BAB I

PENDAHULUAN

Tahu merupakan makanan tradisional yang tingkat konsumsinya di Indonesia

sangat tinggi. Bahan baku yang digunakan untuk membuat tahu adalah kedelai.

Diperkirakan Konsumsi kedelai Indonesia mencapai 2,35 juta ton pada tahun 2009

menjadi 2,71 juta ton pada tahun 2015 dan 3,35 juta ton pada tahun 2025 dan menurut

Sarwono (1989) menyatakan bahwa lebih dari separuh konsumsi kedelai Indonesia

digunakan untuk diolah menjadi tahu atau tempe. Oleh sebab itu potensi limbah industry

pengolahan tahu atau tempe diperkirakan mencapai 51 juta ton BOD5 tiap tahun.

Pada industry tahu air banyak digunakan untuk bahan pencuci dan merebus

kedelai. Oleh karena itu limbah yang dihasilkan juga cukup besar. Industri tahu juga

umumnya merupakan industry rumah tangga sehingga tidak sedikit yang membuang

limbahnya langsung ke sungai tanpa pengolahan terlebih dahulu. Oleh karenanya, perlu

dilakukan pengolahan limbah terpadu dengan membuat Instalasi Pengolahan Air

Limbah tahu untuk menampung limbah buangan sisa produksi yang kemusian dapat

diolah hingga tidak melebihi baku mutu yang telah ditentukan.

Karakteristik buangan industry tahu berupa kimia dan fisika. Karakteristik fisika

meliputi padatan total, suhu, warna, dan bau. Karakteristik kimia meliputi bahan organic,

bahan anorganik, dan gas. Suhu buangan industry tahu dapat berasal dari proses

pemasakkan kedelai. Suhu limbah cair tahu umumnya lebih tinggi dari air bakunya. Gas-

gas yang biasa ditemukan dalam limbah adalah gas nitrogen (N2), oksigen (O2),

hydrogen sulfide (H2S), ammonia (NH), karbondioksida (CO2) dan metana. Sedangkan

senyawa-senyawa organic air buangan dapat berupa protein, karbohidrat, lemak, dan

minyak. Untuk menentukan besarnya kandungan bahan organic digunakan beberapa

teknik pengujian seperti BOD5 dan COD. Uji BOD merupakan parameter yang sering

digunakan untuk mengetahui tingkat pencemaran bahan organic.

Pada industry tahu di Dusun Ciroyom Purwokerto, Kabupaten Banyumas untuk 5

pengrajin industry tahu menghasilkan 300 kg kedelai/hari. Dari 300 kg kedele/hari yang

digunakan, menghasilkan limbah cair sebanyak 1.290 liter/hari. Nilai BOD nya adalah

sebesar 3300 mg/l, COD sebesar 5300 mg/l, TSS 629 mg/l, pH 3,56, dan DO sebesar

2,2 mg/l.

Jika ditinjau dari Kep-51/MENLH/10/1995 tentang baku mutu limbah cair bagi

kegiatan industry mampunyai kadar maksimun yaitu BOD sebesar 150 mg/l, COD 275

mg/l, TSS 100 mg/l, maka industry tahu di Dusun Ciroyom Purwokerto, Kabupaten

Banyumas memerlukan pengolahan limbah. Pengolahan limbah yang dapat dilakukan

adalah pengolahan untuk menurunkan nilai BOD nya.

Banyak cara untuk mengolah limbah organic antara lain dengan sistem aerobic

yaitu: lumpur aktif, Tricling filter, Rotating Biological Contractor (RBC), fluidized bed, dan

lain-lain. Dari salah satu cara diatas, pengolahan yang akan dibahas dalam artikel ini

adalah mengenai pengelolaan limbah organic menggunakan tricling filter.

Pengolahan limbah dengan proses tricling filter adalah proses pengolahan

dengan cara menyebarkan air limbah ke dalam suatu tumpukan atau unggun media

yang terdiri dari bahan batu pecah (kerikil), bahan keramik, sisa tanur (slag), medium

dari bahan plastic atau lainnya. Dengan cara demikian maka pada permukaan medium

akan tumbuh lapisan biologis (biofilm) seperti lender yang akan menguraikan senyawa

polutan yang ada di dalam air limbah.

Penggunaan metode tricling filter dalam mengurangi kadar BOD dalam limbah

tahu di Dusun Ciroyom Purwokerto, Kabupaten Banyumas merupakan pemilihan

metode yang tepat melihat karakteristik limbah tahu dan kadar BOD yang dihasilkan

oleh industri tahu tersebut.

BAB II

DATA ANALISIS

A. Karakteristik Limbah Tahu

Air limbah yang digunakan dalam penelitian ini adalah air limbah tahu yang

berasal dari Dusun Ciroyom Purwokerto, Kabupaten Banyumas Karakteristik awal

limbah dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1: Katakteristik air Limbah Tahu

Parameter Konsentrasi ( mg/l ) Baku Mutu *)

BOD 3300 150

COD 5300 300

TSS 629 4000

pH 3.56 6,0-9,0

DO 2.2 -

*) Baku mutu : Kep-51/MENLH/10/1995

Karakteristik limbah tahu secara umum adalah sebagai berikut:

1. Temperatur

Temperatur air limbah industri tahu biasanya lebih tinggi dari temperatur

normal di badan air. Hal ini dikarenakan dalam proses pembuatan tahu selalu

dalam temperatur panas baik pada saat penggumpalan atau pada saat

menyaring yaitu pada suhu 60-80 0C.Pencucian yang menggunaka air dingin

selama proses berjalan tidak mampu menurunkan suhu limbah tersebut. Limbah

panas yang dikeluarkan adalah sisa air susu tahu yang tidak tergumpal menjadi

tahu, biasanya berwarna kuning muda dan apabila terendam dalam satu hari

akan berasa asam (kecut).

2. Warna

Warna air limbah transparan sampai kuning muda dan disertai adanya

suspensi warna putih. Zat terlarut dan tersuspensi yang mengalami penguraian

biologi maupun kimia akan berubah warna. Hal ini merupakan proses yang

paling merugikan, karena adanya proses dimana kadar oksigen di dalam air

limbah menjadi nol maka air limbah berubah menjadi warna hitam dan busuk.

3. Bau

Bau air limbah industri tahu dikarenakan proses pemecahan protein oleh

mikroba alam. Bau sungai atau saluran menyengat atau apabila di saluran

tersebut sudah berubah anaerob. Bau tersebut adalah terpecahnya penyusun

dari protein dan karbohidrat sehingga timbul bau busuk dari gas H2S

4. Kekeruhan

Padatan yang terlarut dan tersuspensi dalam air limbah industri tahu

menyebabkan air keruh. Zat yang menyebabkan air keruh adalah zat organik

yang tersuspensi dari tahu atau kedelai yang tercecer atau zat orgaik terlarut

yang sudah terpecah sehingga air limbah berubah seperti emulsi keruh

5. Biological Oxygen Demand ( BOD)

Padatan yang terdapat dalam air limbah terdiri dari zat organik dan zat

anorganik. Zat organik tersebut misalnya protein, karbohidrat dan lemak. Protein

dan karbohidrat biasanya lebih mudah terpecah secara proses biologi

menghasilkan amoniak, sulfide dan asam-asam lainnya, sedangkan lemak lebih

stabil terhadap kerusakan biologi, namun apabila ada asam mineral dapat

menguraikan asam lemak menjadi glyserol. Pada limbah tahu adanya lemak

ditandai banyaknya zat-zat terapung berbentuk skum.

6. Chemical Oxygen Demand (COD)

Parameter ini dalam air limbah menunjukkan juga zat organik terutama

zat organik non biodegradasi selain itu zat dapat dioksidasi oleh bahan kimia

dalam asam, misalnya SO3 (Sulfit), NO2 (nitrit) kadar tinggi dan zat-zat reduktor

lainnya. Besarnya angka COD biasanya lebih besar dari BOD, biasanya 2

sampai 3 kali besarnya BOD.

B. Skema Sistem

Limbah cair industri pangan merupakan salah satu sumber pencemaran

lingkungan. Jumlah dan karakteristik air limbah industri bervariasi menurut jenis

industrinya. Contohnya adalah industri tahu . Industri tahu mengandung banyak

bahan organik dan padatan terlarut. Dusun Ciroyom Purwokerto, Kabupaten

Banyumas adalah salah satu desa penghasil tahu di Indonesia. Desa ini

menghasilkan 300 kg kedelai/hari (untuk 5 pengrajin industri tahu). Dari 300 kg

kedele/hari yang digunakan, menghasilkan limbah cair sebanyak 1.290 liter/hari.

Sumber limbah cair pabrik tahu berasal dari proses merendam kedelai serta

proses akhir pemisahan jonjot-jonjot tahu. Oleh karena itu limbah cair industri

tahu, masih mengandung zat-zat organik misalnya protein, karbohidrat dan

lemak. Pada umumnya penanganan limbah cair dari industri ini cukup ditangani

dengan sistem bilogis. Tujuan dasar pengolahan limbah cair adalah untuk

menghilangkan sebagian besar padatan tersuspensi dan bahan terlarut, kadang-

kadang juga untuk penyisihan unsur hara (nutrien) berupa nitrogen dan fosfor

Pengolahan air limbah tersebut dapat dibagi menjadi 5 (lima) tahap:

1. Pengolahan Tahap Awal (Pretreatment)

Tahap pengolahan ini melibatkan proses fisik yang bertujuan untuk

menghilangkan padatan tersuspensi dan minyak dalam aliran air limbah.

Proses pengolahan yang berlangsung pada tahap ini ialah equalisasi. Fungsi

bak equalisasi adalah untuk menghomogenkan air limbah agar kualitas air

limbah yang masuk ke IPAL tidak fluktuatif. Selain itu juga bak ini berfungsi

sebagai bak penampung limbah dan bak kontrol aliran.

2. Pengolahan Tahap Pertama (Primary Treatment)

Pada dasarnya, pengolahan tahap pertama ini masih memiliki tujuan

yang sama dengan pengolahan awal. Letak perbedaannya ialah pada proses

yang berlangsung. Proses yang terjadi pada pengolahan tahap pertama ialah

netralisation dan sedimentasi awal. Netralisasi dilakukan untuk menyamakan

pH. Karena pH dalam limbah masih terlalu asam, maka pH akan diubah

sesuai standar baku mutu yaitu 6-9. Sedangkan sedimentasi awal digunakan

untuk mengurangi padatan tersuspensi sebelum limbah diproses lebih lanjut.

Pretreatment :-equalisasi

Secondary treatment:-trickling filter

Primary Treatment:-netralisasi-sedimentasi awal

Tertiary Treatment:-sedimentasi akhir

Sludge treatment

3. Pengolahan Tahap Kedua (Secondary Treatment)

Pengolahan tahap kedua dirancang untuk menghilangkan zat-zat

terlarut dari air limbah yang tidak dapat dihilangkan dengan proses fisik biasa.

Karena kandungan BOD yang besar maka pengolahan limbah tahu lebih

cocok bila menggunakan pengolahan secara biologi (aerob/anaerob).

Pengolahan secara aerob dipilih karena BOD yang dihasilkan tidak melebihi

4000 mg/L. Sehingga proses aerob dianggap lebih ekonomis dari pada proses

anaerob.

4. Pengolahan Tahap Ketiga (Tertiary Treatment)

Proses yang terlibat dalam pengolahan air limbah tahap ketiga ialah

sedimentasi akhir alasan

5. Pengolahan Lumpur (Sludge Treatment)

Lumpur yang terbentuk sebagai hasil keempat tahap pengolahan

sebelumnya kemudian diolah kembali melalui proses digestion or wet

combustion, pressure filtration, vacuum filtration, centrifugation,

lagooning or drying bed, incineration, atau landfill. Tentuin pake apa

C. Trickling Filter

1. Pengertian Trickling Filter

Trickling filter adalah salah satu pengolahan air limbah biologis yang

dapat menurunkan kandungan senyawa organik dan dapat menurunkan kadar

BOD. Trickling filter merupakan salah satu aplikasi pengolahan air limbah

dengan memanfaatkan teknologi biofilm. Trickling filter ini terdiri dari bak dengan

media fermiabel untuk pertumbuhan mikroorganisme. Kegunaan dari trickling

filter adalah untuk mengolah air limbah dengan mekanisme air yang jatuh

mengalir perlahan-lahan melalui lapisan media untuk kemudian tersaring.

Sistem pengolahan pada trickling fiter terdiri dari suatu bak atau bejana

dengan media permiabel untuk pertumbuhan mikroorganisme. Bentuk bejana

biasanya bundar luas dengan diameter 6-60 m, dindingnya biasanya terbuat dari

beton atau bahan lain tetapi tidak perlu kedap air. Di sepanjang dinding diberi

ventilasi dengan maksud agar terjadi pertukaran udara secara baik sehingga

proses biologis aerobik dapat berlangsung dengan baik. Pada beberapa trickling

filter, media disusun tanpa dinding jadi tidak diperlukan ventilasi tetapi konstruksi

seperti ini kurang baik.

Air limbah dialirkan ke bak trickling filter melalui pipa berlubang yang

berputar. Dengan cara ini maka terdapat zona basah dan kering secara

bergantian sehingga terjadi transfer oksigen ke dalam air limbah. Pada saat

kontak dengan media trickling filter, air limbah akan kontak dengan

mikroorganisme yang menempel pada permukaan media, dan mikroorganisme

inilah yang akan menguraikan senyawa polutan yang ada di dalam air limbah.

Air limbah yang masuk ke dalam bak trickling filter selanjutnya akan keluar

melalui pipa under-drain yang ada di dasar bak dan keluar melalui saluran

efluen. Dari saluran efluen dialirkan ke bak pengendapan akhir dan air limpasan

dari bak pengendapan akhir adalah merupakan air olahan. Lumpur yang

mengendap di dalam bak pengendapan akhir selanjutnya disirkulasikan ke inlet

bak pengendapan awal. Gambar penampang bak trickling filter dapat

ditunjukkan seperti pada Gambar 6.2. dan 6.3.

2. Media Trickling Filter

Bahan untuk media trickling filter harus kuat, keras, tahan tekanan, tahan

lama, tidak mudah berubah dan mempunyai luas permukaan per unit volume yang

tinggi. Bahan yang biasa digunakan adalah kerikil, batu kali, antrasit, batu bara dan

sebagainya. Diameter media trickling filter biasanya antara 2,5-7,5 cm. Sebaiknya

dihindari penggunaan media dengan diameter terlalu kecil karena akan memperbesar

kemungkinan penyumbatan. Makin luas permukaan media, maka makin banyak pula

mikroorganisme yang hidup diatasnya. Ketebalan media trickling filter minimun 1

meter dan maksimum 3-4 meter. Makin tinggi ketebalan media, maka akan makin

besar pula total luas permukaan yang ditumbuhi mikroorganisme sehingga makin

banyak pula mikroorganisme yang tumbuh menempel diatasnya.

3. Faktor-faktor yang berpengaruh pada efisiensi penggunaan trickling filter

Agar fungsi trickling filter dapat berjalan secara baik, diperlukan

persyaratan-persyaratan, meliputi :

a.Persyaratan abiotis, yaitu

1) Jenis media

Bahan untuk media trickling filter harus kuat, keras, tahan tekanan,

tahan lama, tidak mudah berubah dan mempunyai luas permukaan per unit

volume yang tinggi. Bahan yang biasa digunakan adalah kerikil, batu kali,

antrasit, batu bara dan sebagainya. Akhir-akhir ini telah digunakan media

plastik yang dirancang sedemikian rupa sehingga menghasilkan panas yang

tinggi.

2) Ketebalan media

Ketebalan media trickling filter minimun 1 meter dan maksimum 3-4

meter. Makin tinggi ketebalan media, maka akan makin besar pula total luas

permukaan yang ditumbuhi mikroorganisme sehingga makin banyak pula

mikroorganisme yang tumbuh menempel diatasnya.

3) Lama waktu tinggal

Diperlukan lama waktu tinggal yang disebut dengan masa

pengkondisian atau pendewasaan agar mikroorganisme yang tumbuh

diatasnya permukaan media telah tumbuh cukup memadai untuk

terselenggaranya proses yang diharapkan. Masa pengkondisian atau

pendewasaan yang diperlukan berkisar antara 2-6 minggu. Lama waktu

tinggal ini dimaksudkan agar mikroorganisme dapat menguraikan bahan-

bahan organik dan tumbuh dipermukaan media trickling filter membentuk

lapisan biofilm atau lapisan berlendir. Penelitian yang dilakukan oleh Arum

Siwiendrayanti (2004), pertumbuhan mikroorganisme pada media batu kali

mulai terbentuk lapisan biofilm pada hari ke-3 masa pengkondisian.

4) pH

Pertumbuhan mikroorganisme khususnya bakteri, dipengaruhi oleh

nilai pH. Agar pertumbuhan baik, diusahakan nilai pH mendekati keadaan

netral. Nilai pH antara 4 - 9,5 dengan nilai pH yang optimum 6,5-7,5

merupakan lingkungan yang sesuai.

5) Karakteristik air buangan

Air buangan yang diolah dengan trickling filter terlebih dahulu

diendapkan, karena pengendapan dimasudkan untuk mencegah

penyumbatan pada distributor dan media filter.

6) Temperatur

Suhu mempengaruhi kecepatan reaksi dari suatu proses biologis.

7) Aerasi

Agar aerasi berlangsung dengan baik, media trickling filter harus

disusun sedemikian rupa sehingga memungkinkan masuknya udara ke dalam

sistem trickling filter tersebut. Keterbatasan udara dalam hal ini adalah

oksigen sangat berpengaruh terhadap proses penguraian oleh

mikroorganisme. Aerasi juga dapat dilakukan dengan distributor berputar. Air

limbah dikeluarkan di atas penyaringan menetes oleh saringan distributor

berputar sehingga aerasi cairan berlangsung sebelum kontak dengan media.

8) Diameter media

Diameter media trickling filter biasanya antara 2,5 – 7,5 cm. Sebaiknya

dihindari penggunaan media dengan diameter terlalu kecil karena akan

memperbesar kemungkinan penyumbatan. Makin luas permukaan media,

maka makin banyak pula mikroorganisme yang hidup diatasnya.

4. Masalah Yang Sering Terjadi Pada Proses Trickling Filter

Masalah yang sering timbul pada pengoperasian trickling filter adalah sering

timbul lalat dan bau yang berasal dari reaktor. Sering terjadi pengelupasan lapisan

biofilm dalam jumlah yang besar. Pengelupasan lapisan biofilm ini disebabkan karena

perubahan beban hidrolik atau beban organik secara mendadak sehingga lapisan

biofilm bagian dalam kurang oksigen dan suasana berubah menjadi asam karena

menerima beban asam organik sehingga daya adhesiv dari biofilm berkurang

sehingga terjadi pengelupasan. Cara mengatasi gangguan tersebut yakni dengan

cara menurunkan debit air limbah yang masuk ke dalam reaktor atau dengan cara

melakukan aerasi di dalam bak ekualisasi untuk menaikkan kensentrasi oksigen

terlarut.

DAFTAR PUSTAKA

Atman. STRATEGI PENINGKATAN PRODUKSI KEDELAI DI INDONESIA. Jurnal

Ilmiah Tambua, Vol. VIII, No.1, Januari-April 2009: 39-45 hlm.