PENDAHULUAN

Keberadaan limbah yang bersumber dari industri kosmetik cukup mengkhawatirkan. Bahan

beracun dan berbahaya banyak digunakan sebagai bahan baku industri kosmetik maupun sebagai

penolong. Beracun dan berbahaya dari limbah ditunjukkan oleh sifat fisik dan kimia bahan itu

sendiri, baik dari jumlah maupun kualitasnya. Beberapa kriteria berbahaya dan beracun telah

ditetapkan antara lain mudah terbakar, mudah meledak, korosif, oksidator dan reduktor, iritasi

bukan radioaktif, mutagenik, patogenik, mudah membusuk dan lain-lain. Dalam jumlah tertentu

dengan kadar tertentu, kehadirannya dapat merusakkan kesehatan bahkan mematikan manusia

atau kehidupan lainnya sehingga perlu ditetapkan batas-batas yang diperkenankan dalam

lingkungan pada waktu tertentu.

            Industri kosmetik, saat ini lebih terfokus pada upaya untuk melakukan efisiensi seiring

makin melambungnya biaya produksi, belanja pegawai hingga ongkos energi. Sehingga mau tak

mau akan menomorduakan persoalan pembuangan limbahnya. Apalagi pengolahan limbah

memerlukan biaya tinggi. Padahal limbah industri kosmetik sangat potensial sebagai penyebab

terjadinya pencemaran. Pada umumnya limbah industri kosmetik mengandung limbah B3, yaitu

bahan berbahaya dan beracun. Menurut PP 18/99 pasal 1, limbah B3 adalah sisa suatu usaha atau

kegiatan yang mengandung bahan berbahaya dan beracun yang dapat mencemarkan atau

merusak lingkungan hidup sehingga membahayakan kesehatan serta kelangsungan hidup

manusia dan mahluk lainnya.

Hal tersebut tidak bisa dibiarkan karena cepat atau lambat pasti akan membawa dampak yang

buruk bagi lingkungan ataupun bagi kesehatan manusia. Limbah industri harus ditangani dengan

baik dan serius oleh Pemerintah Daerah dimana wilayahnya terdapat industri. Pemerintah harus

mengawasi pembuangan limbah industri dengan sungguh-sungguh. Pelaku industri harus

melakukan cara-cara pencegahan pencemaran lingkungan dengan melaksanakan teknologi

bersih, memasang alat pencegahan pencemaran, melakukan proses daur ulang dan yang

terpenting harus melakukan pengolahan limbah industri guna menghilangkan bahan pencemaran

atau paling tidak meminimalkan bahan pencemaran hingga batas yang diperbolehkan. Di

samping itu perlu dilakukan penelitian atau kajian-kajian lebih banyak lagi mengenai dampak

limbah industri yang spesifik (sesuai jenis industrinya) terhadap lingkungan serta mencari

metoda atau teknologi tepat guna untuk pencegahan masalahnya.

II.  PENGOLAHAN LIMBAH

Teknologi pengolahan limbah adalah kunci dalam memelihara kelestarian lingkungan. Apapun

macam teknologi pengolahan limbah domestik maupun industri yang dibangun harus dapat

dioperasikan dan dipelihara oleh masyarakat setempat. Jadi teknologi pengolahan yang dipilih

harus sesuai dengan kemampuan teknologi masyarakat yang bersangkutan. Berbagai teknik

pengolahan limbah untuk menyisihkan bahan polutannya telah dicoba dan dikembangkan selama

ini. Teknik pengolahan air buangan yang telah dikembangkan tersebut secara umum terbagi

menjadi 3 metode pengolahan:

1.    Pengolahan secara fisika

2.    Pengolahan secara kimia

3.    Pengolahan secara biologi

Untuk suatu jenis air buangan tertentu, ketiga metode pengolahan tersebut dapat diaplikasikan

secara sendiri-sendiri atau secara kombinasi.

1. Pengolahan limbah secara fisika

Pada umumnya, sebelum dilakukan pengolahan lanjutan terhadap air buangan, diinginkan agar

bahan-bahan tersuspensi berukuran besar dan yang mudah mengendap atau bahan-bahan yang

terapung disisihkan terlebih dahulu. Penyaringan (screening) merupakan cara yang efisien dan

murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar. Bahan tersuspensi yang

mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan. Parameter desain

yang utama untuk proses pengendapan ini adalah kecepatan mengendap partikel dan waktu

detensi hidrolis di dalam bak pengendap.

 Dalam industri kosmetik, limbah cair secara umum diolah secara fisika dengan cara

pengendapan purifikasi sehingga dihasilkan air yang terpurifikasi yang dapat direcycle untuk

kegiatan yang lain. Namun dalam industri kosmetik terdapat limbah bahan berbahaya dan

beracun (B3) yang biasanya berupa logam-logam berat dan sisa-sisa pelarut yang bersifat toksik. 

Untuk bahan-bahan yang mengapung seperti minyak dan lemak agar tidak mengganggu proses

pengolahan berikutnya digunakan proses floatasi. Floatasi juga dapat digunakan sebagai cara

penyisihan bahan-bahan tersuspensi atau pemekatan lumpur endapan dengan memberikan aliran

udara ke atas. Proses filtrasi dalam pengolahan air buangan biasanya dilakukan untuk

mendahului proses adsobrsi atau proses revers osmosis, untuk menyisihkan sebanyak mungkin

partikel tersuspensi dari dalam air agar tidak mengganggu proses adsorbsi atau menyumbat

membran yang dipergunakan dalam proses osmosis. Proses adsorbsi biasanya menggunakan

karbon aktif, dilakukan untuk menyisihkan senyawa aromatik (fenol) dan senyawa organik

terlarut lainnya, terutama jika diinginkan untuk menggunakan kembali air buangan tersebut.

Teknologi membran (reverse osmosis) biasanya diaplikasikan untuk unit-unit pengolahan kecil,

terutama jika pengolahan ditujukan untuk menggunakan kembali air yang diolah. Biaya instalasi

dan operasinya sangat mahal.

1. Pengolahan secara kimia

Pengolahan limbah industri kosmetik yang berupa logam berat dan sisa pelarut toksik secara

kimia dilakukan dengan pengikatan bahan kimia menggunakan partikel koloid. Penyisihan bahan

tersebut dilakukan melalui perubahan sifat bahan tersebut, yaitu tak mudah diendapkan

(flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi, dan juga berlangsung

sebagai hasil reaksi oksidasi.

 Pengendapan bahan tersuspensi yang tak mudah larut dilakukan dengan membubuhkan

elektrolit yang mempunyai muatan yang berlawanan dengan muatan koloidnya agar terjadi

netralisasi muatan koloid tersebut, sehingga akhirnya dapat diendapkan. Penyisihan logam berat

dan senyawa fosfor dilakukan dengan membubuhkan larutan alkali (air kapur misalnya) sehingga

terbentuk endapan hidroksida logam-logam tersebut atau endapan hidroksiapatit. Endapan logam

tersebut akan lebih stabil jika pH air > 10,5 dan untuk hidroksiapatit pada pH > 9,5. Khusus

untuk krom heksavalen, sebelum diendapkan sebagai krom hidroksida [Cr(OH)3], terlebih

dahulu direduksi menjadi krom trivalent dengan membubuhkan reduktor (FeSO4, SO2, atau

Na2S2O5). Penyisihan bahan-bahan organik beracun seperti fenol dan sianida pada konsentrasi

rendah dapat dilakukan dengan mengoksidasinya dengan klor (Cl2), kalsium permanganat,

aerasi, ozon hidrogen peroksida. Pada dasarnya kita dapat memperoleh efisiensi tinggi dengan

pengolahan secara kimia, akan tetapi biaya pengolahan menjadi mahal karena memerlukan bahan

kimia.

Hasil pengolahan limbah B3 dari industri kosmetik ini harus di buang . Salah satunya dengan

metode injection well.

Sumur injeksi atau sumur dalam (deep well injection) digunakan di Amerika Serikat sebagai

salah satu tempat pembuangan limbah B3 cair (liquid hazardous wastes). Pembuangan limbah ke

sumur dalam merupakan suatu usaha membuang limbah B3 ke dalam formasi geologi yang

berada jauh di bawah permukaan bumi yang memiliki kemampuan mengikat limbah, sama

halnya formasi tersebut memiliki kemampuan menyimpan cadangan minyak dan gas bumi. Hal

yang penting untuk diperhatikan dalam pemilihan tempat ialah struktur dan kestabilan geologi

serta hidrogeologi wilayah setempat. Limbah B3 diinjeksikan dalam suatu formasi berpori yang

berada jauh di bawah lapisan yang mengandung air tanah. Di antara lapisan tersebut harus

terdapat lapisan impermeable seperti shale atau tanah liat yang cukup tebal sehingga cairan

limbah tidak dapat bermigrasi. Kedalaman sumur ini sekitar 0,5 hingga 2 mil dari permukaan

tanah. Tidak semua jenis limbah B3 dapat dibuang dalam sumur injeksi karena beberapa jenis

limbah dapat mengakibatkan gangguan dan kerusakan pada sumur dan formasi penerima limbah.

Hal tersebut dapat dihindari dengan tidak memasukkan limbah yang dapat mengalami presipitasi,

memiliki partikel padatan, dapat membentuk emulsi, bersifat asam kuat atau basa kuat, bersifat

aktif secara kimia, dan memiliki densitas dan viskositas yang lebih rendah daripada cairan alami

dalam formasi geologi. Hingga saat ini di Indonesia belum ada ketentuan mengenai pembuangan

limbah B3 ke sumur dalam (deep injection well). Ketentuan yang ada mengenai hal ini

ditetapkan oleh Amerika Serikat dan dalam ketentuan itu disebutkah bahwa:

1. Dalam kurun waktu 10.000 tahun, limbah B3 tidak boleh bermigrasi secara vertikal

keluar dari zona injeksi atau secara lateral ke titik temu dengan sumberair tanah.

2. Sebelum limbah yang diinjeksikan bermigrasi dalam arah seperti disebutkan di atas,

limbah telah mengalami perubahan higga tidak lagi bersifat berbahaya dan beracun.

1. Pengolahan secara biologi

Gambar. Skema pengolahan secara biologi

Sebagai contoh adalah pengolahan etil alkohol. Etil alkohol merupakan pelarut dalam industri

kosmetik. Limbah cair ini bersifat mudah terbakar sehingga perlu penanganan khusus dalam

proses pengolahan limbahnya. Proses pengolahan limbah etil alkohol dapat dilihat dalam

diagram di bawah ini :

 = recovered/ renewable resource

Residu alkohol yang berasal dari limbah kosmetik dipisahkan lalu difermentasikan. Parameter

yang mempengaruhi proses fermentasi ini antara lain adalah suhu, pH, alkalinitas, DO, BOD,

dan COD. Setelah difermentasikan, selanjutnya didestilasi untuk dipisahkan etil alkohonya.

Parameter proses destilasi antara lain: suhu dan tekanan uap,  Etil alcohol murni yang didapatkan

selanjutnya dapat digunakan lagi dalam industri kosmetik.

Selain etil alkohol dihasilkan pula etanol. Etanol  yang dihasilkan dari destilasi ini selanjutnya

digunakan sebagai ‘green fuel’. Sedangkan residu sisanya dievaporasi. Kondensat hasil evporasi

disaring dengan menggunakan trickling filter menghasilkan air yang dapat digunakan dalam

proses industri serta untuk menyiram tanaman. Sisa dari proses evaporasi dapat dijadikan pakan

konsentrat.

Produk limbah cair etil alkohol banyak digunakan untuk menggantikan sumber energi yang tidak

dapat diperbarui seperti bahan bakar fosil. Sebagai sumber yang dapat diperbarui, etanol

memiliki keuntungan yang berarti bagi lingkungan. Sebagai contoh, ketika digunakan sebagai

bahan bakar tambahan dalam automobile, etanol sendiri dapat:

1. Mengurangi gas knalpot dan gas greenhouse hingga 10%

2. Mengurangi pelepasan karbondioksida dan gas beracun tinggi-hingga 30%

3. Menghasilkan reduksi bersih pada lapisan bawah ozon, komponen besar dari asap dan

bahaya kesehatan bagi anak-anak dan dewasa untuk masalah pernapasan

4. Membantu mengurangi ketergantungan negeri kita dalam impor minyak asing.

     Selain itu pengolahan limbah secara biologi dapat dilakukan dengan metode lumpur aktif.

Pengolahan sistem lumpur aktif adalah metode pemprosesan limbah dengan mempelajari proses

dekomposisi secara mikrobiologis yang dikenal dengan biodegradasi oleh mikroorganisme

pengurai. Lumpur akan mengandung berbagai jenis mikroorganisme heterotrofik termasuk

bakteri yang memiliki peran penting dalam proses pembersihan secara biologis. Bakteri dapat

memanfaatkan bahan terlarut maupun yang tersuspensi dalam air sebagai energi. Bakteri

tersuspensi dalam lumpur digunakan untuk mengolah limbah secara mikrobiologis dapat

dikembangkan dengan pembibitan (seeding) lumpur yang berasal dari ekosistem alam yang

terkontaminasi, tercemar, maupun dari ekosistem alami yang memiliki sifat-sifat khas ataupun

ekstrim. Salah satu limbah yang dapat diolah dengan metode tersebut adalah limbah deterjen.

Deterjen adalah senyawa sintetik yang termasuk surface active agent. Deterjen merupakan salah

satu bahan pencuci yang banyak digunakan sebagai zat pencuci untuk keperluan kosmetik karena

memiliki sifat sebagai pendispersi, pencuci dan pengemulsi. Penyusun utama deterjen adalah

Dodecyl Benzene Sulfonat (DBS). DBS berfungsi untuk menghasilkan busa. Keberadaan busa-

busa tersebut dapat membatasi kontak udara-air sehingga organisme air akan kekurangan

oksigen. Adapun metode penelitian yang digunakan untuk menguji kemampuan bakteri dalam

mengolah limbah deterjen (DBS) adalah sebagai berikut:

1.   Sampling Sedimen Sungai Tebe

Sedimen diambil dari dasar sungai kemudian disimpan dalam box sampel suhu 40 C. Sedimen

lalu diisolasi bakteri dengan media benzene sulfonat (2 g DBS, 1 g NPK, 0,4 gMg.SO4.7 H20)

1.   Penentuan waktu eksponensial melalui kurva pertumbuhan bakteri.

Media cair berisi 500 ml masing-masing dimasukkan dalam 2 erlenmeyer 1 L. Kemudian

media ditambahkan isolat bakteri secara aseptik dan media lain sebagai kontrol. Media

lalu diaerasi, pertumbuhan isolat bakteri diukur dengan turbidimeter setiap 1 jam selama

12 jam. Dari hasil tersebut akan diperoleh waktu pertumbuhan bakteri saat mencapai

eksponensial.

2. Pembibitan (Seeding) dan pertumbuhan isolat bakteri yang diinokulasikan dalam lumpur

aktif. Waktu pembibitan disesuaikan dengan kurva pertumbuhan bakteri, dimana larutan

bibit telah siap dipanen saat mencapai fase eksponensial.

3.  Penentuan Kemampuan Biodegradasi DBS oleh isolat bakteri

air limbah disiapkan dengan cara melarutkan 1 g DBS; 0,5 g NPK dan 0,2 g

MgSO4.7H2O ke dalam 1 liter akuades. Campuran digojog hingga homogen. Larutan

tersebut mengalami proses aerasi. Sebelum larutan bibit dipindahkan ke dalam reaktor,

kadar DBS daripada larutan bibit yang telah mencapai fase eksponensial diukur sebagai

faktor koreksi yaitu untuk mengetahui kadar DBS yang tersisa saat proses pembibitan.

Larutan bibit sebanyak 200 ml dimasukkan dalam gelas beker dan juga 800 ml limbah

DBS. Selain larutan tersebut juga dibuat larutan kontrol.

Dari hasil penelitian, diketahui bahwa proses biodegradasi Dodecyl Benzena Sulfonat

(DBS) dengan menggunakan isolat bakteri dari sedimen sungai Tebe Denpasar

menunjukkan penurunan kadar DBS selama 7 hari pengolahan.

4.

5. III.  CONTOH PENGOLAHAN LIMBAH KOSMETIK DI INDONESIA

     Limbah cair dari PT P&G terutama mengandung bahan organik yang tinggi yang berasal dari

produksi shampo (80 % dari total limbah). Sistem pengolahan limbah cair PT P&G dilakukan

secara kombinasi fisik-kimia-biologis. Pengolahan kimia yang digunakan adalah proses

koagulasil flokulasi, sedangkan proses biologis yang digunakan adalah proses lumpur aktif

(activated sludge).

          Pengolahan kimia dengan proses koagulasi/flokulasi menggunakan bahan kimia Na2CO3

untuk pengaturan pH, PAC sebagai koagulan, dan polimer anionik sebagai koagulan pembantu.

Berdasarkan percobaan yang dilakukan, didapatkan dosis optimum koagulan yang digunakan,

yaitu Na2CO3 sebesar 600 ppm, PAC sebesar 4000 ppm, dan polimer anionik sebesar 1.5 ppm.

Efisiensi yang diperoleh adalah zat padat tersuspensi (SS) tebesar 80,3% dan COD sebesar

80,8%.

          Pengolahan biologis baik dengan proses lumpur aktif maupun gabungan proses anaerob-

aerob dalam reaktor tipe fixed film dilakukan dengan menggunakan tiga variasi waktu tinggal

(detention time), yaitu 24 jam, 48 jam, dan 72 jam.

          Pengolahan limbah cair dengan proses anaerob dan aerob dalam reaktor tipe fixed film

(AAFBR) dengan waktu tinggal 24 jam dapat menurunkan COD maksimum sebesar 34,94%,

dengan waktu tinggal 48 jam sebesar 75,34%, sedangkan dengan waktu tinggal 72 jam sebesar

81,53%.

          Sedangkan proses lumpur aktif dengan waktu tinggal 24 jam dapat menurunkan COD

maksimum sebesar 52,01%, dengan waktu tinggal 48 jam sebesar 68,29%, dan dengan waktu

tinggal 72 jam sebesar 76,22%.

            Berdasarkan pengamatan, terlihat bahwa persentase penyisihan COD pada proses aerob

cenderung menurun dengan bertambahnya waktu tinggal. Sebaliknya dengan proses anaerob,

persentase penyisihan COD pada proses aerob semakin meningkat dengan bertambahnya waktu

tinggal. Yang perlu diperhatikan bahwa tenyata efisiensi pengolahan Iimbah cair dengan proses

koagulasi/flokulasi (proses fisik kimia), proses lumpur aktif dan proses anaerob-aerob (proses

fisik-biologi) yang dilakukan secara terpisah belum dapat menurunkan beban COD sampai

memenuhi baku mutu limbah yang berlaku. Untuk memperoleh efisiensi pengolahan yang dapat

menurunkan beban COD sampai memenuhi baku mutu maka dilakukan penggabungan terhadap

ketiga proses.

IV.   STUDI KASUS PENGOLAHAN LIMBAH CAIR KOSMETIK DI SEBUAH

PERUSAHAAN KOSMETIK AMERIKA KMS (KOCH MEMBRANE SYSTEM )

     Industri kosmetik menghasilkan limbah sebagai akibat dari pembersihan alat-alat

pencampuran, pengemas dan lantai. Limbah ini sering mengandung minyak, lemak, padatan

tersuspensi dan surfaktan. Konsentrasi  dari polutan ini beragam tergantung pada jenis dan

ukuran operasional industri kosmetik. Aliran limbah juga berubah-ubah secara signifikan karena

siklus operasi  dari fasilitas industri.  Penting dilakukan sistem pengolahan limbah yang secara

efektif dan ekonomis dapat menangani variabilitas limbah tanpa berpengaruh pada kualitas

efluen.

Metode konvensional untuk menangani kosmetik meliputi penggunaan bahan kimia yang

berhubungan dengan penetapan kejernihan air, alat dissolved air flotation, danrotary drum

vacuum filters. Sejak tahun 1980, KMS ( Koch Membrane System ) telah menggunakan

ultrafiltrasi (UF).

Keuntungan ultrafiltrasi adalah sebagai berikut:

1. Tidak membutuhkan bahan kimia seperti polimer atau koagulan lain

2. Mudah dioperasikan dan hanya butuh sedikit tenaga operator

3. Konsisten dan efluent kualitas tinggi dapat dicapai dengan ultrafiltrasi walaupun

komposisi limbah cair “mentah” sangat beragam.

KMS telah menyediakan lebih dari 20 sistem ultrafiltrasi untuk pengolahan limbah cair industri.

Sistem UF menggunakan baik tubular (1″ FEG™-Plus, salah satunya membran HFM-251 atau

HFP-276 ) dan hollow fiber (membran XM atau CM) produk membran. Sistem UF KMS telah

berhasil mencapai pengurangan volume 10 -100 kali tergantung komposisi bahan dan membran

yang digunakan. Dikarenakan komposisi limbah cair industri kosmetik beragam maka fluks

membran hanya dapat ditentukan dengan ploting sebenarnya.

Untuk  tubular 1”, produk-produk FEG™, fluks membran  pada metode ini berkisar antara 30 –

40 GFD (51 – 68 lmh). Untuk  produk hollow fiber KMS ,  fluks berkisar dari 15 – 25 GFD (26 –

43 lmh).   Beberapa hasil parameter pengolahan limbah industri kosmetik dengan sistem  UF sbb

:

Rekomendasi Pretreatment untuk sistem UF meliputi penghilangan minyak   free floating   dan

padatan . Kantung filter 200 mikron direkomendasikan sebagai prefiltrasi untuk membran fiber

sementara membran tubular FEG™ hanya membutuhkan 3000 mikron filter.

 

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2005. Parallel Products, The Waste Management and Resource Recovery Experts.

Fitriani Niza. 2010. Optimasi pengolahan limbah cair dengan proses fisika-kimia-biologi : studi

kasus industri permen, kosmetik, dan farmasi, pt procter & gamble indonesia.Jakarta. Tersedia

online :  http://www.lontar.ui.ac.id//opac/themes/libri2/detail.jsp?id=75272&lokasi=lokal diakses

4 oktober 2010

Koch Membrane Systems, Inc., 

2005, Application Bulletin Cosmetics WastewaterTreatment  , www.kochmembrane.com diakses

4 oktober 2010

Ritariata.blogspot,

2010,   Pengolahan   Limbah   Cair   Pada   Industri .http://ritariata.blospot.com diakses pada tanggal

14 Oktober 2010 pada pukul 23.39 WIB

Majaromagazine, 2008, Teknologi Pengolahan Limbah B3. http://majarimagazine.comdiakses

pada tanggal 14 Oktober 2010 pada pukul 23.39 WIB

Scribd, 2010, Jenis dan Karateristik Limbah B3, http://www.scribd.com diakses pada tanggal 14

Oktober 2010 pada pukul 23.42 WIB

Putra prabu, 2008, Identifikasi dan Karakterisasi

Limbah B3,http://putraprabu.wordpress.com diakses pada tanggal 14 Oktober  2010 pada pukul

23.39 WIB

Opixcute.blogspot, 2009, Penyebab BOD dan COD, http://opixcute.blogspot.com diakses pada

tanggal 15 Oktober 2010 pada pukul 00.13 WIB

Chemistry, 2009, Pretretment pada Pengolahan

Limbah, http://Chem-Is-Try.Org/2009/06/08/Pretreatment pada pengolahan limbah.htm diakses

pada tanggal 15 Oktober 2010 pada pukul 00.13 WIB