BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Seiring dengan kemajuan peradaban manusia, maka tuntutan akan

kesejahteraan manusia dari waktu ke waktu juga berubah menjadi semakin

meningkat. Tuntutan tersebut menimbulkan konsekuensi peningkatan ketersediaan

untuk pemenuhan kebutuhan kesejahteraan yang menjadi semakin beragam dan

kompleks. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, manusia mengembangkan

teknologi dan upaya-upaya yang antara lain berupa penggalian sumber daya alam

dan industrialisasi.

Industri merupakan suatu rangkaian usaha mengolah dan memanfaatkan

sumber daya alam secara masal sehingga menghasilkan suatu produk dengan efektif

dan efisien terbukti telah mampu memenuhi kebutuhan dan meringankan kehidupan

bagi sebagian penduduk bumi ini. Namun tidak dapat dipungkiri bahwa kegiatan

industri juga menghasilkan implikasi negatif antara lain berupa terjadinya perubahan

kualitas lingkungan akibat pencemaran baik pencemaran udara, air, tanah, maupun

air tanah dan merosotnya cadangan sumber daya alam baik yang terbaharukan,

maupun tidak terbaharukan. Walau juga tidak dapat di-generalisasi bahwa setiap

kegiatan industri atau kegiatan pemanfaatan sumber daya alam pasti akan

mempunyai dampak negatif terhadap lingkungan. Ada sebagian kegiatan

pemanfaatan sumber daya alam dan industri yang sejak awal dijalankan dengan

bijaksana dan komitmen yang tinggi terhadap kelestarian lingkungan ternyata dapat

beraktifitas dengan lingkungan.

Limbah industri dapat berupa gas seperti CO2, SO2, dan NO, maupun

limbah cair seperti logam-logam berat kadmium, kromium, besi, mangan, timbal dan

senyawa organic, dan padatan. Timbulnya pencemaran oleh limbah iindustri

biasanya disebabkan karena adanya daya dukung badan penerima terlampaui.

Industri pengolahan pada umumnya memerlukan bahan baku yang dikonversikan

melalui langkah-langkah proses menjadi produk yang dikehendaki. Seringkali

diperlukan pula penambahan bahan penolong yang macam dan jumlahnya

tergantung pada jenis industri yang bersangkutan.

Pabrik kertas banyak menghasilkan limbah dari hasil samping proses

produksi berupa zat warna, bahan organik dan logam berat seperti raksa (Hg), khrom

(Cr), kadmium (Cd), seng (Zn), yang dapat meracuni makhluk hidup di perairan,

sehingga kandungan ion-ion ini dibatasi kehadirannya. Dari hasil pemeriksaan

laboratorium, kadar khrom dan zeng pada limbah cair industri kertas Blabak masing-

masing sebesar 0,1 mg/l dan 0,1 mg/l. Limbah cair ini sudah diatas ambang batas

(NAB) baku mutu sebagaimana ditetapkan dalam Peraturan Pemerintah Nomor 82

Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air,

bahwa untuk parameter khrom dan zeng maksimal diperbolehkan adalah 0,05 mg/l

1

dan 0,05 mg/l. Agar pencemaran terhadap lingkungan tidak terjadi, maka diperlukan

pengelolaan dampak terhadap lingkungan (positif maupun negatif). Pendekatan

pengelolaan dampak negatif terhadap lingkungan dilakukan dengan metode yang

berdasarkan pada cara end of pipe. Dimana metode ini membiarkan limbah tetap

terbentuk, kemudian dilakukan penanganan pada akhir dari suatu proses. Alternatif

pengolahan limbah cair yang mengandung logam berat terutama logam khrom dan

seng sehingga tidak merusak ekosistem sekitar adalah dengan proses kimia

menggunakan natrium bisulsit sebagai presipitan. Prinsip kerja proses ini adalah

terjadinya pencampuran antara lain limbah dan presipitan, dimana air limbah dari

pabrik kertas dicampur dengan bahan presipitan, kemudian diaduk hingga homogen

yang dilanjutkan dengan pengendapan.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian diatas dapat dirumuskan permasalahan sebagai

berikut :

1. Apakah proses presipitasi kimia dengan menggunakan natrium bisulfit dapat

menurunkan kadar khrom dan seng pada limbah cair industri kertas ?

2. Berapa dosis natrium bisulfit yang paling tepat untuk penurunan kadar khrom

dan seng pada limbah cair industri kertas ?

3. Berapakah efisiensi penurunan kadar khrom dan seng dengan menggunakan

natrium bisulfit pada limbah cair industri kertas ?

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini adalah :

1. Mengetahui apakah proses presipitasi kimia dengan menggunakan natrium bisulfit

dapat menurunkan kadar khrom dan seng ?

2. Mengetahui dosis natrium bisulfit yang paling tepat terhadap penurunan kadar

khrom dan seng pada limbah cair industri kertas.

3. Mengetahui efisiensi penurunan kadar khrom dan seng dengan menggunakan

natrium bisulfit pada limbah cair industri kertas.

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah :

1. Pengolahan menggunakan natrium bisulfit dalam skala laboratorium.

2. Parameter yang diteliti adalah seng (Zn) dan khrom (Cr).

2

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah :

1. Masukan bagi industri kertas yang mengolah dengan menggunakan logam berat

khususnya parameter pencemar seng dan khrom pada limbah cairnya untuk

dipakai sebagai bahan pertimbangan di dalam pengolahan limbah cair.

2. Bagi peneliti lain, sebagai acuan atau masukan dalam menindaklanjuti pengolahan

limbah cair yang mengandung pencemar seng dan khrom.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Air Buangan

Menurut Tjokrokusumo (1995), air buangan diartikan sebagai kejadian

masuknya atau dimasukkannya benda padat, cair, dan gas ke dalam air dengannya

berupa endapan atau padat, padat tersuspensi, terlarut, sebagai koloid, emulsi yang

menyebabkan air dimaksud harus dipisahkan atau dibuang dengan sebutan air

buangan. Air buangan kemudian disebut sebagai air buangan tercemar secara fisik,

kimia, biologi bahkan mungkin radioaktif.

Menurut jenisnya air buangan terbagi atas, (1) jenis buangan domestik

dan (2) buangan industri, sedangkan menurut macam buangannya adalah bersifat

fisis, kimia, biologi, radoaktif (Tjokrokusumo, 1995). Limbah adalah buangan yang

kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tdak dikehendaki lingkungannya

karena tidak mempunyai nilai ekonomis serta mengandung bahan pencemar yang

bersifat racun dan berbahaya (Perdana Ginting,1995). Limbah ini dikenal dengan

limbah B3 (Bahan Beracun Berbahaya), yang dirumuskan sebagai bahan dalam

jumlah relatif sedikit tetapi mempunyai potensi untuk merusak lingkungan hidup

dan sumber daya. Bahan beracun dan berbahaya banyak dijumpai sehari-harinya,

baik yang tersimpan, diproses, diperdagangkan, diangkut dan lain-lain.

Beberapa kriteria bahan berbahaya dan beracun telah ditetapkan antara

lain : mudah terbakar, mudah meledak, korosif, oksidator reduktor, iritasi,

mutagenik, patogenik, toksik, mudah membusuk dan lain-lain dalam jumlah tertentu

dengan kadar tertentu pula kehadirannya dapat mengganggu kesehatan bahkan

mematikan manusia atau kehidupan lainnya sehingga perlu ditetapkan batas-batas

yang diperkenankan dalam lingkungan (Perdana Ginting, 1995).

2.2 Karakteristik Air Buangan

Pengertian mengenai air limbah perlu dipahami untuk menentukan jenis

bahan peralatan, teknologi pengolahan dan satuan unit pengolahan air limbah.

Menurut (Tjokrokusumo, 1995) karakteristik air limbah dibedakan menjadi 3

golongan yaitu :

1. Karakteristik Fisik

Karakteristik fisik air limbah ditentukan dari parameter-parameter

a. Padatan tersuspensi

b. Suhu

c. Warna

d. Bau

4

2. Karakteristik Kimia

Karakteristik kimia air limbah dapat ditentukan dari parameter-parameter

a. Zat organic

b. Zat anorganik

c. Gas-gas

3. Karakteristik Biologi

Karakteristik biologi pada umumnya ditentukan dari parameter-parameter :

a. Kelompok mikroorganisme yang terdapat dalam air limbah

b. Organisme patogen yang ada

Karakteristik biologi pada umumnya ditentukan oleh banyaknya mikrorganisme

per milliliter dalam air limbah yang belum diolah dan banyaknya organisme

patogen. Organisme patogen ini dapat menimbulkan penyakit seperti thypus,

disentri, kolera. Kebanyakan mikroorganisme yang terdapat dalam air limbah

merupakan bantuan yang penting bagi proses pembusukan (Linsley dan

Franzins, 1991).

2.3 Logam Berat

Logam berat merupakan unsur-unsur logam seperti besi, nikel, seng, kobalt,

merkuri, kadmium, arsen, khrom, dan timbal yang memiliki berat atom yang besar.

Logam berat termasuk golongan logam dengan kriteria-kriteria yang sama dengan

logam-logam lainnya. Perbedaannya terletak dari pengaruh yang dihasilkan bila

logam berat ini berikatan dan atau masuk ke dalam tubuh suatu organisme, dan tetap

tinggal dalam tubuh dalam jangka waktu yang lama sebagai racun yang terakumulasi.

Adapun karakteristik logam berat, meliputi (Fuji M, 1973) :

a. Memiliki spesifikasi grafit yang sangat besar (lebih dari 4)

b. Memiliki nomor atom 22-24 dan 40-50 serta unsur lantanida dan aktanida

c. Memiliki respon biokimia spesifik (khas) pada organisme hidup.

Pencemaran yang ditimbulkan oleh logam berat pada tingkat tertentu dapat

mengganggu kesehatan manusia, karena masalah yang ditimbulkan oleh logam berat

yang mempunyai sifat-sifat berikut :

a. Beracun.

b. Tidak dapat dihancurkan atau dirombak oleh mikroorganisme.

c. Langsung atau tidak dapat diakumulasi oleh mikroorganisme atau manusia (Fuji

M, 1973).

Berdasarkan sifat racun pada logam berat dikelompokkan menjadi :

a. Tidak beracun, yaitu tidak menimbulkan gangguan pada kesehatan, contohnya :

aluminium (Al), natrium (Na), kalsium (ca).

b. Kurang beracun, yaitu dalam jumlah konsentrasi tinggi dapat mengakibatkan

gangguan kesehatan, contohnya : magnesium (Mg), seng (Zn), kobalt (Co).

5

c. Moderat, yatu dapat menyebabkan gangguan kesehatan yang dapat pulih

maupun tidak dapat pulih dalam waktu yang lama, contoh : barium (Ba), mangan

(Mn).

d. Sangat beracun, yaitu dapat menyebabkan gangguan kesehatan yang tidak pulih

pada waktu yang singkat bahkan dapat menyebabkan kematian, contoh : merkuri

(Hg), plumbun (Pb), khrom (Cr). (Fujii M, 1973).

2.4 Khromium (Cr)

Khromium banyak digunakan dengan besi membentuk baja yang tak

berkarat dan berkekuatan tinggi. Logam Cr dengan Ni membentuk lapisan khrom

nikel untuk pelapis senjata dan kawat-kawat tahanan pada alat-alat listrik dan lain-

lainnya. Senyawa khrom banyak dipakai dalam penyamakan kulit, pembuatan zat

warna, industri kimia, pelapisan logam dan lainnya. Logam khrom tidak

menimbulkan resiko medis, tetapi senyawa Cr dapat menimbulkan pengisapan kabut

asam dan kontak langsung dengan kulit serta mata yang menyebabkan iritasi bisul

bernanah pada hidung dan tenggorokan yang kemudian terjadinya kanker paru-paru

(Tyoso, 1995).

2.5 Pencemaran Air

Pencemaran air adalah suatu peristiwa masuknya zat-zat ke dalam air

yang mengakibatkan kualitas air tersebut menurun, sehingga dapat mengganggu dan

membahayakan kesehatan masyarakat. Badan air dikatakan tercemar apabila

ditandai adanya perubahan fisik atau tanda yang dapat diamati melalui (Whardana,

1996 :

a) Adanya perubahan suhu air

Oksigen yang terlarut dalam air akan turun bersamaan dengan kenaikan suhu.

Makin tinggi kenaikan suhu air makin sedikit oksigen yang terlarut di dalamnya.

b) Adanya perubahan pH (konsentrasi ion hydrogen)

Air limbah dan bahan buangan dari kegiatan industri yang dibuang ke sungai

akan mengubah pH air yang pada akhirnya dapat mengganggu kehidupan

organisme di dalam air.

c) Adanya perubahan warna, bau dan rasa air

Bahan buangan dan air limbah dari kegiatan industri yang berupa bahan organik

dan anorganik seringkali larut dalam air. Degradasi bahan buangan industri

dapat pula menyebabkan terjadinya perubahan warna air. Bau yang keluar dapat

langsung dari bahan buangan atau air limbah kegiatan industri, dapat pula

berasal dari hasil degradasi bahan buangan oleh mikroba yang hidup di dalam

air, sedangkan rasa berasal dari pelarut sejenis garam-garaman.

6

d) Timbulnya endapan, koloidal dan bahan terlarut

Endapan dan koloidal serta bahan terlarut berasal dari adanya bahan buangan

industri yang berbentuk padat. Endapan dan koloidal yang melayang di dalam air

akan menghalangi masuknya sinar matahari ke dalam lapisan air sehingga proses

fotosintesis tidak dapat berlangsung, akibatnya kehidupan air dapat terganggu.

e) Adanya mikroorganisme

Bahan buangan degradasi cukup banyak maka berarti mikroorganisme akan ikut

berkembang biak, tidak tertutup kemungkinan mikroba patogen ikut berkembang

pula, terutama buangan dari industri pengolahan bahan makanan.

f) Meningkatnya radioaktivitas air lingkungan

Zat radioaktif dapat menyebabkan bermacam-macam kerusakan biologis melalui

efek langsung atau tertunda. Komponen pencemar air ternyata ikut menentukan

bagaimana indikator tersebut terjadi. Komponen air tersebut dikelompokkan

sebagai berikut :

a. Bahan buangan padat

Adalah bahan buangan yang berbentuk padat, baik yang kasar maupun

yang halus, sehingga kemungkinan yang dapat terjadi adalah pelarutan

bahan buangan padat oleh air dan juga pengendapan bahan buangan padat

di dasar air.

b. Bahan buangan organik

Bahan buangan organik yang dapat membusuk dan terdegradasi oleh

mikrorganisme sehingga keberadaannya dapat menaikkan populasi

mikroorganisme di dalam air termasuk mikroba patogen di dalamnya.

c. Bahan buangan anorganik

Bahan ini berupa limbah yang tidak dapat membusuk dan sulit didegradasi

oleh mikroorganisme. Biasanya berasal dari industri yang melibatkan

penggunaan unsur logam seperti : Pb, As, Cd, Hg, Cr, Ni, Ca, Mg, Zn dan

Co, sehingga dapat terjadi peningkatan jumlah ion logam di dalam air. Air

yang mengandung ion logam seperti Pb, As dan Hg sangat berbahaya bagi

tubuh manusia karena sifat racun, sehingga tidak dapat digunakan sebagai

air minum.

d. Bahan buangan zat kimia

Yang termasuk dalam kelompok ini adalah bahan pencemar air berupa :

sabun, bahan pemberantas hama, zat warna kimia, larutan penyamak kulit

dan zat radioaktif.

e. Bahan buangan cairan berminyak

Bahan buangan cairan berminyak yang dibuang ke air akan mengapung

menutupi permukaan air sehingga menghalangi difusi oksigen dari udara

ke dalam air. Akibatnya jumlah O2 terlarut ke dalam air menjadi

berkurang. Selain itu juga menghalangi masuknya sinar matahari ke dalam

air.

7

2.6. Industri Pulp dan Kertas

Industri pulp dan kertas secara umum adalah proses produksi untuk

pembuatan kertas, dimana dalam pembuatan kertas ini dapat dibagi menjadi dua

kelompok kerja yaitu unit pulp (pembuatan bubur kertas) dan unit kertas (pembuatan

lembaran kertas). (Billings dan DeHaas,1971).

Seluruh kegiatan pada proses produksi kertas terbagi empat bagian yaitu

(Anonim, 2000) :

1. Bagian Persiapan Pulp

Pulp yang merupakan bahan utama untuk pembuatan disiapkan di bagian

hidrapulper. Bahan yang digunakan adalah kertas bekas (afval), apabila

diperlukan juga menggunakan wood pulp. Bahan tersebut dimasukkan

kedalam hidrapulper dan kemudian ditambahkan air sesuai dengan

perbandingan tertentu untuk mendapatkan konsentrasi 4 – 5 %. Bubur ini

sebelum masuk ke penampung melewati High Density (Hd) Cleaner Dan

Fiber Sorter. Hd Cleaner berfungsi untuk memisahkan bubur kertas dari

kotoran-kotorannya berdasarkan perbedaan berat jenis, sedangkan fiber sorter

menyaring bubur kertas dari Hd Cleaner. Bubur kertas yangt halus dialirkan

ke bak penampung yang selanjutnya dikirimkan ke cycling chest. Bubur kertas

yang kasar dikembalikan ke hidrapulper dan kotoran-kotorannya dibuang oleh

fiber sorter.

2. Bagian Persiapan Bahan Kimia (Stock Preparation)

a. Bagian Persiapan Bahan Kimia

Di bagian persiapan bahan kimia, terdapat penyiapan bahan pembantu

yang dipakai sebagai campuran dalam pembuatan kertas meliputi :

1). Pembuatan larutan kaolin

Larutan kaolin dibuat dengan melarutkan 400 kg kaolin

(Al2O3.SiO212H2O) dalam 1,5 m3 air dalam tangki berpengaduk.

Setelah larut dipompa dan disaring serta dipindahkan ke bak

penampung.

2). Pembuatan larutan size

Pabrik kertas menggunakan size yang sudah jadi dalam konsentrasi

tinggi. Untuk keperluan produksi kertas maka size tersebut tinggal

dilarutkan dalam air sampai diproleh konsentrasi 50 g/l, selanjutnya

siap dikirim ke mixing chest.

3). Pembuatan larutqn alum

Alum sebanyak 350 kg dilarutkan dalam 1,5 m3 air, kemudian dipanasi

sampai mendidih menggunakan uap langsung selama 1,5 jam. Larutan

alum kemudian dipompa ke tangki penampung dan siap dipompa ke

mixing chest.

8

4). Pembuatan larutan tapioka

Dalam tangki pemanas dimasukkan 100 kg tapioka dan air kira-kira

1,5 m3, kemudian dipanaskan dalam jaket uap sambil diaduk sampai

masak kurang lebih 1/2 jam. Larutan alum yang terbentuk dipompa dan

disaring masuk ke bak penampung.

b. Bagian stock preparation

Pada bagian stock prearation, pulp mengalami berbagai perlakuan proses :

1). Proses penghalusan

Pulp dan hidrapulper setelah melewati HD cleaner dan fiber sorter

ditampung disalah satu dari 3 buah cycling chest. Cycling chest berupa

silinder vertikal yang bagian tengahnya disekat berlubang-lubang dan

dilengkapi dengan pengaduk. Sekat ini berfungsi sebagai penyempurna

sirkulasi aliran. Untuk mendapatkan kehalusan serat yang diinginkan

maka pulp dihalusakn menggunakan refiner sambil disirkulasikan dari

cycling chest yang satu ke cycling chest yang lain. Disini digunakan 2

macam refiner dan conical refiner yaitu double disk refiner dan

conical refiner. Setelah kehalusan tertentu didapat, selanjutnya pulp

tersebut dipompa ke mixing chest.

2). Proses pencampuran

Mixing chest merupakan tempat untuk mencampur antara pulp dengan

bahan-bahan pembantu (kaolin, alum, size, dan tapioca). Mixing chest

berupa silinder vertikal yang dilengkapi dengan pengaduk berguna

untuk meratakan pencampuran dan bahan pembantu. Penambahan

alum dilakukan setelah bahan pembantu yang lain ditambahkan, sebab

jika alum ditambahkan bersama-sama, maka serat akan mengumpul

kecil-kecil. Pulp keluar dari mixing chest dengan pH diharapkan

sekitar 4,5 – 5,5 karena jika terlalu basa akan mengalami kesulitan

dalam pembuatan kertas nantinya dan kualitas kertas yang didapat

jelek.

3. Bagian Operasi Mesin Kertas

Alat-alat ataupun proses yang terjadi dibagaian operasi mesin pabrik kertas

meliputi :

a). Machine chest

Merupakan wadah berbentuk silinder yanga dilengkapi dengan pengaduk.

Di dalam chest ini stock disirkulasikan seperti pada mixing chest. Dalam

machine chest pulp ditambah air sehingga konsentrasinya 3 %. Machine

chest berjumlah 2 buah dan keduanya saling berhubungan. Pulp dari

machine chest dipompa conical box 1.

b). Conical box 1

Conical box berbentuk seperti kerucut dan berfungsi untuk meninggalkan

level dari pulp sehingga tekanannya konstan dan pengaliran pulp ke

9

refiner dan mixing tank tidak perlu pemompaan. Pulp di conical box harus

selalu terisi penuh sehingga terjadi over flow. Conical box ada 2 buah

yaitu conical box 1 yang berfungsi sebagai pengatur aliran pulp ke refiner,

conical box 2yang berfungsi sebagai pengatur aliran pulp ke mixing tank.

Sedang over flow conical box 2 disirkulasikan ke conical box 1. Conical

box menampung white water dari chest untuk diumpankan ke mixing tank

sebagai pengencer. Refiner berfungsi untuk menguraikan pulp yang

menggumpal akibat penambahan bahan kimia di mixing chest.

c). Mixing tank

Pulp yang masuk ke mixing tank oleh white water diencerkan sehingga

konsentrasinya tertentu. Konsentrasi yang dikehendaki tergantung pada

jenis kertas yang akan dibuat. Dari mixing tank, pulp dibersihkan dalam

centry cleaner 1. Pulp yang bersih masuk ke vertical screen sedang yang

kotor masuk ke centry cleaner 2 kembali ke mixing tank dan yang kotor

masuk ke centry cleaner 3. Pulp yang bersih dari centry cleaner 3

dikembalikan ke centry claner 2 sedang yang kotor dibuang.

d). Vertical screen dan Johnson Screen

Vertical screen berupa silinder vertical yang dilengkapi ayakan yang

berdiameter 1 mm. Alat ini berfungsi untuk menangkap kotoran-kotoran

yang terbawa oleh pulp sebelaum dialirkan ke flow head box, sedangkan

pulp yang jelek dari vertical screen disaring lagi ke johnson screen, pulp

yang baik disirkulasikan ke mixing tank, sedang yang kasar dibuang.

e). Flow Head Box

Dari vertical screen, pulp masuk ke flow head box yang berfungsi untuk

mengatur pulp ke wire part. Ketebalan sheet diatur dengan slice. Disini

tidak ditambahkan air untuk pengenceran tetap air disemprotkan dengan

water spray nozzle untuk menghilangkan buih. Tinggi pulp dan flow head

box disesuaikan dengan kecepatan wire part.

f). Wire part

Wire part berupa anyaman kawat, dibawah wire part terdapat table rool

yang berputar supaya air keluar. Di antara wire dan flow head box terdapat

forming board yang berfungsi menahan air supaya sheet terbentuk terlebih

dahulu. Setelah itu baru sheet tersebut berjalan ke wire part. Sambil

berjalan kandungan air berkurang sedikit demi sedikit. Sheet kemudian

terbawa melalui suction box. Dengan hisapan pompa vacuum maka air

akan terhisap sehingga kandungan air dalam sheet akan berkurang. Air

yang keluar akan dirampung dalam white water chest. Supaya ukuran

kertas tertentu maka sheet tersebut dipotong pada sisi-sisinya dengan

water sprayer. Sisa potongan tersebut dijatuhkan ke broken chest.

Demikian juga sheet yang sobek-sobek dimasukkan ke broken chest.

Sheet tersebut kemudian diencerkan dengan air sehingga konsentrasiya

menjadi 0,1 %. Wire part kemudian membawa sheet melalui suction couch

10

rool. Disini air dihisap sehingga kandungan airnya berkurang lagi.

Kemudian sheet bergerak ke press part. Air yang terhisap oleh suction

couch rool masuk ke white water chest.

g). Decker machine

Pulp yang encer sekali dari broken chest oleh decker machine dipekatkan

sehingga konsentarasinya menjadi 3 – 4 %. Decker machine ini terletak da

atas machine chest, sedangka airnya dialirkan ke white water chest.

Decker machine berbentuk silinder horizontal yang dindingnya merupakan

saringan 50 mesh.

h). Press part

Press part berfungsi untuk menghasilkan permukaan kertas dan

mengurangi kandungan air yang terbawa oleh sheet. Pengepresan

dilakukan secara mekanik dengan melewatkan sheet di antara 2 rool

silinder yang berputar berlawanan. Di sini da 3 pasang press part. Press 1

tekanannya paling rendah kemudian berturut-turut makin tinggi. Sheet

yang masuk ke unit press kemudian dibawa oleh felt suction box untuk

menghisap air, juga dilengkapi water shower untuk membersihkan feltnya.

i). Drying part

Sheet dari proses kemudian dikeringkan di drying part. Drying part

merupakan silinder-silinder berongga yang diisi uap air sebagai pemanas.

Kondensat kemudian melalui steam trap jenis bimetal, jika kondensat

cukup banyak akan membuka kondensat keluar. Dari tiap-tiap silinder

kondensat mengumpul menjadi satu untuk dikirim ke seksi boiler. Drying

part terdiri dari 6 silinder yang dirangkaikan dengan felt. Dari 6 silinder

dalam group tersebut, satu silinder terletak paling atas dan satyu silinder

paling bawah berfungsi sebagai pengering felt, sedangkan 4 silinderyang

tletak di tengah berfungsi untuk mengeringkan sheet. Pemanasan dari

drying part secar bertingkat mulai 5 0C bertingkat naik sampai 110 0C

kemudian turun secara berangsur-angsur sampai ke 70 0C pada group

terakhir. Di tengah drying part ini terdapat smooth rool untuk melicinkan

sheet.

j). Cooling part

Cooling part terdiri dari 2 silinder berongga yang diisi air untuk

mendinginkan sheet. Silinder tersebut dilapisi dengan tembaga, sheet yang

masih dari drying part didinginkan di cooling part sampai suhu 300 C.

k). Calender

Calender berfungsi untuk menghaluskan permukaan sheet dari cooling

part. Calender berupa 6 silinder horizontal yang disusun vertical. Antara

silinder yang di bawah dengan yang di atasnya berputar berlawanan.

Tekanan total calender 300 – 400 kg / cm2. Setelah dihaluskan, sheet

diperciki air untuk mengurangi kerapuhan kertas. Kandungan air pada

11

sheet di pope rel sekitar 8 %. Dari pope reel kertas dicek gramaturenya

dan dicocokkan dengan standar spesifikasinya.

4. Bagian Penutup

Alat-alat digunakan pada bagian ini meliputi :

a. Double cutter

Gulungan kertas dari pope reel dibawa ke double cutter. Double cutter

merupakan rangkaian alat untuk memotong kertas dalam 2 arah yaitu arah

vertical dan horizontal, sehingga kertas dari pope rool yang berupa

gulungan setelah dipotong di double cutter akan menjadi lembaran

berbentuk persegi dengan ukuran tertentu. Sisa kertas (potongan tepi)

dimanfaatkan untuk dibuat pulp lagi di hidrapulper.

b. Super calendar

Super calendar berupa silinder-silinder horizontal yang disusun vertical.

Jumlah yang disusun ada 11 dan silinder yang ke 2, 6, 8, 10 dari bawah

berdiameter lebih kecil dan dialirkan uap air. Masing-masing silinder yang

dibawah dan yang diatasnya berputar berlawanan. Kertas yang keluar dari

super calendar sudah halus dan siap untuk dipotong di mesin pemotong.

c. Mesin emboss

Mesin emboss dipergunakan untuk membuat kertas line. Untuk membuat

kertas, sebelumnya kertas diuapi kemudian dilewatkan diantara 2 silinder

yang pressnya berpola, sehingga bila kertas melewatinya tersebut akan

menjadi ikut berpola seperti roll silinder yang menekannya. Kapasitas

mesin emboss adalah 5 ton/hari.

d. Mesin cutter

Di bagian finishing terdapat 2 buah mesin cutter. Pemotongan hanya dapat

memotong dalam 1 arah (beda dengan double cutter). Daya potong mesin

ini 500 gr/m. pemotong ini dilengkapi dengan pisau pemotong berputar

dengan kecepatan tertentu, dan dapat memotong kertas dengan ukuran

tertentu sesuai dengan yang dinginkan.

e. Penyortiran

Kertas yang telah dipotong-potong diserahkan ke bagian sortir. Adapun

maksud penyortiran ini adalah untuk memilih kertas yang utuh, tidak

berlipat, ukuran dan warna yang sama. Setelah disortir, dihitung,

dibungkus, dipak kemudian dibal. Untuk mengetahui skema proses

produksi pabrik kertas dapat ditunjukan pada gambar 2.1.

12

Gambar 2.1. Skema Unit Proses Produksi Pabrik Kertas

(Anonim, 2000)

13

Conveyor Hydra Pulper Hd Cleaner Cycling Chest Refiner

Limbah Padat

Former

Machine ChestConical BoxMixing TankPressure Mixing Chest

Making Felt Press Size Press Dryer Cooling

Chemical

Limbah Cair

Calender CoatingCalender IIGloss CalenderPope Reel

Limbah Cair Belt Filter Press

SludgeCustomerGudang Hasil

Wraping (Finishing)

Sheeter

2.7. Karakteristik Air Buangan

Kualitas air buangan industri kertas dikelompokkan menjadi :

1. Karakter fisis, dengan parameter :

a. Temperatur

Temperatur air limbah perlu diperhatikan dengan adanya kenaikkan

temperatur air menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut. Kadar

oksigen terlarut yang terlalu rendah akan menyebabkan timbulnya bau

tidak sedap akibat terjadinya degradasi anaerobic yang mungkin terjadi.

b. Kekeruhan

Kekeruhan yang dimliki oleh limbah cair diakibatkan oleh kandungan

padatan baik senyawa organic, anoraganik dan mikroorganisme.

Kekeruhan akan menghambat penembusan cahaya matahari yang

dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk reaksi fotosintetis yang

menghasilkan O2. Jika reaksi fotosintetis terhambat, maka penambahan

oksigen terlarut akan tidak berlangsung secara maksimal dan jumlah

mikroorganisme per-m2 akan menurun. Hal ini akan menyebabkan

makanan alami ikan dan perairan menyusut dan ikan tidak dapat bersaing

akan menyisih dari perairan tersebut. Usaha pengurangan kekeruhan perlu

dilakukan agar proses alami yang berlangsung dapat dipertahankan

(Billings and DeHass, 1971).

c. Warna

Limbah cair yang berwarna akan meningkatkan warna badan air yang

menerima limbah cair tersebut, jika limbah itu dibuang ke lingkungan

tanpa pengolahan. Badan air yang berwarna dapat menyerap berbagai

panjang gelombang cahaya matahari., sehingga intensitas cahaya yang

diperlukan untuk reaksi fotosintesis akan menurun. Warna dalam limbah

cair industri pulp dan kertas terutama berasal dari proses pulp yang timbul

disebabkan oleh terlarutnya lignin. Sedangkan yang berasal dari proses

pembuatan kertas disebabkan oleh zat warna yang digunakan (Billings and

deHass, 1971).

d. Bau

Bau dalam air umumnya disebabkan oleh gas-gas terlarut seperti H2S dan

senyawa organic yang menguap. Kualitas air yang baik adalah yang tidak

berbau (Billings an DeHass, 1971).

e. Padatan

Konsentrasi dalam limbah cair dibagi menjadi padatan total (total solid),

padatan tersuspensi (suspended solid), dan padatan terlarut (dissolved

soid). Dalam air limbah industri kertas umumnya berupa zat padat

tersuspensi terdiri dari serat, pigmen, dan bahan aditif. Adanya zat padat

tersuspensi mempengaruhi keseimbangan dalam badan air penerima

(Billings and DeHass, 1971).

2. Karakteristik kimia, dengan parameter :

14

a. pH

pH adalah suatu parameter yang berkaitan dengan konsentasi ion hydrogen.

Kehadiran ion hydrogen ini disebabkan oleh penguraian asam dengan

elektrolit kuat. Jika air memiliki nilai pH yang trendah, air ini mengandung

ion hydrogen yang tinggi dan keadaan ini mendorong korosi pada pipa atau

saluran dan dapat mematikan kehidupan makhluk air. Jika pH air itu tinggi

maka makhluk air tidak dapat bertahan utuk hidup (Billlings and DeHass,

1971).

b. Biological Oxygen Demand (BOD)

Parameter BOD adalah parameter yang digunakan untuk tolak ukur

kandungan senyawa organic yang dapat dirombak oleh mikroorganisme.

Semula mikroorganisme yang aerobik berperan dalam perombakan pada

keadaan perairan masih mengandung O2 kemudian mikroorganisme

anaerobic mengambil alih dalam perombakan pada keadaan perairan

kekurangan atau tanpa O2.

c. Chemical Oxygen Demand (COD)

Senyawa organic dan anorganik masih banyak yang tidak dapat dirombak

oleh mikroorganisme. Senyawa ini dinyatakan sebagai tolak ukur yang lain

untuk menyatakan kebutuhan oksigen yang diperlukan pada reaksi oksidasi

secara kimiawi. Kebutuhan oksigen untuk reaksi ini dinyatakan sebagai COD

(Billings dan DeHaas, 1971).

d. Senyawa Beracun dan Logam Berat

Senyawa ini berada dalam air dalam bentuk padatan terlarut. Konsentrasi

ion-ion logam berat antara lain raksa (Hg), khrom (Cr), kadmium (Cd), seng

(Zn), yang dapat meracuni makhluk hidup perairan, sehingga kandungan ion-

ion ini dibatasi kehadirannya (Billings And DeHaas, 1971).

e. Dissolved Oxygen (DO)

Oksigen terlarut merupakan salah satu parameter yang penting, Karena

parameter ini memiliki dua pengaruh yang berlawanan. Sisi yang

menguntungkan adalah oksigen yang digunakan untuk mendukung

kelangsungan hidup makhluk air. Sisi yang merugikan kehadiran O2

menyebabkan korosi peralatan kalau air itu digunakan untuk air industri

secara langsung.

2.8. Pengendapan Kimia (Presipitasi Kimia)

2.8.1. Pengertian

Pengendapan secara kimia atau basa disebut presipitasi kimawi, merupakan

suatu proses yang mengubah senyawa terlarut menjadi bentuk tak larut,

dengan reaksi kimia atau perubahan komposit pelarut untuk memperkecil

kelarutan senyawa di dalamnya (anonim, 1995).

2.8.2 Penggunaan Presipitasi Kimia

15

Presipitasi kimia dapat dipakai untuk mengolah limbah encer yang

mengandung bahan beracun, yang dapat diubah menjadi bentuk tak larut,

misalnya : limbah yang mengandung arsen, cadmium, kromium, copper,

lead, merkuri, nikel, selenium, perak, thalium, dan zeng. Industri utama

merupakan sumber limbah yang mengandung logam adalah pelapisan logam

dan industri elektronik (anonim, 1995).

2.9. Landasan Teori

Industri kertas memiliki kandungan warna, bahan organic dengan indicator

BOD dan COD, temperatur, bahan tersuspensi, dan logam berat yang cukup tinggi.

Keberadaan logam berat dalam limbah cair akan mempengaruhi lingkungan di

sekitarnya baik tanah, air sungai maupun air tanah yang menyebabkan

terkontaminasinya lingkungan tersebut, sehingga sangat berpengaruh terhadap

kesehatan manusia yang menggunakan air tercemar atau dengan memakai dalam

kehidupan yang berasal dari perairan tersebut. Untuk itu perlu adanya alternatif

pangolahan agar limbah yang dibuang sesuai dengan baku mutu limbah cair yang

disyaratkan. Untuk meminimalisasi limbah cair yang mengandung logam berat,

terutama logam khrom (Cr) dan seng (Zn) adalah dengan pengolahan kimia proses

presipitasi dengan menggunakan larutan natrium bisulfit (Anonim, 2001).

Presipitasi sulfit mempunyai beberapa keuntungan , yaitu logam sulfit tidak

amphoterik. Khrom dan seng dapat dipresipitasi dalam proses tanpa suatu langkah

reduklsi secara terpisah. Reaksi untuk logam divalent dengan presipitan natrium

bisulfit mengikuti persamaan berikut :

L++ + Na2 S2O LS2O + 2Na+

Penghilangan logam khrom dan seng dengan presipitan natrium bisulfat akan

berlangsung reduksi dan presipitasi khrom hidroksid dalam satu langkah berikut :

Cr + Na2 S2O + 5H2O 2Na(OH)3 + Cr(OH)3 + 2S

+ 4H+

Zn + Na2 S2O + 5H2O 2Na(OH)3 + Zn(OH)3 + 2S

+ 4H+

Sumber sulfit yang sudah pernah dipakai meliputi sodium sulfit (Na2S),

sodium hidrosulfit (NaHS), dan fero sulfit. Dua yang pertama mempunyai kelarutan

tinggi, sedangkan fero sulfit sedikit larut. (Anonim, 2001).

Proses presipitasi kimia untuk menghilangkan logam berat dapat

digambarkan pada Gambar 2.2 :

16

Chemical

kopresitatant

Pengaduk Paddle

Inlet

Outlet

Bak Presipitator

Bak Pengendap Sludge

(Sumber : Anonim, 1995)

Gambar 2.2. Skema Proses presipitasi Kimia

2.10. Hipotesis

Dari latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, dan landasan teori

diatas dapat dikemukakan hipotesis bahwa :

1. Proses presipitasi kimia dengan menggunakan ntrium bisulfit dapat menurunkan

kadar khrom dan seng pada limbah cair industri kertas.

2. Dosis natrium bisulfit yang paling baik adalah 12 ml.

3. Efisiensi proses presipitasi kimia dengan menggunakan natrium bisulfit sebesar

12 ml.

17

Chemical Presipitatant

Bab III

Metode Penelitian

3.1. Obyek Penelitian

Outlet limbah cair pabrik kertas PN. Blabak. Magelang.

3.2. Alat Dan Bahan Penelitian

Alat yang digunakan :

Beaker glass volume 1000 ml

Pipet ukur

Pengaduk dengan alat jar-test

Stop watch

pH meter

Karet hisap

Kalori meter

Bahan yang digunakan :

Larutan sodium bisulfat

Limbah cair (sample) industri kertas

3.3. Variabel Penelitian

Variabel-variabel penelitian terdiri dari :

1. Variabel terikat

Variabel terikat yaitu variabel yang diduga nilainya akan berubah karena

pengaruh dari variable bebas, dalam hal ini adalah Khrom dan Seng.

2. Variabel Bebas

Variabel bebas yaitu variabel yang berpengaruh atau yang menyebabkan

berubahnya variabel terikat. Variable yang berpengaruh yaitu dosis sodium

bisulfat 5 % dengan variasi 0 (kontrol), 2, 4, 6, 8, 10, dan 12 ml dan pH dengan

variasi 8, 9, dan 10.

3.4. Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian dan analisis laboratorium dilakukan di kampus II Sekolah

Tinggi Teknik Lingkungan “YLH” Yogyakarta.

3.5. Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan mulai bulan Mei sampai Agustus 2004.

3.6. Metode Pengumpulan Data

Pengumpulan data diperoleh dengan pengukuran dan pemeriksaan air

buangan limbah industri kertas sebelum dan sesudah dilaksanakan perlakuan.

18

3.7. Tahap Pelaksanaan

Tahap pelaksanaan ada dua kegiatan yaitu :

a). Kegiatan di lapangan

Pengambilan sampel dilakukan pada bak penampung air limbah

b). Kegiatan di laboratorium

Perlakuan dan pemeriksaan sampel di laboratorium.

3.8. Cara Kerja

a). Disiapkan beaker glass volume 1000 ml dan diberi kode 1, 2, 3, 4, 5, 6, dan 7.

b). Dimasukkan air limbah masing-masing 1000 ml ke dalam beaker glass.

c). Masing-masing ditambahkan sodium bisulfit 5 % dengan dosis 0 ml

(kontrol), 2 ml, 4 ml, 6 ml, 8 ml, 10 ml, dan 12 ml.

d). Diperiksa pH sesuai dengan kebutuhan perlakuan yaitu 8.

e). Pengadukkan dengan jar test sampai terjadi larutan homogen dengan

kecepatan 80 rpm dengan waktu 60 detik.

f).Setelah selesai pengadukkan bahan didiamkan selama 30 menit.

g). Ulangi perlakuan a sampai f untuk pH 9 dan 10.

h). Diperiksa kandungan parameter Zn da Cr.

3.9. Analisis Data

19

Natrium Bisulfit

( 0 (Kontrol), 2, 4, 6, 8, 10, dan 12 )

Tangki berpengaduk @ = 1000 ml

( 1, 2, 3, 4, 5, 6, dan 7 )

Pengecekkan pH = 8

Pengadukkan 80 rpm selama 60

detik

Diamkan selama 30 menit

Pengadukkan 80 rpm selama 60 detik

Ulangi untuk pH 9dan 10

Analisis laboratorium

3.9.1. Analisis Regresi

Untuk pengujian hipotesa dalam penelitian ini, maka data yang diperoleh

dianalisa dalam analisa regresi linear untuk mengestimasi seberapa dekatnya

hubungan antara variabel. Variabel yang saling berhubungan tersebut adalah

variabel terikat dalam hal ini adalah kadar Zn dan Cr, sedang variabel bebas

adalah konsentrasi sodium bisulfit. Persamaan garis regresi linear adalah :

Y = a + bx

Untuk mendapatkan harga a dan b menggunakan rumus :

3.9.2. Perhitungan Efisiensi Penurunuan

Kandungan Hg total dapat diketahui dari hasil analisa laboratorium.

Sehingga dapat diketahui besarnya penurunan Hg total pada setiap perlakuan.

Besarnya efisiensi penurunan dapat dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:

keterangan :

E = Efisiensi penurunan (%)

Co = Konsentrasi awal (mg/l)

Ce = konsentrasi akhir (mg/l

3.10. Spesifikasi Perancangan Alat Presipitasi

6

20

3 4

5

6666666

1

2

Keterangan : 1. Ruang Pencampuran

2. Ruang Pengendapan

3. Penambahan Presipitan

4. Pengadukkan

5. Input

6. Output

Keterangan Design Alat :

1. waktu tinggal bak flokulasi 20 – 60 menit

2. gradient kecepatan 40 – 6 /detik

3. power input (P) = G2 . V . μ

4. power input menggunakan pedal

Keterangan :

P = Power input

G = Gradient kecepatan (det-1)

V = Volume kolam pengaduk (m3)

μ = Koefisien kekentalan dinamis (N.det/m2)

Cd = Koefisiien drag = 1,8

ρ = Rapat massa air (kg/m3)

A = Luas penampung pedal (m2)

v = Kecepatan relatif pedal dalam air (m/s)

21

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2000, Laporan Kerja Praktek di PN Blabak, Magelang.

Anonim, 1995, Pengolahan Limbah Secara Kimia, Kursus Perancangan Air Limbah

Industri, UGM, Yogyakarta.

Billings R.N. and De Haas G.G., 1971, Pollution Control in Pulp and Paper Industry

dalam Industrial Pollution Control hand Book, H.F. Lund (ed). Mc Graw-Hill Inc. New

York.

Fujii, 1973, Pengaruh Logam Berat terhadap Lingkugnan, Perwata Oceana Vol. 2,

Jakarta.

Ginting, P., 1995, Pengendalian Pencemaran Industri, Rajawali Pers, Jakarta.

Tjokrokusumo, 1995, Pengantar Enjinering Lingkungan, STTL, Yogyakarta.

Tyoso, 1995, Strategi Umum Minimasi Limbah Industri, Jurusan Teknik Kimia, UGM,

Yogyakarta.

Wardhana W.A., 1996, Teknik Analisis Radioaktifitas Lingkungan, Andi Offset,

Yogyakarta.

22