Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi, 3(2), 66-70, 2000

Pemanfaatan Energi Hasil Pengolahan Limbah Cair Industri Tabu

Djarwanti, Sartamtomo dan Sukani

Balai Penelitian dan Pengembangan Industri SemarangJl. Ki Mangunsarkoro no. 6 Semarang

AhstrakGas yang dihasilkan dari pengolahan limbah cair industri tahu ditampung dengan suatu prototippenampung gas. Diketahui bahwa laju produksi metan dalam gas bio adalah 284,88 liter per kgCOD terolah atau setara dengan 28,06 liter gas metan per kg kedelai. Kalori yang dihasilkanadalah sekitar 2,536 Kkai per kg COD atau 0,249 Kkal per kg kedelai.Data dapat digunakan sebagai salah satu acuan untuk mendisain IPAL dan penampung gas biosesuai dengan kapasitas limbah tahu yang diolah.

Kata kunci: Limbah cair, hiogas, anaerobik

AbstractThe gas produced from anaerobically wastewater treatment of Soya bean curd (tofu) industrycollected in the prototype of accumulator. It is known that the flow rate of methane produced inbiogas is 283,88 liter per kg COD treated or equivalent with 28,06 liter methane per kg Soyabean. The calorie produced is about 2,536 Kcal per Kg COD or 0,249 Kcal per kg Soya bean.This data can be used as a reference for designing of wastewater treatment and biogasaccumulator conforms to the capacity of wastewater from tofer industry.

Key-words:wastewater, organic load, anaerobic, biogas.

Telah diseminarkan pada hari Kamis 27 April 2000 dalam Seminar NasionalPerkembangan Peneliti Wanita, di Jurusan Kimia FMIPA Undip

PENDAHULUANIndustri tahu pada umumnya

menghasilkan air limbah yang polutif,dengan nilai Chemical Oxygen Demand(COD) antara 4000-6000 mg/liter. Halini berarti setiap m3 stir limbah rata-ratamengandung 5 kg COD. Apabila setiap100 kg kedelai menghasilkan 2 m3 airlimbah maka COD yang dikandungadalah 10 kg COD per 100 kg kedelai(Nurhasan,Biochemical Oxygen Demand (BOD)dari air limbah tahu berkisar antara3000 - 4000 mg/1. Sifat air limbahindustri tahu biodegradable atau mudah

didegradasi secara biologis. Peruraianbiologis

menghasilkan gas bio yangmengandung metan dan dapatdigunakan sebagai bahan bakar.Agar limbah industri tahu tidakmencemari lingkungan maka perlupenanganan lebih lanjut. Dalam hal iniBalai Penelitian dan PengembanganIndustri Semarang telah mendesain danmenerapkanPengolahan Air Limbah) di beberapaindustri kecil tahu, antara lain diKebumen, Tegal, Boyolali danMangkang. Sejauh ini penerapan IPAL

air limbah secara

1992). Kandungan IPAL (Instalasi

No. artikel:67/2000 66

Djarwanti: Pemanfaatan Energi .

masih terbatas pada pengolahan airlimbah agar sesuai Baku Mutu AirLimbah yang dipersyaratkan, belummemanfaatkan gas bio yang terbentuksebagai sumber energi. Hal inidisebabkan beberapa faktor antara lainkarena pengusaha masih belummemahami manfaat gas bio. Selain itukarena jumlah kedelai yang diolahmasih terlalu kecil, secara teknisproduksi gas bio belum mencapai batasminimal untuk dimanfaatkan sebagaibahan bakar. Oleh karena itudiperlukan adanya sistim pengolahanlimbah cair terpadu yang dilengkapidengan akumulator gas bio.Akumulator ini berfungsi sebagaipenampung gas bio sebelum digunakansebagai bahan bakar. Dengan adanyaakumulator ini kecepatan distribusi gasbio lebih mudah diatur sesuai dengankebutuhan.Proses utama di dalam pengolahanlimbah cair tahu ini adalah peruraianbahan organik secara biologis anaerobmenggunakan bakteri metan. Adabeberapa sistim yang telahdikembangkan untuk pengolahananaerobic ini antara lain sistimkonvensional, Upflow Anaerobic Filler(UAF), kontak proses dan UpflowAnaerobic Sludge Blanket (UASB).Didalam hal ini dipilih sistim UAF.Sistim ini - dirasa tepat untukdikembangkan didalam pengolahan airlimbah cair secara terpadu. Di bagiantengah dari bak anaerob dipasang filtermedia berupa potongan botol plastik /PVC. Bakteri akan menempel danmembentuk lapisan tipis diseluruhpermukaan filter. Dengan demikiankontak antara limbah cair yang diolahdengan bakteri bisa sempuma, sehinggaefisiensi tinggi dan waktu tinggalpendek yaitu antara 1 - 2 hari (Metcalfand Eddy, 1991). Penelitian inimenghasilkan data yang dapat

digunakan sebagai dasar untukmendisain IPAL maupun akumulatorgas bio sesuai dengan kapasitas airlimbah yang dihasilkan oleh industritahu.

METODOLOGI PENELITIANPengumpulan data

Data primer diperoleh dengancara penerapan dan mengamatilangsung di IPAL industri tahu,sedangkan data sekunder diperoleh dariinstansi, lembaga litbang, Kopti yangpemah menangani pengolahan limbahtahu serta dari pustaka yang sesuai.

Pembuatan prototipe akumulatorgas bio

Akumulator gas bio dibuat daribahan yang sederhana dan murah, bisadimodifikasi sesuai dengan variabelpenelitian yang akan diiakukan, tidakpermanen agar bisa dibongkar pasangsesuai keperluan. Setiap unit alat terdiridari dua drum baja dilengkapi denganpipa pralon dan krÿn pengatur aliran.

PercobaanPercobaan diiakukan dengan

menampung gas bio dari prosesanaerob,perhitungan mengenai kecepatan alirgas bio, jumlah gas metan yangterbentuk, perkiraan kalori yang bisadimanfaatkan dan efisiensi pengolahan.Dari perhitungan tersebut dapatdiperoleh data dasar yang bisadigunakan sebagai basis perhitunganuntuk mendisain IPAL dan penampunggas bio agar sesuai dengan kapasitasserta kondisi lingkungan setempat.

kemudian diiakukan

HASIL DAN PEMBAHASANPercobaan diiakukan di satu

industri yang limbah caimya diolahdengan sistim anaerob. gas bio yangdihasilkan dari proses anaerob ini

No. arlikel: 67/2000 67

Jumal Kimia Sains dan Aplikasi, 3(2), 66-70, 2000

digunakan sebagai bahan percobaan.Tujuan dan percobaan ini untukmenguji efektifitas peralatan danmemperkirakan jumlah gas bio yangterbentuk setiap satuan volume limbahtahu yang diolah.Kondisi pengolahan limbah cairindustri tahu secara anaerob yangdigunakan sebagai bahan percobaandisajikan dalam tabel 1. Volume danlaju gas bio yang terbentuk dalamwaktu tertentu ditampilkan dalam tabel

Dari tabel 2 didapatkan bahwalaju produksi gas bio rata-rata 32,51liter/menit. Dalam gas bio kadar metan(CH)4 adalah sekitar 54 - 70 % (FilinoHarahap,1978). Apabila diambil angkaminimal, maka kandungan CR» dalamgas bio dapat dihitung sebagai berikut :CH4 = (0,54) (32,51) liter/menit =17,55 liter/menit.

Pada tengah hari, yaitu padasaat influent limbah cair masuk ke unitanaerob mencapai maksimal, laju

2.

Tabel 1. Kondisi proses anaerob penghasil gas bio dan limbah industri tahu.

No Parameter NilaiSatuan

1. Kapasitas kedelai yang diolah (rata-rata) Kg/hari 300

M3/hari2. Jumlah hmbah cair 5,25

3. COD influent (kisaran) mg/1 6535-7322

COD efluent (kisaran)4. mg/1 1023- 1574

5. Beban COD terolah Kg/hari 29,557

°C6. Suhu operasi 30-35

Tabel 2. Hubungan antara waktu dan gas bio yang terbentuk pada tekanan normal(tanpa beban).__

No. Volume gas(liter)

Waktu(menit)

Laju produksi gas(liter/menit)Percobaan

1. 94,81 3 31,60

2. 88,81 3 29,60

3. 84,49 3 28,16

140,554. 3 46,85

5. 79,14 3 26,38

Rata-rata 32,51

No. artikel:67/2000 68

Djarwanti: Pemanfaatan Energi ...

produksi gas metan juga mencapaimaksimal yaitu 46,85 liter/menit.

Pada pagi hari saat produksitahu dimulai dan pada sore hari saatproduksi berakhir laju produksi gasjuga kecil. Apabila produksi 8 jam perhari dan laju produksi gas minimal17,55 liter per menit maka jumlah gasmetan setiap hari adalah 8424 liter per

Dibandingkan dengan CH4 yangterbentuk sebenamya, yaitu 8424 literCH4/ hari, maka efisiensi produksi CH4adalah = 8.424/10.344 x 100 % =81,43%.

Perkiraan jumlah kalori.

Nilai kalori gas bio adalah 4800- 6700 Kkal/M3, dan gas metan mumiadalah 8900 Kkal/M3 (Filino Harahap,1978). Dengan demikian jumlah kaloriminimal untuk 8424 liter CH4 per haridiperkirakan sebesar 74,973 Kkal/hariatau sebesar 2,536 Kkal per kg CODterolah. Bila dinyatakan dalam satuankg kedelai, kalori yang dihasilkansebesar 0,2497 Kkal/kg kedelai.

Berikut ini disajikan perkiraanproduksi gas bio yang dihasilkan padapenerapan prototipe IPAL sentralindustri tahu di desa Adiwema,Kabupaten Tegal. Pengolahan dengancara : ekualisasi, anaerobik sistim UAF(Upflow Anaerobic Filter) danpenyerapan bau. Debit limbah cair =30 M3/hari, dengan asiunsi efisiensiproduksi gas bio = 81,43 %, makaproduksi gas bio dapat diketahui yaitu= 81,43/100 (284,88) x COD terolah.Selanjutnya dihitung kalori yangdihasilkan yaitu = 2,536 (CODterolah), maka didapatkan hasil sepertipada tabel 3.

KESIMPULAN

Dari percobaan hasil dan analisisyang dilakukan, dapat disimpulkanbahwa gas bio yang dihasilkan dariproses pengolahan limbah cair industritahu secara anaerobic dapatdimanfaatkan sebagai sumber energidengan nilai kalori sebesar 0,2497Kkal/Kg kedelai.

hari.

Dari tabel 1, dapat dihitungjumlah bahan organik yang terolahsetiap hari dan ini dinyatakan sebagaiCOD terolah perhari. Dari tabel 1diketahui bahwa kapasitas kedelai yangdiolah 300 kg/hari mengeluarkanlimbah cair 5,25 m3/hari. COD influentrata-rata = 6928 mg/1 dan COD effluentrata-rata = 1298 mg/l.Dengan demikianCOD terolah sebesar 29,557 kg/hari.

Jadi COD terolah setiap kgkedelai = 29,557 : 300 = 0,0985 kg, danproduksi gas metan minimal yangdihasilkan sebesar 284,88 liter per-kgCOD terolah atau sebesar 28,06 litergas metan per-kg kedelai.

Perhitungan produksi gas metansecara teoritis.

Sebagai pembanding, dihitungproduksi gas metan secara teoritis.Diketahui 1 mole (16 gram) metanekivalen dengan 64 gram COD(Benefield, Larry D, 1979). Padakondisi standard ( 0°C, 1 atm) volumesetiap 1 mole CR* adalah 22,4 litersehingga 1 gram COD setara dengan22,4 / 64 liter CH4 atau 1 gram CODsetara dengan 0,35 liter CH4. Dalam 1hari COD terolah = 29,557kg =29.557gram. Dengan demikian volumegas metan yang terbentuk secarateoritis = (0,35) (29557) = 10.344 literOL/hari.

No. arlikel : 67/2000 69

Jumal Kimia Sains dan Aplikasi, 3(2), 66-70, 2000

Tabel 3 : Perkiraaii jumlah gas dan kalori di IPAL industri tahu Adiwerna

COD infNo COD eff COD terolah KaloriProd. MetanProd. Biogas

kg/harimg/1 liter/harimg/1 liter/hari Kkal /had

4604,3 115,90 134,65 38359,66 17027,09I 341,48

98,2011 4290,8 125,78 35831,64 15904,95 318,97

111 5247,5 120.79 153,80 43814,91 19448,56 390,04

IV 5495 158,42 160,10 45608,55 20244,72 406,01

V 4950 149,51 144,01 41026,91 18211,02 365,22

VI 4703 158,42 136,34 38839,80 17240,21 345,75

Vll 6205,1 117,95 23092,07182,61 52023,22 463,11

5070,814Rata-rata

131,31 148,19 42214,96 18738,37 375,79

2. Benefield Larry D, 1980, BiologicalProcess design for wastewatertreatment, Prentice Hall Inc,Englewood Cliffs, USA.

3. Filino H, Ginting S, 1978,.Teknologi Gas Bio, SuryaInternational, Pusat TeknologiPembangunan. ITB, Bandung.

4. Metcalf and Eddy, 1991, WasteWater Engineering, Treatment,Disposal and Reuse, Third ed. MeGrow. Hill, Inc, Singapure.

5. Nurhasan Ir, 1992, Unit Pengolahdan Biogas dad Air Limbah Tahu diMagelang,Semarang

UCAPAN TERIMA KASHI

Ucapandisampaikan kepada Bapak Djumari -Industri Kecil Tahu Magelang, kepadaDR. Bambang Cahyono, MIPA -Jurusan Kimia UNDIP dan kepadaKetua Asosiasi Industri Kecil Tahu danTempe di Adiwema Tegal.

kasihtenma

DAFTAR PUSTAKA

1. Anonim, 1977, Degester GasBio,Pusat Informasi / DokumentasiTeknologi Tepat, PTPBandung.

ITP,Semarang,BPPI

No. artikel: 67/2000 70