BAB II.docx

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

II.1 Dasar TeoriPencemaran industri di beberapa daerah telah

dirasakan membahayakan lingkungan hidup dan kesehatan masyarakat. Pencemaran air adalah adanya kontaminasi air oleh materi asing seperti mikroorganisme, zat kimia, dan bahan buangan atau limbah . Pencemar utama air adalah sebagai berikut : limbah rumah tangga dan limbah lain yang mengandung banyak materi karbon organic, sehingga untuk dekomposisi limbah tersebut diperlukan banyak oksigen, pupuk pertanian yang dapat merangsang pertumbuhan tumbuhan air secara berlebihan (eutrofikasi), sehingga akhirnya dapat mengakibatkan penurunan kadar oksigen badan perairan dan menimbulkan bau tidak enak, bahan kimia organic misalnya pestisida dan surfaktan pada detergen, minyak, mineral anorganik dan bahan kimia anorganik, sedimen yang terdiri dari tanah dan partikel mineral yang berasal dari lahan pertanian, pertambangan, dan daerah padat penduduk di perkotaan yang terbawa oleh aliran air hujan, bahan radioaktif yang berasal dari tambang uranium dan thorium, pembangkit listrik tenaga nuklir, kegiatan industri, medis serta penelitian yang menggunakan bahan radioaktif.

Untuk dapat melaksanakan pembangunan selanjutnya, masalah tersebut diatas perlu diwaspadai sejak sekarang, yang antara lain dengan meningkatkan kesadaran masyarakat dan juga sumber daya manusia untuk dapat mengolah limbah industri yang telah dihasilkan dalam proses penanganan sisa-sisa industri dan pengelolahan limbah, diketahui beberapa cara antara lain sebagai berikut :

II-1

Laboratorium Teknologi Pengolahan LimbahProgram Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Bab II Tinjauan Pustaka

II-2

1. Penanganan secara fisikDigunakan untuk menangani sisa-sisa industri

pada umumnya serupa dengan yang digunakan untuk menangani air buangan sehingga cocok disalurkan kedalam air-air penerima. Dapat berfungsi sebagai metode untuk mengubah limbah sehingga sesuai untuk disalurkan ke dalam saluran- saluran air kotor warga kota. Dilakukan dengan cara sebagai berikut :a. Sedimentasib. Filtrasi c. Pengapungand. Sentrifugasie. Flokulasi ( mekanis dan kimiawi )f. Adsorbsi(Mahida, ”Pencemaran Air dan Pemanfaatan Limbah Industri Kimia”.hal.440)

2. Penanganan secara kimiaPengolahan air buangan secara kimia

biasanya dilakukan untuk menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid), logam-logam berat, senyawa fosfor, dan zat organik beracun; dengan membubuhkan bahan kimia tertentu yang diperlukan. Penyisihan bahan-bahan tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan-bahan tersebut, yaitu dari tak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan (flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi, dan juga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi.

Pengendapan bahan tersuspensi yang tak mudah larut dilakukan dengan membubuhkan elektrolit yang mempunyai muatan yang berlawanan dengan muatan koloidnya agar terjadi netralisasi muatan koloid tersebut, sehingga akhirnya dapat diendapkan. Penyisihan

Laboratorium Teknologi Pengolahan LimbahProgram Studi D3 Teknik KimiaFTI-ITS


II-3

logam berat dan senyawa fosfor dilakukan dengan membubuhkan larutan alkali (air kapur misalnya) sehingga terbentuk endapan hidroksida logam-logam tersebut atau endapan hidroksiapatit. Endapan logam tersebut akan lebih stabil jika pH air > 10,5 dan untuk hidroksiapatit pada pH > 9,5. Khusus untuk krom heksavalen, sebelum diendapkan sebagai krom hidroksida [Cr(OH)3], terlebih dahulu direduksi menjadi krom trivalent dengan membubuhkan reduktor (FeSO4, SO2, atau Na2S2O5).

Penyisihan bahan-bahan organik beracun seperti fenol dan sianida pada konsentrasi rendah dapat dilakukan dengan mengoksidasinya dengan klor (Cl2), kalsium permanganat, aerasi, ozon hidrogen peroksida.Pada dasarnya kita dapat memperoleh efisiensi tinggi dengan pengolahan secara kimia, akan tetapi biaya pengolahan menjadi mahal karena memerlukan bahan kimia.

Chemical oxygen demand (COD) atau kebutuhan oksigen kimia (KOK) adalah jumlah oksigen (mg O2) yang dibutuhkan untuk mendegradasi zat-zat organic yang ada dalam sample air, dimana pengoksidasi yang bisa digunakan yaitu K2Cr2O7 digunakan sebagai sumber oksigen. Dilakukan bila sisa- sisa industri tersebut sedemikian hingga menghalangi kegiatan-kegiatan mikrobiologis, mengganggu proses biologis dan membuatnya kurang efisien dari biasanya.(www.wattpad.com/pengolahan-limbah-cair)3. Penanganan secara biologis

Penanganan limbah – limbah industri bersama – sama dengan kotoran warga kota adalah cara yang paling memuaskan dan seringkali merupakan cara penanganan limbah yang paling


FTI-ITS


II-4

murah. Walaupun penanganan – penanganan biologis telah di standarisasikan untuk penanganan buangan domestic, hal itu tidak dapat diberlakukan untuk sampah yang bercampur dengan sejumlah besar limbah industri. Banyaknya ragam limbah industri dan variasi kadar serta karakteristik limbah dari sebuah industri, membuat standarisasi semacam itu hamper mustahil dan limbah yang berbeda- beda harus ditangani secara terpisah.

Meskipun pada umumnya proses-proses penanganan limbah secara biologis untuk industri serupa dengan untuk kotoran domestik, perincian operasi–operasi serta reaksi dari berbagai prosesnya tidak perlu harus serupa dengan yang untuk kotoran. Limbah industri yang mengandung zat–zat pencemar yang dapat dibusukkan dengan kegiatan mikroba cepat menanggapi penanganan biologis. Dalam hal ini yang berguna adalah perbandingan nilai BOD selama 4 jam. Bila perbandingan ini kuran dari tiga,limbah dapat lebih mudah menerima penanganan biologis. Penanganan-penanganan tersebut termasuk anaerobik dan aerob.(Mahida, ”Pencemaran Air dan Pemanfaatan Limbah Industri Kimia”.hal.450)

KARAKTERISTIK LIMBAHBahan buangan baik dari industri pada umumnya

diolah terlebih dahulu dengan cara memasukkan oksigen (aerasi), sehingga bakteri dapat mempergunakan bahan buangan (limbah) tersebut sebagai bahan makanan. Persamaan pada umumnya adalah sebagai berikut :

Bahan buangan + oksigen BakterI Bahan buangan olahan + bakteri baru( John Wiley & Sons Chichester.1975. hal 3 )



II-5

Sehingga terdapat 3 dasar cara untuk menyatakan kebutuhan oksigen untuk suatu bahan buangan (limbah ).

1. Kebutuhan Oksigen Teoritis.Kebutuhan Oksigen Teoritis adalah jumlah

teoritis dari oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi fraksi organik bahan buangan ( limbah ) secara tuntas menjadi karbon dioksida dan air, sehingga dari persamaan untuk oksidasi total adalah sebagai berikut:

C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O180 192

Dapat ditentukan bahwa ThOD larutan glukosa sebanyak 300 mg/L adalah (192/180 ) x 300 = 321 mgr/L karena sifat dari air limbah sangat kompleks, maka ThOD tidak dapat dihitung, tetapi dapat diperkirakan dengan kebutuhan oksigen kimiawinya.

2. Kebutuhan Oksigen Kimiawi ( Chemical Oxygen Demand )

Kebutuhan oksigen kimiawi diperoleh dengan cara mengoksidasikan bahan buangan ( limbah ) dengan larutan asam dikromat yang mendidih. Proses ini dapat mengoksidasi hampir semua senyawa organik menjadi karbon dioksida dan air, dan biasanya reaksi dapat berlangsung sampai lebih dari 95 %. Keuntungan pengukuran C.O.D adalah karena hasilnya dapat diperoleh dengan sangat cepat ( dalam waktu ± 3 jam ), tetapi kerugian dari proses ini adalah hasil yang didapatkan tidak dapat memberikan informasi mengenai proporsi bahan buangan (limbah) yang dapat dioksidasi oleh bakteri ataupun pada tingkatan dimana biooksidasi mungkin terjadi.


FTI-ITS


II-6

3. Kebutuhan Oksigen Biokimiawi ( Biochemical Oxygen Demand )

Kebutuhan oksigen biokimiawi adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi sesuatu bahan buangan (limbah) dengan bakteri, jadi B.O.D merupakan ukuran konsentrasi bahan organik dalam limbah yang dapat dioksidasi oleh bakteri (Biodegradasikan). B.O.D pada umumnya dinyatakan berdasarkan ketentuan 5 hari, 20 0C, yaitu sebagai oksigen yang dipakai selama oksidasi limbah selama 5 hari pada suhu 20 0C. hal ini dikarenakan B.O.D 5 hari ( B.O.D5 ) lebih mudah pengukuran, jika dibandingna dengan B.O.D batas ( B.O.Dw ), yaitu oksigen yang dibutuhkan untuk biooksidasi limbah. Dari keterangan diatas jelas bahwa :

ThOD > C.O.D > B.O.D0 > B.O.D5

Tidak ada hubungan umum diantara berbagai kebutuhan oksigen ini, tetapi untuk air limbah rumah tangga yang tidak diolah, sejumlah besar pengukuran yang telah dilakukan menunjukkan perbandingan perkiraan sebagai berikut :

B.O.D5 / C.O.D = 0,5B.O.Dw / B.O.D5 = 1,5

Adanya limbah yang berasal dari industri dan pertanian sangat mungkin merubah perbandingan tersebut.( John Wiley & Sons Chichester.1975. hal 5)

KANDUNGAN AIR LIMBAHMakin tinggi konsentrasi limbah, disebut makin

kuat kekuatan air limbah tersebut, sehingga seringkali ditentukan oleh B.O.D5 atau C.O.D ( Tabel II.1.1), kekuatan air limbah dari lingkungan masyarakat sangat dipengaruhi oleh kandungan air tersebut, sehingga sebagai permisalan di Amerika Serikat dimana konsumsi airnya sangat tinggi ( 350



II-7

– 400 L/orang dalam satu hari ), sehingga air limbahnya lemah ( B.O.D5 = 200 – 250 ppm ), sedangkan di negara tropis air limbahnya kuat ( B.O.D5 = 400 – 700 ppm ), karena konsumsi airnya sangat rendah (40–100 L/orang hr ), analisa typical dari beberapa macam air limbah didaerah beriklim tropis diberikan sebagai perbandingan dalam tabel dibawah ini :Tabel II.1.1 Tipe beberapa macam air limbah di daerah beriklim tropis

KekuatanB.O.D5

( mgr/L )C.O.D

( mgr/L )LemahSedangKuatSangat kuat

< 200350500< 750

< 4007001000> 1500

INDIKASI PENCEMARAN AIRIndikasi pencemaran air dapat kita ketahui baik

secara visual maupun pengujian.1. Perubahan pH (tingkat keasaman / konsentrasi

ion hidrogen) Air normal yang memenuhi syarat untuk suatu kehidupan memiliki pH netral dengan kisaran nilai 6.5 – 7.5. Air limbah industri yang belum terolah dan memiliki pH diluar nilai pH netral, akan mengubah pH air sungai dan dapat mengganggukehidupan organisme didalamnya. Hal ini akan semakin parahjika daya dukung lingkungan rendah serta debit air sungai rendah. Limbah dengan pH asam / rendah bersifat korosif terhadap logam.

2. Perubahan warna, bau dan rasa Air normak dan air bersih tidak akan berwarna, sehingga tampak bening / jernih. Bila kondisi air warnanya berubah maka hal tersebut merupakan salah satu indikasi bahwa air telah tercemar.


FTI-ITS


II-8

Timbulnya bau pada air lingkungan merupakan indikasi kuat bahwa air telah tercemar. Air yang bau dapat berasal darilimba industri atau dari hasil degradasioleh mikroba. Mikroba yang hidup dalam air akan mengubah organik menjadi bahan yang mudah menguap dan berbau sehingga mengubah rasa.

3. Timbulnya endapan, koloid dan bahan terlarut endapan, koloid dan bahan terlarut berasal dari adanya limbah industri yang berbentuk padat. Limbah industri yang berbentuk padat, bila tidak larut sempurna akan mengendapdidsar sungai, dan yang larut sebagian akan menjadi koloid dan akan menghalangibahan-bahan organik yang sulit diukur melalui uji BOD karena sulit didegradasi melalui reaksi biokimia, namun dapat diukur menjadi uji COD. Adapun komponen pencemaran air pada umumnya terdiri dari :

Bahan buangan padat Bahan buangan organik Bahan buangan anorganik (www.wattpad.com/pengolahan-limbah-cair)

PENANGANAN LIMBAH CAIRSecara umum penanganan air limbah dapat dikelompokkan menjadi:1. Pengolahan Awal/Pendahuluan (Preliminary

Treatment).Tujuan utama dari tahap ini adalah usaha untuk melindungi alat-alat yang ada pada instalasi pengolahan air limbah. Pada tahap ini dilakukan penyaringan, penghancuran atau pemisahan air dari partikel-partikel yang dapat merusak alat-alat pengolahan air limbah, seperti pasir, kayu, sampah, plastik dan lain-lain



II-9

2. Pengolahan Primer (Primary Treatment)Tujuan pengolahan yang dilakukan pada tahap ini adalah menghilangkan partikel-partikel padat organik dan organik melalui proses fisika, yakni sedimentasi dan flotasi. Sehingga partikel padat akan mengendap (disebut sludge) sedangkan partikel lemak dan minyak akan berada di atas / permukaan (disebut grease).

3. Pengolahan Sekunder (Secondary Treatment)Pada tahap ini air limbah diberi mikroorganisme dengan tujuan untuk menghancurkan atau menghilangkan material organik yang masih ada pada air limbah. Tiga buah pendekatan yang umum digunakan pada tahap ini adalah fixed film, suspended film dan lagoon system.

4. Pengolahan Akhir (Final Treatment)Fokus dari pengolahan akhir (Final Treatment) adalah menghilangkan organisme penyebab penyakit yang ada pada air. Hal ini dapat dilakukan dengan cara menambahkan khlorin ataupun dengan menggunakan sinar ultraviolet.

5. Pengolahan Lanjutan (Advanced Treatment)Pengolahan lanjutan diperlukan untuk membuat komposisi air limbah sesuai dengan yang dikehendaki. Misalnya untuk menghilangkan kandungan fosfor ataupun amonia dari air limbah. (Sugiharto, “ Dasar-Dasar Pengolahan Air Limbah “ Unversitas Indonesia Press, Jakarta, 1987. hal 102)

BAKU MUTU LINGKUNGANSehubungan dengan fungsi baku mutu

lingkungan, maka dalam hal menentukan apakah telah terjadi pencemaran dari kegiatan industri atau pabruik diperghunakan dua buah system baku mutu lingkungan yaitu :


FTI-ITS


II-10

1. Effluen Standart, yang merupakan kadar maksimum dari limbahn yang diperbolehkan untuk dibuang ke lingkungan sekitarnya.

2. Stream Standart, yang merupakan batas kadar untuk sumber daya tertentu, seperti sungai, waduk, dan juga danau.Kadar yang diterapkan ini didasarkan pada sifat

penggunaannya. Misalnya batas kadar baku mutu air untuk diminum akan berlainan dengan batas kadar bagi badan air untuk pertanian.(Judjono Suwarno. 2003. hal 3)

Menteri Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup dalam keputusannya No. KEP-03/MENLKH/II/1991 kan baku mutu pada air sumber, baku mutu limbah cair dan baku mutu air laut : Baku mutu air pada sumber air, disingkat

sebagai baku mutu air, adalah batas kadar yang diperioleh bagi zat atau bahan pencemar terdapat dalam air, namun air tetap berfungsi sesuai peruntukannya.

Baku mutu limbah cair adalah batas kadar yang diperbolehkan bagi zat atau bahan pencemar untuk dibuang dari sumber pencemaran jika didalam air pada air sumber, sehingga tidak menyebabkan dilampauinya baku mutu air.

(Judjono Suwarno. 2003. hal 3)Proses pengolahan limbah dengan cara biologis

pada prinsipnya dibedakan atas dua cara : aerobik dan anaerobik. Perbedaan kedua cara tersebut adalah di dalam proses aerobik sangat tergantung pada konsentrasi oksigen, sedangkan pada proses anaerobik sebaliknya. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : Proses aerobik

Bahan organik + O2 CO2 + H2O Proses anaerobik



II-11

Bahan organik tanpa O2 CO2 + CH4

(Judjono Suwarno. 2003. hal 4)Proses pengolahan limbah secara anaerob

adalah metode yang efektif untuk pengolahan limbah dari berbagai jenis limbah organik. Proses anaerobik pada prinsipnya sama dengan proses aerobik, hanya saja dalam proses ini yang digunakan sebagai sarana pembantu mikroorganisme yang bersifat anaerobik. Yang paling mendasar dalam proses anaerobik adalah terjadinya dua tahapan proses yang saling kontradiksi, yaitu :a. Pada tahap I berlangsung proses asidifikasi,

dimana pada proses ini terjadi pembentukan asam seperti : asam asetat, asam format, dan lain-lain. Kondisi ini jelas berlangsung dalam suasana asam.

b. Pada tahap II berlangsung proses methanasi, dimana pada fase ini terjadi degradasi dari asam-asam asetat, format dan lain-lain, menjadi senyawa gas methan. Kondisi ini berlangsung dalam suasana basa sehingga pH akan naik kembali.

(John Wiley & Sons Chichester.1975. hal 10)

OKSIDASI AEROBIKBakteri mengoksidasi bahan buangan untuk

mendapatkan energi yang cukup bagi dirinya agar mampu mensintesakan molekul yang kompleks, misalnya protein dan polisakarida yang dibutuhkannya untuk membentuk sel baru. Jadi, metabolisme bakteri mempunya dua komponen : katabolisme ( berarti ‘menguraikan’) untuk mendapatkan energi dan anabolisme ( berarti ‘membangun’ ) untuk mensintesis sel baru. Oksidasi bahan buangan disebut ‘aerobik’ bila mempergunakan oksigen molekuler sebagai agen


FTI-ITS


II-12

pengoksidasi terminal, Adalah cukup jelas tetapi terlalu sederhana karena reaksi anabolic dan katabolic tidak dapat dibedakan, juga tidak menyebutkan otolisis yang merupakan bentuk katabolisme yang penting. Tiga persamaan berikut ini menjelaskan proses ini secara terpisah :Katabolisme

Anabolisme

Otolisis

Sebagai pedoman umum, sepertiga dari BOD yang tersedia dipergunakan untuk reaksi katabolic dan dua pertiganya untuk reaksi anabolik. Persamaan otolisis tidak berlanjut sampai tuntas karena kira-kira 20-25% dari massa sel resisten terhadap degradasi aerobic( John Wiley & Sons Chichester.1975. hal 11-12 )

SISTEM LUMPUR AKTIF (Activated Sludge System)

Sistem Lumpur aktif di Inngris sudah dikenal pada awal abad 1900 dan diberi nama ini karena activated sludge (massa mikroba) dihasilkan secara aerobik mikroba dapat mendegradasi dan menstabilisasi bahan organik dalam air limbah.

Tipe-tipe lumpur aktif yang umumnya digunakan adalah tangki berpengaduk secara konvensional dan kontinyu (Gambar II.1.1), dimana didalamnya tercampur secara sempurna. Pada konvensional, air limbah disirkulasi sepanjang tangki aerasi, aliran diatur dengan memasang baffles membentuk mode “plug flow” (Gambar II.1.2)

CxHyOz N + O2 bakteri CO2 + H2O + NH3 + energi

Bahan organic

CxHyOz N + energi bakteri C5H7NO2

C5H7NO2 + 5 O2 bakteri 5 CO2 + NH3+ 2H2O + energi



Solid to treatment or disposal

Waste Water

Settled

Cell Recycle

Treated effluent

Treated effluent

SettledWaste Water

Cell Recycle

Solid to treatment or disposal

II-13

Gambar II.1 Diagram skema sistem lumpur aktif secara konfensional

Gambar II.2 Dagram proses sistem lumpur aktif secara konvensional

(Soeprijanto, E., Dr.,Ir., M.Sc. “Diktat Kuliah PLIK”. 3 Teknik Kimia FTI-ITS. Surabaya. 2002)


FTI-ITS


II-14

NUTRIENAir limbah rumah tangga mengandung nutrient

yang kira-kira seimbang bagi pertumbuhan bakteri, tetapi beberapa macam buangan industri mengandung nitrogen dan fosfor yang tidak mencukupi kebutuhan. Perbandingan BOD S : N : P harus kira-kira 100:5: 1 (John Wiley & Sons Chichester.1975. hal 12)

Zat pengoksidasi kimia telah lama digunakan untuk pengukuran oksigen yang dibutuhkan untuk proses oksidasi pada air yang terpolusi. Larutan Dermangan Dermanganate sudah lama digunakan dan hasilnya menunjukkan oksigen yang dikonsumsi dari Dermanganate. Oksidasi disebabkan oleh ermanganate merupakan Dermanga besar yang berperan pada berbagai macam senyawa, dan derajat oksidasi sebanding dengan jumlah reagen yang digunakan. Nilai oksigen dibutuhkan kurang dari 5 hari dari nilai B.O.D. Fakta ini menunjukkan ketidak mampuan dari permanganat untuk mengoksidasi partikel sampai titik terakhir.(Soemarwoto, otto.1981. hal 477)

Ceric sulfat, potassium iodat dan potassium dikromat adalah zat pengoksidasi yang lain telah lama dipelajari, untuk penentuan C.O.D. Potasium dikromat telah ditemukan paling praktis dari semua zat pengoksidasi. Sejak potasium dikromat mampu mengoksidasi dengan hampir sempurna semua jenis senyawa organik menjadi karbondioksida dan air. Hal ini relatif mudah untuk mengukur potasium dikromat berlebih. Potassium Dikromat untuk mengoksidasi senyawa organik, larutannya harus dalam keadaan asam kuat. Potassium Dikromat relatif lebih murah dimana dapat diperoleh dengan kemurnian yang tinggi, secara analitik, reagent grade setelah pengeringan pada suhu 103 oC dapat dipergunakan untuk mempersiapkan larutan



II-15

axact normality dengan cara, secara langsung menimbang dan melarutkan pada volume tertentu. Ion Dichromat adalah zat pengoksidasi dalam larutan asam kuat, sehingga mekanisme reaksi yang akan terjadi adalah sebagai berikut :CHO + Cr2O7

2- + H+ 2 Cr3+ + CO2 + H2O Senyawa organik(Soemarwoto, otto.1981. hal 477).

Proses-proses penanganan secara fisik yang digunakan untuk menangani sisa-sisa industri pada umumnya serupa dengan yang digunakan untuk menangani air buangan sehingga cocok disalurkan kedalam air-air penerima. Proses-proses semacam itu juga dapat berfungsi sebagai metode untuk mengubah limbah sehingga sesuai untuk disalurkan kedalam saluran-saluran air kotor warga kota. Pilihan penanganan fisik karenanya akan tergantung pada karakter buangan, sifat dan jumlah zat padat serta tujuan diperlukannya penanganan. Pengetahuan mengenai ciri-ciri khusus limbah industri pada umumnya sudah cukup untuk memungkinkan perencana memutuskan tipe penanganan fisik yang cocok.(Soemarwoto, otto.1981. hal 478)

Sedimentasi biasanya mengambil bentuk proses-proses yang serupa dalam penanganan buangan. Apabila limbah yang akan ditangani mengandung zat-zat yang daya busuknya tinggi sekali, endapan harus terus-menerus diangkat karena pembusukan didalam tangki-tangki pengendapan bisa menghasilkan gelembung-gelembung gas yang menyebabkan zat-zat padat naik kepermukaan, membentuk buih, dan menimbulkan keadaan - keadaan yang sangat mengganggu.

Saringan dari bahan-bahan yang kasar seperti kokas, pasir dan bahan serupa lainnya digunakan


FTI-ITS


II-16

untuk filtrasi kasar dan pengangkatan zat-zat padat dari sisa-sisa industri. Filter-filter vakum digunakan dalam menangani limbah yang mengandung sedikit zat koloid.

NUTRIEN UREANutrien atau hara adalah unsur atau senyawa

kimia yang digunakan untuk metabolisme atau fisiologi organisme. Nutrien biasanya dikategorikan menjadi nutrien yang menyediakan energi dan yang digunakan sebagai komponen untuk tubuh atau struktur sel. Suatu nutrien disebut esensial bagi organisme jika zat tersebut tidak dapat disintesis oleh organisme dan harus dipenuhi dari sumber makanan.(http://id.wikipedia.org/wiki/Nutrien)

Nutrien utama , secara tradisional diklasifikasikan berdasarkan jumlah yang dibutuhkan , sifat kimia dan fungsinya dalam tubuh. Nutrien terutama dibedakan menjadi makronutrien dan mikronutrien.

1. Makronutrien diperlukan dalam jumlah besar oleh tubuh biasanya dalam kisaran puluhan gram.Makronutrien dalam diet meliputi karbohidrat, lemak dan protein.- Karbohidrat dan lemak merupakan penyuplai

energi utama, meskipun protein juga dapat menghasilkan energy.

- Ketiganya memiliki peran structural, yang terpenting dalam hal ini adalah protein.

- Ketiganya mengandung karbon, hydrogen, dan oksigen, selain itu protein juga

http://id.wikipedia.org/wiki/Nutrien



II-17

mengandung nitrogen dan beberapa protein mengandung sulfur.

2. Mikronutrien adalah zat yang dibutuhkan atau yang diperlukan dalam jumlah yang sangat sedikit, biasanya diukur dalam kisaran milligram atau microgram.Mikronutrien mencakup mineral dan vitamin.

Urea merupakan senyawa yang tidak berwarna ,tidak berasa dan tidak berbau. Sedangkan urea yang sudah dioalah menjadi butiran memiliki sifat fisik antara lain berbentuk butiran padat berwarna putih,memiliki bau khas,higroskopis, dan mudah larut dalam air. Urea memiliki manfaat bagi kehidupan manusia yaitu dapat menunjang pertumbuhan tanaman karena urea mengandung kadar nitrogen yang cukup besar, dan nitrogen adalah salah satu unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman maupun bakteri untuk merkembangbiak. Dalam mempelajari nutrient urea, perlu diketahui tentang :

Struktur dan karakteristik nutrient Makanan apa yang merupakan sumber

utamanya Bagaimana nutrient tersebut diproses dalam

saluran cerna, diserap, diangkut dan disimpan

Dalam bentuk apakah nutrient tersebut digunakan, apa yang menentukan penggunnanya, bagaimana dan dalam kondisi apa nutrient tersebut dimobilisasi, bagaimana kelebihan nutrient

(http://id.shvoong.com/medicine-and-health/2137639-klasifikasi-nutrien/#ixzz2CSUep5JV)

http://id.shvoong.com/medicine-and-health/2137639-klasifikasi-nutrien/#ixzz2CSUep5JV

http://id.shvoong.com/medicine-and-health/2137639-klasifikasi-nutrien/#ixzz2CSUep5JV


FTI-ITS


II-18

GLUKOSAmonosakarida terpenting kadang-kadang

disebut gula darah (karena dijumpai dalam darah), gula anggur (karena dijumpai dalam buah anggur), atau dekstrosa (karena memutar bidang polarisasi ke arah kanan) (Gambar 1.4). Glukose adalah suatu aldoheksosa yang terdapat dalam jumlah banyak, diikuti dengan galaktosa dan manosa.

Gambar 1.4. Struktur glukose.(Soeprijanto.2005.hal 5)

Glukosa, suatu gula monosakarida, adalah salah satu karbohidrat terpenting yang digunakan sebagai sumber tenaga utama dalam tubuh. Glukosa merupakan prekursor untuk sintesis semua karbohidrat lain di dalam tubuh seperti glikogen, ribose dan deoxiribose dalam asam nukleat, galaktosa dalam laktosa susu, dalam glikolipid, dan dalam glikoprotein dan proteoglikan. Kebutuhan akan glukosa dalam industri semakin meningkat seiring dengan pemenuhan kebutuhan makanan, minuman, dan bahan baku pembuatan bahan kimia maupun obat-obatan. Produksi glukosa merupakan langkah awal dan penting dari konversi selulose menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dan mempunyai berat molekul yang lebih rendah serta membuka lapangan yang luas bagi berbagai bahan kimia, termasuk potensi untuk mensitesa polimer – polimer yang pada saat ini produksinya bertumpu pada minyak bumi dan gas alam dengan proses petrokimia. (http://id.wikipedia.org/wiki/Glukosa)

http://id.wikipedia.org/wiki/Glukosa



II-19

REAGENSIAReagen adalah suatu zat kimia yang digunakan

untuk menimbulkan reaksi zat kimia. Dimana penentuan reagen sangat penting dalam pengolahan air limbah, karena dengan reagen yang sesuai, hamper semua polutan yang terdapat didalam air limbah dapat dihilangkan dengan mudah. Pemilihan reagen yang sesuai aka menghilangkan logam berat,bau, warna, dan polutan limbah yang lain.(http://husainnur.wordpress.com/2010/12/25/pengolahan-air-limbah/)

Berdasarkan jenisnya, reagensia itu sendiri terbagi dalam dua kelompok, yaitu:1. Reagensia Kualitatif

Reagen dalam pembuatannya tidak memerlukan ketelitian yang tinggi, pengukuran volume dan beratnya tidak harus menggunakan neraca analitik, tidak menunutut digunakan bahan kimia yang murni ataupun menggunakan alat-alat gelas tertentu. Misalnya : Amylum, Asam Sulfat (H2SO4), dll.

2. Reagensia KuntitatifReagen yang dalam pembuatanya memrlukan ketelitian yang tinggi, penimbanagnnya harus menggunakan neraca analitik dan pengukurannya harus dengan alat ukur kuantitatif. Misalnya : Natrium Hidroksida (NaOH), Asam Oksalat (H2C2O4), K2Cr2O7, dll.

(http://totokanaliskesehatan.blogspot.com/2010/05/nich-yang-kedua.html)

BATU DIDIHBatu didih adalah benda yang kecil,

bentuknya tidak rata, dan berpori, yang biasanya

http://totokanaliskesehatan.blogspot.com/2010/05/nich-yang-kedua.html

http://totokanaliskesehatan.blogspot.com/2010/05/nich-yang-kedua.html

http://husainnur.wordpress.com/2010/12/25/pengolahan-air-limbah/

http://husainnur.wordpress.com/2010/12/25/pengolahan-air-limbah/


FTI-ITS


II-20

dimasukkan ke dalam cairan yang sedang dipanaskan. Biasanya, batu didih terbuat dari bahan silika, kalsium karbonat, porselen, maupun karbon. Batu didih sederhana bisa dibuat dari pecahan-pecahan kaca, keramik, maupun batu kapur, selama bahan-bahan itu tidak bisa larut dalam cairan yang dipanaskan.Fungsi penambahan batu didih ada 2, yaitu:1. Untuk meratakan panas sehingga panas menjadi

homogen pada seluruh bagian larutan.2. Untuk menghindari titik lewat didih.

Pori-pori dalam batu didih akan membantu penangkapan udara pada larutan dan melepaskannya ke permukaan larutan (ini akan menyebabkan timbulnya gelembung-gelembung kecil pada batu didih). Tanpa batu didih, maka larutan yang dipanaskan akan menjadi superheated pada bagian tertentu, lalu tiba-tiba akan mengeluarkan uap panas yang bisa menimbulkan letupan/ledakan (bumping).

Batu didih tidak boleh dimasukkan pada saat larutan akan mencapai titik didihnya. Jika batu didih dimasukkan pada larutan yang sudah hampir mendidih, maka akan terbentuk uap panas dalam jumlah yang besar secara tiba-tiba. Hal ini bisa menyebabkan ledakan ataupun kebakaran. Jadi, batu didih harus dimasukkan ke dalam cairan sebelum cairan itu mulai dipanaskan. Jika batu didih akan dimasukkan di tengah-tengah pemanasan (mungkin karena lupa), maka suhu cairan harus diturunkan terlebih dahulu.

Sebaiknya batu didih tidah digunakan secara berulang-ulang karena pori-pori dalam batu didih bisa tersumbat zat-zat pengotor dalam cairan.(http://kafekimia.blogspot.com/2009/03/batu-didih.html)



II-21

II.2 Aplikasi Industri

OPTIMASI PROSES PENGOMPOSAN AEROBIK SLUDGE AIR LIMBAH INDUSTRI MIZONE DAN SAMPAH ORGANIK DI PT TIRTA INVESTAMA

PANDAAN

Pengolahan air limbah MIZONE menghasilkan sludge yang belum terolah dengan baik. PT Tirta Investama membutuhkan suatu teknik pengolahan sludge sebagai wujud komitmennya terhadap lingkungan. Tujuan penelitian ini adalah melakukan karakterisasi sludge dari pengolahan air limbah MIZONE dan menentukan kondisi optimum pengomposan aerobik sludge dan sampah organik. Sampah organik yang digunakan, yaitu sampah organik halaman dan jerami padi. Metoda aerasi yang digunakan adalah aerated pile dan pembalikan konvensional. Pada penelitian ini dilakukan analisis terhadap kandungan nitrogen total Kjeldahl, volatile solid, kadar air, dan pH pada kompos tiap dua minggu sekali. Kompos yang sudah masak dianalisis kandungan unsur haranya, meliputi nitrogen total Kjeldahl, volatile solid, fosfor total,dan kalium. Sludge mengandung nitrogen total Kjeldahl 1,01% dan fosfor total 0,27 mg/L. Pengomposan sludge dengan campuran sampah organik lebih baik daripada tanpa sampah organik. Pengomposan sludge optimum yang direkomendasikan adalah kompos campuran sludge dan sampah organik halaman dengan aerasi menggunakan metoda konvensional. Pengomposan tersebut membutuhkan waktu 8 minggu. Unsur hara kompos yang dihasilkan tersebut memenuhi spesifikasi kompos (SNI:19-7030-2004).Metoda peneliatian yaitu :


FTI-ITS


II-22

Alat-alat yang diperlukan dalam penelitian ini, antara lain (1) timbangan, (2) alat pencacah, (3) kantong plastik ukuran 40 L, (4) wadah plastik HDPE untuk pengomposan dengan kapasitas 24 L, (5) ember untuk pelarutan biostimulan dengan kapasitas 5 L, (6) kasa, (7) kompresor dengan kapasitas 3 m3/jam, (8) pipa PVC dengan diameter 32 mm, dan (9) sekop.

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian adalah sludge, EM4, jerami padi varietas IR 64, sampah organik halaman, dan pupuk NPK.Analisis Karakteristik Bahan Baku dan KomposTimbulan sludge diukur volume dan berat jenisnya guna mendapatkan berat sludge yang dihasilkan. Karakterisasi sludge, jerami, dan sampah organik halaman yang diukur meliputi parameter pH, kadar air, volatile solid, bahan organik (C), Nitrogen (N) total Kjehdahl, dan fosfor (P). Kadar air dan volatile solid dianalisis dengan menggunakan metoda gravimetri (Pichtel, 2005). N total organik dianalisis dengan menggunakan metoda Kjeldahl sedangkan parameter P dianalisis menggunakan metoda spektrofotometri (Eaton, Clesceri, dan Greenberg, 1995). Kompos yang telah matangdianalisis unsur haranya, yaitu C, N, P, dan kalium (K). Parameter K dianalisis menggunakan metoda flame photometric (Eaton, Clesceri, dan Greenberg, 1995)PengomposanVariabel yang digunakan dalam penelitian ini, adalah (1) jenis sampah organik, aitu jerami dan sampah organik halaman, (2) penambahan dan tanpa penambahan iostimulan, serta (3) metoda aerasi, yaitu konvensional dan aerated pile. Bahan yang dikomposting sebesar 10 L. Komposisi bahan pencampur sebesar 70% dari volume total. Bahan pencampur yang akan digunakan dicacah hingga



II-23

mencapai ukuran sebesar 3-6 cm. Selanjutnya sludge dan bahan pencampur dicampur. Sludge yang akan dikomposting diatur kadar air dan rasio C/N-nya dalam kondisi optimum. Pengaturan kadar air ini dilakukan dengan penjemuran secara alami, yaitu dengan pemanasan sinar matahari hingga bahan kompos mencapai kadar air berkisar 40-60%. Rasio C/N diatur sebesar 25-35, apabila unsur N yang kurang dapat 3 ditambahkan pupuk NPK. Penambahan pupuk NPK ini juga bertujuan untuk meningkatkan kualitas kompos, khususnya unsur hara seperti P dan K dalam kompos yang dihasilkan. Pengomposan yang dilakukan menggunakan biostimulan EM4 dan tanpa penambahan biostimulan. Penambahan biostimulan tersebut bertujuan untuk meningkatkan kualitas kompos yang dihasilkan serta memparcepat proses pengomposan (Isroi, 2009; Sulistyawati, Mashita, dan Choesin, 2008). EM4 yang ditambahkan sebesar 5% dari volume bahan komposting. Aerasi secara konvensional dilakukan dengan pembalikan kompos tiap hari selama 2 bulan pertama dan dilanjutkan 2 hari sekali hingga kompos matang. Proses pengomposan pada sistem aerated pile, suplai udara yang dinjeksikan sebesar 0,6 L/menit.kg selama 2 bulan pertama dan dilanjutkan 0,4 L/menit.kg hingga kompos matang. Pengaturan suplai udara pada tiap reaktor dilakukan dengan pengaturan jumlah orifice pada pipa di tiap reaktor. Temperatur proses pengomposan diukur setiap hari. Karakteristik kompos, meliputi rasio C/N, pH dan kadar air diperiksa setelah pengomposan 2 minggu yang kemudian diukur tiap 2 minggu sekali. Apabila rasio C/N mencapai 10-20 maka kompos telah matang (SNI:19-7030-2004).

Karakteristik sludge dari pengolahan air limbah MIZONE yang terkait dengan


FTI-ITS


II-24

pemanfaatannya sebagai bahan baku kompos adalah nitrogen total Kjeldahl 0,47-1,54% dan fosor total 0,24-0,31 mg/L. Sludge mudah menggumpal sehingga kurang baik untuk dikompos tanpa campuran sampah organik. Pengomposan optimum yang direkomendasikan adalah pengomposan sludge dicampur dengan sampah organik halaman dan diolah dengan metoda konvensional selama 8 minggu. Unsur hara kompos yang dihasilkan tersebut memenuhi spesifikasi kompos (SNI:19-7030-2004). Saran dari penelitian ini adalah diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai pengaruh pemakaian kompos yang dihasilkan dari sludge dan sampah organik terhadap tanaman serta efek toksik sludge terhadap pertumbuhan mikroorganisme dalam pengomposan.

BAB II.docx

Documents

Transcript of BAB II.docx