DAFTAR ISI - sinta.unud.ac.id fileGambar 4.4 Biodegradasi Zat Warna secara Anaerob-Aerob..... 42...

13
ii DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL........................................................................................... i PENGESAHAN .................................................................................................. ii TEAM PENGUJI SIDANG SKRIPSI ................................................................ iii ABSTRAK .......................................................................................................... iv ABSTRACT ........................................................................................................ v KATA PENGANTAR ........................................................................................ vi DAFTAR ISI ....................................................................................................... viii DAFTAR TABEL ............................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xi DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xii BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang Penelitian................................................................ 1 1.2 Rumusan Masalah............................................................................ 4 1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................. 5 1.4 Manfaat Penelitian...................................................... ..................... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA........................................................................ 6 2.1 Pencemaran Air ............................................................................... 6 2.2 Limbah Cair ..................................................................................... 6 2.3 Sumber Limbah Cair ....................................................................... 9 2.4 Klasifikasi Limbah Industri dan Karakteristiknya ........................... 10 2.5 Zat Warna Sintetik ........................................................................... 13 2.6 Zat Warna Remazol Yellow FG ....................................................... 16 2.7 Biodegradasi .................................................................................... 18 2.8 Degradasi Zat Warna ....................................................................... 19 2.9 Peranan Mikroorganisme dalam pengolahan biologi ...................... 21 2.10 Kurva Pertumbuhan Mikroba ....................................................... 21 2.11 VSS ............................................................................................... 23 2.12 Spektrofotometer UV-Vis.............................................................. 24 2.13 Kurva Kalibrasi.............................................................................. 25 BAB III METODE PENELITIAN...................................................................... 27 3.1 Peralatan dan Bahan Penelitian ..................................................... 27

Transcript of DAFTAR ISI - sinta.unud.ac.id fileGambar 4.4 Biodegradasi Zat Warna secara Anaerob-Aerob..... 42...

ii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i

PENGESAHAN .................................................................................................. ii

TEAM PENGUJI SIDANG SKRIPSI ................................................................ iii

ABSTRAK .......................................................................................................... iv

ABSTRACT ........................................................................................................ v

KATA PENGANTAR ........................................................................................ vi

DAFTAR ISI ....................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ............................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang Penelitian ................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah............................................................................ 4

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................. 5

1.4 Manfaat Penelitian...................................................... ..................... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 6

2.1 Pencemaran Air ............................................................................... 6

2.2 Limbah Cair ..................................................................................... 6

2.3 Sumber Limbah Cair ....................................................................... 9

2.4 Klasifikasi Limbah Industri dan Karakteristiknya ........................... 10

2.5 Zat Warna Sintetik ........................................................................... 13

2.6 Zat Warna Remazol Yellow FG ....................................................... 16

2.7 Biodegradasi .................................................................................... 18

2.8 Degradasi Zat Warna ....................................................................... 19

2.9 Peranan Mikroorganisme dalam pengolahan biologi ...................... 21

2.10 Kurva Pertumbuhan Mikroba ....................................................... 21

2.11 VSS ............................................................................................... 23

2.12 Spektrofotometer UV-Vis.............................................................. 24

2.13 Kurva Kalibrasi.............................................................................. 25

BAB III METODE PENELITIAN...................................................................... 27

3.1 Peralatan dan Bahan Penelitian ..................................................... 27

iii

3.1.1 Alat penelitian...................................................................... 28

3.1.2 Bahan penelitian .................................................................. 28

3.2 Tempat Penelitian........................................................................... 28

3.3 Rancangan Penelitian ..................................................................... 28

3.4 Prosedur Penelitian......................................................................... 29

3.4.1 Penentuan waktu optimum ................................................... 29

3.4.1.1 Pengukuran biomassa ......................................................... 30

3.4.2 Penentuan pengaruh komposisi ............................................. 30

3.4.3 Penentuan laju penurunan ..................................................... 31

3.4.3.1 Penentuan kadar Remazol Yellow FG ................................ 32

3.4.3.2 Penentuan efektivitas ......................................................... 33

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 35

4.1 Waktu Optimum Pertumbuhan Mikroorganisme ........................... 35

4.2 Pengaruh Komposisi dalam Penurunan konsentrasi ...................... 38

4.3 Penurunan Kadar Remazol Yellow FG ........................................... 40

4.3.1 Penentuan penurunan kadar Remazol Yellow FG ................. 40

4.3.2 Efektivitas biodegradasi ....................................................... 44

4.3.3 Identifikasi mikroorganisme ................................................. 45

BAB V SIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 49

5.1 Simpulan ........................................................................................ 49

5.2 Saran ............................................................................................... 49

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 51

LAMPIRAN ........................................................................................................ 54

CURICULUM VITAE ........................................................................................ 73

iv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Penggolongan Limbah Industri .......................................................... 10

Tabel 2.2. Karakteristik Limbah Cair ................................................................. 13

Tabel 2.3 Penggolongan Zat Warna .................................................................... 14

Tabel 4.1 Nilai VSS ............................................................................................ 35

Tabel 4.2 Penurunan Konsentrasi dengan Komposisi Berbeda .......................... 38

Tabel 4.3 Efektivitas Biodegradasi ..................................................................... 44

Tabel 4.4 Hasil Identifikasi Jumlah Total Mikroorganisme ............................... 55

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Struktur Kimia Remazol Yellow FG ................................................ 17

Gambar 2.2 Biodegradasi Zat Warna Secara Anaerobik dan Aerobik ............... 20

Gambar 2.3 Kurva Pertumbuhan Bakteri ........................................................... 22

Gambar 3.1 Sistem Pengolahan Biodegradasi Anaerob-aerob ........................... 27

Gambar 4.1 Kurva Nilai VSS.............................................................................. 36

Gambar 4.2 Mekanisme Perombakan Zat Warna Azo ........................................ 39

Gambar 4.3 Kurva Kadar Remazol Yellow FG ................................................... 41

Gambar 4.4 Biodegradasi Zat Warna secara Anaerob-Aerob ............................. 42

Gambar 4.5 Hasil Identifikasi TPC( Total Plate Count)..................................... 47

Gambar 4.6 Hasil Pewarnaan Staphylococcus sp ............................................... 47

Gambar 4.7 Hasil Pewarnaan Bacillus sp ........................................................... 47

vi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Skema Kerja ................................................................................... 54

Lampiran 2. Pembuatan Larutan ......................................................................... 60

Lampiran 3. Perhitungan Biomassa ( Nilai VSS) ............................................... 62

Lampiran 4. Perhitungan Persamaan Linier dan Kurva Kalibrasi ...................... 63

Lampiran 5. Hasil Pengukuran Konsentrasi pada 3 komposisi yang berbeda .... 66

Lampiran 6. Pengukuran Kadar Remazol Yellow FG ......................................... 67

Lampiran 7. Penentuan Efektivitas Biodegradasi ............................................... 69

Lampiran 8 Dokumentasi. ................................................................................... 70

Lampiran 9. Identifikasi bakteri dalam proses biodegradasi .............................. 72

vii

ABSTRAK

Penelitian ini mengenai aplikasi pengolahan limbah yaitu biodegradasi zat

warna Remazol Yellow FG dalam sistem mikrobial. Penelitian ini bertujuan untuk

memperoleh waktu optimum pertumbuhan mikroorganisme dari sedimen yang

diambil dari sungai Serangan, komposisi optimum dalam menurunkan kadar

limbah Remazol Yellow FG, laju penurunan kadar Remazol Yellow FG, efektivitas

dan sistem mikrobial yang berperan dalam proses biodegradasi. Limbah tekstil

yang digunakan adalah limbah tekstil artificial dari zat warna Remazol Yellow FG

dengan konsentrasi 49,126 mg/L. Pada tahap pertama, diamati waktu optimum

pertumbuhan mikroorganisme ditentukan dengan menentukan nilai VSS ( Volatile

Suspended Solid) tertinggi sebagai waktu optimum bakteri mampu mendegradasi

Remazol Yellow FG. Selanjutnya, dengan menggunakan waktu optimum,

komposisi optimum ditentukan dengan melihat penurunan kadar Remazol Yellow

FG. Laju penurunan kadar diamati dari penurunan kadar Remazol Yellow FG

dalam proses biodegradasi selama 7 hari. Efektivitas diperoleh dari persentase

kadar Remazol Yellow FG yang terkandung pada saat proses pengolahan. Selain

itu dilakukan identifikasi mikroorganisme yang berperan dalam proses

biodegradasi Remazol Yellow FG.

Hasil penelitian menunjukkan waktu optimum pertumbuhan

mikroorganisme yang ditambahkan dalam media yang mengandung Remazol

Yellow FG yaitu 12 jam dengan perolehan nilai VSS (Volatile Suspended Solid)

tertinggi 28000 mg/L. Komposisi optimum dalam menurunkan kadar Remazol

Yellow FG yaitu komposisi I yang terdiri dari 900 mL glukosa, 1950 mL limbah

Remazol Yellow FG, dan 150 mL bibit yang dapat menurunkan kadar limbah dari

49.126 mg/L menjadi 34,573 mg/L. Penurunan kadar Remazol Yellow FG dengan

pengolahan secara anaerob-aerob selama 7 hari mengalami penurunan dari 49,126

mg/L menjadi 3,6039 mg/L dan memiliki efektivitas sebesar 92,66%. Bakteri

yang teridentifikasi dan berperan dominan dalam proses biodegradasi yaitu

Bacillus sp, Coliform, Pseudomonas sp, dan Staphylococcus sp. Pengamatan

jumlah koloni di awal pengolahan sebesar 2,84x102 CFU/mL, di waktu

pertengahan pengolahan sebesar 1,24 x102 CFU/mL, dan di akhir pengolahan

biodegradasi sebesar 2,08x102 CFU/mL.

Kata Kunci : Biodegradasi, Remazol Yelow FG, Mikroorganisme.

viii

ABSTRACT

This research conducted the application of waste execution that is

biodegradation of Remazol Yellow FG dye in microbial systems. The aim of this

research is to obtain the optimum time of microorganisms growth of sediment

which taken from Serangan river, the optimum composition in declining the rate

of Remazol Yellow FG waste, the rapid of Remazol Yellow FG rate decline, the

effectiveness and microbial system that play role in biodegradation process. The

textile waste used in this research was artificial waste from Remazol Yellow FG

dye with concentration of 49,126 mg / L. In the first phase, it observed the growth

of microorganisms which is determined by determining the highest value of VSS

(Volatile Suspended Solid) as the optimum time of bacteria capable of degrading

Remazol Yellow FG. Furthermore, using the optimum time, the optimal

composition is determined by observing the decrease levels of Remazol Yellow

FG. The rate of decrease observed from the decreased levels of Remazol Yellow

FG in biodegradation process for 7 days. The effectiveness obtained from

percentage of Remazol Yellow FG levels contained at the time of processing.

Besides, there was an identification of microorganisms that take a role in

biodegradation process of Remazol Yellow FG.

The result showed that 12 hours is required to obtain the optimum time of

microorganism growth with highest value 28000mg/L of VSS after added into

means containing the Remazol Yellow FG. The optimum composition in

decreasing Remazol Yellow FG rate were composition I consisting of 900 mL

glucose, 1950 mL Remazol Yellow FG waste, and 150 mL suspended grown that

can reduce levels of waste from 49,126 mg/L to 34,573 mg/L. Decreased levels of

Remazol Yellow FG with anaerobic-aerobic treatment for 7 days decreased from

49,126 mg / L to 3,6039 mg / L and has 92,66% effectiveness. The identified

bacteria and take dominant role in the process of biodegradation are Bacillus sp,

Coliform, Pseudomonas sp and Staphylococcus sp. Observation number of

colonies in the early processing as amounted 2,84x102 CFU / mL, in the middle

of processing time at 1,24 X102 CFU / mL, and at the end of biodegradation

processing of 2,08x102 CFU / mL.

Keywords: Biodegradation, Remazol Yelow FG, Microorganism.

ix

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring berkembangnya zaman dan bertambah pesatnya ilmu pengetahuan

serta teknologi mendorong munculnya berbagai macam industri baik dalam skala

besar maupun dalam skala kecil. Adanya berbagai macam industri akan

berpengaruh pada perekonomian masyarakat dengan meningkatkan taraf hidup

masyarakat menjadi lebih baik. Salah satu upaya manusia untuk meningkatkan

kesejahteraan hidupnya adalah dengan mengembangkan industri tekstil

(Achmad,2004). Keberadaan industri tekstil selain berdampak positif juga

menimbulkan dampak negatif pada lingkungan karena sebagian zat warna yang

digunakan dalam proses pewarnaan tekstil akan terbuang sebagai limbah.

Limbah cair industri tekstil berasal dari proses pencucian tekstil meliputi

desizing, boiling, degreasing dan mercerizing. Proses lainnya yaitu pencelupan

dan sistem pewarnaan lain serta pengolahan akhir yaitu pencucian kembali.

Pada industri tekstil, zat warna banyak digunakan pada proses pencelupan dan

sistem pewarnaan lain. Zat warna yang banyak digunakan dalam industri tekstil

yaitu zat warna reaktif. Menurut Kirk dan Othmer(1992), zat warna reaktif untuk

serat selulosa mempunyai angka penjualan yang tinggi dengan kenaikan

permintaan zat warna reaktif mencapai empat kali lipat daripada zat warna lain

untuk serat selulosa.

Salah satu jenis zat warna reaktif yang banyak digunakan dalam industri

tekstil adalah zat warna Remazol Yellow FG menjadi pilihan karena tergolong

murah sementara gugus kromofornya mudah sekali dalam memberikan warna-

1

x

warna yang cerah dan tahan uji (Rasjid dkk, 1976). Zat warna ini banyak

digunakan karena sifatnya yang mudah larut dalam air dan tidak terdegradasi pada

kondisi aerob biasa (Pavlostathis, 2001). Zat warna ini tergolong limbah senyawa

organik B3 yang mengandung zat kimia dengan air sebagai media pelarutnya.

Kehadiran zat warna jenis ini dilingkungan memiliki sifat non-biodegradable atau

susah diuraikan. Sulitnya penguraian zat warna ini disebabkan oleh komponen zat

warna Remazol Yellow FG sebagian besar tersusun atas zat warna azo dan

turunannya merupakan turunan dari benzena yang sulit terdegradasi. Senyawa azo

yang terlalu lama berada di lingkungan akan menjadi sumber penyakit karena

bersifat karsinogen dan mutagenik (Sugiharto, 1987). Oleh karena itu limbah dari

zat warna Remazol Yellow Fg sangat berpotensi mencemari lingkungan apabila

tidak dilakukan pengolahan terlebih dahulu. Sementara itu, lingkungan memiliki

kemampuan terbatas dalam mendegradasi limbah zat warna. Akibatnya air

menjadi tercemar ( berwarna) dan kualitas air semakin memburuk dan tidak layak

digunakan (Sugiharto, 1987). Oleh karena itu, limbah zat warna tekstil perlu

diolah terlebih dahulu sebelum dibuang ke lingkungan.

Untuk menghilangkan dampak negatif dari limbah zat warna, diperlukan suatu

perlakuan untuk mengurangi atau bahkan menghilangkan limbah pewarna dengan

cara tertentu agar tidak membahayakan dan mencemari lingkungan sekitar. Salah

satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan pengolahan biologi untuk

mengurangi konsentrasi limbah pewarna agar tidak membahayakan dan

mencemari lingkungan saat dibuang di alam (Manurung dkk, 2004).

2

xi

Banyak usaha yang telah dilakukan untuk meminimalisasi dan mengatasi

pencemaran dari zat warna azo. Salah satunya dengan cara kimia yaitu dengan

menambahkan zat kimia sebagai koagulan, akan tetapi cara ini memiliki

kelemahan yaitu dihasilkannya lumpur kimia (sludge) yang cukup bayak.

Pengelolaan sludge lebih lanjut perlu dilakukan, namun memerlukan biaya relatif

tinggi dan lumpur yang dihasilkan ini juga akan menimbulkan masalah baru bagi

unit pengolahan limbah ( Arifin, 2008). Oleh karena itu perlu dicari teknologi

pengolahan limbah yang lebih ramah lingkungan.

Saat ini teknologi pengolahan limbah tekstil yang berkembang adalah

pengolahan limbah secara biologi, yaitu dengan memanfaatkan mikroorganisme

untuk mendegradasi molekul zat warna tekstil yang memiliki struktur kompleks

menjadi molekul yang lebih sederhana (Manurung dkk, 2004). Pengolahan ini

sangat berpotensi untuk dikembangkan karena limbah tekstil dengan kandungan

bahan organik yang tinggi dapat dimanfaatkan secara langsung maupun tidak

langsung oleh mikroorganisme sebagai nutrisi untuk pertumbuhannya. Akan

tetapi, tidak semua mikroba mampu merombak zat warna tekstil, maka mikroba

yang banyak dikaji dan berpotensi untuk dikembangkan adalah bakteri dan jamur.

Kelebihan perombakan menggunakan bakteri adalah bekerjanya pada substrat

yang spesifik sehingga aktivitasnya pada spectrum yang spesifik ( Zee, 2002).

Metode biodegradasi diterapkan untuk melenyapkan bahan pencemar yang

terkontaminasi dalam perairan. Metodenya dilakukan dengan menambahkan

bahan pencemar kedalam suatu bioreaktor yang telah berisi media cair untuk

pertumbuhan mikroba. Keberhasilan biodegradasi dari limbah pencemar

3

xii

bergantung pada keberhasilan mikroba dalam mendegradasi senyawa pencemar.

Keunggulan dari proses pengolahan air limbah dengan biodegradasi ini adalah

pengolahannya sangat mudah, biaya operasi yang rendah dibandingkan dengan

proses lumpur aktif, dan lumpur yang dihasilkan relatif sedikit.

Sungai Serangan dipilih sebagai sumber suspensi aktif untuk proses

pembibitan mikroorganisme, hal ini dilihat dari warna air sungai yang selalu

berubah-ubah setiap minggunya dan menimbulkan bau yang tidak sedap dan jauh

dari nilai estetika yang baik. Maka dari itu, Sungai Serangan memberikan

kontribusi besar dalam pertumbuhan mikroorganisme zat warna tekstil yang

mengandung zat warna sintetik khususnya Remazol Yellow FG, dimana Sungai

Serangan tersebut banyak mengandung sampah, baik sampah organik maupun

anorganik yang berasal dari dapur, pencelupan, percetakan, kamar mandi, laundry,

dan lainnya. Dengan demikian diduga bahwa sedimen sungai Serangan

mengandung mikroorganisme yang dapat mendegradasi zat warna Remazol

Yellow FG.

Berdasarkan permasalahan diatas, penelitian ini bertujuan untuk : (1)

memperoleh waktu optimum pertumbuhan mikroorganisme dalam proses

biodegradasi Remazol Yellow FG, (2) memperoleh komposisi optimum dalam

menurunkan kadar Remazol Yellow FG, (3) mengetahui laju penurunan kadar

Remazol Yellow FG dan sistem mikrobial yang berperan dalam proses

biodegradasi.

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang diatas, dapat ditarik suatu permasalahan yaitu :

4

xiii

1. Berapakah waktu optimum pertumbuhan mikroorganisme dalam suspensi

aktif pada media yang mengandung Remazol Yellow FG?

2. Bagaimana pengaruh komposisi terbaik suspensi aktif, larutan glukosa dan

larutan Remazol Yellow FG dalam penurunan kadar Remazol Yellow FG?

3. Bagaimana laju penurunan kadar Remazol Yellow FG, dan sistem mikrobial

yang berperan dalam proses biodegradasinya?

1.3 Tujuan Penelitian

Dari rumusan masalah di atas, maka dapat ditentukan tujuan dari penelitian ini

adalah :

1. Menentukan waktu optimum pertumbuhan mikroorganisme dalam

suspensi aktif pada media yang mengandung Remazol Yellow FG.

2. Menentukan pengaruh komposisi terbaik suspensi aktif, larutan glukosa

dan larutan Remazol Yellow FG dalam penurunan kadar Remazol Yellow

FG.

3. Menentukan laju penurunan kadar Remazol Yellow FG, dan sistem

mikrobial yang berperan dalam proses biodegradasinya.

1.4 Manfaat Penelitian

Dari tujuan di atas, maka dapat ditentukan manfaat dari penelitian ini adalah :

1. Memberikan referensi terhadap pengembangan atau penggunaan sistem

mikrobial dalam pengolahan air limbah yang mengandung zat warna.

2. Memberikan arah pada pengembangan sistem atau teknik biologis yang

lebih ramah lingkungan dalam pengolahan air limbah.

5

xiv

3. Memberikan informasi bahwa konsorsium mikroorganisme yang berperan

dalam biodegradasi dapat diidentifikasi lebih lanjut.

6