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