kontaknya adalah 20 menit, karena dengan waktu tersebut diharapkan proses ozonasi berlangsung tidak terlalu lama dan ozon sudah menyebar merata pada sampel air limbah. Selain itu pada percobaan selanjutnya yaitu penentuan waktu optimum, digunakan waktu kontak antara 10 – 30 menit, sehingga pada penentuan pH optimum kami ambil waktu 20 menit yang merupakan titik tengahnya. Dibawah ini adalah grafik pengaruh pH terhadap konsentrasi BOD, COD, dan TSS.

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

5,15 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 pH

Kos

entr

asi (

mg/

L)

BOD COD TSS

Gambar 4. Pengaruh pH terhadap BOD, COD, dan TSS

Berikut ini adalah grafik efisiensi pengaruh pH terhadap penurunan kadar BOD, COD dan TSS limbah pabrik tahu.

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 Percobaan

Efi

sie

nsi

( %

)

pH BOD COD TSS

Gambar 5. Efisiensi Penurunan BOD, COD, dan TSS pada variasi pH

Dari Gambar 4 dapat dilihat bahwa pada pH yang lebih tinggi, penurunan kadar BOD maupun COD lebih efektif, hal ini dikarenakan semakin tinggi pH air limbah, maka ion OH- radikal yang terbentuk semakin banyak, sehingga akan lebih efektif dalam oksidasi zat organik yang terkandung didalam air limbah tersebut. Pada pH > 7 ion OH-

yang ada dapat membentuk radikal bebas HO2 dan HO untuk mengoksidasi senyawa organik. Adapun

reaksi lengkap ozon dalam air adalah sebagai berikut :

O3 + H2O → HO+ + OH- ................................ (3)

HO+ + OH- → 2HO2 ...................................... (4)

O3 + HO2 → HO + 2O2 .................................. (5)

HO + HO2→ H2O + O2 .................................... (6)

Kapur yang ditambahkan untuk menaikkan pH air sampel adalah berupa CaO. Kapur ini banyak diperoleh dipasaran dengan harga yang murah, hal inilah yang menjadi pertimbangan menggunakan kapur untuk menaikkan pH sampel air limbah. Adapun reaksinya dalam air sebagai berikut :

CaO + H2O → Ca(OH)2 ......................... (7)

Ca(OH)2 → Ca2++ OH- ...................... (8)

Proses ozonisasi yang dilakukan, tidak dilakukan secara kontinu melainkan dilakukan secara catu (batch). Sampel yang digunakan sebanyak 500 ml pada tiap variasi waktunya. Data penurunan konsentrasi BOD, COD, dan TSS akibat proses ozonisasi dapat dilihat pada Gambar 6 berikut.

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

0 10 15 20 25 30 waktu (menit)

Kons

entra

si (m

g/L)

BOD COD TSS

Gambar 6. Pengaruh waktu ozonisasi terhadap BOD, COD, dan TSS

Dari data tersebut dapat dilihat terjadi penurunan yang cukup signifikan untuk parameter BOD dan COD. Kadar BOD turun menjadi 130 mg/L. Kadar BOD ini sudah memenuh baku mutu yang berlaku yaitu Peraturan Daerah Propinsi DIY No 10 tahun 2004. Untuk BOD, apabila dilihat dari tingkat penurunannya, terllihat cukup efektif dengan efisiensi sekitar 90,3% - 90,4% pada waktu kontak 20 menit. Efisiensi ini merupakan efisiensi proses ozonisasi sendiri, sedangkan efisiensi keseluruhan pada waktu kontak 20 menit proses ozonisasi berkisar antara 96,7% - 96,8%. Efisiensi ini masih bisa dinaikkan jika proses ozonisasi tidak hanya satu kali proses.

Sama halnya dengan BOD, kadar COD juga terjadi penurunan yang signifikan pada waktu kontak 20 menit, yaitu antara 91,1% - 91,2% menjadi 180 mg/L. Sedangkan untuk efisiensi pada waktu kontak

Prosiding PPI - PDIPTN 2006Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2006

Page 6: PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU DENGAN …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/0216-3128-2006-3-020.pdflimbah cair hasil proses ... (% berat), setelah itu pH limbah dibuat 8

25 ISSN 0216 - 3128 Isyuniarto, dkk..

20 menit proses ozonisasi secara keseluruhan adalah 97%. Pada parameter TSS untuk waktu kontak yang sama juga terjadi penurunan konsentrasi dari 1905 mg/L menjadi 265 mg/L. Sehingga dapat dihitung efisiensi proses secara keseluruhan, yaitu antara 86,1% - 86,4%. Sedangkan efisiensi ozon dalam menurunkan parameter TSS pada waktu kontak yang sama adalah 53,3% - 54,2%.

Hal ini dapat dipahami karena dengan semakin lama proses ozonisasi dilakukan, maka semakin banyak ozon dimasukkan ke dalam sampel limbah. Sehingga semakin banyak pula atom oksigen radikal dan hidroksil radikal yang ada dalam limbah. Akibatnya semakin banyak pula senyawa-senyawa organik yang teroksidasi, yang pada akhirnya akan menyebabkan turunnya BOD dan COD limbah. Dari hasil penelitian ini dapat dikatakan bahwa limbah aman dibuang ke lingkungan karena sudah memenuhi baku mutu yang ditetapkan dalam Peraturan Daerah Propinsi Jawa Tengah No 10 tahun 2004, yaitu batas maksimum untuk BOD = 150 mg/L, COD = 275 mg/L dan TSS = 100 mg/L.

KESIMPULANBerdasarkan hasil penelitian yang telah

dikemukakan dimuka, maka dapat diambil kesimpulan bahwa pemakaian bahan koagulan tawas dan kapur yang dikombinasikan dengan proses ozonisasi dapat menurunkan nilai BOD, COD dan TSS limbah cair industri tahu dengan sangat signifikan, yaitu pada pemakaian tawas 1% (berat), pH 12 dan waktu ozonisasi = 20 menit. Dengan kondisi proses yang optimum ini akan diperoleh nilai BOD, COD dan TSS berturut-turut 130 mg/L, 180 mg/L dan 265 mg/L. Kondisi ini sudah memenuhi persyaratan yang ditetapkan dalam Peraturan Daerah Propinsi Jawa Tengah No 10 tahun 2004, yaitu batas maksimum untuk BOD = 150 mg/L, COD = 275 mg/L dan TSS = 100 mg/L.

UCAPAN TERIMA KASIH

Dengan selesainya penelitian ini, disampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Sdr. Bimo Hatmanto, mahasiswa tugas akhir Fak. Teknik Lingkungan UNDIP Semarang, teman-teman teknisi Kelompok Plasma atas semua bantuannya dari awal hingga selesainya penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA

1. ALAERTS, G. dan SANTIKA S.S., Metode Penelitian Air. Usaha Nasional, Surabaya (1984).

2. ANONIM, A Service from The Canadian Center for Accuptional Health and Safty (CCOHS), Basic Information on Ozon, Februari (1999).

3. DIREKTORAT GIZI, Departemen Kesehatan RI, (2001).

4. SURIAWIRIA, U., Mikrobiologi Air, Alumni, Bandung (1996).

5. ECKENFELDER, W.W, Industrial Water Pollution Control, McGraw Hill Company, Singapore (2000).

6. SUGIHARTO, Dasar dasar Pengelolaan Air Limbah, Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta (1987).

7. TCHOBANOGLOUS, G., BURTON, F.L, STENSEL, H.D., Wastewater Engineering : Treatment and Reuse, McGraw Hill Company, New York (2003).

8. MAHIDA, U.N, Pencemaran Air dan Pemanfaatan Limbah Industri, Penerbit C.V Rajawali, Jakarta (1984).

9. PURWADI, A, USADA W., SURYADI, dan SRI SUKMAJAYA, Rancang Bangun Ozonizer Jinjing Saluran Ganda dan Manfaatnya, Prosiding PPI Litdas Iptek Nuklir P3TM-BATAN, Yogyakarta (2003).

10. KOGELSCHATZ, U., ELIASSON, B.,and HIRTH, M., Ozone Generation From Oxygen And Air: Discharge Physics And Reaction Mechanism, Ozone Science & Engineering, vol 10, pp. 367-368, (1988).

11. KOGELSCHATZ, U., Industrial Ozone Production, Presented in International Ozone Symposium, Anniversary of Christian Friedrich Schonbein The Discoverer of Ozone, Basel, Switzerland, October 21 and 22, (1999).

TANYA JAWAB

Prayit− Mohon dikaji dari proses awal sampai ozonisasi

dari proses penyaringan, penambah tawas, pengaturan RH, dicari per efisiensi proses yangada.

− Coba dihitung efisiensi per proses pengelolaan dari penyaringan, penembah tawar, pengaturan RH.

Prosiding PPI - PDIPTN 2005Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2006

Page 7: PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU DENGAN …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/0216-3128-2006-3-020.pdflimbah cair hasil proses ... (% berat), setelah itu pH limbah dibuat 8

Isyuniarto, dkk. ISSN 0216 - 3128 26

− Efisiensi ozonisasi dilihat setelah proses kimia.

Isyuniarto− Terima kasih atas sarannya.

− Untuk menghitung efisiensi per proses perlu data analisis, padahal analisis hanya dilakukan pada akhir proses. Masukan dari bapak akan kami perhatikan untuk penelitian selanjutnya.

− Bila analisis per proses sudah kami lakukan, usul bapak akankami laksanakan.

No Name

− Penelitian ini diilhami dengan tercemarnya sumur dengan limbah tahu, secara tradisionl dengan penemuan bahan tawas dan kapur, permasalahan tersebut dapat diselesaikan, lalu apa peranan ozonisasi disini?

Isyuniarto− Peran ozon adalah membunuh bakteri-bakteri

yang ada dalam limbah dan penyebab bau, sehingga limbah aman dibuang ke lingkungan, apabila hanya diberi tawas dan kapur saja, tidak dapat menghilangkan bau limbah, sehingga perlu ditambah dengan ozonisasi.

Prosiding PPI - PDIPTN 2006Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2006