PENGOLAHAN LIMBAH CAIR RUMAH SAKIT DENGAN TEKNOLOGI OZON DAN PENAMBAHAN KOAGULAN

KRIS TRI BasukiSekolah Tinggi Teknologi Nuklir – Badan Tenaga Nuklir Nasional

Jalan Babarsari Kotak Pos 6101 YKBB YogyakartaEmail : kristri_basuki@batan.go.id

ABSTRAK

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR RUMAH SAKIT DENGAN TEKNOLOGI OZON DAN PENAMBAHAN KOAGULAN Limbah cair yang dihasilkan dari kegiatan Rumah Sakit mempunyai karakteristik yang spesifik dan mengandung bahan berbahaya seperti zat kimia dan kuman penyakit. Kondisi tersebut dapat menimbulkan dampak langsung ke lingkungan terutama perairan. Telah dilakukan penelitian mengenai pengolahan limbah cair pada Rumah Sakit di Yogyakarta untuk menurunkan konsentrasi COD dan BOD dengan teknologi ozon dan penambahan koagulan. Hasil penelitian dengan teknologi ozon menunjukkan bahwa pemaparan ozon optimal selama 15 menit akan menurunkan COD sebesar 93,2% dan BOD sebesar 93,79%. Sedangkan pada proses ozonisasi dengan penambahan koagulan optimal pada dosis 0,1% volume limbah, dimana penambahan tawas akan menurunkan COD sebesar 96,58% dan BOD sebesar 97,87%, penambahan kapur akan menurunkan COD sebesar 98,7% dan BOD sebesar 98,92%. Berdasarkan SK Gubernur DIY No.65/1999 tentang Baku Mutu Limbah Cair bagi kegiatan pelayanan kesehatan, untuk parameter COD dan BOD menggunakan teknologi ozon dan koagulan dapat menurunkan konsentrasi COD dan BOD dibawah Baku Mutu, dimana konsentrasi COD maksimal 80 mg/L dan konsentrasi BODmaksimal 30 mg/L.

Kata kunci : Teknologi ozon, COD, BOD, Tawas, Kapur

ABSTRACT

LIQUID WASTE TREATMENT OF HOSPITAL WITH OZONE TECHNOLOGY AND ADDITION OF COAGULANT. Liquid waste from hospital activities have specific dangerous materials i.e chemicals and disease germ, respectively. This situasion will be impact to the water environment. The aim of study was liquid waste treatment at hospital of Yogyakarta to decreasing COD and BOD concentration by using ozone\ and coagulant respectively. The result of research shows that ozone technology indicate that ozone optimal presentation during 15 minute will decreasing COD 93,2% and BOD 93,79%. Process of ozone with addition coagulant optimal dose at 0,1 % waste volume, alum will decreasing COD 96,58% and BOD 97,87%, lime will decreasing COD 98,7% and BOD 98,92%. While quality standard according to SK Governor of DIY No.65/1999 about Liquid Waste Quality Standard for activities of service health could decreasing of COD and BOD concentration by using ozone and coagulant, where maximal COD concentration 80 mg/L and maximal BOD concentration 30 mg/L.

Keyword : Ozone technology, COD, BOD, Alum, Lime.

1

PENDAHULUANDalam melakukan kegiatannya, Rumah Sakit menghasilkan limbah cair yang berasal dari berbagai sumber. Sumber dari limbah cair penting untuk diketahui terkait dengan pengolahan yang akan dilakukan. Menurut Budiharjo (1998) sumber-sumber limbah cair Rumah Sakit antara lain :1. Ruang Perawatan berasal dari : KM, wastafel, spoelhock, urinoir, tempat

cuci instrument medik, tempat buang exudat pasien, floordrain, pantry.2. Ruang rawat jalan : KM, wastafel, spoelhock, urinoir, tempat cuci instrument medik.3. Ruang Rawat Darurat : KM, wastafel, spoelhock, urinoir, tempat cuci

instrument medik, tempat buang exudat pasien, floordrain, pantry.4. Ruang operasi : KM, wastafel, spoelhock, urinoir, tempat cuci instrument

medik, tempat buang exudat pasien, floordrain, pantry.5. Instalasi Laboratorium Klinik/Patologi Anatomi :KM, wastafel/tempat cuci preparat.6. Ruang dapur/kitchen : KM, tempat cuci sayur/buah, tempat cuci beras,

tempat cuci alat-alat dapur.7. Ruang loundry : tempat rendaman linen kotor, buangan dari pembilas

mesin cuci, buangan pembilas air panas.8. Unit Radiologi : wastafel, kamar mandi, tempat cuci film.9. Ruang Haemodialisa : KM, wastafel, tempat buang cairan dialisa,

tempat cuci instrument medik.10. Ruang kamar Jenazah/Autopsi : KM, wastasfel, tempat pembedahan

mayat/autopsy, tempat mencuci jenazah, tempat cuci instrument medik11. Fasilitas sosial (Kafetaria, masjid) : KM, wastafel, tempat cuci perabot

makan, tempat wudlu, urinoir.12. Pemukiman (Rumah Dinas, Asrama) : KM, wastafel, tempat cuci perabot makan.13. Unit perkantoran/perpustakaan : KM, wastafel, urinoir.

Parameter Limbah Cair Rumah Sakit

Menurut Mahida (1986), beberapa parameter penting dari air limbah yang dihasilkan oleh kegiatan Rumah Sakit harus terus dikontrol antara lain adalah :a. Kandungan zat padat

Kandungan zat padat ini diukur dalam bentuk total solids, Suspended solids dan dissolved solid.

b. Kandungan zat organikZat organik di dalam penguraiannya memerlukan oksigen dan bantuan mikroorganisme. Salah satu cara penentuan kandungan zat organik adalah dengan mengukur BOD (Biological Oxygen Demand). Selain BOD diukur juga COD (Chemical Oxygen Demand) yang biasa digunakan secara luas sebagai suatu ukuran kekuatan pencemaran dari limbah

2

cair, makin tinggi nilai COD dari limbah cair makin tinggi pula pencemaran yang ditimbulkan.

c. Kandungan zat anorganikBeberapa komponen zat anorganik yang penting untuk mengawasi kualitas limbah cair antara lain nitrogen dalam senyawa nitrat, fosfor dalam fosfor total, H2S dalam zat-zat beracun dan logam berat seperti Hg, Cd, Pb dan lain lain.

d. GasAdanya gas N2, O2 dan CO2 pada limbah cair berasal dari udara yang larut ke dalam air, sedangkan gas H2S, NH3 dan CH4 berasal dari dekomposisi limbah cair. Oksigen di dalam limbah cair dapat diketahui dengan mengukur DO (Dissolved Oxygen), dimana jumlah oksigen dalam air sering digunakan untuk menentukan besarnya pencemaran zat organik dalam larutan, makin rendah DO suatu larutan, maka makin tinggi kandungan zat organiknya.

f. Kandungan bakteriBakteri golongan E.Coli terdapat secara normal di dalam usus dan tinja manusia. Sumber bakteri patogen dalam limbah cair berasal dari tinja manusia yang sakit. Untuk menganalisa bakteri patogen yang terdapat dalam air limbah cukup sulit, sehingga sebagai parameter mikrobiologis digunakan perkiraan terdekat jumlah golongan coliform dalam 100 ml limbah cair serta perkiraan terdekat jumlah golongan coliform tinja dalam 100 ml limbah cair.

g. Derajat Keasaman (pH)Derajat keasaman berkaitan dengan proses pengolahan biologis karena derajat keasaman yang kecil akan lebih menyulitkan disamping akan mengganggu kehidupan dalam air bila dibuang ke perairan terbuka.

h. SuhuSuhu limbah cair umumnya tidak banyak berbeda dengan suhu udara, tetapi lebih tinggi dari suhu air minum. Suhu dapat mempengaruhi kehidupan dalam air, kecepatan reaksi atau penguraian, proses pengendapan zat padat serta kenyamanan dalam badan air.

Pengolahan Limbah Cair Rumah Sakit di Yogyakarta

Pengolahan limbah cair Rumah Sakit di Yogyakarta menggunakan metode lumpur aktif. Menurut Budiharjo (1998), unit-unit pengolahan limbah cair yang digunakan adalah sebagai berikut :a. Bak Penyaring (Bar Screen)

Bangunan ini berfungsi untuk menyaring benda padat yang terikut dalam aliran limbah agar material tersebut tidak mengganggu pada proses pengolahan berikutnya maupun pada peralatan pengolahan. Misalnya pompa. Bak ini mempunyai saringan yang terbuat dari stainless steel dengan ukuran : Panjang = 50 cm dan lebar 50 cm Diameter stainless steel = 8 mm

3

b. Bak Pengendap Pasir (Grit Chamber)Bangunan ini berfungsi untuk mengendapkan benda-benda padat atau pasir dan sejenisnya yang terikut dalam aliran limbah cair yang dapat menyumbat peralatan pengolahan, misalnya nozzle dan blower. Bak ini dapat dibersihkan secara periodik. Bangunan bak penangkap pasir ini dibagi menjadi 3 aliran dan mempunyai ukuran : Panjang = 860 cm Kemiringan = 2,3 % , Volume per saluran = 0,7062 m3

c. Bak EqualisasiBangunan ini berfungsi untuk menyeragamkan komposisi dan menstabilkan debit limbah cair. Bangunan ini mempunyai ukuran sebagai berikut : Volume bak equalisasi = 170,36 m3 , Waktu penahanan = 4 jamBak ini dilengkapi dengan pompa yang bekerja secara otomatis untuk menyedot air limbah dalam bak equalisasi untuk dimasukkan ke dalam bak aerasi

d. Bak AerasiBak ini berfungsi sebagai tempat proses pengolahan limbah cair oleh mikrobiologi (penguraian limbah oleh mikrobiologi aerob). Ukuran bangunan ini adalah sebagai berikut : Volume bak aerasi = 231 m3, terdiri dari 3 bak , Volume air limbah = 198 m3 , Waktu penahanan = 3 jam.

e. Bak Sedimentasi IBangunan ini berfungsi sebagai proses pengendapan flok-flok yang terjadi sesudah aerasi (pengendapan secara gravitasi). Adapun ukuran bak ini adalah sebagai berikut : Volume bak sedimentasi I = 147,9 m3 , Waktu penahanan = 4 jam

f. Bak Koagulan (Kapur + Tawas)Fungsi dari bak ini adalah sebagai tempat/wadah yang berisi kapur dan tawas yang akan dialirkan ke air limbah sebagai koagulan. Adapun volume dari bak ini adalah 1 m3

g. Bak Sedimentasi II/Bak PresipitasiBangunan ini berfungsi sebagai proses pengendapan flok-flok yang terjadi sesudah adanya kontak air limbah dengan koagulan. Adapun ukuran bak ini adalah sebagai berikut : Volume bak Sedimentasi II = 43,31 m3 , Waktu penahanan = 2 jam

h. Bak Uji Biologi I & IIFungsi kolam ini adalah sebagai tempat diadakanya uji kehidupan aquatik, yaitu dengan disebarkan benih ikan, apabila ikan dapat tumbuh dengan baik berarti air limbah yang dibuang ke badan air aman terhadap lingkungan. Bak ini terdiri dari 2 bagian, dengan ukuran : Bak I volume = 19,932 m3, Waktu penahanan = 1 jam Bak II volume = 12,771 m3, Waktu penahanan = 1 jam

i. Tangki Saringan Pasir (Sand Filter)Tangki ini berfungsi sebagai penyaring air limbah yang telah diolah agar mendapatkan kualitas air limbah yang lebih baik. Saringan pasir

4

bertekanan ini bekerja secara otomatis. Tangki ini mempunyai kapasitas 2 m3 dengan tekanan 0 – 2,5 psi.

j. Bak DesinfeksiFungsi dari bak ini adalah sebagai tempat reaksi atau kontak antara desinfektan dengan air limbah yang akan dibuang ke badan air sehingga air limbah sudah tidak mengandung mikroorganisme patogen. Volume = 1,78 m3.

k. Bak Kontak KlorinFungsi dari bak ini adalah memberi waktu kontak bahan desinfektan dengan air limbah. Volume = 16,268 m3 Waktu penahanan = 0,5 jam.

l. Tangki Saringan Carbon Aktif (Carbon filter)Tangki ini berfungsi sebagai penyaring air limbah yang telah melewati bak kontak klorin bertujuan untuk menghilangkan bau klorin karena air limbah yang sudah diolah akan dimanfaatkan kembali (reuse) sebagai air penyiram tanaman dan pencucian bak sampah. Saringan carbon aktif ini bekerja secara otomatis. Tangki ini mempunyai kapasitas 2 m3

dengan tekanan 0 – 2,5 psi.m. Bak Uji Biologi III

Bak ini berfungsi sebagai tempat diadakanya uji kehidupan aquatik, terutama setelah air limbah melewati saringan carbon aktif yaitu untuk menguji apakah air limbah sudah tidak mengandung klorin sehingga bisa dimanfaatkan kembali (reuse). Volume = 7,2 m3, Waktu penahanan = 0,5 jam

n. Bak Tandon Bawah dan TowerBak ini berfungsi untuk menampung air limbah yang sudah diolah dan akan dimanfaatkan kembali sebagai air untuk menyiram tanaman dan untuk pencucian bak sampah. Bak ini dilengkapi dengan pompa otomatis. Bak tandon bawah mempunyai volume 27 m3 dan volume tower 27 m3.

o. Bak Pengering Lumpur (Drying Bed)Bak pengering lumpur ini berfungsi sebagai tempat mengolah/mengeringkan lumpur yang berasal dari bak pengendap/bak aerasi. Bangunan ini terdiri dari 8 bak dengan volume masing-masing 9 m3. Pada dasar bak ini terdapat saringan pasir yang bertujuan untuk menyaring air pada lumpur yang akan dikeringkan.

p. Pengolahan Pendahuluan (Bak Penangkap Lemak)Fungsi dari bak penangkap lemak adalah untuk mengolah limbah dari dapur pusat sebelum dimasukkan ke sistem perpipaan air limbah (SPAL).

Teknologi Ozon

Ozon Merupakan gas triatomic allotrope oksigen yang dapat terbentuk akibat adanya rekombinasi atom-atom aksigen. Ozon merupakan gas yang hampir tak berwarna dengan bau yang khas sehingga dapat terdeteksi oleh indera penciuman sampai konsentrasi 0,001 ppm (part per million).

5

Konsentrasi ozon maksimum pada ruang terbuka adalah sekitar 0,01 ppm, sedangkan konsentrasi setinggi 1,00 ppm masih dapat dianggap tak berbahaya asal tidak terhirup dalam saluran pernafasan hingga lebih dari 10 menit (Sukmajaya, 2006).Menurut Basuki (2006), Ozon sebelum atau setelah reaksi dengan unsur lain akan menghasilkan oksigen (O2) sehingga teknologi ozon sangat ramah lingkungan atau sering dikatakan ozon merupakan kimia hijau masa depan. Gas ozon (O3) dapat berfungsi sebagai pembersih, penghilang bau serta sebagai bahan disinfektan yang mampu membunuh semua mikroorganisme seperti bakteri, virus, jamur, dan sebagainya. Ozon merupakan bahan pengoksida yang sangat kuat kedua setelah fluorin, dan kalau dibandingkan terhadap klorin kekuatan ozon sebagai tenaga disinfektan bisa mencapai 3250 kali lebih cepat serta 50 % lebih kuat tenaga oksidatifnya (Basuki, 2006). Ozon menghapuskan penggunaan air panas, ozon hampir menghapuskan pemakaian semua bahan kimia, ozon sangat murah untuk menghasilkannya dan persediaannya tak terbatas, ozon dapat menurunkan COD, BOD, fosfat, amonia. Mengingat akan efek kegunaan dan kelebihan ozon maka tak mengherankan bila ozon hingga sekarang masih dimanfaatkan untuk sterilisasi air, udara, dan bahan makanan sehingga disamping bahan dapat tahan lama juga bisa lebih aman dikonsumsi.

Degradasi Senyawa-Senyawa Organik Oleh Gas Ozon

Ozon mampu mendegradasi berbagai senyawa organik diantaranya adalah:1. Senyawa alifatik : Butana, propana, hidrogen sianida, amonia, asam

asetat, aseton, formaldehide, isopropil alkohol, gliserol.Reaksi : C4H10 + 13O3 4CO2 + 5H2O + 13O2Reaksi : C3H8 + 10O3 3CO2 + 4H2O + 10O2Reaksi : 2HCN + 5O3 2CO2 + H2O + N2 + 5O2Reaksi : 2NH3 + 3O3 3H2O + N2 + 3O2Reaksi : C2H4O2 + 4O3 2CO2 + 2H2O + 4O2Reaksi : C3H6O + 8O3 3CO2 + 3H2O + 8O2Reaksi : HCHO + 2O3 CO2 + H2O + 2O2Reaksi : CH3CHOHCH3 + 9O3 3CO2 + 4H2O + 9O2Reaksi : CH2OHCHOHCH2OH + 9O3 3CO2 + 4H2O + 10O2

2. Senyawa Aromatik : Benzen, benzyl alkohol, styrene, toluen, deterjenReaksi : C6H6 + 11O3 6CO2 + 3H2O + 9O2Reaksi : C6H5CH2OH + 17O3 7CO2 + 4H2O + 17O2Reaksi : C6H5CHCH2 + 20O3 8CO2 + 4H2O + 20O2Reaksi : C6H5CH3 + 18O3 7CO2 + 4H2O + 18O2Reaksi : CxHy + O3 xCO2 + y/2H2O + O2

Generator Ozon (Ozonizer)

Ozonizer menggunakan tegangan luar yang merupakan tegangan tinggi AC dibebankan pada bagian elektroda tabung ozonizer lucutan senyap sehingga ada celah lucutan yakni pada daerah antara lapisan dielektrik

6

dengan elektroda akan terjadi lucutan-lucutan mikro yang bersifat kelistrikan secara keseluruhan dapat dijabarkan dengan kuantitas rerata. Dalam hal ini teknologi pembuatan ozon yang digunakan adalah dengan metoda Plasma Lucutan Terhalang Dielektrik (Mulyaningsih, 2006) atau karena lucutannya yang nyaris tak terdengar maka metode ini sering dikatakan metode plasma lucutan senyap. Untuk mendukung penyempurnaan aplikasi, dengan metode ini dirancang generator ozon yang mempunyai daya keluaran 150 watt.Reaksi pembentukan gas ozon dapat dilihat dibawah ini :

O2 On + OnO2 + On O3

Gambar 1. Generator ozonizer

Laju produksi ozon dapat ditentukan dengan metode absorbansi (serapan) atas dasar sifat ozon yang berkemampuan menyerap radiasi yang berpanjang gelombang pendek (tenaga tinggi) yakni pada daerah spectrum ultraviolet (UV). Jika seberkas radiasi UV bertenaga awal P0 dilewatkan larutan maka sebagian tenaga radisi tersebut akan diserap oleh larutan dan sisa tenaga akan diteruskan. Perbandingan antara tenaga radiasi yang diteruskan (P) terhadap radiasi awal (P0) disebut transmitansi (T) yang dapat dirumuskan :Transmitansi, T = ( P/P0 ) Kalau transmitansi T dinyatakan dalam persen (%) maka % T = 100 T, sedang absorbansi A dapat dituliskan : , A = log ( P/P0)

Menggunakan persamaan (1) dan transmitansi dinyatakan dalam % T, maka persamaan dapat dituliskan : Absorbansi A, A = 2 – log (%T). Persamaan ini merupakan persamaan sederhana yang mudah diingat dan sangat bermakna karena diketahui data transmitansinya dinyatakan dalam %, maka harga absorbansinya (A) langsung dapat ditentukan. Jika seberkas sinar UV dilewatkan suatu larutan sampel dengan tanpa absorbansinya (%T =100) maka absorbansinya adalah nol dan jika semua

7

tenaga sinar UV terserap kedalam sampel larutan (%T = 0) maka absorbansinya adalah tak terhingga.

METODOLOGI PENELITIANBahan dan Alat yang digunakan

Bahan

1. Limbah cair Rumah Sakit di Yogyakarta

2. Analisis CODa. Larutan standar fero amonium sulfat (FAS) 0,10 Nb. Larutan kalium bikromat (K2Cr2O7) 0,25 Nc. Pereaksi merkuri sulfat (HgSO4)d. Perak sulfat (Ag2SO4)e. Asam sulfat (H2SO4) pro COD (asam sulfat dan perak sulfat)f. Indikator feroing. Aquades

3. Analisis BODa. Larutan buffer fosfatb. Larutan Magnesium Sulfat (MgSO4)c. Larutan Kalsium Klorida (CaCl2)d. Larutan Feri Klorida (FeCl3)e. KOH-KIf. MnSO4 10%g. Asam sulfat (H2SO4) pekath. Larutan tiosulfati. Amilum 1 %j. Aquades

4. Penentuan ozonisasi dengan metode Spektrofotometria. KI : Potasium Iodide p.a No. Cat. 5043 Merckb. Na2HPO4 : di-sodium Hidrogen fosfat Anhidrat No. Cat. 6586 Merckc. KH2PO4 : Potasium di-Hidrogen fosfat No. Cat. 4873 Merckd. I2 : Iodine No. Cat.4761 Mercke. Aquades

5. Tawas (Al2(SO4)3) dan Kapur (CaCO3) dengan ukuran 100 mesh

Alat

1. Pengambilan contoha. Jerigen plastik 25 Liter 5 buahb. Drum plastikc. Gayung (ciduk) plastikd. Pengaduke. Corong air besarf. Gelas ukur 500 ml

2. Analisis CODa. Alat refluksb. Batu didihc. Pemanas listrik

8

d. Buret 50 mle. Propipet 10 ml, 20 ml dan karet penghisapf. Erlenmeyerg. Gelas ukur 20 mlh. Labu ukur 100 ml

3. Analisis BODa. Botol inkubasi winklerb. Inkubatorc. Propipet dan karet penghisapd. Labu ukur 1000 mle. Gelas beker 1000 mlf. Erlenmeyer

4. Kalibrasi Ozonizer 150 watta. Labu ukur 25 ml, 100 ml, 500 ml, 1000 mlb. Gelas ukur 25 ml, 100 mlc. Erlenmeyer 250 mld. Propipet 1 ml, 5 ml dan karet penghisape. Botol coklat 1000 mlf. Spektrofotometer UV-Vis merek Spectronic 20 Bausch dan Lomb

5. Persiapan Tawas dan Kapura. Alat penumbukb. Ayakan 100 mesh

6. Proses Ozonisasia. Generator ozon (ozonizer) 150 wattb. Botol coklat 2500 mlc. Stop watch/jam tangand. pH metere. Selang kecil

Cara Kerja

Limbah CairPengambilan sampel limbah cair Rumah Sakit di Yogyakarta dilakukan pada bagian outlet dari bak equalisasi sekitar pukul ± 09.00 WIB tanggal 23 Agustus 2011. Kemudian sampel limbah cair diambil 2500 ml untuk dilakukan pengukuran awal kandungan COD dan BOD di Laboratorium Lingkungan STTL “YLH” Yogyakarta.

Perlakuan sampel limbah tahap ISampel limbah cair sebanyak 1000 ml dilakukan proses ozonisasi dengan waktu pemaparan masing-masing 0 menit, 15 menit, 30 menit, 45 menit dan 60 menit. Dilakukan pengukuran pH sebelum dan sesudah proses ozonisasi. Diperoleh waktu pemaparan ozon optimal dalam menurunkan COD dan BOD yaitu 15 menit.

Perlakuan sampel limbah tahap 2Sampel limbah cair sebanyak 1000 ml ditambahkan tawas dengan variasi 0,1%; 0,2%; 0,3%; 0,4%; 0,5% b/v, kemudian dilakukan proses ozonisasi selama 15 menit. Setelah itu diendapkan selama 5 jam, kemudian disaring. Dilakukan pengukuran pH sebelum penambahan tawas, setelah penambahan tawas, setelah proses ozonisasi dan setelah

9

pengendapan. Dianalisis konsentrasi COD dan BOD. Hasil konsentrasi COD dan BOD yang diperoleh sesuai dengan SK Gubernur DIY No.65/1999.

Perlakuan sampel limbah tahap 3Sampel limbah cair 1000 ml ditambahkan kapur dengan variasi 0,1%; 0,2%; 0,3%; 0,4%; 0,5% b/v, kemudian dilakukan proses ozonisasi selama 15 menit. Setelah itu diendapkan selama 5 jam, kemudian disaring. Dilakukan pengukuran pH sebelum penambahan kapur, setelah penambahan kapur, setelah proses ozonisasi dan setelah pengendapan. Limbah cair kemudian dianalisis konsentrasi COD dan BOD. Hasil konsentrasi COD dan BOD yang diperoleh sesuai dengan SK Gubernur DIY No.65/1999.

Cara Analisis COD1. 0,4 gram HgSO4 dipindahkan ke dalam erlenmeyer COD (gelas refluks) 250 ml dan

dimasukkan 5 batu didih2. 20 ml sampel limbah cair, 10 ml K2Cr2O7 0,25 N dan H2SO4 pro COD di tambahkan ke

dalam erlenmeyer COD kemudian dikocok hingga homogen3. Di refluks selama 2 jam4. Didinginkan dan dituang ke dalam erlenmeyer kemudian diencerkan larutan yang telah

direfluks menjadi 100 ml5. Ditambahkan 2 – 3 tetes indikator feroin6. Dititrasi dengan larutan standar FAS 0,10 N sampai terjadi perubahan warna dari hijau biru

menjadi coklat merah7. Blanko terdiri dari 20 ml aquades diperlakukan sama seperti sampel.

Konsentrasi COD dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

COD (mg O2/lt) = [ (a - b) x N x 8000 ] / [ ml sampel ]

dimana, a = ml Larutan standar FAS untuk titrasi blanko b = ml Larutan standar FAS untuk titrasi sampelN = Normalitas larutan standar FAS

Cara Analisis BOD

Penentuan BOD dilakukan dengan menggunakan metode titrasi Winkler, dimana nilai BOD dapat dihitung dengan rumus : BOD = DO(0) − DO(5)

a. Penentuan DO(0)

1) 50 mL sampel dimasukkan ke dalam labu ukur 1000 ml2) Sampel ditambahkan masing-masing 1 ml buffer fosfat, MgSO4, CaCl2 dan FeCl3 dan

diencerkan dengan air suling sampai tanda batas.3) Sampel dipindahkan ke dalam beker 1000 ml lalu diaerasi selama 15 menit.4) Sampel dimasukkan ke dalam botol Winkler dan ditutup5) Sampel ditambahkan masing-masing 1 ml KOH-KI dan MnSO4 10%, kemudian ditutup

lalu dikocok dengan membolak-balikkan botol winkler.6) Sampel dibiarkan selama 10 menit lalu dipindahkan ke erlenmeyer.7) Sampel ditambahkan 1 ml H2SO4 pekat, dikocok dan dititrasi dengan tiosulfat hingga

kuning pucat.8) Sampel ditambahkan beberapa tetes amilum 1% kemudian titrasi dilanjutkan sampai

warna biru tepat hilang.

b. Penentuan DO(5)

10

1) Sampel yang telah diaerasikan pada pengerjaan DO(0) dimasukkan ke dalam botol winkler dan ditutup rapat (dijaga jangan sampai timbul rongga udara)

2) Sampel disimpan selama 5 hari.3) Kemudian di titrasi dengan cara yang sama pada penentuan DO(0).

Penentuan Ozon menggunakan Metode Spektrofotometri

a. Pembuatan Larutan Standar I2 (Iodine) 0,025 M1) 16,0 gr KI ditambah 3,173 gr I2 kemudian dilarutkan dalam aquades hingga volume

tepat 500 ml.2) Larutan disimpan dalam botol coklat.

b. Membuat larutan penyangga (buffer) 1% KI dalam 0,1 M buffer fosfat1) 13,61 gr KH2PO4 ditambah 14,20 gr Na2HPO4 dan 10 gr KI kemudian dilarutkan dalam

aquades hingga volume tepat 1000 ml.2) Larutan disimpan dalam botol coklat dan selalu dalam kondisi baru.

c. Membuat kurva standar I2

1) 5 ml larutan standar I2 0,025 M diencerkan dengan larutan penyangga (buffer) 1% KI dalam 0,1 M buffer fosfat hingga volume tepat 100 ml. Sehingga diperoleh larutan induk I2 0,00125 M.

2) Larutan induk I2 0,00125 M diambil 0,2 ml; 0,4 ml; 0,6 ml; 0,9 ml masing-masing diencerkan dengan larutan penyangga (buffer) 1% KI dalam 0,1 M buffer fosfat hingga volume tepat 25 ml.

3) Kemudian diukur Absorbansinya pada panjang gelombang 350 nm (menurut pustaka) dengan larutan blanko adalah larutan penyangga (buffer) 1% KI dalam 0,1 M buffer fosfat.

4) Diperoleh absorbansi dari deret standar yang berbeda volumenya sebagai berikut :

N0 Volume standar I2 (ml) Konsentrasi (M) Absorbansi1 0,2 0,000012 0,4 0,000023 0,6 0,000034 0,9 0,000045

Kemudian dibuat kurva kalibrasi konsentrasi standar I2 vs absorbansi.

d. Analisa Ozon (O3)1) 100 ml larutan penyangga (buffer) 1% KI dalam 0,1 M buffer fosfat ditempatkan dalam

gelas beker 250 ml.2) Kemudian diozonisasi sampai terjadi perubahan warna dari bening menjadi kuning.3) Waktu sampai terjadi perubahan warna dicatat.4) Diukur absorbansinya pada panjang gelombang 350 nm dengan larutan blanko adalah

larutan penyangga (buffer) 1% KI dalam 0,1 M buffer fosfat.5) Absorbansi yang diperoleh dicatat sebagai absorbansi sampel.6) Setelah itu dihitung konsentrasi ozon menggunakan kurva kalibrasi yang telah

diperoleh, dengan persamaan sebagai berikut :

Y = bX + a

dimana, Y = absorbansi sampelb = slope

11

X = konsentrasi ozona = intersep

Menurut persamaan reaksi berikut :2KI + H2O + O3 I2 + 2KOH + O2

Kuning

Kemudian dihitung juga dosis keluaran ozon per detiknya, dimana 1 mol I2 eqivalen dengan 1 mol O3.

e. Proses Ozonisasi1) Limbah cair 1000 ml dimasukkan ke dalam botol coklat2) Dihidupkan ozonizer, dimasukkan selang ke dalam botol coklat3) Dilakukan ozonisasi sesuai variasi waktu yang ditentukan.4) Dilakukan ozonisasi pada waktu optimal dengan penambahan tawas dan kapur sesuai

variasi dosis yang ditentukan5) Analisa data sesuai dengan parameter yang diteliti.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penelitian ini mencoba menggunakan metode teknologi ozon dengan menggunakan generator ozon (ozonizer) 150 watt yang dibuat oleh PTAPB-BATAN dengan dosis ozon 0,07 mg/detik untuk pengolahan limbah cair Rumah Sakit di Yogyakarta. Parameter yang diukur adalah Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD), Kebutuhan Oksigen Biologis (BOD) sebelum, setelah perlakuan dengan ozonisasi dan perlakuan ozonisasi dengan penambahan tawas dan kapur.Pengambilan limbah cair Rumah Sakit di Yogyakarta dilakukan sebelum proses pengolahan limbah yaitu pada bagian outlet dari bak equalisasi, dimana pada bak ini mempunyai fungsi untuk menyeragamkan dan menstabilkan debit limbah cair. Air limbah diambil dengan menggunakan jerigen plastik yang telah dibilas dengan air limbah itu sendiri sebanyak dua sampai tiga kali. Limbah cair yang telah diambil disimpan dalam drum plastik berwarna gelap agar tidak terjadi kontak langsung dengan matahari yang nantinya akan merusak komposisi dari limbah cair tersebut, yang terlebih dahulu telah dihomogenkan. Kemudian dilakukan analisis awal konsentrasi COD dan BOD. Diperoleh konsentrasi COD awal sebesar 253,83 mg/L dan BOD awal sebesar 137,70 mg/L. Hasil tersebut melebihi Baku Mutu yang telah ditetapkan dalam SK Gubernur DIY No.65/1999 dimana konsentrasi COD maksimum 80 mg/L dan konsentrasi BOD maksimum 30 mg/L.Kalibrasi Alat Ozonizer Untuk Pengukuran Dosis Keluaran OzonDosis ozon yang dihasilkan oleh ozonizer dianalisis dengan metode iodometri. Prinsip dasar metode iodometri ini adalah oksidasi KI oleh ozon yang terbentuk menghasilkan I2, dimana jumlah I2 yang dihasilkan sebanding dengan jumlah ozon. Kadar I2 diukur dengan spektrofotometer UV-Vis pada λmax 350 nm (menurut pustaka).

12

Gambar 2. Serapan larutan iodida pada berbagai panjang gelombang (Sumber : Mintolo, 2002)

Larutan I2 yang telah divariasi konsentrasinya (deret standart larutan iodida) diukur absorbansinya menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada λmax 350 nm untuk mengetahui absorbansinya pada panjang gelombang maksimum. Larutan Iodida tersebut berwarna kuning sehingga dapat diamati serapannya. Dari kurva kalibrasi diatas dengan menggunakan perhitungan diperoleh persamaan regresi linear adalah Y = 11009,35X + 0,1085.Untuk analisis ozon digunakan larutan buffer yang bertujuan untuk menaikkan derajat keasaman (pH), karena ozon akan bekerja optimal pada pH>8. Dalam pembuatan larutan buffer digunakan NaH2PO4 dan KH2PO4 untuk menjaga kestabilan larutan I2 sehingga dapat diamati serapannya. Larutan buffer berwarna bening/jernih. Larutan buffer diozonisasi sampai terjadi perubahan warna. Gas ozon yang terbentuk ditandai dengan terjadinya perubahan warna dari bening menjadi kuning dan juga ditandai dengan bau khas gas ozon yang keluar dari tabung lucutan (ozonizer). Berat ozon dihitung berdasarkan perbandingan mol dimana 1 mol I2 eqivalen dengan 1 mol O3, menurut persamaan reaksi berikut :

2KI + H2O + O3 I2 + 2KOH + O2 KuningDari perhitungan diperoleh hasil keluaran gas ozon yang dihasilkan dari tabung lucutan (ozonizer) rata-rata perdetiknya yaitu sebesar 0,07 mg/detik. Hasil ini menunjukkan bahwa ozonizer yang digunakan mempunyai daya yang cukup besar, dimana gas masukan berupa udara bebas. Gas ozon yang diperoleh kemudian diaplikasikan ke dalam limbah cair Rumah Sakit di Yogyakarta untuk mendekomposisi komponen-komponen organik dalam limbahcair tersebut.5.2 Pengukuran Waktu Pemaparan Ozon OptimalVariasi waktu pemaparan yang digunakan adalah 0 menit sebagai kontrol limbah cair; 15 menit; 30 menit; 45 menit dan 60 menit, dengan masing-masing variasi waktu dilakukan pengulangan sebanyak tiga kali. Dimana sebelum dan sesudah proses ozonisasi dilakukan pengukuran pH. Kenaikan pH setelah proses ozonisasi karena adanya pembebasan OH-.

13

Kenaikkan pH pada waktu 15 menit masih berada pada rentang Nilai Ambang Batas menurut SK Gubernur DIY No.65/1999 yaitu 7,98, sehingga aman untuk dibuang ke lingkungan. Jika dibandingkan dengan waktu pemaparan ozon 30 menit, 45 menit dan 60 menit, ke tiganya juga memiliki pH yang masih berada pada rentang Baku Mutu tetapi penurunan konsentrasi COD dan BOD nya relatif sedikit dibandingkan pada waktu 15 menit.Tabel 1. Variasi ozonisasi dan pengukuran COD dan BOD serta pHParame

terUlang

anWaktu Ozonisasi ( menit )

0 / pH

15 / pH 30 / pH 45 / pH 60 / pH

COD 1 184,61

7,58

12,53 / 7,98

15,05 / 8,04

21,30 / 8,08

20,55 / 8,09

2 12,44 / 7,97

14,89 / 8,02

21,27 / 8,06

20,47 / 8,08

3 12,65 / 7,99

15,05 / 8,01

21,30 / 8,09

20,40 / 8,09

BOD 1 110,77

7,58

6,90 / 7,98

8,50 / 8,04

11,70 / 8,08

11,47 / 8,09

2 6,84 / 7,97

8,34 / 8,02

11,49 / 8,06

11,25 / 8,08

3 6,90 / 7,99

8,30 / 8,01

11,75 / 8,09

11,45 / 8,09

Dari Tabel 1. Dibawah terlihat efisiensi ozon dalam menurunkan konsentrasi COD dan BOD maksimal pada waktu 15 menit, dimana pada waktu 15 menit tersebut bentuk-bentuk organik praktis sudah terdegradasi. Bagi Rumah Sakit di Yogyakarta waktu maksimal penurunan konsentarsi COD dan BOD pada limbah cair selama 15 menit sangat ekonomis karena akan mengurangi biaya operasional dalam menjalankan alat ozonizer.Pada waktu pemaparan ozon selama 15 menit diperoleh penurunan konsentrasi pencemar yang terdapat pada limbah cair Rumah Sakit di Yogyakarta untuk parameter COD turun dari 184,61 mg/L menjadi 12,53 mg/L dan parameter BOD turun dari 110,77 mg/L menjadi 6,88 mg/L dengan efisiensi penurunan konsentrasi untuk parameter COD sebesar 93,2% dan parameter BOD sebesar 93,79%.Parameter Ulangan Waktu Ozonisasi (menit) 0 15 30 45 60

14

Penurunan konsentrasi parameter yang terkandung dalam limbah cair Rumah Sakit di Yogyakarta yang komposisi limbahnya sebagian besar terdiri dari zat organik disebabkan oleh terjadinya berbagai macam proses reaksi senyawa-senyawa organik dengan ozon (O3).Proses reaksi senyawa organik dengan ozon (O3) yang terjadi menghasilkan karbon monoksida (CO) dan air (H2O), hal ini berdampak berkurangnya proses degradasi senyawa organik secara biologis oleh mikroba. Ozon sendiri akan larut dalam air untuk menghasilkan hidroksil radikal (OH-), sebuah radikal bebas yang memiliki potensial oksidasi yang sangat tinggi (2,8 V), jauh melebihi ozon (2,07 V) dan klorin (1,36 V). Hidroksil radikal adalah bahan oksidator yang dapat mengoksidasi berbagai senyawa organik.Ozon akan memecah molekul organik yang ada di dalam limbah menjadi bentuk radikal bebas yang sangat reaktif dan tidak stabil. Ozon bersifat reaktif dimana setelah mengenai satu molekul dapat mengenai molekul lainnya sehingga sangat efisien dalam menurunkan konsentrasi pencemaran organik pada waktu kontak yang singkat.Fenomena penurunan konsentrasi COD dan BOD dapat diperjelas dan dibuktikan dengan fenomena degradasi senyawa-senyawa organik yang terkandung dalam limbah cair tersebut. Contoh limbah organik yang mengandung Deterjen dan Amonia akan terdegradasi menjadi :

DeterjenCxHy + O3 CO2 + H2O + O2

Amonia2NH3 + 3O3 3H2O + 3O2 + N2

Analisis COD dilakukan dengan metode titrasi, dimana pengoksidasian K2Cr2O7 digunakan sebagai sumber oksigen, konsentrasinya diberikan berlebihan agar menghasilkan Cr2O72. Sebagian besar bahan organik pada limbah cair akan dioksidasi oleh larutan oksidator K2Cr2O7 dalam suasana asam (saat mendidih) dalam hal ini digunakan H2SO4. Reaksi oksidasi senyawa organik oleh K2Cr2O7 dapat dituliskan sebagai berikut :

CaHbOc + Cr2O72- + H+ CO2 + H2O + Cr3+

(Warna Kuning) ΔE , AgSO4 (Warna Hijau)Perak sulfat (Ag2SO4) ditambahkan sebagai katalisator untuk mempercepat proses reaksi. Penambahan merkuri sulfat bertujuan untuk menghilangkan gangguan klorida yang pada umumnya ada dalam air limbah, karena ditakutkan klorida akan ikut teroksidasi, menurut reaksi berikut :

6Cl- + Cr2O72- + 14H+ 3Cl2 + 2Cr3+ + 7H2O

Dengan adanya ion Hg2+, konsentrasi ion Cl- menjadi sangat kecil dan tidak mengganggu oksidasi zat organik dalam analisis COD. Ion merkuri bergabung dengan ion klorida membentuk HgCl2. Reaksinya sebagai berikut :

15

Hg2+ + 2Cl- HgCl2Dilakukan refluks selama 2 jam bertujuan agar zat organis volatil tidak lenyap keluar. K2Cr2O7 yang masih tersisa setelah di refluks dijadikan indikator untuk memastikan bahwa hampir semua zat organis habis teroksidasi, sehingga berapa oksigen yang terpakai dapat diperkirakan. Sisa K2Cr2O7 kemudian dititrasi dengan larutan standar FAS sampai terjadi perubahan warna dari hijau-biru menjadi coklat-merah.

6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2OSetelah itu ditambahkan beberapa tetes indikator feroin yang digunakan untuk menentukan titik akhir titrasi. Analisis BOD dilakukan dengan titrasi winkler. Analisis BOD merupakan suatu analisa empiris yang mencoba mendekati secara global proses-proses mikrobiologis yang benar-benar terjadi di dalam air. Pemeriksaan BOD didasarkan atas reaksi oksidasi zat organis dengan oksigen didalam air, dan proses tersebut berlangsung karena adanya bakteri aerobik. Penambahan MgSO4, CaCl2 dan FeCl3 berfungsi sebagai nutrien mikroorganisme. Dilakukan proses aerasi untuk memberikan oksigen kepada mikroorganisme agar dapat mengoksidasi bahan organik pencemar dalam air limbah. Setelah dilakukan proses aerasi, dimasukkan dalam botol winkler dan ditutup bertujuan untuk mengurangi kadar oksigen yang bertambah dan berkurang secara tidak teratur. Oksigen didalam sampel akan mengoksidasi MnSO4 yang ditambahkan kedalam larutan pada keadaan alkalis sehingga terjadi endapan MnO2. Dengan penambahan H2SO4 dan KI maka akan dibebaskan iodium yang eqivalen dengan oksigen terlarut. Menurut reaksi berikut :

MnSO4 + 2KOH Mn(OH)2 + K2SO4

Mn(OH)2 + ½ O2 MnO2 + H2OMnO2 + KI + 2H2O Mn(OH)2 + I2 + 2KOH pH rendahI2 + 2S2O32- S4O6-2 + 2I-

Iodium yang dibebaskan kemudian dititrasi dengan larutan standar tiosulfat menggunakan indikator amilum. Jumlah zat organis yang ada di dalam air diukur melalui jumlah oksigen yang dibutuhkan bakteri untuk mengoksidasi zat organis tersebut. Karena reaksi BOD dilakukan dalam botol tertutup, maka jumlah oksigen yang telah dipakai adalah perbedaan antara kadar oksigen di dalam larutan pada saat t = 0 dan kadarnya pada t = 5 hari.

Pengukuran Dosis Koagulan Optimal Pada Proses Ozonisasi

Tawas (Al2(SO4)3)

Tawas merupakan bahan koagulan yang sering digunakan dalam pengolahan air minum atau pada air buangan domestik dan industri, ini disebabkan karena tawas dapat mengurangi konsentrasi warna, bau dan kekeruhan. Dalam hal ini tawas yang digunakan telah dihaluskan dan lolos ayakan 100 mesh. Karena semakin kecil ukuran tawas yang digunakan

16

akan semakin besar pori-porinya sehingga semakin tinggi daya penyerapannya. Diperoleh hasil bahwa terjadinya degradasi limbah yang mengandung zat organik dengan adanya indikator penurunan konsentrasi COD dan BOD, hal ini disebabkan daya adsorbsi tawas dimana ozon akan mendegradasi COD dan BOD untuk membentuk flok-flok selanjutnya akan teradsorbsi oleh tawas membentuk flok-flok yang lebih besar lagi sehingga mudah terendapkan. Kemudian limbah cair yang telah dilakukan proses ozonisasi selama 15 menit selanjutnya dilakukan proses sedimentasi (pengendapan) selama 5 jam. Pada waktu 5 jam flok-flok yang terbentuk akan mengendap. Lalu dilakukan penyaringan. Diperoleh hasil pengolahan air limbah yang jernih.Dari hasil analisis diperoleh dosis tawas optimal pada waktu ozonisasi selama 15 menit yaitu 0,1% volume limbah atau sebanyak 1 gram, dengan penurunan konsentrasi pencemar yang terdapat pada limbah cair Rumah Sakit di Yogyakarta untuk parameter COD turun dari 184,61 mg/L menjadi 6,31 mg/L dan untuk parameter BOD turun dari 110,77 mg/L menjadi 2,36 mg/L dengan efisiensi penurunan konsentrasi untuk parameter COD sebesar 96,58% dan untuk parameter BOD sebesar 97,87%. Penurunan konsentrasi pencemar limbah cair dengan penambahan tawas lebih efektif dibandingkan dengan pengolahan limbah cair hanya dengan proses ozonisasi, karena penurunan konsentrasi pencemarnya lebih banyak dan dari segi estetika hasil pengolahan dengan ozonisasi dan penambahan tawas lebih jernih dari pada hasil pengolahan dengan proses ozonisasi saja. Selain itu hasil tersebut cukup ekonomis bagi Rumah Sakit Dr.Sardjito Yogyakarta karena mengurangi biaya pembelian koagulan tawas.Hasil penurunan konsentrasi COD dan BOD pada pengukuran dosis tawas optimal dapat dilihat pada tabel berikut :Tabel 2. Penurunan konsentrasi pada pengukuran dosis tawas optimal dan perubahan pHParameter Ulangan Dosis Tawas ( % )

0 / pH 0,1 / Ph 0,2 / pH 0,3 / pH 0,4 / pH 0,5 / pHCOD 1 184,61/

7,647,06 (0,1)

6,30 /6,30 9,50 / 6,04 8,95 / 5,84 7,30 / 5,71 7,10 / 5,58

2 6,14 / 6,24 9,60 / 5,91 8,91 / 5,79 7,22 / 5,72 7,05 / 5,55

3 6,50 / 6,25 9,45 / 5,94 8,75 / 5,82 7,32 / 5,67 7,06 / 5,54

BOD 1 110,77 / 7,647,0

6 (0,1)

2,21 / 6,30 5,95 / 6,04 5,10 / 5,84 4,12 / 5,71 4,36 / 5,58

2 2,39 / 6,24 5,85 / 5,91 4,75 / 5,79 4,26 / 5,72 4,18 / 5,55

3 2,47 / 6,25 5,82 / 5,94 5,03 / 5,82 4,15 / 5,67 4,27 / 5,54

Dari proses tersebut diperkirakan reaksi antara ozon dan koagulan tawas dengan limbah cair sebagai berikut :

Al2(SO4)3.14H2O Al2(SO4)3.14H2O. Tawas ozon Tawas Radikal

17

CxHy CxHy. Deterjent ozon Deterjent radikalSelanjutnya akan terjadi proses koagulasi yaitu proses menuju suatu penggabungan. Partikel-partikel koloid dari masing-masing pencemar dalam limbah cair dan koagulan yang melayang dan tidak dapat mengendap akan menjadi homogen sebagai inti flok. Kemudian akan terjadi proses flokulasi yaitu proses pembentukan mikroflok yang optimal, seperti reaksi berikut :Al2(SO4)3.14H2O. + CxHy. (Al2(SO4)3.14H2O --- CxHy)mikroflok

Ikatan Van Der WallsSetelah terbentuknya mikroflok yang optimal, kemudian mikroflokmikroflok tersebut akan bergabung membentuk makroflok, seperti pada reaksi berikut :

(Al2(SO4)3.14H2O --- CxHy)mikroflok + (Al2(SO4)3.14H2O --- CxHy)mikroflok

(Al2(SO4)3.14H2O --- CxHy)n makroflok

Makroflok yang telah terbentuk selanjutnya akan mengendap pada proses sedimentasi karena adanya gaya gravitasi, seperti reaksi berikut :(Al2(SO4)3.14H2O --- CxHy)n makroflok (Al2(SO4)3.14H2O --- CxHy)n makroflok

Terjadi penurunan pH sebelum dan setelah penambahan koagulan tawas, Hal ini terjadi karena dihasilkan asam sulfat, menurut reaksi berikut :

Al2(SO4)3.14H2O 2Al3+ + 3SO42- + 14H2OH2O H+ + OH-

2Al3+ + 6OH- 2Al(OH)3

SO42- + 2H+ H2SO4

Pemakaian tawas paling efektif pada pH 5,8 – 7,4 (Waluyo, 2005). Pada dosis 0,1% jika dibandingkan dengan dosis 0,2 sampai 0,5% , pH hasil akhir pengolahan masih memenuhi Baku Mutu yang ditetapkan berdasarkan SK Gubernur DIY No.65/1999, dimana pH maksimal antara 6 sampai 9.Kapur (CaCO3)

Kapur yang digunakan dalam penelitian ini adalah kapur alam CaCO3, dimana kapur alam dihaluskan dan lolos ayakan 100 mesh. Digunakan koagulan kapur karena kapur sering dimanfaatkan dalam proses pengolahan air, air kapur dapat berguna sebagai bahan penurun

18

kesadahan, menetralisasi keasaman, memperkecil kadar silika, mangan, fluoride dan bahan-bahan organik. Selain itu dapat juga mengurangi konsentrasi BOD. Diperoleh hasil bahwa terjadinya degradasi limbah yang mengandung zat organik dengan adanya indikator penurunan konsentrasi COD dan BOD, hal ini disebabkan daya serap (adsorpsi) kapur terhadap bahan-bahan organik. Proses adsorpsi bahan-bahan organik oleh kapur akan membentuk flok-flok yang lebih besar sehingga mudah terendapkan. Kemudian limbah cair yang telah dilakukan proses ozonisasi selama 15 menit selanjutnya dilakukan proses sedimentasi (pengendapan) selama 5 jam. Pada waktu 5 jam flok-flok yang terbentuk akan mengendap. Lalu dilakukan penyaringan. Diperoleh hasil pengolahan air limbah yang jernih.Dari hasil analisis diperoleh dosis kapur optimal pada waktu ozonisasi selama 15 menit yaitu 0,1% volume limbah atau sebanyak 1 gram, dengan penurunan konsentrasi pencemar yang terdapat pada limbah cair Rumah Sakit di Yogyakarta untuk parameter COD turun dari 184,61 mg/L menjadi 2,39 mg/L dan parameter BOD turun dari 110,77 mg/L menjadi 1,2 mg/L dengan efisiensi penurunan konsentrasi untuk parameter COD sebesar 98,7% dan parameter BOD sebesar 98,92%.Penurunan konsentrasi pencemar limbah cair dengan penambahan kapur lebih efektif dibandingkan dengan pengolahan limbah cair hanya dengan proses ozonisasi dan proses ozonisasi dengan penambahan tawas, karena penurunan konsentrasi pencemarnya lebih banyak dan dari segi estetika hasil pengolahan dengan ozonisasi dan penambahan kapur lebih jernih daripada hasil pengolahan dengan proses ozonisasi saja. Selain itu hasil tersebut cukup ekonomis bagi Rumah Sakit di Yogyakarta karena mengurangi biaya pembelian koagulan kapur.Hasil penurunan konsentrasi COD dan BOD pada pengukuran dosis kapur optimal dapat dilihat pada tabel berikut :Tabel 3. Penurunan konsentrasi pada pengukuran dosis kapur optimal dan perubahan pHParameter Ulangan Dosis Tawas ( % )

0 / pH 0,1 / pH 0,2 / pH 0,3 / pH 0,4 / pH 0,5 / pHCOD 1 184,61/

7,649,04 (0,1)

2,32 /9,50 2,75 / 9,98 5,95/10,15 6,30/10,25 8,10/10,21

2 2,49 / 9,39 3,01 / 10,07 5,91/10,14 6,22/10,34 8,05/10,22

3 2,38 / 9,64 2,84 / 9,94 5,75/10,12 6,32/10,22 8,06/10,22

BOD 1 110,77 / 7,649,0

4 (0,1)

1,14 / 9,50 1,32 / 9,98 2,10/10,15 3,92/10,25 5,36/10,21

2 1,23 / 9,39 1,47 / 10,07 2,75/10,14 4,21/10,34 4,18/10,22

3 1,23 / 9,64 1,36 / 9,94 2,03/10,12 3,95/10,22 4,98/10,22

Dari proses tersebut diperkirakan reaksi antara ozon dan koagulan kapur dengan limbah cair sebagai berikut :

CaCO3 CaCO3.Kapur ozon Kapur Radikal

CxHy CxHy.19

Deterjent ozon Deterjent radikalSelanjutnya akan terjadi proses koagulasi yaitu proses menuju suatu penggabungan. Partikel-partikel koloid dari masing-masing pencemar dalam limbah cair dan koagulan yang melayang dan tidak dapat mengendap akan menjadi homogen sebagai inti flok. Kemudian akan terjadi proses flokulasi yaitu proses pembentukan mikroflok yang optimal, seperti reaksi berikut :

CaCO3. + CxHy. (CaCO3 --- CxHy)mikroflok

Ikatan Van Der WallsSetelah terbentuknya mikroflok yang optimal, kemudian mikroflokmikroflok tersebut akan bergabung membentuk makroflok, seperti pada reaksi berikut :

(CaCO3---CxHy)mikroflok + (CaCO3---CxHy)mikroflok (CaCO3 --- CxHy)n makroflok

Makroflok yang telah terbentuk selanjutnya akan mengendap pada proses sedimentasi karena adanya gaya gravitasi, seperti reaksi berikut :

(CaCO3 --- CxHy)n makroflok (CaCO3 --- CxHy)n makroflok

Dari tabel 3. di atas terlihat terjadinya penurunan konsentrasi COD dan BOD yang sangat signifikan yang semakin lama semakin berkurang seiring banyaknya penambahan koagulan kapur. Terlihat penambahan koagulan kapur pada dosis 1% ≈ 1 gram yang paling optimal dalam membantu menurunkan konsentrasi pencemar dalam hal ini COD dan BOD.Terjadi peningkatan pH sebelum dan sesudah penambahan koagulan kapur. Kapur berperan dalam meningkatkan pH air limbah. Ozon akan bekerja optimal pada pH yang tinggi yaitu antara 7,5 – 8,5 sehingga konsentrasi pencemarannya menjadi turun. Peningkatan pH disebabkan oleh OH- kapur saat mengalami perlakuan ozonisasi menjadi OH- radikal yang terjadi karena OH- dari kapur teroksidasi dengan ozon, sehingga memicu kenaikkan pH air limbah.Menurut reaksi berikut :

CaCO3 Ca2+ + CO32-

2H2O 2H+ + 2OH-

Ca2+ + 2OH- Ca(OH)2

CO32- + 2H+ H2CO3

pH air limbah akan semakin naik dengan penambahan koagulan kapur yang semakin banyak. Jika pH hasil akhir pengolahan pada dosis 1 gram dibandingkan dengan dosis 2 sampai 5 gram, pH pada dosis 1 gram masih cukup aman untuk dibuang ke lingkungan meskipun nilainya sedikit

20

melebihi Baku Mutu yang ditetapkan berdasarkan SK Gubernur DIY No.65/1999 yaitu antara 6 sampai 9.Dari analisis yang telah dilakukan, pengolahan dengan teknologi ozon dan penambahan kapur menghasilkan hasil penurunan konsentrasi COD dan BOD yang lebih optimal dibandingkan dengan pada saat penambahan tawas. Meskipun pH hasil akhir pengolahan sedikit melebihi Baku Mutu yang ditetapkan berdasarkan SK Gubernur DIY No.65/1999. Selain itu lebih ekonomis karena harga pembelian kapur lebih murah daripada tawas. Sehingga Teknologi Ozonisasi dengan penambahan kapur dapat direkomendasikan agar digunakan untuk menggantikan proses pengolahan limbah cair yang ada di Rumah Sakit di Yogyakarta.

KESIMPULAN

1. Penerapan teknologi ozon dengan dosis keluaran 0,07 mg/detik selama 15 menit dapat menurunkan COD sebesar 93,2% dan BOD sebesar 93,79%.

2. Penambahan tawas dan kapur dengan dosis 0,1% volume limbah pada proses ozonisasi efektif untuk membantu menurunkan konsentrasi COD dan BOD, pada penambahan tawas konsentrasi COD turun sebesar 96,58% dan BOD turun sebesar 97,87%. Penambahan kapur konsentrasi COD turun sebesar 98,7% dan BOD turun sebesar 98,92%.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih ini saya tujukan kepada Elda Puspitasari mahasiswa S-2 UII yang telah membantu pada penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA1. Agustjik R, dkk., 1992, Pedoman Teknis Perbaikan Kualitas Air, DirJen P2M

dan PLP, Jakarta2. Alaerts, G dan Santika, S.S., 1984, Metoda Penelitian Air, Usaha Nasional,

Surabaya3. Anonim., 1999, Surat Keputusan Gubernur D.I. Yogyakarta No.65/1999 Tentang

Baku Mutu Limbah Cair bagi Kegiatan Pelayanan Kesehatan, Yogjakarta4. Balcioğlu, Akmehmet and Őtker, Merih., 2004, Pre-Treatment of Antibiotic

Formulation Wastewater by O3, O3/H2O2, and O3/UV Processes, Institute of Enviromental Sciences, Boğazici University, 34342 Istanbul Turkey, 325-331.

5. Basuki, K.T, dkk., 2004, “ Ozon dan Aplikasinya”, Seminar di PTPN X, Kediri.6. Basuki, K.T., 2006, Plasma Ozonnizer Untuk Pengawetan Produk Pertanian,

Industri Minuman dan Kesehatan Serta Pengolahan Limbah (LITBANG PLASMA), PusTek. Akselerator dan Proses Bahan Badan Tenaga Nuklir Nasional, Yogyakarta

7. Budiharjo., 1998, Pengolahan Limbah RS, Makalah Pelatihan Petugas Sanitasi Rumah Sakit Tahun 1998, Yogyakarta

8. Cheremisinoff, N.P and Cheremisinoff, P.N., 1978, Water Treatment and Waste Recovery Advance Technology and Application, PTR Prentice Hall, New Jersey

21

9. Considine, D.M., 1974, Chemical and Proces Technologi Encyclopedia, USA Departemen Kesehatan Republik Indonesia., 1994, Pedoman Sanitasi Rumah Sakit, Jakarta

10. Fessenden, R.J and Fessenden, J.S., 1986, Kimia Organik, Diterjemahkan oleh Aloysius Hadyana Pudjaatmaka, Edisi Ketiga, Erlangga, Jakarta

11. Hartiningsih., 1992, Pengolahan Limbah RS Yogyakarta, BTKL 12. International Labour Organization., 1972, Occupational Health and Safety,

Impression13. Kementerian Lingkungan Hidup., 2002, Keputusan Menteri Negara

Lingkungan Hidup Nomor : KEP- 58/MENLH/12/1995 Tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Rumah Sakit, Jakarta

14. Mahida, 1986, “Pencemaran Air dan Pemanfaatan Limbah Industri”, CV. Rajawali, Jakarta.

15. Mintolo., 2002, Pembuatan Ozon dan Analisisnya Secara Spektrofotometri, Tugas Akhir, Jurusan Tekno Kimia Nuklir, Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir BATAN, Yogyakarta

16. Moris, J.C., 1979, Advance Wastewater Treatment, International Institute for Hydraulic and Enviromental Engineering, Netherland

17. Mulyaningsih, R., 2006, “Penurunan BOD, COD, TSS, Minyak, Lemak dan H2S Pada Pengolahan Limbah Cair Dengan Teknologi Ozon” Studi Kasus Limbah Cair Pabrik Gula : PT.Perkebunan Nusantara X (Persero) Kediri, Jawa Timur, Skripsi, Jurusan Teknik Lingkungan FTSP, Universitas Islam Indonesia, Jogjakarta

18. Nuranto, S., 1994, Koagulasi dan Flokulasi Dalam Proses Pengolahan Air Minum Dengan Menggunakan Air Baku dari Kali Progo Yogyakarta, Laporan Penelitian, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta

19. Reynold, T.D., 1982, “ Unit Operation and Process In Environmental Engineering”, Wadsworth Inc. A.& M. University, Texas

20. Sari, D.P., 2006, Pengolahan Limbah Cair Tekstil Dengan Teknologi Ozon (Studi Kasus PT.PRIMATEX.Co, Untuk BOD dan COD), Skripsi, Sekolah Tinggi Teknik Lingkungan “Yayasan Lingkungan Hidup”, Yogyakarta

21. Stell, E.W., 1975, Water Supply and Severage, Fifth ED, MC Graw-Hill Koyoleusa Ltd, New York

22. Sugiharto., 2005, Dasar-Dasar Pengolahan Air Limbah, Jakarta Pers23. Sukmajaya, Sri., 2006, Optimasi Keluaran Ozon pada Generator Plasma

Discharge, Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Maju BATAN, Yogyakarta

24. Tjokrokusumo, 1995, Pengantar Engineering Lingkungan, STTL ‘YLH” Yogyakarta.

25. Triany, Ria., 2005, Pengaruh Waktu Injeksi dan Konsentrasi Ozon Serta pH Terhadap Keberadaan Bakteri Escherichia Coli pada Proses Desinfeksi Air Minum Dengan Ozonisasi, Tugas Akhir, Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Semarang

26. Waluyo, Lud., 2005, Mikrobiologi Lingkungan, Universitas Muhammadiyah Malang Press, Malang

27. Wulandari, D.A., 2006, Pengolahan Limbah Cair Industri Tekstil Dengan Menggunakan Teknologi Ozon (Studi Kasus PT.PRIMATEX.Co), Skripsi,

22

Sekolah Tinggi Teknik Lingkungan Yayasan Lingkungan Hidup, Yogyakarta

23