Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XVIProgram Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Juli 2012

ISBN : 978-602-97491-5-1E-1-1

PENGOLAHAN AIR LIMBAH PENCUCIAN MOBIL DENGANREAKTOR SARINGAN PASIR LAMBAT DAN KARBON AKTIF

Rr. Adistya Chrisafitri 1) dan Nieke Karnaningroem2)

Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan PerencanaanInstitut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), Surabaya - 60111

adhisty_08@enviro.its.ac.id

ABSTRAK

Jasa pencucian mobil saat ini sedang marak di berbagai pelosok perkotaan bahkan mulaimasuk di pinggiran daerah. Tidak jarang industri pencucian mobil tersebut langsung membuanglimbahnya ke badan air tanpa melalui proses pengolahan terlebih dahulu. Limbah yang dihasilkanmengandung kadar surfaktan yang tinggi yang berasal dari pemakaian sabun. Kandungan surfaktanyang tinggi pada badan air akan menyebabkan penurunan kualitas badan air. Maka dibutuhkan suatupengolahan untuk menurunkan kadar pencemar seperti yang dianalisa yaitu kadar COD dan surfaktandengan menggunakan slow sand filter dan adsorpsi karbon aktif.

Penelitian ditujukan untuk mengetahui efisiensi removal slow sand filter-karbon aktif denganvariasi konsentrasi limbah dan jenis media pasir sebagai media penyaring. Pada studi pendahuluandiketahui kadar COD 768 mg/l dan Surfaktan 25,32 mg/l.

Berdasarkan analisa akhir yang dilakukan, efisiensi removal slow sand filter terhadap CODmencapai 72,1% dan surfaktan sebesar 63,6%. Namun, penggunaan karbon aktif meningkatan efisiensiremoval hingga 84% untuk COD dan 72% untuk surfaktan. Maka, pengolahan slow sand filter dankarbon aktif cukup baik digunakan dalam mengolah limbah pencucian mobil.

Kata kunci : saringan pasir lambat, COD, surfaktan, adsorpsi, karbon aktif.

PENDAHULUAN

Jasa pencucian kendaraan bermotor saat ini sedang marak di berbagai pelosokperkotaan di Indonesia. Seiring bertambahnya penduduk maka kebutuhan akan kendaraanjuga semakin bertambah. Dengan jumlah kendaraan bermotor terutama mobil yang tergolongtinggi memberikan peluang muculnya usaha-usaha atau jasa pencucian mobil bagi masyarakatdi kota-kota besar seperti Surabaya.

Namun, selain dianggap dapat meningkatkan perekenomian serta meningkatkanpendapatan daerah, jasa pencucian mobil juga dapat memperburuk kualitas lingkungan. Halini dikarenakan air hasil pencucian mobil atau limbahnya tidak diolah terlebih dahulu,melainkan langsung dibuang ke saluran air atau badan air yang ada. Jika limbah tersebutdibuang dalam jumlah besar, maka kadar COD dan Surfaktan di badan air akan meningkat.

Limbah yang dihasilkan dari pencucian mobil ini memiliki konsentrasi COD berkisarantara 141-1019 mg/L berdasarkan beberapa hasil pengukuran karakteristik air limbah daripencucian mobil (Bhatti dkk., 2011). Air limbah yang akan dibuang ke badan air harusmemenuhi standar baku mutu lingkungan sesuai dengan SK. Gub. Jatim. No. 45 tahun 2002tentang baku mutu limbah cair, dimana kadar COD yang akan dibuang ke badan air golonganIV tidak boleh melebihi 600 mg/L. Namun, semakin banyaknya limbah hasil pencucian mobilyang masuk ke perairan, menandakan semakin banyaknya surfaktan yang mencemari danmengakibatkan dampak-dampak seperti self purification dari perairan yang tercemar zattersebut menjadi menurun.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui alternatif pengolahan yang lebih spesifik,khususnya yang efisien dalam menurunkan konsentrasi pencemar limbah pencucian mobil,

Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XVIProgram Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Juli 2012

ISBN : 978-602-97491-5-1E-1-2

agar lebih aman saat dibuang ke badan air, untuk menjaga kualitas perairan atau lingkungan.Pada penelitian ini akan digunakan suatu teknologi yaitu reaktor saringan pasir lambat (slowsand filter) dan diikuti dengan karbon aktif. Slow sand filter diyakini dapat menurunkankadar-kadar pencemar dalam limbah pencucian mobil. Teknologi saringan pasir ini juga dapatmenjadi solusi yang menguntungkan karena selain harganya terjangkau, hanya membutuhkansedikit pemeliharaan dan mudah dioperasikan. Selama proses penyaringan, air yang diolahakan dilewatkan pada media filter dengan kecepatan yang rendah. Sedangkan karbon aktifsendiri merupakan material yang memiliki pori-pori besar dan dapat menyerap apa saja yangdilaluinya (Roop Chand, 2005). Karbon aktif sangat baik dalam memakan bakteri. Sebagaicontoh fungsi karbon aktif yang dipakai di obat diare norit dapat memakan bakteri dan racunyang ada di dalam tubuh penderita (Priandani Manik, 2008).

Penggunaan karbon aktif pada saat ini telah banyak sekali dikembangkan dalam prosespengolahan air. Karbon aktif biasanya digunakan sebagai proses lanjutan setelah pengolahanfisik atau biologis terlebih dahulu. Pada proses ini karbon aktif digunakan untuk mengurangikadar dari bahan-bahan organik terlarut yang ada dalam air. Disamping itu dengan adanyakontak karbon aktif dengan air maka benda-benda partikel juga dapat ikut dihilangkan.Dengan adanya proses adsorpsi tersebut maka zat-zat substansi terlarut yang ada di air dapatterserap pada permukaan media karbon aktif sehingga diharapkan air yang keluar dari prosestersebut telah memiliki kualitas yang baik. Selain keefektifan dalam meremoval pencemar,kemudahan dalam penggunaan serta biaya yang relatif murah dalam perawatannyamenjadikan karbon aktif sebagai salah satu alternatif teknologi yang digunakan dalammengolah limbah.

METODE

Metode penelitian adalah langkah-langkah teknis yang akan dilakukan selama penelitian tugasakhir.

Persiapan Alat dan Bahan:Dalam penelitian ini digunakan 3 buah reaktor sand filter yang terbuat dari kaca

dirancang pada skala kecil (skala laboratorium). Reaktor slow sand filter mempunyai luas alas15 x 15 cm dengan tinggi 120 cm Ketebalan masing-masing media pasir sebagai mediapenyaring adalah 70 cm, dimana pasir yang digunakan adalah pasir kali, pasir laut dan pasirgunung dengan diameter antara 0.15–0.35 mm. Dibawah media pasir diletakkan mediapenyangga yaitu media kerikil dengan diameter 0,5-1 cm dengan ketinggian 15 cm. Outletsand filter terletak pada dasar reaktor setinggi 10 cm dan dilengkapi dengan overflow untukmengalirkan effluen, yang disambungkan pada pipa outlet. Pemberian pipa outlet bertujuanagar schmutzdecke yang telah tumbuh dapat tetap terendam. Dimensi reaktor ini di dapat dariperhitungan, dengan mempertimbangkan kecepatan aliran efektif yang diinginkan mengacupada kriteria desain reaktor slow sand filter. Sedangkan reaktor karbon aktif di desain denganukuran 15 x 15 cm dengan tinggi 80 cm. Ketebalan media karbon aktif setinggi 50 cm dengantinggi underdrain dan freeboard masing-masing 15 cm. dimensi reaktor ini didapat daridimensi penelitian sebelumnya (Puspita, 2008).

Persiapan MediaMedia yang digunakan adalah pasir kali, pasir laut, dan pasir gunung. Reaktor pertama diisidengan media pasir kali setinggi 70 cm. Reaktor kedua diisi dengan media pasir laut setinggi70 cm. dan reaktor ketiga diisi dengan media pasir gunung setinggi 70 cm.Sedangkan untuk reaktor karbon aktif, diisi masing-masing reaktor dengan media karbon aktifsetinggi 50 cm.

Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XVIProgram Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Juli 2012

ISBN : 978-602-97491-5-1E-1-3

Aklimatisasi MediaAklimatisasi media dilakukan untuk menumbuhkan mikroorganisme sehingga terbentuklapisan schmutzdecke pada media sebelum biofilter dioperasikan. Proses pengaklimatisasianmedia ini adalah dengan cara merendam media media pasir dengan air limbah pencucianmobil yang akan diolah. Aklimatisasi dilakukan kurang lebih selama 14 hari, dan diamatisetiap hari. Apabila pada media terbentuk lapisan seperti serabut halus berwarna kecoklatanyang lama-kelamaan semakin tebal serta tidak mudah terlepas dari media, maka dapatdipastikan bahwa mikroorganisme telah tumbuh pada permukaan media pasir. Setelah prosesaklimatisasi barulah reaktor dijalankan dan dilakukan penelitian terhadap effluen yangdihasilkan.

Pengoperasian Slow Sand FilterProsedur pengoperasian reaktor biofilter adalah sebagai berikut:

Terlebih dahulu dilakukan analisa awal atau penelitian pendahuluan untuk mengetahuikarakteristik dari air limbah pencucian mobil ini. Parameter yang diteliti adalah konsentrasiCOD dan surfaktan. Setelah diketahui konsentrasi awal dari limbah pencucian mobil ini,kemudian akan dilakukan penelitian lanjutan dengan menggunakan variasi terhadapkonsentrasi air limbah pencucian mobil dan variasi jenis pasir sebagai media penyaring padareaktor slow sand filter. Konsentrasi air limbah yang digunakan yaitu sebesar 100% dan 50%.Variasi jenis pasir yang digunakan pada reaktor sand filter adalah pasir kali, pasir laut, danpasir gunung. Pada pengolahan air limbah pencucian mobil ini digunakan aliran downflowuntuk reaktor saringan pasir dan proses adsorpsi. Dialirkan secara intermitten air limbah darireservoir ke dalam reaktor slow sand filter, setelah dijalankan selama kurang lebih 8 jambarulah diambil sample untuk diteliti kandungan COD dan Surfaktan. Effluen dari slow sandfilter ini kemudian dapat langsung dialirkan ke dalam reaktor karbon aktif (sebagai influenreaktor karbon aktif) untuk kemudian diambil sample nya setelah kurang lebih 2 jamdijalankan. Pengambilan sampel untuk analisa COD dan surfaktan diambil dari inlet reaktorsaringan pasir (outlet reservoir), outlet reaktor saringan pasir, dan outlet karbon aktif.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Karakteristik Air TanahSebelum penelitian dilaksanakan, terlebih dahulu dilakukan penelitian pendahuluan

terhadap air limbah pencucian mobil tersebut untuk mengetahui karateristik. Berdasarkanhasil analisa, diperoleh data karakteristik air tanah dangkal dari bantaran sungai kalimas,yaitu:

Tabel 1 Karakteristik Air Limbah

No. Parameter Konsentrasi(mg/l) Baku Mutu (mg/l)

1 COD 768 600

2 Surfaktan 25,32 15

Sumber: Hasil Penelitian, 2012

Dari Tabel 1 dapat dilihat bahwa parameter COD dan Surfaktan yang diuji pada sample airlimbah pencucian mobil tersebut tergolong tinggi untuk langsung dibuang ke badan air.Konsentrasi COD mencapai 768 mg/l dan konsentrasi Surfaktan mencapai 25,32 mg/l.Sedangkan angka yang diperbolehkan (baku mutu) untuk COD adalah 600 mg/l dan untukSurfaktan adalah 15 mg/l. Semakin tinggi kandungan bahan pencemar dalam air, maka jumlah

Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XVIProgram Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Juli 2012

ISBN : 978-602-97491-5-1E-1-4

oksigen terlarut dalam air semakin menurun. Hal ini dapat menyebabkan biota-biota yanghidup di perairan tersebut mengalami kekurangan oksigen, dan berakibat turunnya daya hidupbiota tersebut, sehingga dapat mengakibatkan rusaknya keseimbangan lingkungan perairan(Utomo,2002). Oleh karena itu, perlu dilakukan pengolahan pendahuluan terhadap air limbahpencucian mobil ini, agar lebih aman untuk dibuang ke badan air.

Perbandingan Efisiensi Removal COD pada Variasi Jenis Media Pasir untukKonsentrasi Air Limbah 100%

Berikut adalah analisa perbandingan efisiensi removal COD pada variasi jenis mediapasir kali, pasir laut dan pasir gunung untuk konsentrasi limbah 100%. Data didapat darigrafik sebelumnya kemudian di plot pada satu grafik (Gambar 1).

Gambar 1. Perbandingan Efisiensi Removal COD Pada Konsentrasi Air Limbah 100%

Pada Gambar 1 terlihat adanya perbedaan efisiensi removal pada masing-masing jenispasir, terlihat pula bahwa efisiensi removal COD menggunakan media pasir kali sedikit lebihbaik dibandingkan dengan media pasir laut dan pasir gunung. Ini terjadi karena ketiga mediapasir tersebut mempunyai kandungan yang berbeda yang berpengaruh terhadap removal COD,seperti kandungan garam pada pasir laut (salinitas) yang dapat mempengaruhi pertumbuhanmikroorganisme atau schmutzdecke yang berperan aktif dalam pengolahan ini, sehinggaefisiensi removal yang dihasilkan paling kecil.

Perbandingan Efisiensi Removal Surfaktan pada Variasi Jenis Media Pasir untukKonsentrasi Air Limbah 100%

Berikut adalah analisa perbandingan efisiensi removal Surfaktan pada variasi jenismedia pasir kali, pasir laut dan pasir gunung untuk konsentrasi limbah 100%. Data didapatdari grafik sebelumnya kemudian di plot pada satu grafik (Gambar 2).

Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XVIProgram Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Juli 2012

ISBN : 978-602-97491-5-1E-1-5

Gambar 2. Perbandingan Efisiensi Removal Surfaktan Pada Konsentrasi Air Limbah100%

Pada Gambar 2 terlihat adanya perbedaan efisiensi removal surfaktan pada masing-masingjenis pasir, sama dengan efisiensi removal COD, efisiensi removal surfaktan yang paling baikdihasilkan oleh efluen media pasir kali. Ini terjadi karena ketiga media pasir tersebutmempunyai kandungan yang berbeda yang berpengaruh terhadap removal kandungansurfaktan, karena seperti halnya COD, surfaktan juga merupakan senyawa organik.Kandungan garam yang terdapat pada pasir laut (salinitas) dapat mempengaruhi pertumbuhanmikroorganisme atau schmutzdecke yang berperan aktif dalam pengolahan ini, sehinggaefisiensi removal yang dihasilkan paling kecil.

Perbandingan Efisiensi Removal COD pada Variasi Jenis Media Pasir untukKonsentrasi Air Limbah 50%

Berikut adalah analisa perbandingan efisiensi removal COD pada variasi jenis mediapasir kali, pasir laut dan pasir gunung untuk konsentrasi air limbah 50%. Data didapat darigrafik sebelumnya kemudian di plot pada satu grafik (Gambar 3).

Gambar 3. Perbandingan Efisiensi Removal Zat Organik Pada Konsentrasi Air Tanah 50%

Pada Gambar 3 terlihat bahwa efisiensi removal COD tidak menunjukkan perbedaanyang signifikan antara ketiga media pasir kali, media pasir laut dan pasir gunung. Namun,removal dari pasir kali terlihat lebih stabil. Ini terjadi karena ketiga media pasir tersebut

Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XVIProgram Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Juli 2012

ISBN : 978-602-97491-5-1E-1-6

mempunyai kandungan yang berbeda yang berpengaruh terhadap removal COD, sepertikandungan garam pada pasir laut (salinitas) yang dapat mempengaruhi pertumbuhanmikroorganisme atau schmutzdecke yang berperan aktif dalam pengolahan ini, sehinggaefisiensi removal yang dihasilkan paling kecil.

Perbandingan Efisiensi Removal Surfaktan pada Variasi Jenis Media Pasir untukKonsentrasi Air Limbah 50%

Berikut adalah analisa perbandingan efisiensi removal Surfaktan pada variasi jenismedia pasir kali, pasir laut dan pasir gunung untuk konsentrasi limbah 50%. Data didapat darigrafik sebelumnya kemudian di plot pada satu grafik (Gambar 4).

Gambar 4. Perbandingan Efisiensi Removal Surfaktan Pada Konsentrasi Air Limbah 50%

Pada Gambar 4 tidak terlihat adanya perbedaan yang signifikan terhadap efisiensiremoval surfaktan pada masing-masing jenis pasir. Walaupun terdapat kandungan maupunkarakteristik yang berbeda antara ketiga media, namun efisiensi removalnya masih dalampada range yang sama.

Jika dibandingkan dengan konsentrasi 100%, konsentrasi 50% menghasilkan efisiensiremoval yang lebih baik, hal ini disebabkan karena kandungan pencemar yang lebih sedikit.Namun begitu, dari hasil uji statistik yang telah dilakukan, menunjukkan bahwa variasi jenispasir ini menghasilkan efisiensi removal yang tidak signifikan karena rasio p > 0,05.

KESIMPULAN

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:1. Penurunan nilai COD dan Surfaktan pada air limbah yang paling tinggi didapatkan dari

efluen media pasir kali, konsentrasi air limbah 50%, dengan efisiensi mencapai 72,1%dan 60,6%

2. Pemberian karbon aktif menghasilkan efisiensi removal COD total sebesar 94,1% danremoval surfaktan total sebesar 71,1%

Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XVIProgram Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Juli 2012

ISBN : 978-602-97491-5-1E-1-7

DAFTAR PUSTAKA

Alaerts, G. Dan Santika, S.S. 1987. Metode Penelitian Air. Penerbit Usaha Nasional :Surabaya.

APHA. 1998. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 20th Edition.American Public Health Association.

Benefield, Larry D. J., Joseph F.W., Barron L. 1982. Process Chemistry For Water andWastewater Treatment. Prentice Hall : USA.

Casey, T.J. 1997. Unit Treatment Processes in Water and Wastewater Engineering. JohnWiley & Sons. Inc. : New York

Cheremisionoff, Morresi. 1978. Carbon Adsorption Handbook. Ann Arbor Science Publisher,Inc. : Michigan.

Darsono, V. Dan Sutomo, T. 2010. Pengaruh Diameter Dan Ketebalan Pasir Dalam SaringanPasir Lambat Terhadap Penurunan Kadar Deterjen. Tugas Akhir Fakultas TeknologiIndustri, Universitas Atma Jaya : Yogyakarta.

Edahwati L. Dan Suprihatin. 2009. Kombinasi Proses Aerasi, Adsorpsi, dan Filtrasi padaPengolahan Air Limbah Industri Perikanan. UPN Veteran : Jawa Timur.

Hadi, A. 2011. Penurunan Konsentrasi Surfaktan dalam Limbah Cair Laundry denganAdsorpsi Menggunakan Arang Batok Kelapa (Coconut Shells) Komersil. Tugas AkhirTeknik Lingkungan ITS : Surabaya

Hamada T. dan Miyazald Y. 2004. Reuse of carwash water with a cellulose acetateultrafiltration membrane aided by flocculation and activated carbon treatments.Desalination 169, 257–267.

Huisman, L., and W.E. Wood. 1974. Slowsand Filtration. WHO, Genewa.

Irfani A. 2007. Filtrasi. achmadirfani.files.wordpress.com/2007/11/filtrasi.doc

Kasam, dkk. 2005. Penurunan COD (Chemical Oxygen Demand) dalam Limbah CairLaboratorium Menggunakan Filter Karbon Aktif Arang Tempurung. FTSP UII :Yogyakarta.

Metcalf dan Eddy. 1979. Wastewater Engineering: Treatment Disposal Reuse. McGraw-HillPublishing Company, Inc.

Metcalf dan Eddy. 1981. Wastewater Engineering : Collecting and Pumping of Wastewater.McGraw-Hill Publishing Company, Inc.

Nugroho, Y.A. 2008. Penurunan Kadar Phosphate Pada Limbah Cair Laundry MenggunakanReaktor Biosand Filter Diikuti Dengan Reaktor Karbon Aktif. Tugas Akhir TeknikLingkungan UII : Yogyakarta.

Nurhasanah. 2009. Penentuan Kadar COD (Chemical Oxygen Demand) pada Limbah CairPabrik Kelapa Sawit, Pabrik Karet, dan Domestik. USU : Medan, Sumatera Utara.

Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XVIProgram Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Juli 2012

ISBN : 978-602-97491-5-1E-1-8

Puspita, Diana. 2008. Penurunan Konsentrasi Total Suspended Solid (TSS) Pada LimbahLaundry Menggunakan Reaktor Biosand Filter Disertai Dengan Reaktor Karbon Aktif.Tugas Akhir Teknik Lingkungan UII : Yogyakarta.

Reynolds T.D., dan Richards P.A. 1982. Unit Operations and Processes in EnvironmentalEngineering. International Thomson Publishing : USA.

Riyadi, S. 1984. Pencemaran Air. Karya Anda : Surabaya.

Said, M. 2008. Pengolahan Limbah Cair Hasil Pencelupan Benang Songket dengan MetodaFiltrasi dan Adsorpsi. Jurnal Penelitian Sains; Volume 11 Nomor 2 Mei 2008 hlm 474-480

Sugiharto. 1987. Dasar- Dasar Pengelolaan Limbah. UI Press : Jakarta

Surat Keputusan Gub Jawa Timur no 45 tahun 2002. Baku Mutu Limbah Cair Bagi IndustriAtau Kegiatan Usaha Lainnya di Jawa Timur.

Tahir I. 2008. Penyediaan IPAL di Usaha Pencucian Kendaraan.http://iqmaltahir.wordpress.com/2008/09/05/penyediaan-ipal-di-usaha-pencucian-kendaraan/

Tjokrokusumo, KRT. 1995. Pengantar Teknologi Bersih, Khusus Pengelolaan danPengolahan Air. STTL-YLH : Yogyakarta.

United States Environmental Protection Act (EPA). 2004. Protection Agency : Queensland.

Weber, W.J. 1972. Physicochemical Processes for Water Quality Control. Wiley Interscience: New York.