UJI KEMAMPUAN CLARIFIER THICKENER DALAM MENURUNKAN KADAR BOD DAN PO 4 PADA LIMBAH TAHU

Uji Kemampuan Clarifier Thickener Hery Setyobudiarso

UJI KEMAMPUAN CLARIFIER THICKENER DALAM MENURUNKAN KADAR BOD DAN PO4 PADA LIMBAH TAHU Hery Setyobudiarso Dosen Teknik Lingkungan FTSP ITN Malang

ABSTRAKSI Limbah cair yang dihasilkan oleh industri tahu mempunyai beban pencemar yang cukup tinggi. Parameter yang dapat digunakan untuk mengetahui tingkat pencemaran tersebut adalah Biological Oxygen Demand (BOD) dan Fosfat (PO4). Salah satu alternatif untuk menurunkan kandungan pencemar dari limbah tahu adalah dengan cara penjernihan dengan prinsip sedimentasi (pengendapan). Alternatif pengembangan tersebut adalah dengan penggunaan alat pengendap tipe clarifier thickener dan menggunakan koagulan PAC untuk meningkatkan efisiensi pengolahan limbah tahu. Alat clarifier thickener yang dipakai memiliki variasi konsentrasi koagulan PAC 400-500-600-700 ppm dan waktu pengadukan 6-9-12-15 menit dengan proses koagulasi flokulasi. Metode analisa untuk mengetahui besar konsentrasi BOD menggunakan titrasi; untuk mengetahui konsentrasi PO4 digunakan pembacaan spektrofotometer, serta untuk mengetahui perbedaan antara berbagai variasi percobaan melalui analisa statistik dengan uji anova, korelasi, dan regresi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa prosentase penyisihan konsentrasi BOD yang paling rendah adalah pada konsentrasi PAC 400 ppm dengan waktu pengadukan 6 menit dan prosentase penyisihan yang paling tinggi adalah pada konsentrasi PAC 700 ppm dengan waktu pengadukan 15 menit. Persentase penyisihan konsentrasi PO4 yang paling rendah adalah pada konsentrasi PAC 400 ppm dengan waktu pengadukan 6 menit dan persentase penyisihan yang paling tinggi adalah pada konsentrasi PAC 700 ppm dengan waktu pengadukan 15 menit. Kata Kunci : Clarifier Thickener, Limbah Tahu, BOD dan PO4.

PENDAHULUAN Latar Belakang Air limbah adalah air buangan dari suatu lingkungan masyarakat. Air limbah ini dapat berasal dari limbah domestik, industri, pertanian, dan lain sebagainya. Di dalam air buangan tersebut banyak terkandung parameterparameter seperti BOD, COD, TSS, minyak, lemak, dan sebagainya.

1

Spectra

Nomor 9 Volume V Januari 2007: 1-15

Apabila parameter-parameter tersebut keberadaannya melebihi ambang batas atau melebihi dari baku mutu limbah cair yang telah ditetapkan, maka dapat menimbulkan pencemaran pada badan air penerima yang dapat menyebabkan timbulnya bau busuk atau berkurangnya nilai estetika dan gangguan kesehatan pada manusia. Tahu yang merupakan hasil produksi industri rumah tangga merupakan makanan sehari-hari bagi kebanyakan masyarakat Indonesia, semakin hari semakin banyak dikonsumsi oleh masyarakat. Dengan meningkatnya konsumsi tahu oleh masyarakat dapat mengakibatkan kontinuitas limbah industi tahu menjadi semakin meningkat juga. Disisi lain, dalam proses produksi tahu juga berdampak negatif, yaitu adanya limbah cair yang dapat mengakibatkan pencemaran lingkungan. Pencemaran tersebut akan mulai terasa apabila laju pertumbuhan industri tidak seiring dengan penataan lingkungan. Limbah cair yang dihasilkan oleh industri tahu mempunyai beban pencemar yang cukup tinggi. Limbah cair industri tahu yang biasanya memiliki kandungan organik tinggi harus ditangani secara serius karena dapat menimbulkan dampak atau masalah pencemaran lingkungan apabila dibuang langsung ke lingkungan, terutama badan air di sekitar lokasi industri atau tanpa melalui pengolahan limbah cair untuk menurunkan kandungan organiknya terlebih dahulu Penjernihan adalah proses memisahkan material tidak larut dari air. Penjernihan dapat diaplikasikan untuk penanganan limbah air industrial, membuang padatan dari air lumpur limbah aktif. Karena luasnya pemakaian dan pentingnya air yang memenuhi syarat yang aman untuk digunakan sesuai peruntukannya, maka perlu dicari pengembangan cara penjernihan dengan prinsip sedimentasi agar didapatkan sistem penjernihan air yang efektif dan efisien. Salah satu alternatif pengembangan tersebut adalah dengan penggunaan alat pengendap tipe clarifier thickener. Rumusan Masalah 1. Bagaimanakah kemampuan alat clarifier thickener dalam menurunkan kadar BOD dan PO4 yang terdapat dalam limbah tahu? 2. Adakah perbedaan penurunan nilai BOD dan PO4 pada pemakaian PAC dengan konsentrasi dan waktu pengadukan yang berbeda? Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk: 1. Mengetahui kemampuan alat clarifier thickener dalam menurunkan kadar BOD dan PO4 yang terdapat dalam limbah tahu. 2. Mengetahui perbedaan penurunan kadar BOD dan PO4 dengan variasi konsentrasi PAC dan waktu pengadukan.

2


Manfaat Penelitian 1. Dapat memberikan tambahan alternatif dan pengetahuan baru mengenai proses penurunan BOD dan PO4. 2. Merupakan suatu teknologi tepat guna untuk mengolah dan menurunkan kadar BOD dan PO4 yang terdapat dalam limbah tahu, sehingga dapat memenuhi standar baku mutu air buangan.

TINJAUAN PUSTAKA Pengertian Air Limbah Menurut Sugiharto (1987) air buangan/limbah (wastewater) adalah kotoran dari masyarakat dan rumah tangga, termasuk dari industri, air tanah, air permukaan, serta air buangan lainnya. Dengan demikian, air buangan ini merupakan hal yang bersifat kotoran umum. Menurut Metcalf dan Eddy (1984) air limbah adalah kombinasi dari cairan dan sampah-sampah cair yang berasal dari daerah permukiman, perkantoran, perdagangan, dan industri bersama-sama dengan air tanah dan air hujan yang mungkin ada. Air limbah mengandung berbagai mikroorganisme patogen dan penyebab penyakit pada manusia. Disamping itu, air limbah juga mengandung senyawa-senyawa beracun yang dapat membahayakan kehidupan dan kelestarian lingkungan. Untuk alasan tersebut, pemisahan secara cepat dan tepat diikuti dengan pengelolaan dan pengolahan serta pembuangan adalah hal yang sangat penting dalam masyarakat, baik masyarakat umum maupun masyarakat industri. Prinsip Pengolahan Air Limbah Pengolahan air limbah adalah proses yang dilakukan terhadap limbah mulai masuk hingga keluar yang merupakan serangkaian perlakuan guna menurunkan bahan pencemarnya. Untuk hal itu, diperlukan suatu instalasi pengolahan dan proses yang dapat menghilangkan dan/atau menurunkan kandungan zat pencemar tersebut. Unit operasi dan proses serta sistem pengolahan air limbah berguna untuk menyisihkan zat pencemar utama yang terdapat dalam air limbah. Metode pengolahan yang paling tepat digunakan untuk air limbah industri tertentu sangat bergantung pada kandungan dan beban bahan polutan sekaligus sifat-sifatnya, baik sifat fisik, kimiawi, maupun biologis. Pemilihan metode yang tepat tersebut dimaksudkan agar proses pengolahan air limbah nantinya dapat efektif dan efisien. Sesuai dengan tujuan utama pengolahan air limbah, yaitu untuk mengurangi bahan-bahan cemaran hingga pada tingkat yang memenuhi baku mutu air limbah yang ditetapkan oleh Pemerintah, maka diharapkan air limbah dapat dibuang secara aman tanpa menimbulkan pencemaran pada badan air penerima. 3

Spectra


Bahan Produksi Tahu Tahu merupakan makanan yang terbuat dari bahan baku kedelai dan prosesnya masih sederhana serta terbatas pada skala rumah tangga. Tahu juga dapat diartikan sebagai hasil olahan dari ekstrak kedelai yang diperlakukan dengan kalsium sulfat atau batu tahu juga bisa dengan asam asetat (asam cuka). Bahan-bahan yang digunakan untuk proses produksi tahu antara lain (1) kedelai yang merupakan bahan pokok paling mutlak untuk produksi tahu; (2) air yang biasanya digunakan untuk mendapatkan sari kedelai, selain digunakan pula untuk perendaman, pencucian, penggilingan, perebusan, penyaringan, dan penggumpalan; serta (3) pengawet tahu yang pada umumnya dilakukan dengan cara merendam dalam air atau dengan merebus, walaupun ada pula yang diawetkan dengan kunyit sambil memberi warna kuning dengan bahan kimia tertentu. Proses Produksi Tahu Pembuatan tahu pada prinsipnya dengan cara mengekstraksi protein, kemudian mengumpulkannya, sehingga terbentuk padatan protein. Adapun urutan proses produksi tahu, antara lain: Perendaman dan Pencucian Pekerjaan awal dalam pembuatan tahu adalah memilih kedelai. Kedelai yang baik adalah kedelai yang baru atau belum tersimpan lama di gudang. Kedelai yang baru dapat menghasilkan tahu yang baik (aroma dan bentuk). Pada umumnya para pengrajin mendapatkan kedelai dari koperasi, disamping dari pasar bebas. Kedelai yang digunakan biasanya berwarna kuning, putih, atau hijau dan jarang menggunakan jenis kedelai yang berwarna hitam. Setelah kedelai tersedia, selanjutnya direndam dalam air bersih selama ± 3 jam. Lama perendaman ini masing-masing pengrajin mempunyai kebiasaan tersendiri, dimana ada yang merendam sampai 4 jam. Untuk setiap 100 kg kedelai direndam dalam air bersih sebanyak 250 liter dan 200 liter air rendaman dibuang sebagai limbah cair. Selanjutnya kedelai hasil rendaman dicuci dengan air bersih sebanyak 400 liter untuk menghilangkan kotoran yang masih menempel pada kedelai. Air bekas cucian tersebut seluruhnya dibuang sebagai limbah cair. Penggilingan Setelah kedelai direndam dan dicuci bersih, selanjutnya dilakukan penggilingan. Proses penggilingan dilakukan dengan menggunakan mesin, karena lebih memperhalus hasil gilingan. Pada saat penggilingan, diberi air mengalir agar bubur kedelai terdorong keluar. Air yang digunakan untuk proses penggilingan sebanyak ± 400 liter untuk 100 kg kedelai. Kerapatan

4


atau renggangnya batu gilingan dapat mempengaruhi rendaman tahu. Hasil dari proses penggilingan berupa bubur kedelai. Perebusan Bubur kedelai yang telah terbentuk kemudian diberi air ± 200 liter untuk 100 kg kedelai, selanjutnya dididihkan dalam tungku pemasakan dengan menggunakan uap panas bertekanan yang dihasilkan dari ketel uap. Sebagai bahan bakar ketel uap digunakan kayu. Setelah mendidih sampai 5 (lima) menit kemudian dilakukan penyaringan. Penyaringan dan Penggumpalan Dalam keadaan panas cairan bahan baku tahu disaring dengan kain blaco sambil dibilas air hangat ± 400 liter untuk 100 kg kedelai, sehingga susu kedelai dapat terekstrak keluar semua. Ampas padat yang terpisah ditempatkan agak jauh dari proses pembuatan tahu agar tahu tidak terkontaminasi dengan barang yang kotor. Filtrat cair hasil penyaringan yang diperoleh kemudian ditampung dalam bak. Filtrat dalam keadaan hangat secara pelan-pelan diaduk sambil diberi asam (catu) sebanyak ± 350 liter. Air asam (catu) berasal dari sisa penggumpalan tahu. Pemberian air asam dihentikan apabila proses terlihat penggumpalan. Selanjutnya dilakukan penyaringan kedua. Jumlah limbah cair yang terjadi pada proses penyaringan kedua ini ± 350 liter. Pencetakan dan Pemotongan Cairan bening di atas gumpalan tahu dibuang sebagian dan sisanya untuk air asam. Gumpalan tahu kemudian diambil dan dituangkan ke dalam cetakan kayu yang sudah tersedia dan dialasi dengan kain dan diisi penuh. Selanjutnya kain ditutupkan ke seluruh gumpalan tahu dan dipres. Semakin berat benda yang dipergunakan untuk mengepres semakin keras tahu yang dihasilkan. Setelah dirasa cukup dan tahu sudah dingin, kemudian dipotongpotong sesuai dengan keinginan konsumen di pasar. Untuk setiap 1,8 kg kedelai menghasilkan 5,5 kg tahu dengan kadar air 85% atau setiap 1 kg kedelai dapat menghasilkan 20 potong tahu dengan ukuran 5x5x5 cm. Pada proses pencetakan terjadi air limbah ± 250 liter untuk setiap 100 kg bahan baku kedelai. Pengendapan dalam Clarifier Dalam clarifier dengan aliran vertikal, slurry akan bergerak ke atas, sedangkan flok akan bergerak ke bawah untuk mengendap. Air akan menempuh jarak setinggi bagian silinder dalam waktu tinggal rata-rata. Kecepatan aliran air ke atas menuju overflow dapat dinyatakan sebagai laju alir per satuan luas efektif, seperti yang terlihat pada persamaan (1)

5


Spectra

S0

=

Q/

Π 2 de …………………………. (1) 4

= laju alir air dan koagulan (cm3/dt)

Dimana : Q de

d 22 − d12 = (cm) d1

d1 d2

= diameter well cone reactor (cm) = diameter clarifier (cm)

Waktu tinggal rata-rata air adalah volume clarifier dibagi dengan laju alirnya dan dinyatakan dalam persamaan (2) T0 =

V / Q…………………………….. (2)

Dimana : T0 V Q

= waktu tinggal rata-rata (dt) = volume clarifier (cm3) = laju alir air dan koagulan (cm3/dt)

Agar flok dapat mengendap, maka kecepatan pengendapannya harus lebih besar dari kecepatan air bergerak ke atas. Selisih kecepatan pengendapan flok dengan kecepatan air bergerak ke atas merupakan kecepatan flok mengendap didalam clarifier yang sebenarnya. Untuk dapat mengendapkan seluruh flok, maka waktu tinggal didalam rata-ratanya dinyatakan dalam persamaan (3).

L ………………………….. (3) (s − s0 )

Ts = Dimana : Ts L S S0

= waktu tinggal rata-rata flok untuk mengendap (dt) = tinggi bagian silinder (cm) = kecepatan flok secara bebas (cm/dt) = kecepatan overflow rata-rata (cm/dt)

Selain kecepatan dan waktu tinggal rata-rata flok, jenis aliran dalam bagian silinder harus laminar seperti yang terlihat pada persamaan (4). Aliran laminar akan memberikan kesempatan flok yang terbentuk untuk mengendap sebab kecepatan aliran slurry ke atas masih dapat dilawan oleh kecepatan flok yang mengendap. NRe = Dimana : NRe ρ de υ μ

ρ.de.υ / μ ………………………. (4) = Bilangan Reynold = densitas slurry (gr/cm3) = diameter ekivalen (cm) = kecepatan slurry (cm/dt) = viskositas slurry (gr/dt)

6


METODOLOGI PENELITIAN Pengumpulan dan Pengolahan Data Populasi adalah totalitas semua nilai, baik itu menghitung maupun mengukur, kuantitatif maupun kualitatif dari karakteristik tertentu mengenai sekumpulan obyek yang lengkap dan jelas. Sedangkan sampel adalah sebagian data yang diambil dari populasi dengan menggunakan cara-cara tertentu. Metode Statistik Untuk keperluan perhitungan hasil penelitian berupa data kuantitatif ini digunakan beberapa rumus statistik: Rata-rata hitung Rumus yang digunakan adalah: −

X =

∑X n

Dimana : −

X = Rata – rata hitung dari sampel

ΣX = Total jumlah sampel n = Banyaknya sampel

Standart Deviasi Rumus yang digunakan adalah:

S=

(

)

n ∑ X 2 − (∑ X ) n(n − 1)

2

Dimana : S = Standart deviasi yang dicari ΣX = Jumlah semua harga X yang ada n = Jumlah pengukuran yang telah dilakukan

Pengujian Keseragaman Data Pengujian keseragaman data perlu dilakukan terlebih dahulu sebelum dilanjutkan pengolahan data, data disini akan diuji apakah data yang terkumpul seragam dan selanjutnya mengidentifikasikan data yang ekstrim.

7


Spectra

Data ekstrim yang dimaksud adalah data yang terlalu besar atau data yang terlalu kecil dan jauh menyimpang dari trend rata-ratanya. Data yang ekstrim tidak digunakan perhitungan selanjutnya. Untuk memudahkan pengujian maka digunakan peta kontrol dengan contoh sebagai berikut : Xn X1

BKA

X

X

X2

BKB

1

2

4

6

8

Gambar 1. Peta Kontrol

Rumus yang digunakan untuk menentukan batas kontrol atas (BKA) dan batas kontrol bawah (BKB) adalah sebagai berikut: −

BKA = X

+ K.S

−

BKB = X – K.S Dimana: −

X = Hasil rata-rata Pengukuran S K

= Standart Deviasi dari hasil pengukuran = Indeks (bergantung dari tingkat kepercayaan yang diambil) untuk tingkat kepercayaan 95%, nilai K = 2

Pengolahan Data Secara Statistik Untuk mengolah data kuantitatif dibutuhkan beberapa tahapan, yaitu analisis derajat hubungan antar variabel, uji statistik, dan uji beda dengan penggunaan analisa varians. Teknik statistik yang digunakan adalah sebagai berikut: Koefisisen Korelasi Koefisien Korelasi adalah indeks atau bilangan yang digunakan untuk mengukur derajat hubungan, meliputi kekuatan hubungan dan bentuk/arah hubungan. Untuk kekuatan hubungan, nilai koefisien korelasi berada -1 dan +1. Untuk bentuk/arah hubungan, nilai koefisien korelasi dinyatakan dalam positif (+) dan negatif (-), atau (-1 ≤ KK ≤ + 1), dimana:  Jika koefisien korelasi bernilai positif, maka variabel-variabel berkorelasi positif. Artinya jika variabel yang satu naik/turun, maka 8


variabel yang lainnya juga naik/turun. Semakin dekat nilai koefisien korelasi ke +1, maka semakin kuat korelasi positifnya.  Jika koefisien korelasi bernilai negatif, maka variabel-veriabel berkorelasi negatif. Artinya jika variabel yag satu naik/turun, maka variabel yang lainya akan turun/naik. Semakin dekat nilai koefisien korelasi -1, maka semakin kuat korelasi negatifnya.  Jika koefisien korelasi bernilai 0 (nol), maka variabel tidak menunjukkan korelasi.  Jika koefisien korelasi bernilai +1 atau -1, maka variabel-variabel menunjukkan korelasi positif atau negatif sempurna. Proses untuk memperoleh koefisien korelasi ini disebut sebagai ukuran asosiasi. Oleh karena jenis data adalah kuantitatif dan bersifat interval, maka dipilih rumus koefisien korelasinya adalah Koefisien Korelasi Pearson.

r=

n ∑ XY − ∑ X − ∑ Y ( n ∑ X − (∑ X ))(n ∑ Y − (∑ Y ))

Dimana : r = koefisien korelasi Pearson, X = variabel bebas Y = variabel terikat

Uji Statistik Koefisien Korelasi untuk mengetahui signifikan atau tidaknya hubungan antar variabel tersebut adalah:  Untuk sampel kecil (n≤30), menggunakan uji t.

t =t

n−2 1− r

dengan db = n-2

 Untuk sampel kecil (n≤30), menggunakan uji z

z= r

1/ n − 1

Regresi Regresi merupakan suatu alat ukur yang juga digunakan untuk mengukur ada atau tidaknya korelasi antar variabel. Analisis regresi ini lebih akurat dibanding dengan analisis lainnya karena pada analisis ini kesulitan

9


Spectra

dalam menunjukkan slope (tingkat perubahan suatu variabel terhadap variabel lainnya) dapat teratasi. Digunakan rumus sebagai berikut: a. Regresi Linier Sederhana

Y = a + bX Keterangan: Y = variabel terikat (variabel yang diduga), X = variabel bebas, a = intersep b = koefisien regresi (slop)

Untuk melihat bentuk korelasi antar variabel dengan persamaan regresi tersebut, maka nilai a dan b harus ditentukan terlebih dahulu.

b=

n ∑ XY − (∑ X ) − (∑ Y ) ∑ X − (∑ X )

a=

∑ Y − b. ∑ X n

Uji Statistik regresi linier sederhana bagi koefisien korelasi b menggunakan uji statistik F dengan rumus:

F=

b. ∑( X − X ) Se

Keterangan : Y = variabel terikat (variabel yang diduga), X = variabel bebas, Se = kesalahan baku regresi

b. Regresi Linier Berganda

Y = a + b1X 1 + b 2 X 2 Keterangan : Y = variabel terikat (variabel yang diduga), X1 dan X2 = variabel bebas I dan II, a = intersep b1 dan b2 = koefisien regresi (slop)

10


Nilai a dan b harus ditentukan terlebih dahulu dengan rumus:

b=

n ∑ XY − (∑ X ) − (∑ Y ) ∑ X − (∑ X )

a=

∑ Y − b. ∑ X − b. ∑ X n

Uji Statistik regresi linier sederhana:  Untuk uji hipotesis serentak menggunakan uji F yaitu:

F=

RKreg ( RKR ) RKres ( RKE )

Keterangan : Rkreg = rata-rata kuadrat regresi Rkres = rata-rata kuadrat residu (error)

 Untuk uji hipotesis individual menggunakan uji t, yaitu:

t=

bi − Bi , i = 1,2,3,.... Sbi

Keterangan : bi = nilai koefisien regresi Bi = nilai koefisien regresi untuk populasi Sbi = kesalahan baku koefisien regresi

Analisis Komparasi Analisis Komparasi atau perbedaan merupakan prosedur statistik untuk menguji perbedaan di antara dua kelompok data (variabel) atau lebih. Dikarenakan penggunaan data adalah interval maka digunakan One way Analisis Varians (ANOVA) dengan rumus: Sumber Varians

Jumlah Kuadrat

Derajat Bebas

Rata-rata Kolom Error Total

JKK JKR JKT

k-1 k (n-1) Nk – 1

Rata-rata Kuadarat S12 = JKK/k-1 S22 = JKE/k(n-1)

F0 S12 S22

11


Spectra Analisis Deskriptif

Analisis deskriptif merupakan prosedur statistik untuk menguji generalisasi hasil penelitian yang didasarkan atas satu variabel. Jenis data yang digunakan interval, sehingga digunakan rumus t-tes, yaitu:

t=

X − µ0 s/ n

Keterangan : t = nilai t hitung, X = rata-rata X, µ0 = nilai yang dihipotesiskan, s = simpangan baku n = jumlah anggota sampel

ANALISIS DAN PEMBAHASAN Konsentrasi PAC dan Waktu Pengadukan dalam Penyisihan BOD Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi awal BOD dari limbah cair pabrik tahu adalah 3.750 ppm. Setelah dilakukan proses pengolahan secara koagulasi flokulasi yang dilanjutkan dengan proses pengendapan menggunakan alat clarifier thickener dengan variasi konsentrasi PAC (400 ppm, 500 ppm, 600 pmm, dan 700 ppm) serta waktu pengadukan (6 menit, 9 menit, 12 menit, dan 15 menit) telah terbukti dapat menurunkan konsentrasi BOD pada limbah cair tahu secara meningkat seiring dengan besarnya konsentrasi dan lamanya waktu pengadukan yang diberikan. Dalam hal ini dapat menunjukkan prosentase penyisihan konsentrasi BOD setelah proses koagulasi flokulasi yang paling rendah, adalah pada konsentrasi PAC 400 ppm dengan waktu pengadukan 6 menit dengan penurunan 37,68% serta prosentase penyisihan yang paling tinggi adalah pada konsentrasi PAC 700 ppm dengan waktu pengadukan 15 menit dengan penurunan 78,13%. Hal ini membuktikan bahwa semakin besar konsentrasi PAC dan semakin lama waktu pengadukan, bahan-bahan organik yang disisihkan akan semakin besar. Tingginya efektifitas penyisihan BOD ini diakibatkan waktu pengadukan yang semakin lama maka kontak air limbah dengan bahan koagulan juga lebih lama, sehingga partikel-partikel dalam air limbah yang mengalami destabilisasi juga semakin meningkat. Pada proses koagulasi, kecepatan pengadukan harus tinggi agar proses pencampuran benar-benar merata ke seluruh campuran. Proses pengadukan cepat dimaksudkan untuk meratakan campuran antara koagulan dengan air buangan, sehingga diperoleh suatu kondisi campuran yang homogen. Molekul-molekul serta partikel-partikel yang bermuatan

12


negatif dalam air, seperti koloid, akan diikat oleh molekul-molekul serta ionion yang bermuatan positif dari koagulan. Dari uji korelasi pada (AlCl3)n.6H2O) diketahui bahwa faktor yang mempengaruhi penurunan konsentrasi BOD dalam limbah tahu adalah konsentrasi PAC (AlCl3)n.6H2O) dengan nilai korelasi 0,577. Hal ini menunjukkan bahwa penurunan konsentrasi BOD disebabkan tingginya efektifitas penyisihan zat-zat organik yang dipengaruhi oleh konsentrasi PAC. Faktor pendukung pada proses koagulasi, yaitu waktu pengadukan, juga memiliki pengaruh cukup kuat dalam penurunan konsentrasi BOD dengan nilai korelasi 0,767; sedangkan pengadukan cepat juga memiliki pengaruh pada proses koagulasi. Hal ini dikarenakan pengadukan cepat (flash mixing) diperlukan untuk mendistribusikan koagulan secara merata dalam air limbah sehingga terbentuk flok-flok. Pengaruh variabel konsentrasi PAC dan waktu pengadukan adalah signifikan, kemudian diperkuat dengan nilai R square sebesar 0.921 menyatakan bahwa 92,1% penyisihan konsentrasi BOD dipengaruhi oleh variabel tersebut (konsentrasi PAC dan waktu pengadukan). Dengan demikian, diketahui terdapat hubungan yang erat dan benar-benar berpengaruh secara signifikan antara penambahan konsentrasi koagulan PAC dan waktu pengadukan terhadap penurunan konsentrasi BOD. Konsentrasi PAC dan Waktu Pengadukan Terhadap Penyisihan PO4 Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi awal PO4 dari limbah cair pabrik tahu adalah 38,23 ppm. Setelah dilakukan proses pengolahan secara koagulasi flokulasi yang dilanjutkan dengan proses pengendapan menggunakan alat clarifier thickener dengan variasi konsentrasi PAC (400 ppm, 500 ppm, 600 pmm, dan 700 ppm) dan waktu pengadukan (6 menit, 9 menit, 12 menit, dan 15 menit) telah terbukti dapat menurunkan konsentrasi PO4 pada limbah cair tahu secara meningkat seiring dengan besarnya konsentrasi dan lamanya waktu pengadukan yang diberikan. Penyisihan konsentrasi PO4 setelah proses koagulasi flokulasi yang paling rendah adalah pada konsentrasi PAC 400 ppm dengan waktu pengadukan 6 menit dengan penurunan 18,02% dan prosentase penyisihan yang paling tinggi adalah pada konsentrasi PAC 700 ppm dengan waktu pengadukan 15 menit dengan penurunan 65,97%. Hal ini membuktikan bahwa semakin besar konsentrasi PAC dan semakin lama waktu pengadukan, fosfat terlarut yang disisihkan akan semakin besar. Seperti yang telah dikemukakan oleh Shaukat Farooq dan Abdul Bari (1989) dalam Lukmila A. (2005) penurunan fosfat secara fisik-kimiawi (phisic-chemical processes) adalah dengan proses koagulasi, dimana reaksi yang terjadi pada proses koagulasi tersebut adalah kompleks, tetapi reaksi yang pertama kali terjadi adalah penggabungan ortofosfat dengan ion logam Al(III), Fe(III), dan Ca(II) yang mempengaruhi kestabilan partikel koloid, 13

Spectra


sehingga mengakibatkan terjadinya pengendapan. Hal ini berarti adanya ion-ion logam tersebut akan mengakibatkan penurunan konsentrasi fosfat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan koagulan Poly Alumunium Chlorida (AlCl3)n.6H2O) dapat menurunkan kadar fosfat dalam limbah tahu. Hal ini dikarenakan senyawa PAC (ortofosfat) dalam limbah tahu merupakan partikel koloid yang dapat berikatan dengan Al3+, Fe3+ dan Ca2+ membentuk flok kemudian mengendap. Begitu juga yang telah dinyatakan oleh Gordon, F., John Geyer, dan Daniel Okun (1971) dalam Lukmila A. (2005) bahwa ion logam yang dapat mengendapkan senyawa fosfat adalah Al(III), Fe(III), dan Ca(II). Pada proses koagulasi, kecepatan pengadukan harus tinggi agar proses pencampuran benar-benar merata ke seluruh campuran. Proses pengadukan cepat dimaksudkan untuk meratakan campuran antara koagulan dengan air buangan, sehingga diperoleh suatu kondisi campuran yang homogen. Molekul-molekul serta partikel-partikel yang bermuatan negatif dalam air, seperti koloid, akan diikat oleh molekul-molekul serta ionion yang bermuatan positif dari koagulan. Dari uji korelasi pada (AlCl3)n.6H2O) diketahui bahwa faktor yang mempengaruhi penurunan konsentrasi PO4 dalam limbah tahu adalah konsentrasi PAC (AlCl3)n.6H2O) dengan nilai korelasi 0,577. Hal ini menunjukkan bahwa penurunan konsentrasi PO4 disebabkan oleh tingginya efektifitas penyisihan zat-zat organik yang dipengaruhi oleh konsentrasi PAC. Faktor pendukung pada proses koagulasi, yaitu waktu pengadukan, juga memiliki pengaruh cukup kuat dalam penurunan konsentrasi PO4 dengan nilai korelasi 0,767; sedangkan pengadukan cepat juga memiliki pengaruh pada proses koagulasi. Hal ini dikarenakan pengadukan cepat (flash mixing) diperlukan untuk mendistribusikan koagulan secara merata dalam air limbah, sehingga terbentuk flok-flok. Pengaruh variabel konsentrasi PAC dan waktu pengadukan adalah signifikan, kemudian diperkuat dengan nilai R square sebesar 0.913 menyatakan bahwa 91,3% penyisihan konsentrasi PO4 dipengaruhi oleh variabel tersebut (konsentrasi PAC dan waktu pengadukan). Dengan demikian, diketahui terdapat hubungan yang erat dan benar-benar berpengaruh secara signifikan antara penambahan konsentrasi koagulan PAC dan waktu pengadukan terhadap penurunan konsentrasi PO4.

KESIMPULAN Dari penelitian yang telah dilakukan dengan variasi konsentrasi PAC dan waktu pengadukan dapat diambil kesimpulan antara lain sebagai berikut: 1. Prosentase penyisihan konsentrasi BOD setelah proses koagulasi flokulasi yang paling rendah adalah pada konsentrasi PAC 400 ppm dengan waktu pengadukan 6 menit dengan penurunan sebesar

14


37,68% dan prosentase penyisihan yang paling tinggi adalah pada konsentrasi PAC 700 ppm dengan waktu pengadukan 15 menit dengan penurunan sebesar 78,13%. 2. Prosentase penyisihan konsentrasi PO4 setelah proses koagulasi flokulasi yang paling rendah adalah pada konsentrasi PAC 400 ppm dengan waktu pengadukan 6 menit dengan penurunan sebesar 18,02% dan prosentase penyisihan yang paling tinggi adalah pada konsentrasi PAC 700 ppm dengan waktu pengadukan 15 menit dengan penurunan sebesar 65,97%. 3. Alat clarifier thickener mampu menurunkan konsentrasi BOD dan PO4 pada limbah tahu dengan proses koagulasi flokulasi. DAFTAR PUSTAKA Alaerts G., Sri S. Santika. 1987. Metoda Penelitian Air. Surabaya: Usaha Nasional. Al-Layla, M.A, S. Ahmad and E. J. Middlebrooks. 1978. Water Supply Engineering and Design. New York. Anonimus. 2004. Clarifier Thickener. Entry from: www.mining-technology. com/contractor/filtering/dorr-oliver/index.html#dorr-oliver3. Anonimus. 2004. Clarifier. Entry from: www.ajmenviro.com.av/dowloads/ clariflow.pdf. Anonimus. 2002. Teknologi Pengolahan Limbah Cair Industri. Surabaya. Clair N. Sawyer, Perry L. McCarty. Chemistry For Environmental Engineering. 3rd edition. New York: Mc. Graw Hill Book Company. Cohen, Jesse M. & Sydney A. Hannah. 1971. Coagulation and Flocculation. dalam Water Quality and Threatment. edisi III. Washington: AWWA Inc. Hammer M.J. 1977. Water and Waste Water Technology. Second Edition. New York: Prentice Hall International Inc. Kusnarjo. 2001. Pengaruh Perbandingan Tinggi Dengan Diameter Dan Sudut Puncak Pada Pengendap Tipe Clarifier Terhadap Removal Floc Yang Terbentuk. Prosiding Seminar Nasional. Rekayasa Kimia Dan Proses. Jurusan Teknik Kimia. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Qasim, Syed R. 1985. Wastewater Treatment Plant: Planing, Design, and Operation. Texas: The University of Texas at Arlington. Santoso Singgih. 2002. SPSS Versi 10: Mengolah Data Secara Profesional. Jakarta: PT. Elex Media Komputindo. Sugiharto. 1987. Dasar-dasar Pengolahan Air Limbah. Jakarta: Universitas Indonesia Press.

15

UJI KEMAMPUAN CLARIFIER THICKENER DALAM MENURUNKAN KADAR BOD DAN PO 4 PADA LIMBAH TAHU

Recommend Documents