LTI Journal Camera Ready format

1

STUDI PENGARUH UMUR LUMPUR TERHADAP KUALITAS EFFLUENT LIMBAH CAIR INDUSTRI MENGGUNAKAN METODE LUMPUR AKTIFMary Selintung., Miranda R Malamassam, Magfirah Rahim, ABSTRACT: Perkembangan Industri di kota-kota besar semakin meningkat hal ini berbanding lurus dengan meningkatnya jumlah penduduk dan tingkat kebutuhan masyarakat. Keanekaragaman produksi industri pun bervariasi sesuai kebutuhan manusia. Hal ini memberi dampak besar terhadap jumlah limbah cair hasil olahan. Limbah cair industri sebelum dibuang ke lingkungan harus diolah terlebih dahulu agar memenuhi standar baku mutu untuk mencegah terjadinya pencemaran dan estetika lingkungan terjaga. Jenis metode pengolahan limbah cair telah banyak, salah satunya yang sering digunakan adalah dengan metode Lumpur Aktif. Terdapat beberapa alasan menggunakan metode ini yakni efisiensi pengolah hingga 85% dan desain reaktor sederhana (Betty S.L.J dan Winiati P.R, 2003). Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh umur lumpur terhadap kualitas effluent limbah cair industri dan umur lumpur efektif untuk metode lumpur aktif. Tipe penelitian yang digunakan adalah penelitian langsung di lapangan dan analisis laboratorium. Hasil penelitian menunjukan umur lumpur efektif untuk parameter TSS pada hari ketujuh dengan efisiensi 86,84%, BOD dan COD pada hari kelima dengan efisiensi 86,44% dan 86,36% , dan Amoniak pada pada hari kesembilan dengan efisiensi 89,37%.

Kata kunci: Industri, Limbah Cair, Lumpur Aktif, Efisiensi, Kualitas Effluent.

PENDAHULUANPerkembangan industri di Indonesia pada saat ini cukup pesat. Hal ini ditandai dengan semakin banyaknya industri yang memproduksi berbagai jenis kebutuhan manusia seperti industri kertas, tekstil, makanan, dan sebagainya. Seiring dengan perkembangan tersebut, maka semakin banyak pula hasil samping yang dihasilkan sebagai limbah. Banyaknya limbah dapat menyebabkan terjadinya pencemaran, terutama limbah cair yang dapat mencemari sistem perairan seperti sungai. Dengan demikian limbah cair yang dikeluarkan harus sesuai standar baku mutu yang ditetapkan agar mencegah pencemaran. Jika terjadinya pencemaran, hal ini harus ditanggulangi (dicegah) dengan mengolah limbah yang dikeluarkan agar sesuai dengan baku mutu.

Metode pengolahan air limbah dengan menggunakan Sistem Lumpur Aktif Konvensional merupakan metode yang banyak digunakan dalam pengolahan air limbah baik air limbah domestik maupun limbah industri. Terdapat beberapa alasan yang mendasari hal tersebut yakni efisiensi pengolahan cukup tinggi (penyisishan BOD + 85%), desain reaktornya sederhana, dan rentang dari jenis limbah cair yang dapat diolah cukup luas. Alasan yang lain yaitu kandung organik dalam air limbah industri masih berada dalam rentang yang sesuai untuk diolah dengan menggunakan metode ini (Betty dan Winiati, 2007).

Dalam pengolahan limbah industri kadar oksigen terlarut sangat diperhatikan agar mendapatkan hasil pegolahan limbah cair sesuai standar baku mutu. Kebutuhan oksigen dalam pengolahan limbah dapat dipenuhi dengan cara mengalirkan udara atau oksigen murni ke dalam reaktor biologis, sehingga dapat diperoleh kadar oksigen lebih dari 2mg/l. Jumlah ini merupakan kebutuhan minimum yang diperlukan mikroba di dalam lumpur aktif (Perdana Ginting, 2008)

Parameter-parameter penting dalam proses lumpur aktif adalah konsentrasi lumpur atau MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid), umur lumpur, resirkulasi lumpur, tingkat pembebanan, dan waktu tinggal (Sugiharto, 1987)Parameter penting yang digunakan sebagai tolak ukur tingkat pencemaran pada pengolahan limbah cair dengan metode Lumpur Aktif adalah BOD (Biochemical Oxygen Demand), COD (Chemical Oxygen Demand), TSS (Total Suspended Solid), DO (Disolved Oxygen) dan temperatur yang sesuai baku mutu yang dikeluarkan oleh pemerintah dalam Surat Keputusan (SK) Menteri Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup No.02 (1998). Tentang Penetapan Baku Mutu Lingkungan.

Pada parameter terlarut, COD dan BOD, nilai COD selalu lebih tinggi dari nilai BOD. Perbedaan nilai kedua parameter ini disebabkan oleh banyak faktor sperti bahan kimia yang tahan terhadap oksidasi biokimia tetapi tidak terhadap oksidasi kimia (Hefni Effendi, 2012)Dengan mengetahui nilai parameter suatu limbah cair, maka dapat diketahui seberapa besar tingkat pencemaran limbah cair tersebut terhadap lingkungan. Dari uraian di atas, penulis mencoba mengkaji lebih jauh pengaruh kualitas effluent pengolahan limbah cair menggunakan sistem Lumpur Aktif dengan mengangkat judul Studi Pengaruh Umur Lumpur Terhadap Kualitas Effluent Limbah Cair Industri Menggunakan Metode Lumpur AktifMETODE PENELITIANLokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Waste Water Treatment Plant (WWTP) PT. KIMA Makassar.Waktu pelaksanaan pengumpulan data dan informasi dimulai pada bulan Agustus-September 2013.Sumber Data Penelitian

Pada penelitian ini akan menggunakan dua sumber data yakni :a. Data primer yakni data yang diperoleh langsung dari hasil pengamatan dilapangan.

b. Data sekunder yakni data yang diperoleh dari literatur, hasil penelitian yang sudah ada baik yang telah dilakukan dan data pendukung dari perusahaan terkait.Populasi dan Sampela. Populasi

Populasi pada penelitian ini adalah limbah cair dan lumpur aktif yang berada di Waste Water Treatment Plant (WWTP) PT. KIMA yang bersumber dari beberapa industri.b. SampelSampel penelitian ini terbagi atas dua jenis, yaitu ;

Sampel inffluent air limbah yang diambil di kolam penampungan sebelum dilakukan perlakuan sebanyak 1 liter untuk dianalisa COD, BOD, TSS dan Amoniak. Sampel untuk pengujian air limbah inffluent hanya satu, hal ini menganggap kualitas influet pada hari yang lain sama.

Sampel air limbah pada tanggal 29 Agustus yang diambil sebanyak 700 ml pada kolam penampungan dan lumpur aktif sebanyak 300 ml pada kotak lumpur aktif, selanjutnya dilakukan pengadukan untuk menghomogenkan keduanya. Sepuluh liter (10000ml) air limbah tersebut dibagi ke dalam lima wadah (botol) yang kemudian diaerasi selama waktu yang telah ditentukan. Waktu untuk pengujian sampel kelima botol tersebut adalah hari pertama aerasi, hari keempat aerasi, hari kelima aerasi, hari ketujuh aerasi dan hari kesembilan aerasi. Total sampel untuk pengujian kualitas effluent air limbah adalah 5 buah, yang dianalisis pH, suhu, BOD, COD, TSS dan Amoniak.HASIL DAN PEMBAHASAN

a. Analisis DataLumpur aktif adalah salah satu pengolahan biologi yang sering digunakan dalam proses pengolahan limbah cair. Proses pada lumpur aktif bersifat aerobik, dimana mikroorganisme memerlukan oksigen untuk proses mengurai zat pencemar.

Salah satu parameter penting pada lumpur aktif adalah umur lumpur (Sakti A Siregar, 2009). Umur lumpur dapat mempengaruhi kualitas effluent limbah cair. Adapun hasil penelitian kualitas effluent limbah cair dan efisiensi setelah mengalami proses aerasi dengan waktu-waktu yang telah ditentukan sebagai berikut :

Tabel 1 Hasil Pengukuran Kualitas Effluent Limbah Cair

Tabel .2. Efisiensi Pengolahan Limbah CairMenggunakan Metode Lumpur Aktif

Dengan adanya hasil pengamatan diatas (pada tabel 1 dan 2) dapat ditarik kesimpulan awal umur lumpur berpengaruh terhadap kualitas effluent air limbah. Tiap variabel uji (parameter) memiliki waktu dimana terjadi efisiensi maksimum (umur lumpur efektif), gambaran tersebut dapat dilihat pada gambar grafik berikut ini:

*Sumber : penelitian mahasiswaGambar 1. Variabel Uji Terhadap Umur Lumpur

Aktif

*Sumber : penelitian mahasiswa

Gambar 2. Efisiensi Pengolahan Variabel Uji

Terhadap Umur Lumpur Aktif1. TSS (Total Suspended Solid)

Berdasarkan gambar 1 dan 2 mengenai efisiensi pengolahan dapat dilihat terjadi penurunan konsentasi TSS umur lumpur hari pertama dengan nilai 266 mg/l dan nilai efisiensi pengolahan sebesar 22,22%. Penurunan konstentrasi TSS hari pertama tidak besar, hal ini disebabkan belum optimalnya kerja bakteri mengurai zat organik dan air masih tampak keruh. Pada hari keempat TSS mengalami penurunan cukup signifikan dengan nilai sebesar 120 mg/l dengan efisiensi pengolahan 64,91% dan mencapai nilai TSS minimum dengan efisiensi pengolahan maksimum terjadi pada hari ketujuh dengan nilai TSS 45 mg/l dan efisiensi sebesar 86,84%. Setelah hari ketujuh, nilai TSS mengalami penaikan sehingga efisiensi pengolahan menurun.

Parameter TSS digunakan sebagai acuan untuk melihat kerja bakteri pada lumpur aktif mengurai untuk zat organik pada limbah cair, jika limbah cair tampak masih keruh dan lumpur sulit memisah, kandungan TSS pada limbah cair tersebut tinggi dan bakteri yang bekerja belum optimal.

2. Amoniak

Variabel uji selanjutnya adalah Amoniak, Berdasarkan gambar 1 dan 2 mengenai efisiensi pengolahan diatas dapat dilihat terjadi penurunan konsentasi Amoniak pada hari pertama aerasi dengan nilai 62,33 mg/l. Penurunan konstentrasi Amoniak umur lumpur hari pertama sangat kecil, dapat dilihat nilai efisiensi pengolahan sebesar 16,26%. Hal ini disebabkan belum bekerja secara optimal bakteri mengubah amonik menjadi nitrat. Pada hari keempat Amoniak mengalami penurunan dengan nilai konsentrasi sebesar 40,49 mg/l dengan efisiensi pengolahan 45,6%. Nilai konsentrasi Amoniak minimum dengan efisiensi pengolahan maksimum terjadi pada hari kesembilan dengan nilai Amoniak 7.91 mg/l dan efisiensi sebesar 89,37%.

Pada hari kesembilan konsentrasi Amoniak mencapai titik minimum dibandingkan hari sebelumnya, hal ini disebabkan karena Amoniak telah diproses menjadi nitrat oleh bakteri, atau biasa dikenal dengan proses nitrifikasi. Proses nitrifikasi membutuhkan nutrisi dan oksigen yang cukup. Sehingga umur lumpur pun sangat berpengaruh pada parameter ini, umur lumpur yang terlalu muda maupun tua akan memberikan dampak amoniak yang tinggi karena bakteri tidak dapat mengubah amoniak menjadi nitrat.3. COD (Chemical Oxygen Demand)

Nilai COD menyatakan jumlah oksigen terlarut yang digunakan untuk mengoksidasi mengurai bahan-bahan organik dan anorganik secara kimiawi. Berdasarkan gambar 1 dan 2 mengenai efisiensi pengolahan diatas dapat dilihat terjadi penurunan nilai COD pada umur lumpur hari pertama yang cukup besar dengan nilai 120,72 mg/l dan efisiensi pengolahan sebesar 71,48%. Pada hari keempat nilai COD mengalami penurunan dari hari pertama dengan nilai konsentrasi sebesar 73,92 mg/l dengan efisiensi pengolahan 82,54%%. Nilai konsentrasi COD minimum dengan efisiensi pengolahan maksimum terjadi pada hari kelima atau umur lumpur lima hari dengan nilai COD 57,72 mg/l dan efisiensi sebesar 86,36%. Dimana pada umur ini zat organik dan anorganik terurai lebih banyak dibandingkan umur lumpur lainnya, penguraian ini terjadi dengan bantuan bakteri dan suplay oksigen yang cukup. Setelah umur lumpur lima hari, konsentrasi COD mengalami penaikan dan efisiensi menurun dibandingkan hari sebelumnya.

4. BOD

Variabel uji terakhir dalam penelitian ini adalah BOD5, Berdasarkan gambar 1 dan 2. mengenai efisiensi pengolahan diatas dapat dilihat terjadi penurunan konsentasi BOD pada umur lumpur hari pertama dengan nilai konsentrasi 78,84 mg/l. Penurunan konstentrasi BOD umur lumpur hari pertama cukup besar dapat dilihat nilai efisiensi pengolahan sebesar 53.65%. Pada hari keempat BOD mengalami penurunan dengan nilai konsentrasi sebesar 42,67% mg/l dengan efisiensi pengolahan 74,92%. Umur lumpur pada hari keempat menunjukan bakteri mulai bekerja secara optimal dengan mengurai zat-zat organik yang terdapat didalam air limbah.

Nilai konsentrasi BOD minimum dengan efisiensi pengolahan maksimum terjadi pada umur lumpur hari kelima dengan nilai BOD 23,07 mg/l dan efisiensi pengolahan sebesar 86,44%. Setelah umur lumpur lima hari (fase optimal), nilai BOD mulai mengalami kenaikan kembali. Hal ini disebabkan oleh mulai berkurangnya nutrisi yang terkandung dalam lumpur aktif yang dibutuhkan oleh bakteri untuk mengurai zat organik.

b. Hubungan Pengaruh Umur Lumpur Terhadap Kualiatas Effluent Limbah cairPada pemaparan diatas tentang variabel uji kualitas limbah cair terhadap umur lumpur dapat dilihat bahwa pada parameter TSS mencapai nilai minimum 45 mg/l dengan efisiensi pengolahan maksimum 86,84% pada umur lumpur hari ke tujuh.

Berbeda dengan TSS, penurunan signifikan pada Amoniak mulai terjadi pada hari kelima hingga titik minimum nilai Amoniak pada hari kesembilan umur lumpur dengan nilai 7,91 mg/l dan efisiensi pengolahan sebesar 89.37%. Pengaruh umur lumpur berpengaruh terhadap nilai amoniak, lumpur yang terlalu tua tanpa dilakukan resilkulasi pada pengolahannya mengandung sedikit nutrisi sehingga untuk mengurai amoniak yang terkandung dalam limbah cair menjadi nitrat (nitrifikasi) cukup sulit. Oleh sebab itu perlu diperhatikan umur lumpur untuk mendapatkan nilai amoniak yang minimum.

Pada BOD dan COD terjadi penurunan signifikan pada hari pertama, nilai BOD pada hari pertama sebesar 78,84 mg/l dengan efisiensi pengolahan 53,65% sedangkan pada nilai COD pada hari pertama sebesar 120,72 mg/l dengan efisiensi pengolahan sebesar 71,48%. Dari perbedaan efisiensi pengolahan tersebut dapat ditarik kesimpulan kandungan limbah cair yang diteliti lebih banyak mengandung zat anorganik. Tetapi kedua parameter ini mengalami penurunan nilai minimum pada umur lumpur hari kelima dengan nilai BOD 23,07 mg/l dengan efisiensi pengolahan 86,44% dan nilai COD 57,72 mg/l dengan efisiensi pengolahan 86,36%. Sehingga dapat disimpulkan umur lumpur mempengaruhi hasil kualitas effluent limbah cair. Oleh karena itu umur lumpur pada pengolahan limbah cair yang menggunakan metode lumpur aktif perlu diawasi agar nutrisi makanan yang terkandung tetap konsisten.KESIMPULANDari hasil penelitian dan pembahasan, maka penelitian ini dapat disimpulkan bahwa :

1. Umur lumpur aktif sangat berpengaruh terhadap kualitas effluent, hal ini dapat dilihat dari kualitas parameter uji yaitu :

BOD, parameter ini terjadi penurunan konsentrasi pada umur lumpur lima hari dengan nilai 23,07 mg/l dan efisiensi pengolahan maksimum 86,44%.

COD, parameter ini terjadi penurunan konsentrasi pada umur lumpur lima hari dengan nilai 57,72 mg/l dan efisiensi pengolahan maksimum 86,36%. TSS, parameter ini terjadi penurunan konsentrasi pada umur lumpur tujuh hari dengan nilai 45,00 mg/l dan efisiensi pengolahan maksimum 86,84 %. Amoniak, parameter ini terjadi penurunan konsentrasi pada umur lumpur sembilan hari dengan nilai 7,91 mg/l dan efisiensi pengolahan maksimum 89,37%.2. Umur lumpur efektif pada pengolahan limbah cair industri dengan metode pengolahan lumpur aktif adalah hari ke 5-9.3. Pengolahan limbah cair jika hanya menggunakan metode lumpur aktif kurang efisien pada limbah cair industri, hal ini disebabkan karena kandungan zat anorganik limbah cair industri jauh lebih banyak sehingga sulit diurai oleh bakteri yang terdapat dalam lumpur.SARAN

1. Perlunya perhatian khusus terhadap umur lumpur aktif pada pengolahan limbah cair agar menghasilkan effluent yang dibawah standar baku mutu yang ditetapkan.

2. Tersedianya laboratorium kualitas air yang lebih baik dan akurat untuk mendukung analisis kualitas air limbah inffluent dan effluent pada perusahaan industri.DAFTAR PUSTAKABetty, S.L.J & Winiati, H.P.R. (2007). Penanganan Limbah Industri Pangan. Yogyakarta: Penerbit Kanisius.Effendi, Hefni (2012). Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan. Yogyakarta : Penerbit Kanisius.Ginting, Perdana, M.S (2008). Sistem Pengelolaan Lingkungan dan Limbah Industri. Jakarta: Yrama Widya

Siregar, Sakti A (2009). Instalasi Pengolahan Air Limbah. Yogyakarta: Penerbit Kanisius.Sugiharto (1987). Dasar-dasar Pengolahan Air Limbah. Jakarta: Universitas Indonesia Press.Surat Keputusan (SK) Menteri Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup No. 02 (1998). Tentang Penetapan Baku Mutu Lingkungan. Jakarta.

Dosen, Jurusan Sipil, Universitas Hasanuddin, Makassar 90245, INDONESIA

Mahasiswa, Jurusan Sipil, Universitas Hasanuddin, Makassar 90245, INDONESIA

2