Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

21
Identifikasi Karakteristik , Fitria Istikara, FT UI, 2017 Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang Plastik pada CV Majestic Buana Group dan Pengolahannya Menggunakan Sequencing Batch Reactor (SBR) Fitria Istikara, Setyo Sarwanto Moersidik Program Studi Teknik Lingkungan, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia E-mail: [email protected] Abstrak Industri daur ulang plastik merupakan salah satu jenis industri yang mulai banyak dilakukan di Indonesia. CV Majestic Buana Group sebagai salah satu industri daur ulang plastik yang berlokasi di Bekasi menghasilkan air limbah dari proses pencucian sampah plastik. Air limbah yang dihasilkan langsung dibuang ke lingkungan tanpa suatu pengolahan. Karenanya, dibutuhkan suatu proses pengolahan untuk menurunkan tingkat polutan pada air limbah. Berdasarkan hasil identifikasi karakteristik air limbah pencucian plastik, air limbah mengandung chemical oxygen demand (COD) dengan konsentrasi tinggi yaitu sebesar 1810 mg/L yang melebihi baku mutu pada Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No.5 Tahun 2014. Selain itu air limbah juga mengandung konsentrasi fosfat yang tinggi jika dibandingkan dengan air limbah sejenis seperti air limbah laundry dan air limbah pencucian mobil. Pada penelitian ini digunakan sequencing batch reactor (SBR) untuk menurunkan konsentrasi COD dan fosfat. SBR dioperasikan dengan hydraulic retention time (HRT) yang bervariasi yaitu 12, 24, dan 36 jam untuk mendapatkan HRT optimum yang menghasilkan efisiensi SBR terbesar. Rentang efisiensi removal COD untuk HRT 12, 24, dan 36 jam secara berturut-turut adalah 83,60-90,19%; 89,09-92,33%; dan 89-91,93%. Sementara sistem SBR tidak mampu menghasilkan efisiensi removal fosfat yang baik karena efisiensi sangat berfluktuatif dan beberapa kali dihasilkan efisiensi bernilai negatif. Dari hasil penelitian, tidak terdapat perbedaan efisiensi removal COD yang signifikan antar HRT. Characteritation of Plastic Recycling Industry Wastewater at CV Majestic Buana Group and Its Treatment Using Sequencing Batch Reactor (SBR) Abstract Plastic recycling industry is one of industries that began increasing in Indonesia. CV Majestic Buana Group in Bekasi as one of the plastic recycling industries, producing wastewater from plastic waste washing process. Wastewater discharged directly into environment without any treatment. Therefore, a treatment is required to reduce the level of pollutants in the wastewater. Based on the results of the characteritation of plastic washing wastewater, wastewater contains high concentration of COD for 1810 mg/L which exceeds the quality standard in Regulation of Minister of Environment No.5 Year 2014. In addition, wastewater also contains high concentration of phosphate when compared with other wastewater such as laundry wastewater and car wash wastewater. This study using sequencing batch reactor (SBR) to reduce the concentration of COD and phosphate. SBR runs with varying hydraulic retention times (HRT) of 12, 24, and 36 hours to get the optimal HRT that resulting the greatest SBR efficiency. The COD removal efficiency range for HRT 12, 24, and 36 hours respectively are 83,60-90,19%; 89,09-92,33%; and 89-91,93%. While the SBR system is not capable of producing high phosphate removal efficiency because the efficiency is fluctuate and several times produced negative efficiency. This research showed that there is no significant difference of COD removal efficiency between HRT Keywords: chemical oxygen demand (COD); hydraulic retention time (HRT); phosphate; plastic recycling industry wastewater; sequencing batch reactor (SBR).

Transcript of Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

Page 1: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang Plastik pada CV Majestic Buana Group dan Pengolahannya Menggunakan Sequencing

Batch Reactor (SBR)

Fitria Istikara, Setyo Sarwanto Moersidik

Program Studi Teknik Lingkungan, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia

E-mail: [email protected]

Abstrak Industri daur ulang plastik merupakan salah satu jenis industri yang mulai banyak dilakukan di Indonesia. CV Majestic Buana Group sebagai salah satu industri daur ulang plastik yang berlokasi di Bekasi menghasilkan air limbah dari proses pencucian sampah plastik. Air limbah yang dihasilkan langsung dibuang ke lingkungan tanpa suatu pengolahan. Karenanya, dibutuhkan suatu proses pengolahan untuk menurunkan tingkat polutan pada air limbah. Berdasarkan hasil identifikasi karakteristik air limbah pencucian plastik, air limbah mengandung chemical oxygen demand (COD) dengan konsentrasi tinggi yaitu sebesar 1810 mg/L yang melebihi baku mutu pada Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No.5 Tahun 2014. Selain itu air limbah juga mengandung konsentrasi fosfat yang tinggi jika dibandingkan dengan air limbah sejenis seperti air limbah laundry dan air limbah pencucian mobil. Pada penelitian ini digunakan sequencing batch reactor (SBR) untuk menurunkan konsentrasi COD dan fosfat. SBR dioperasikan dengan hydraulic retention time (HRT) yang bervariasi yaitu 12, 24, dan 36 jam untuk mendapatkan HRT optimum yang menghasilkan efisiensi SBR terbesar. Rentang efisiensi removal COD untuk HRT 12, 24, dan 36 jam secara berturut-turut adalah 83,60-90,19%; 89,09-92,33%; dan 89-91,93%. Sementara sistem SBR tidak mampu menghasilkan efisiensi removal fosfat yang baik karena efisiensi sangat berfluktuatif dan beberapa kali dihasilkan efisiensi bernilai negatif. Dari hasil penelitian, tidak terdapat perbedaan efisiensi removal COD yang signifikan antar HRT.

Characteritation of Plastic Recycling Industry Wastewater at CV Majestic Buana Group and Its Treatment Using Sequencing Batch Reactor (SBR)

Abstract

Plastic recycling industry is one of industries that began increasing in Indonesia. CV Majestic Buana Group in Bekasi as one of the plastic recycling industries, producing wastewater from plastic waste washing process. Wastewater discharged directly into environment without any treatment. Therefore, a treatment is required to reduce the level of pollutants in the wastewater. Based on the results of the characteritation of plastic washing wastewater, wastewater contains high concentration of COD for 1810 mg/L which exceeds the quality standard in Regulation of Minister of Environment No.5 Year 2014. In addition, wastewater also contains high concentration of phosphate when compared with other wastewater such as laundry wastewater and car wash wastewater. This study using sequencing batch reactor (SBR) to reduce the concentration of COD and phosphate. SBR runs with varying hydraulic retention times (HRT) of 12, 24, and 36 hours to get the optimal HRT that resulting the greatest SBR efficiency. The COD removal efficiency range for HRT 12, 24, and 36 hours respectively are 83,60-90,19%; 89,09-92,33%; and 89-91,93%. While the SBR system is not capable of producing high phosphate removal efficiency because the efficiency is fluctuate and several times produced negative efficiency. This research showed that there is no significant difference of COD removal efficiency between HRT Keywords: chemical oxygen demand (COD); hydraulic retention time (HRT); phosphate; plastic recycling industry wastewater; sequencing batch reactor (SBR).

Page 2: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

Pendahuluan Di Indonesia, kegiatan industri cukup berkembang, tidak hanya industri besar namun

juga dengan industri kecil dan menengah (IKM). Salah satu industri kecil dan menengah yang

mulai banyak peminatnya adalah industri daur ulang plastik. Industri daur ulang plastik

tentunya memberikan dampak positif bagi keselamatan lingkungan karena dapat mengurangi

jumlah sampah plastik yang sampai di TPA ataupun di lingkungan. Walaupun begitu, tidak

dapat dipungkiri bahwa industri merupakan salah satu sumber penghasil berbagai jenis limbah

termasuk limbah cair.

CV Majestic Buana Group merupakan industri daur ulang plastik yang berlokasi di

kota Bekasi dengan kegiatan utamanya adalah pencacahan/ penggilingan plastik. Limbah cair

yang dihasilkan sebagian besar berasal dari proses pencucian sampah plastik. Pabrik

mengelola air limbah yang dihasilkan dengan cara membuangnya ke lubang resapan tanpa

pengolahan terlebih dahulu. Air limbah ini dapat meresap ke dalam tanah yang kemudian

dapat berpotensi mencemari lingkungan sekitar terutama air tanah dan badan air terdekat serta

memberikan dampak negatif lainnya karena membawa beberapa jenis polutan.

Berdasarkan penjabaran diatas, diperlukan suatu pengolahan sebagai upaya

pencegahan pencemaran serta sebagi upaya kepatuhan terhadap peraturan yang ditetapkan

pemerintah terkait baku mutu air limbah. Untuk mencapai hal tersebut, perlu dipilih metode

penanganan limbah cair yang sesuai dengan sifat limbah cair, oleh karena itu karakteristik

limbah cair yang akan diberi pengolahan perlu diketahui terlebih dahulu (Ibrahim, 2005).

Permasalahannya, informasi mengenai karakteristik air limbah dari industri daur ulang

plastik terbilang sangat sulit untuk ditemukan atau terdapat kemungkinan belum pernah

diteliti dan dibahas sebelumnya. Walaupun begitu, air limbah dari proses pencucian

diperkirakan memiliki kadar COD dan fosfat yang tingi.

Pengolahan yang dianggap sesuai untuk mengolah air limbah dari proses pencucian

plastik pada CV Majestic Buana Group adalah jenis batch mengingat efluen air limbah

dihasilkan tidak secara terus menerus (continuous) serta lahan yang tersedia di pabrik tidak

cukup besar. Sequencing batch reactor (SBR) merupakan salah satu bentuk khusus dari

pengolahan lumpur aktif (activated sludge). Pada penelitian terdahulu, efisiensi penyisihan

COD sebesar 79,4% (Sathian et al, 2014); 90% (Lim & Vadivelu, 2014) dan penyisihan fosfat

sebesar 97,8% (Obaja et al, 2005). Sehingga dapat disimpulkan bahwa teknologi pengolahan

SBR dapat digunakan untuk menurunkan konsentrasi COD dan fosfat. Oleh karenanya, perlu

Page 3: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

dilakukan penelitian efektivitas SBR dalam mengolah air limbah pencucian plastik dari CV

Majestic Buana Group.

Tujuan penelitian ini adalah mengetahui karakteristik limbah cair pencucian sampah

plastik pada CV Majestic Buana Group, mengkaji efisiensi reaktor SBR skala laboratorium

dalam menurunkan konsentrasi COD dan fosfat pada limbah cair pencucian sampah plastik,

serta mendapatkan hydraulic retention time (HRT) optimal untuk menghasilkan efisiensi

penurunan konsentrasi COD dan fosfat yang terbesar.

Tinjauan Teoritis Proses Daur Ulang Plastik

Proses daur ulang sampah plastik yang dilakukan oleh industri daur ulang plastik

tergantung pada produk yang ingin dihasilkan, seperti cacahan plastik, bijih plastik, ataupun

produk jadi. Secara umum proses produksi cacahan plastik, produksi bijih plastik, hingga

menjadi produk jadi meliputi: 1) pengumpulan sampah plastik; 2) pemilahan sampah plastik;

3) penggilingan sampah plastik; 4) pencucian sampah plastik; 5) pengeringan sampah plastik;

6) pemanasan sampah plastik menjadi bijih plastik; 7) pemotongan bijih plastik; 8)

pengadukan bijih plastik dengan bahan tambahan; 9) pelelehan campuran bijih plastik; 10)

pencetakan lelehan plastik; 11) pengerasan/ pendinginan produk.

Karakteristik Limbah Cair

Biochemical oxygen demand (BOD) adalah jumlah oksigen yang digunakan mikroba

dalam stabilisasi bahan organik dibawah kondisi aerobik (Reynolds/ Richards, 1996).

Mikroorganisme menggunakan bahan organik pada limbah cair sebagai substrat atau

makanannya, dalam prosesnya, mikroorganisme membutuhkan oksigen untuk respirasi

mereka dan menghasilkan produk akhir berupa karbon dioksida dan air. Sumber BOD

termasuk daun, sampah kayu, hewan dan tanaman mati, dll.

Chemical oxygen demand (COD) digunakan untuk mengukur oksigen yang ekuivalen

dengan material organik pada limbah cair yang dapat dioksidasi secara kimia menggunakan

dikromat pada larutan yang asam (Metcalf & Eddy, 2003). Nilai normal COD pada limbah

cair sekitar 200-600 mg/L (Water Environment Federation, 2007). Tes COD tidak

membedakan antara organik biodegradable dan organik non-biodegradable (Environmental

Protection Agency, 1997).

Fosfat (PO4) adalah senyawa alami yang tersedia dalam 3 bentuk yaitu

orthophosphate, metaphosphate, dan fosfat organik. Sifat penting dari fosfat pada deterjen

Page 4: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

adalah menyediakan dan mengendalikan alkalinitas. Fosfat mampu melembutkan air sadah

dengan menonaktifkan mineral kesadahan melalui penyerapan (menahan ion logam) atau

presipitasi (menghilangkan ion logam dari larutan sebagai bahan tidak terlarut).

Dissolved oxygen (DO) merupakan jumlah oksigen yang berada di air DO berperan

sebagai indikator dari kesehatan biologis perairan. Kebanyakan hewan dan tanaman dapat

tumbuh dan berkembang biak saat DO lebih dari 5 mg/L. Tingkat DO dipengaruhi oleh suhu,

bahan organik dalam air, dan ketinggian dari permukaan laut.

pH merupakan ukuran seberapa asam atau basa sebuah larutan (Environmental

Protection Agency, 2006). Limbah cair dengan konsentrasi ion hidrogen yang ekstrim sulit

untuk diolah secara biologis. Efluen yang telah diolah memiliki rentang pH yang diizinkan

dibuang ke lingkungan sebesar 6,5-8,5 (Metcalf & Eddy, 2003). Banyak spesies yang akan

mengalami kesulitan dalam bertahan hidup jika pH turun dibawah 5,0 dan naik lebih dari 9,0.

Sequencing Batch Reactor (SBR)

SBR merupakan salah 1 variasi atau bentuk dari lumpur aktif. Pada SBR, pengolahan

dapat dilakukan secara batch dimana ekualisasi, aerasi dan sedimentasi dilakukan sekaligus

namun dengan waktu yang berbeda (Vigneswaran et al, n.d.). SBR digunakan untuk

mengolah air limbah kota maupun industri, terutama yang memiliki karakteristik laju aliran

yang rendah dan bervariasi (New England Interestate Water Pollution Control , 2005). SBR

dapat melakukan penyisihan BOD dan nutrisi (Environmental Protection Agency, 1999).

Prinsip kerja SBR terdiri dari 5 tahap yaitu fill, react, settle, draw, dan idle. Pada tahap

fill, bak diisi oleh influen air limbah. Pada react, reaksi biologis yang telah dimulai pada tahap

fill, diselesaikan pada tahap ini. Tidak terdapat air limbah yang masuk dimana dilakukan

aerasi dan pencampuran mekanik. Pada settle, lumpur aktif dibiarkan mengendap agar terjadi

pemisahan antara padatan dengan efluen dimana tidak terdapat air limbah yang masuk serta

tidak dilakukan aerasi dan pencampuran. Pada tahap decant/ draw, dilakukan pembuangan

efluen dari reaktor. Pada tahap idle, beberapa bagian lumpur aktif pada dasar bak dibuang.

Tabel 1. Parameter Desain SBR

Parameter SBR systems

Mixed liquor suspended solids (mg/L) 2000-6500 F/M load (lb BOD/d/MLVSS) 0,04-0,20 Hydraulic retention time (h) 9-30 Total cycle times (h) 4-12 Solids retention time (days) 20-40 Decanter overflow rate (gpm/ft2) <100

Sumber: Environmental Protection Agency, n.d.

Page 5: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

Metodologi Penelitian Jenis penelitian yang dilakukan adalah penelitian kuantitatif, sementara metode

penelitian yang digunakan adalah metode eksperimen. Jenis data yang digunakan terdiri dari 2

yaitu data primer dan data sekunder. Variabel bebas yang digunakan adalah hydraulic

retention time (HRT) yang terdiri dari 12 jam, 24 jam, dan 36 jam. Sementara variabel

terikatnya adalah konsentrasi chemical oxygen demand (COD) dan fosfat (PO4-P). Kemudian

variabel kontrol yang digunakan adalah pH influen yang dijaga pada rentang 6-8.

Sampel yang digunakan adalah limbah cair dari proses pencucian sampah plastik pada

CV Majestic Buana Group. Teknik pengambilan dan pengawetan sampel mengacu pada SNI

6989.59:2008 tentang “Air dan air limbah–Bagian 59: Metoda pengambilan contoh air

limbah”.

Prosedur penelitian meliputi pre-sampling, pembuatan reaktor sequencing batch

reactor (SBR), pengujian karakteristik awal limbah cair, dan pengoperasian SBR

(aklimatisasi dan running). Pre-sampling dilakukan untuk mengetahui konsentrasi parameter

kunci yakni COD dan fosfat pada air limbah demi mencegah gagalnya penelitian. Dari hasil

pre-sampling dengan jenis sampel grab, didapatkan konsentrasi beberapa parameter yaitu

COD (1540 mg/L), BOD5 (1000-3500 mg/L), fosfat (151,9 mg/L), dan amonia (1,7 mg/L)

dimana konsentrasi COD pada air limbah melebihi baku mutu dan konsentrasi fosfat sangat

tinggi.

Reaktor SBR memiliki volume total 7 L dengan volume kerja 5 L yang berisi 2 L

lumpur aktif dan 3 L air

limbah. Reaktor terdiri dari

beberapa komponen

utama yaitu tabung

reaktor, stirrer, aerasi, dan

komponen pendukung.

Page 6: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

Gambar 1. Desain Reaktor SBR Tabel 2. Desain Reaktor SBR

No Desain Satuan Nilai

1

Volume reaktor Volume total Volume kerja Volume lumpur aktif Volume air limbah

L L L L

7 5 2 3

2

Tabung reaktor Material tabung Diameter Tinggi

-

cm cm

Akrilik (tebal 6 mm)

15 39,5

3 Hydraulic Retention Time (HRT)

jam jam jam

12 24 36

4

Siklus masing-masing HRT HRT = 12 jam Fill Anaerobic react Aerobic react Settle Draw HRT = 24 jam Fill Anaerobic react Aerobic react Settle Draw HRT = 36 jam Fill Anaerobic react Aerobic react Settle Draw

menit menit menit menit menit

menit menit menit menit menit

menit menit menit menit menit

5 270 (4,5 jam) 390 (6,5 jam)

45 10

5

540 (9 jam) 780 (13 jam)

105 10

5

810 (13,5 jam) 1170 (19,5 jam)

165 10

5

Pengaduk (stirrer) Komponen pengaduk Torsi motor Kecepatan anaerobik Kecepatan aerobik Material shaft dan blade

-

kg rpm rpm

-

power supply, speed controller,

motor, shaft dan blade 9

25 150

stainless steel

6 Aerasi Debit pompa udara Flow adjuster

L/jam

-

270 ada

Karakteristik awal limbah cair pencucian plastik dari CV Majestic Buana Group yang

diuji adalah BOD, COD, fosfat, dan amonia. Pengujian karakteristik menggunakan sampel

Page 7: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

tipe gabungan waktu (komposit waktu) yang berasal dari 5 buah sampel grab yang diambil

pada 5 hari berbeda secara berturut-turut. Sampel diambil di akhir jam operasi pada pukul

15.00 s/d 16.00 WIB agar mendapatkan karakteristik air limbah yang sesungguhnya. Hasil

karakteristik lalu disesuaikan dengan PermenLH RI Nomor 5 Tahun 2014 tentang Baku Mutu

Air Limbah untuk mengetahui ada atau tidaknya parameter yang melebihi baku mutu.

Lumpur aktif yang digunakan untuk pengolahan diambil dari WWTP II Jababeka.

Aklimatisasi dilakukan dengan menggunakan HRT terpendek yaitu HRT 12 jam serta

dilakukan dalam 5 tahap dengan penambahan volume air limbah sebesar 20% tiap

aklimatisasi selanjutnya. Parameter yang diuji adalah COD, pH, dan DO. Proses aklimatiasasi

dilanjutkan ke proses running saat efisiensi removal COD telah konstan dengan fluktuasi

≤10%.

Proses running dilakukan langsung setelah tahap aklimatisasi berakhir. Air limbah

dimasukkan ke dalam reaktor secara intermittent dimana reaktor mengolah 100% air limbah.

SBR dioperasikan mulai dari HRT 12 jam, 24 jam dan 36 jam dengan durasi siklus berbeda.

Parameter yang diuji adalah COD dan fosfat untuk mengetahui efisiensi SBR dalam

mengolah air limbah. Selain itu parameter pH dan DO tetap dijaga selama pengoperasian

reaktor.

Data yang didapat selama aklimatisasi dan running diolah dengan rumus berikut untuk

mengetahui efisiensi removal dari reaktor SBR skala laboratorium:

!""#$#!%$& =!! − !!!!

×100%

Dimana

Efficiency = efisiensi penyisihan parameter (%)

C0 = konsentrasi parameter di influen (mg/L)

C1 = konsentrasi parameter di efluen (mg/L)

Lokasi pengambilan sampel air limbah pencucian plastik adalah pabrik CV Majestic

Buana Group yang merupakan industri daur ulang plastik, berlokasi di Bekasi Timur. Reaktor

SBR ditempatkan dan dioperasikan di rumah penulis. Pengujian sampel limbah cair pencucian

plastik dilakukan di Laboratorium Teknik Lingkungan dan Penyehatan Lingkungan yang

berlokasi di Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia.

Hasil Penelitian Gambaran Umum CV Majestic Buana Group

Page 8: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

CV Majestic Buana Group merupakan perusahaan yang bergerak di bidang daur ulang

sampah plastik. Pabriknya beralamat di Jl. Putat Cimuning 35, Kelurahan Cimuning,

Kecamatan Mustika Jaya, Kota Bekasi. Kegiatan yang dilakukan di pabrik ini adalah

pencacahan plastik dan pembuatan mesin pencacah plastik. Pabrik beroperasi hari Senin s/d

Sabtu pukul 08.00 s/d 16.00 WIB dengan pekerja sebanyak 20 orang. Jenis sampah plastik

yang dicacah meliputi PET (botol minuman, botol kecap, botol sauce, dll), PP (gelas

minuman), LD (tutup galon air minum), dan HDPE (botol oli, botol shampoo, botol lotion,

botol bedak, dll).

Proses pencacahan plastik meliputi pencacahan sampah plastik, pencucian cacahan

plastik dengan air deterjen, pencucian cacahan plastik dengan air hangat, pengeringan cacahan

plastik dengan mesin pengering, penghamburan cacahan plastik, pembungkusan cacahan

plastik ke dalam karung. Saat pencucian tahap pertama, cacahan plastik dicuci dengan air

bersih yang ditambahkan texapon gel dan soda api bubuk atau natrium peroksida (NaOH).

Selama proses pencacahan plastik dalam satu hari, air pencucian diresirkulasi terus

menerus tanpa dilakukan penggantian air. Oleh karenanya air limbah baru dihasilkan di akhir

jam operasi yakni antara pukul 15.00 s/d 16.00 WIB. Air limbah yang dihasilkan sekitar 1-2

m3. Dari bak pencucian, air limbah dialirkan ke bak penampungan untuk ditampung

sementara, jika bak penampungan telah penuh barulah air limbah dibuang ke lubang resapan.

Terdapat 1 buah bak pencucian, 1 bak penampungan, dan 3 sumur resapan.

Dalam sehari, pabrik dapat mencacah ±1 ton sampah plastik. Tidak terdapat

penjadwalan khusus untuk jenis dan jumlah plastik yang akan dicacah, pencacahan hanya

disesuaikan dengan suplai sampah plastik yang tersedia di pabrik. Terkadang pencacahan

dilakukan hanya dari pagi hingga siang ataupun dari siang hingga sore, bahkan terdapat hari

dimana pabrik tidak melakukan pencacahan plastik. Akibatnya, kuantitas dan kualitas air

limbah yang dihasilkan tidak sama setiap harinya.

Karakteristik Air Limbah

Tabel 3. Karakteristik Air Limbah CV Majestic Buana Group dan Kesesuainnya Dengan Baku Mutu (Permen LH RI Nomor 5 Tahun 2014)

Tanggal uji Jenis sampel Parameter Satuan Nilai BM Gol.I Memenuhi BM

2 Februari 2017

Komposit waktu (5 hari)

COD mg/L 1810 100 X BOD5 mg/L 1342,15 50 X Fosfat mg/L 25,3 - - Amonia mg/L 1 5 V DO mg/L 0,81 - - MBAS mg/L 0,276 5 V

Page 9: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

pH mg/L 11 6,0-9,0 X

Karaktersitik air limbah disesuaikan dengan Lampiran XLVII (Baku Mutu Air Limbah

Bagi Usaha dan/ Kegiatan yang Belum Memiliki Baku Mutu Air Limbah yang Ditetetapkan)

pada PermenLH RI Nomor 5 Tahun 2014. Karena konsentrasi BOD sebesar 1342,15 mg/L

dan COD sebesar 1810 mg/L, maka digunakkan Baku Mutu Golongan I. Terdapat 3

parameter yang melebihi baku mutu yaitu COD, BOD5, dan pH. Parameter yang telah

memenuhi baku mutu adalah amonia, MBAS, dan suhu. Parameter fosfat dan DO tidak

terdapat baku mutunya.

Proses Aklimatisasi

Proses aklimatisasi menggunakan HRT 12 jam. Pemilihan HRT terpendek

dimaksudkan agar sistem pengolahan dapat beradaptasi dengan organic loading rate (OLR)

terbesar, sehingga nantinya pada proses running diharapkan sistem dapat beradaptasi dengan

lebih mudah pada HRT 24 dan 36 jam dengan OLR yang lebih rendah.

Sebelum proses aklimatisasi dimulai, dilakukan pengambilan lumpur aktif dari unit

oxidation ditch (OD) pada Wastewater Treatment Plant (WWTP) II Jababeka. Pengambilan

dilakukan di saluran resirkulasi dimana kondisi lumpur aktifnya tidak tercampur dengan air

limbah WWTP serta konsentrasinya lebih pekat. Konsentrasi MLSS lumpur aktif ini sebesar

13000 mg/L, sementara konsentrasi MLSS pada parameter desain SBR dari U.S. EPA hanya

2000 s/d 6500 mg/L. Karenanya dilakukan pengenceran lumpur aktif dengan target MLSS

sebesar 4000 mg/L. Dilakukan pengenceran 3 kali dengan mencampurkan 0,7 L lumpur aktif

dengan 1,3 L air suling didalam reaktor sehingga total campurannya adalah 2 L. Selain itu

lumpur aktif didominasi oleh mikroorganisme jenis Nitrobacter, Pseudomonas, dan Aspidisca.

pH optimum bagi Nitrobacter adalah 7,5-8 (EPA, 2002), Pseudomonas 6,6-7 (Todar, 2008),

dan Aspidisca 6-8 bahkan dapat mentolerir pH antara 4,5-5 (Baldwin et al, 2001).

Pengoperasian reaktor dimulai dengan menyiapkan influen (pencampuran dengan air

suling sesuai tahap aklimatisasi dan penurunan pH dengan menambahkan larutan asam

H2SO4) dalam bak influen. Kemudian influen dimasukkan ke dalam reaktor secara gravitasi

dengan waktu 5 menit. Setelah seluruh influen berada dalam reaktor, pengadukan dilakukan

dengan durasi 4,5 jam. Rencana kecepatan pengadukan pada tahap anaerobic react adalah 25

rpm, namun ternyata dengan kecepatan ini sebagian besar lumpur aktif masih mengendap,

karenanya kecepatan diset sebesar 100 rpm yang mampu mengaduk lumpur aktif secara

sempurna. Kemudian dilanjutkan dengan aerobic react dengan menyalakan pompa udara

dengan debit sekitar 135 L/jam dan merubah kecepatan pengadukan menjadi 150 rpm.

Page 10: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

Kemudian masuk ke tahap settle selama 45 menit dimana lumpur aktif dibiarkan mengendap

hingga terbentuk supernatant di bagian atas dengan cara mematikan pengadukan dan aerasi.

Setelah itu supernatan dikeluarkan melalui kran efluen selama 10 menit serta diambil

sampelnya. Aklimatisasi berlangsung selama 24 hari. Konsentrasi COD influen selama

aklimatiasi sangat berfluktuatif yakni sebesar 620 s/d 1720 mg/L. Hal ini diakibatkan oleh

perbedaan kuantitas dan jenis plastik yang dicacah serta lamanya proses pencacahan tiap

harinya.

Tabel 4. Hasil Pengujian Sampel Aklimatisasi

Tahap aklimatisasi

COD DO pH In

(mg/L) ef

(mg/L) eff (%)

in (mg/L)

ef (mg/L) awal in ef

1 665 145 78,20 3,74 4,29 11,9 6,7 7,7 1 1675 250 85,07 3,58 5,91 11,3 6 7,8 2 1210 370 69,42 3,16 4,57 11,6 7,2 8,3 3 1240 490 60,48 3,38 4,54 11,4 6,9 8,3 4 1720 650 62,21 1,13 3,68 9,6 7 8,6 5 620 330 46,77 4,89 3,02 12,4 7,5 8,5 5 1500 730 51,33 1,11 1,27 11,8 8,8 8,7 5 1550 500 67,74 2,73 3,12 11,8 7,1 8,7 5 1590 330 79,25 1,72 2,69 11,9 6,7 8,5

Proses Running

Setelah sistem pengolahan sequencing batch reactor (SBR) berisi 100% air limbah

serta efisiensi removal COD telah stabil dengan selisih efisiensi removal ≤10%, maka proses

aklimatisasi dilanjutkan ke proses running. Proses running dilakukan dengan perlakuan yang

sama dengan proses aklimatisasi. Perbedaan hanya terletak pada hydraulic retention time

(HRT) yang digunakan dan parameter air limbah yang diuji. Pada running digunakan 3 jenis

HRT yakni 12 jam, 24 jam, dan 36 jam. Kemudian parameter yang diuji meliputi COD, fosfat

(PO4-P), pH, dan DO. Proses running dilakukan selama 16 hari mulai dengan menggunakan

HRT terpendek yakni 12 jam. Pada tiap HRT dilakukan 5 kali siklus proses running.

Tabel 5. Nilai Rata-Rata, Maksimum, Minimum, Dan Standar Deviasi Dari Efisiensi Removal COD

HRT 12 Jam HRT 24 Jam HRT 36 Jam COD in (mg/L)

COD ef (mg/L) Eff (%) COD in

(mg/L) COD ef (mg/L) Eff (%) COD in

(mg/L) COD ef (mg/L) Eff (%)

Page 11: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

1377 165 88,02 1288 150 88,35 2876 232 91,93 1147 161 85,96 2880 221 92,33 2200 222 89,91 863 199 76,94 2616 369 85,89 1588 178 88,79 948 219 76,9 2740 271 90,11 1280 189 85,23

1968 193 90,19 2540 285 88,78 1436 156 89,14 Mean 1260,6 187,4 83,60 2412,8 259,2 89,09 1876 195,4 89 Max 1968 219 90,19 2880 369 92,33 2876 232 91,93 Min 863 161 76,9 1288 150 85,89 1280 156 85,23 Std dev 442,34 24,30 6,28 641,86 81,00 2,36 658,92 31,39 2,43

Tabel 6. Efisiensi Removal Fosfat

HRT 12 Jam HRT 24 Jam HRT 36 Jam

Fosfat in (mg/L)

Fosfat ef (mg/L) Eff (%) Fosfat in

(mg/L) Fosfat ef (mg/L) Eff (%)

Fosfat in

(mg/L)

Fosfat ef (mg/L) Eff (%)

167,8 158,1 5,78 119,2 115,5 3,1 123 14 88,62 135,3 135,1 0,15 116,1 130,6 -12,49 17,5 12,6 28 120,1 94,4 21,4 118,9 120,6 -1,43 18,6 11,6 37,63 153,9 143,6 6,69 128,4 133,7 -4,13 20,1 22,7 -12,94 137,1 151,6 -10,58 131,7 124,9 5,16 15,8 42,8 -170,89

Tabel 7. pH dan Efisiensi Removal

HRT (jam) Efisiensi

removal COD (%)

Efisiensi removal fosfat

(%) pH asli pH in pH ef

12

88,02 5,78 12,1 6,9 8,4 85,96 0,15 12,3 6,8 8,3 76,94 21,40 12,2 6,2 8,2 76,90 6,69 12,3 7,1 8,3 90,19 -10,58 12,2 7,1 8,4

24

88,35 3,10 11,6 7,4 8,4 92,33 -12,49 12,2 8,3 8,6 85,89 -1,43 12,1 8,2 8,6 90,11 -4,13 12 7,5 8,7 88,78 5,16 12 7,3 8,6

36

91,93 88,62 11,9 7,4 8,6 89,91 28,00 12 7,2 8,7 88,79 37,63 12 7 8,7 85,23 -12,94 11,9 6,6 8,6 89,14 -170,89 11,8 7,6 8,8

Page 12: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

Tabel 8. DO Efluen dan Efisiensi Removal

HRT (jam) Efisiensi removal COD (%) Efisiensi removal fosfat (%) DO efluen (mg/L)

12

88,02 5,78 3,79 85,96 0,15 2,33 76,94 21,40 2,69 76,90 6,69 2,38 90,19 -10,58 1,88

24

88,35 3,10 3,06 92,33 -12,49 2,6 85,89 -1,43 2,91 90,11 -4,13 2,83 88,78 5,16 2,64

36

91,93 88,62 1,43 89,91 28,00 1,68 88,79 37,63 2,43 85,23 -12,94 3,06 89,14 -170,89 2,69

Pembahasan Identifikasi Karakteristik Air Limbah

Nilai COD dan BOD5 yang tinggi dan melebihi baku mutu mengindikasikan bahwa air

limbah pencucian plastik mengandung banyak bahan organik. Bahan organik dapat berupa

minyak, oli, bahan kimia sintetis lain, dan organik lain yang berasal dari aktivitas manusia.

Bahan organik lainnya dapat berupa tanah, debu, dan mikroorganisme yang berasal dari

sumber alami. Bahan organik ini dapat berasal dari 3 sumber utama yakni dari material yang

tertinggal di dalam sampah plastik itu sendiri, material yang menempel pada sampah yang

berasal dari lingkungan luar, dan juga material yang digunakan sebagai agen pembersih

selama proses pencucian sampah plastik.

Penggunaan plastik sebagai kontainer dari material tertentu sangat berpengaruh pada

jenis polutan yang dihasilkan. Lalu sumber sampah plastik akan mempengaruhi banyaknya

kotoran yang menempel pada sampah plastik. Kemudian semakin jauh sumber sampah dari

pabrik dan semakin lama sampah berada di lingkungan luar sebelum sampai di pabrik,

kemungkinan besar sampah plastik akan terpapar berbagai jenis kotoran lebih banyak.

pH air limbah pencucian plastik sebesar 11 melebihi baku mutu sebesar 6,0-9,0. pH air

limbah yang sangat tinggi disebabkan oleh penggunaan natrium hidroksida (NaOH) atau

disebut sebagai soda api yang merupakan basa kuat. Saat NaOH berada di air, senyawa ini

terurai sepenuhnya menjadi kation natrium (Na+) dan anion hidroksida (OH-).

Page 13: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

Konsentrasi fosfat sebesar 25,3 mg/L. Tidak terdapat baku mutu untuk senyawa fosfat,

oleh karena itu dibuat perbandingan konsentrasi fosfat air limbah pencucian plastik dengan air

limbah laundry dan pencucian mobil. Pada penelitian terdahulu, konsentrasi fosfat ataupun

total fosfor (TP) pada air limbah laundry antara lain adalah fosfat 94,6±75,4 mg/L (Braga et

al, 2014), TP 12,7 mg/L (Bering et al, 2011), TP ±23 mg/L (Shang et al, 2015), dan TP 22±4

mg/L (Kim et al, 2014). Kemudian konsentrasi fosfat pada air limbah pencucian mobil antara

lain adalah fosfor 2,79-8,63 mg/L (Mohamed et al, 2014), fosfat 10,18±0,87 mg/L (Hashim et

al, 2016), dan TP 25 mg/L (Boluarte et al, 2016). Oleh karenanya dapat diketahui bahwa air

limbah pencucian plastik memiliki konsentrasi fosfat yang lebih tinggi dikarenakan air limbah

laundry dan pencucian mobil secara umum memiliki konsentrasi TP yang lebih kecil. Nilai

fosfat yang tinggi dapat berasal dari deterjen yang digunakan yang bernama texapon, yang

menandakan bahwa komposisi texapon didominasi oleh senyawa fosfat dibandingakn dengan

surfaktan.

Konsentrasi dissolved oxygen (DO) sangat rendah yakni 0,81 mg/L, padahal

organisme air membutuhkan setidaknya 5 mg/L DO untuk dapat bertahan hidup dan

berkembang biak. Rendahnya DO ini mungkin disebabkan oleh beberapa hal yaitu kekeruhan

yang tinggi, penggunaan air hangat selama proses pencucian, dan penggunaan sampel

gabungan waktu.

Dari penjabaran dan analisis diatas, disimpulkan bahwa air limbah perlu diolah

terlebih dahulu sebelum dibuang karena beberapa parameter melebihi baku mutu yang ada.

Pengolahan utamanya dilakukan untuk menurunkan konsentrasi COD hingga baku mutu yang

diizinkan serta menurunkan konsentrasi fosfat yang konsentrasinya dianggap cukup tinggi.

Proses Aklimatisai

Page 14: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

665  

1675  

1210   1240  

1720  

620  

1500   1550   1590  

145  250  

370  490  

650  

330  

730  500  

330  

40  45  50  55  60  65  70  75  80  85  90  

0  200  400  600  800  

1000  1200  1400  1600  1800  2000  

1   1   2   3   4   5   5   5   5  

Efisie

nsi  Rem

oval  COD  (%

)  

Konsen

trasi  COD  (m

g/L)  

Tahap  aklimaHsasi  

COD  in   COD  ef   Eff  (%)  

Gambar 2. Grafik Efisiensi Removal COD pada Aklimatisasi

Dari gambar 2 diatas dapat dilihat bahwa efisiensi removal COD suatu tahap

umumnya mengalami penurunan dari tahap aklimatisasi sebelumnya, kecuali efisiensi tahap 4

sebesar 62,21% yang naik ±2% dari tahap 3. Penurunan efisiensi ini kemungkinan disebabkan

oleh konsentrasi COD yang semakin besar tiap tahap aklimatisasi selanjutnya dimana

mikroorganisme masih mencoba beradaptasi dengan air limbah baru sehingga belum mampu

mendegradasi senyawa organik secara optimal. Pada tahap 5, dilakukan 4 kali pengujian

sampel dimana efisiensi removal COD terus mengalami peningkatan dari 46,77%, 51,33%,

67,74%, hingga 79,25%. Peningkatan ini menandakan bahwa mikroorganisme telah

beradaptasi dengan air limbah dan mampu mendegradasi senyawa organik lebih baik dari

sebelumnya.

Parameter pH awal, influen, dan efluen pada air limbah juga diukur. Pengukuran pH

dilakukan untuk mengetahui apakah air limbah memiliki rentang pH optimum yang

mendukung kehidupan mikroorganisme. Berdasarkan berbagai sumber, kebanyakan bakteri

tumbuh pada pH netral yakni antara 6-8. pH awal air limbah memiliki rentang dari 9,6 s/d

12,4. Kemudian air limbah ditambahkan sejumlah air suling sesuai tahap aklimatisasi serta

ditambahkan larutan asam H2SO4 untuk menurunkan pH. Penambahan larutan asam dilakukan

secara coba-coba atau tidak dengan takaran khusus, namun sebisa mungkin pH influen dibuat

antara 5 s/d 9. pH influen yang dihasilkan memiliki rentang 5,4 hingga 9,7. Rentang pH

efluen pada tahap 1 adalah 7,7-7,9, tahap 2 sebesar 8,1-8,3, tahap 3 sebesar 8,3-8,4, tahap 4

Page 15: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

1377  1147  

863   948  

1968  

1288  

2880  2616  2740  2540  

2876  

2200  

1588  1280  

1436  

165   161   199   219   193   150   221  369   271   285   232   222   178   189   156  

70  

75  

80  

85  

90  

95  

0  

500  

1000  

1500  

2000  

2500  

3000  

3500  

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15  

Efisie

nsi  Rem

oval  COD  (%

)  

Konsen

trasi  COD  (m

g/L)  

Running  ke-­‐  

COD  in   COD  ef   Eff  (%)  

sebesar 8,5-8,7, dan tahap 5 sebesar 8,4-8,8. Berdasarkan Metcalf & Eddy (2003), efluen yang

telah diolah memiliki rentang pH yang diizinkan dibuang ke lingkungan sebesar 6,5-8,5.

Parameter terakhir yang diukur adalah dissolved oxygen (DO) pada influen dan efluen

air limbah. Konsentrasi DO influen pada tahap awal lebih tinggi jika dibandingkan tahap

akhir, hal ini dikarenakan pada tahap awal air limbah dicampurkan dengan air suling

bervolume lebih besar. Konsentrasi DO influen memiliki rentang 1,11 s/d 4,89 mg/L,

sementara DO efluen sebesar 1,27 s/d 5,91 mg/L dimana secara umum DO efluen lebih tinggi

dibandingkan influen.

Proses Running

Efisiensi Removal COD

Gambar 3. Grafik Konsentrasi COD dan Efisiensi Removal COD pada Running

Dari tabel 5 dan gambar 3, diketahui bahwa efisiensi removal pada tiap HRT cukup

konsisten dimana fluktuasinya tidak terlalu besar. Rentang efisiensi removal COD pada HRT

12 jam sebesar 76,90-90,19%, HRT 24 jam sebesar 85,89-92,33% dan HRT 36 jam sebesar

85,23-91,93%. Dari rentang ini dapat diketahui bahwa efisiensi removal COD antar HRT

tidak terdapat perbedaan yang signifikan. Hal serupa terjadi pada penelitian terdahulu

mengenai efek HRT pada sistem lumpur aktif (Abbas et al, 2001) dimana peningkatan HRT

hanya menyebabkan sedikit peningkatan efisiensi removal COD yakni sebesar 88% pada

HRT 18 jam dan sebesar 84% pada HRT 3,37 jam.

HRT  12  jam   HRT  24  jam   HRT  36  jam  

Page 16: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

Nilai statistik untuk tiap HRT dihitung demi mengetahui HRT optimum yang

menghasilkan efisiensi removal COD terbesar. Dari tabel 5 diketahui bahwa HRT 24 jam

menghasilkan efisiensi removal COD terbaik karena memiliki nilai rata-rata tertinggi, nilai

maksimum tertinggi, nilai minimum tertinggi, serta standar deviasi terkecil yakni berturut-

turut sebesar 89,09%, 92,33%, 85,89% dan 2,36.

Dari semua efluen yang dihasilkan pada tiap HRT, belum terdapat nilai COD efluen

yang memenuhi baku mutu sebesar 100 mg/L. Rentang konsentrasi COD efluen untuk HRT

12 jam adalah 161-219 mg/L, HRT 24 jam 150-369 mg/L, dan HRT 36 jam 156-232 mg/L.

Nilai COD efluen yang terdekat dengan baku mutu adalah sebesar 150 mg/L yang terjadi pada

siklus 1 HRT 24 jam dari nilai COD influen sebesar 1288 mg/L dan efisiensi sebesar 88,35%.

Gambar 4. Grafik OLR Vs Efisiensi Removal COD

Dari gambar 4 dapat dilihat hubungan berbanding lurus antara OLR dengan efisiensi

removal COD. Pada semua HRT, efisiensi removal COD terbesar dihasilkan saat sistem

menerima OLR terbesar. Efisiensi terbesar dan OLR terbesar untuk HRT 12, 24, dan 36 jam

berturut-turut adalah 90,19% dan 2,36 kg/m3.d; 92,33% dan 1,73 kg/m3.d; dan 91,93% dan

1,73 kg/m3.d. Hubungan berbanding lurus ini terjadi pada berbagai penelitian terdahulu

dimana umumnya efisiensi removal COD terus naik hingga OLR berada pada kisaran 3-4 kg

COD/m3.d. Efisiensi removal COD sebesar 74% terjadi saat OLR 3,6 kg COD/m3.d, efisiensi

turun menjadi 43% saat OLR dinaikkan hingga 9 kg COD/m3.d (Kanimozhi et al, 2014).

Berdasarkan penelitian Rajab et al (2017), efisiensi removal COD meningkat seiring

peningkatan OLR yakni 97,9±0,8% saat 0,5-1,5 kg COD/m3.d; 98,9±0,3% saat 2-3 kg

COD/m3.d; 99,2±0,4% saat 3,5-4,5 kg COD/m3.d; dan menurun menjadi 94,4±2,2% saat 5-6

70  75  80  85  90  95  

0.5  

1.0  

1.5  

2.0  

2.5  

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15  Efi

siensi  Rem

oval  COD  (%

)  

OLR  (kg  CO

D/m3.d)  

Running  ke-­‐  

OLR   Eff  (%)  

HRT  12  jam   HRT  24  jam   HRT  36  jam  

Page 17: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

kg COD/m3.d. Chiavola et al (2014) dalam penelitiannya juga menyebutkan bahwa kinerja

SBR meningkat saat OLR yang diberikan meningkat.

Efisiensi Removal Fosfat

Gambar 5. Grafik Konsentrasi Fosfat dan Efisiensi Removal Fosfat

Dari tabel 6 dan gambar 5 dapat diketahui bahwa efisiensi removal fosfat sangatlah

berfluktuatif. Rentang removal fosfat pada HRT 12, 24, dan 36 jam berturut-turut adalah -

10,58 s/d 21,40%, -12,49 s/d 5,16%, dan -170,89 s/d 88,625%. Akibat efisiensi removal yang

sangat berfluktuasi, nilai statistik seperti nilai rata-rata, nilai maksimum, nilai minimum, dan

standar deviasi tidak dapat ditentukan. Efisiensi bernilai negatif mungkin disebabkan oleh

kesalahan pada proses pengolahan dan kesalahan pada pengujian sampel.

Kesalahan pada proses pengolahan adalah tidak atau kurang terciptanya kondisi

anaerob. Saat kondisi anaerob berlangsung pada tiap HRT, stirrer berputar dengan kecepatan

100 rpm untuk mencegah lumpur aktif mengendap. Kecepatan ini mungkin menghasilkan

sejumlah oksigen yang menyebabkan kondisi anaerob tidak tercipta dengan baik. Hal ini

mengakibatkan sedikitnya asetat yang dihasilkan yang kemudian mengakibatkan PHB

dihasilkan dalam jumlah yang juga sedikit oleh PAO. Akibat keterbatasan PHB, tidak tersedia

cukup energi untuk pengikatan ortofosfat pada ikatan polifosfat dalam sel bakteri. Akibatnya

sejumlah besar ortofosfat tetap berada pada air limbah yang mengakibatkan tingginya

konsentrasi fosfat efluen.

Kesalalahan pada proses lainnya adalah penggunaan waktu kontak anaerobik yang

terlalu lama. Berdasarkan Metcalf & Eddy (2003), menggunakan waktu kontak anerobik lebih

-­‐180  -­‐150  -­‐120  -­‐90  -­‐60  -­‐30  0  30  60  90  

-­‐10  10  30  50  70  90  110  130  150  170  

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15  

Efisie

nsi  Rem

oval  Fosfat  (%)  

Konsen

trasi  Fosfat  (mg/L)  

Running  ke-­‐  

Fosfat  in   Fosfat  ef   Eff  (%)  

HRT  12  jam HRT  24  jam HRT  36  jam

Page 18: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017 70

75

80

85

90

95

HRT 12 jam HRT 18 Jam HRT 24 Jam HRT  24  jam   HRT  36  jam  

dari 3 jam dapat mengakibatkan potensi pelepasan sekunder dari fosfor dimana pelepasan

fosfor tidak terkait dengan pengambilan asetat. Saat pelepasan sekunder ini terjadi, bakteri

belum mengakumulasi PHB untuk oksidasi selanjutnya pada tahap aerobik dimana PHB

menyediakan energi untuk pengambilan dan penyimpanan fosfor. Waktu kontak anaerobik

untuk HRT 12, 24, dan 36 jam berturut-turut adalah 4,5, 9, dan 13,5 jam dimana kesemuanya

melebihi 3 jam.

Alasan kedua adalah metode pengujian fosfat di laboratorium yang rentan terhadap

kesalahan relatif. Kuvet 25 ml yang digunakan untuk pengujian dicuci menggunakan sabun

cair yang mungkin mengandung fosfat dalam konsentrasi tinggi sehingga tercampur dengan

sampel air limbah yang diuji. Akibatnya, nilai konsentrasi fosfat yang terbaca pada

spektrofotometri mungkin menjadi lebih besar dari konsentrasi sesungguhnya.

Dari kesemua efluen, konsentrasi fosfat efluen terendah dihasilkan pada HRT 36 jam

yakni sebesar 11,6 mg/L. Namun tidak dapat dikatakan memiliki efisiensi terbaik karena

efisiensinya hanya sebesar 37,63% dari konsentarsi influen yang juga rendah yaitu 18,6 mg/L.

Akibat nilai efisiensi removal fosfat yang berfluktuasi pada tiap HRT, serta

terdapatnya nilai efisiensi yang negatif, dapat disimpulkan bahwa sistem SBR pada penelitian

ini tidak efektif atau tidak mampu mengolah fosfat pada air limbah pencucian plastik. Padahal

pada berbagai penelitian terdahulu, sistem SBR mampu mengolah fosfat dengan efisiensi

yang tinggi. Jenis air limbah dan efisiensi removal fosfat oleh SBR pada penelitian terdahulu

yakni air limbah sintetik; 70% (Kargi et al, 2002), air limbah sintetik; 90% (Kargi et al,

2004), efluen anaerobic digester pengolah kotoran babi; 97,8-98,1% (Obaja et al, 2005), dan

air limbah sintetik; 95% (Li et al, 2014).

HRT optimum

Pemilihan HRT optimum didasarkan pada efisiensi removal COD dimana efisiensi

removal fosfat tidak dijadikan pertimbangan karena nilainya yang sangat berfluktuatif dan

terdapat efisiensi bernilai negatif. Rentang efisiensi removal COD pada HRT 12 jam sebesar

76,90-90,19%, HRT 24 jam sebesar 85,89-92,33% dan HRT 36 jam sebesar 85,23-91,93%.

Dari rentang ini dapat diketahui

bahwa tidak terdapat perbedaan efisiensi

removal COD yang signifikan antar HRT.

Page 19: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

Gambar 6. Box Plot Efisiensi Removal COD

Data diolah lebih lanjut dengan uji T-test meggunakan aplikasi SPSS untuk

mengetahui apakah perbedaan efisiensi removal COD cukup signifikan antar HRT. Dari hasil

T-test independen, diketahui bahwa perbedaan mean efisiensi removal COD antara salah satu

HRT dengan HRT lainnya tidaklah signifikan (sig (2 tailed) > 0,05).

Namun berdasarkan nilai statistik, HRT 24 jam merupakan HRT optimum karena

memiliki nilai rata-rata tertinggi, nilai maksimum tertinggi, serta nilai minimum tertinggi

yakni berturut-turut sebesar 89,09%, 92,33%, dan 85,89%. Selain itu HRT 24 jam juga

memiliki standar deviasi terkecil yaitu sebesar 2,36.

Kesimpulan Karakteristik air limbah pencucian plastik pada CV Majestic Buana Group adalah:

COD sebesar 1810 mg/L, BOD5 sebesar 1342,15 mg/L, fosfat sebesar 25,3 mg/L, amonia

sebesar 1 mg/L, DO sebesar 0,81 mg/L, MBAS sebesar 0,276 mg/L, dan pH sebesar 11. Dari

semua parameter tersebut, parameter yang melebihi baku mutu pada PermenLH Nomor 5

Tahun 2014 adalah COD, BOD5, dan pH. Walaupun tidak tersedia baku mutu untuk

parameter fosfat, namun konsentrasinnya dapat dikatakan cukup tinggi jika dibandingkan

dengan air limbah sejenis yaitu air limbah laundry dan air limbah pencucian mobil.Reaktor

SBR skala laboratorium dapat mengolah parameter COD dengan sangat baik dengan rentang

efisiensi removal COD untuk HRT 12, 24, dan 36 jam berturut-turut adalah 83,60-90,19%;

89,09-92,33%; dan 89-91,93%. Sementara SBR tidak mampu mengolah parameter fosfat

dengan baik karena efisiensi sangat berfluktuatif dan beberapa kali dihasilkan efisiensi

bernilai negatif. Tidak terdapat perbedaan efisiensi removal COD yang signifikan antar HRT.

Saran

Page 20: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

Selama penelitian, parameter seperti fosfat dan amonia terus diukur untuk mengetahui

pengaruh faktor nutrisi terhadap efisiensi pengolahan. Selain itu penting untuk melakukan

penelitian dengan HRT yang lebih pendek dari 12 jam.

Daftar Referensi

Abbas, H., Seif, H., & Moursi, A. (2001). Effect of Hydraulic Retention Time on The

Activated Sludge System. Sixth International Water Technology Conference, (pp. 277-284). Alexandria.

Baldwin, D. D., & Campbell, C. E. (2001). Short-Term Effects of Low pH on the Microfauna of an Activated Sludge Wastewater Treatment System. Retrieved from cawq.ca:https://www.cawq.ca/journal/temp/article/225.pdf

Bering, S., Mazur, J., & Tarnowski, K. (2011). TECHNICAL AND ECONOMIC ASPECTS OF INDUSTRIAL LAUNDRY WASTEWATER TREATMENT . Retrieved from ceer.uz.zgora.pl: http://www.ceer.uz.zgora.pl/CR_filearchive/0f84fc98ec79ee3dfc45c083c52721d0.pdf

Braga, J. K., & Varesche, M. B. (2014). Commercial Laundry Water Characterisation. American Journal of Analytical Chemistry, 8-16.

Environmental Protection Agency. (1997). Wastewater Treatment Manuals Primary, Secondary, and Tertiary Treatment. Retrieved from epa.ie: https://www.epa.ie/pubs/advice/water/wastewater/EPA_water_%20treatment_manual_primary_secondary_tertiary1.pdf

Environmental Protection Agency. (1999, 9). Wastewater Technology Fact Sheet Sequencing Batch Reactors. Diambil kembali dari epa.gov: https://www3.epa.gov/npdes/pubs/sbr_new.pdf

Environmental Protection Agency. (2002, Agustus 15). Nitrification. Retrieved from epa.gov: https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-09/documents/nitrification_1.pdf

Environmental Protection Agency. (2006, 3). Voluntary Estuary Monitoring Manual Chapter 15: Turbidity and Total Solids . Diambil kembali dari epa.gov: https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-09/documents/2009_03_13_estuaries_monitor_chap15.pdf

Environmental Protection Agency. (t.thn.). Onsite Wastewater Treatment Systems Technology Fact Sheet 3 Sequencing Batch Reactor Systems. Diambil kembali dari norweco.com: http://www.norweco.com/pdf/epa/625R00008tfs3.pdf

Hashim, N. H., & Zayad, N. (2016). Pollutants Characterization of Car Wash Wastewater. Retrieved from matec-conferences.org: http://www.matec-conferences.org/articles/matecconf/pdf/2016/10/matecconf_iconcees2016_05008.pdf

Ibrahim, B. (2005). Kaji Ulang Sistem Pengolahan Limbah Cair Hasil Perikanan Secara Biologis Dengan Lumpur Aktif. Diambil kembali dari http://jesl.journal.ipb.ac.id/: http://jesl.journal.ipb.ac.id/index.php/jphpi/article/view/1028

Page 21: Identifikasi Karakteristik Limbah Cair Industri Daur Ulang ...

 

Identifikasi Karakteristik …, Fitria Istikara, FT UI, 2017

Kanimozhi, R., & Vasudevan, N. (2014). Effect of organic loading rate on the performance of aerobic SBR treating anaerobically digested distillery wastewater. Retrieved from Springer Link: https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10098-013-0639-x

Kargi, F., & Uygur, A. (2002). Nutrient Removal Performance of a Sequencing Batch Reactor as a Function of The Sludge Age. Elsevier, 842–847.

Kargi, F., & Uygur, A. (2004). Hydraulic residence time effects in biological nutrient removal using five-step sequencing batch reactor. Elsevier, 167-172.

Kim, H.-C., Shang, X., Huang, J.-H., & Dempsey, B. A. (2014). Treating laundry waste water: Cationic polymers for removal of contaminants and decreased fouling in microfiltration. Journal of Membrane Science, 167-174.

Li, X.-m., Chen, H.-b., Yang, Q., Wang, D.-b., Luo, K., & Zeng, G.-m. (2014). Biological Nutrient Removal in A Sequencing Batch Reactor Operated as oxic/anoxic/extended-idle Regime. Elsevier, 75-81.

Lim, J. X., & Vadivelu, V. M. (2014). Treatment of Agro Based Industrial Wastewater in Sequencing Batch Reactor: Performance Evaluation And Growth Kinetics of Aerobic Biomass. Elsevier, 217-225.

Metcalf & Eddy. (2003). Wastewater Engineering Treatment and Reuse (Fourth Edition). Republic of China: McGraw-Hill Companies, Inc.

Mohamed, R. M., Kutty, N. M., & Kassim, A. H. (2014). Efficiency of Using Commercial and Natural Coagulants in Treating Car Wash Wastewater Treatment. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 227-234.

New England Interestate Water Pollution Control . (2005, 9). Sequencing Batch Reactor Design and Operational Consideration. Diambil kembali dari http://neiwpcc.org/: http://neiwpcc.org/neiwpcc_docs/sbr_manual.pdf

Obaja, D., Mace, S., & Mata-Alvarez, J. (2005). Biological Nutrient Removal By a Sequencing Batch Reactor (SBR) Using an Internal Organic Carbon Source in Digested Piggery Wastewater. Elsevier, 7-14.

Rajab, A. R., Salim, M. R., Sohaili, J., Anuar, A. N., Salmiati, & Lakkaboyana, S. K. (2017). Performance of integrated anaerobic/aerobic sequencing batch reactor treating poultry slaughterhouse wastewater. Elsevier, 967-974.

Reynolds/ Richards. (1996). Unit Operations And Processes in Environmental Engineering. Boston: PWS Publishing Company.

Sathian, S., Rajasimman, M., Radha, G., Shanmugapriya, V., & Karthikeyan, C. (2014). Performance of SBR for The Treatment of Textile Dye Wastewater: Optimization and Kinetic Studies. Alexandria Engineering Journal, 417–426.

Shang , X., Kim, H.-C., Huang, J.-H., & Dempsey, B. A. (2015). Coagulation strategies to decrease fouling and increase critical flux and contaminant removal in microfiltration of laundry wastewater. Separation and Purification Technology, 44-50.