PENINGKATAN EFISIENSI BIOPROSESPADA INSTALASI PENGOLAHAN AIR LlMBAH PABRIK TEKSTIL

Padmono Cltroreksoko, Ojumhawan Ratman PermanaPusat Penelitian Bioteknologi - LlPI JI. Raya Bogor KM. 46 Cibinong 16911, Bogor

ABSTRAKPENINGKATAN EFISIENSI BIOPROSES PAOA INSJALAS I PENGOLAHAN AIR LlMBAH PABRIK TEKSTIL.

Oalam sistem pengolahan air limbah suatu pabrik tekstil pada umumnya, dilaksanakan proses fisik, kimia kemudianmikrobiologi. Permasalahan yang dihadapi oleh pengelola limbah tekstil adalah nl'ai COO yang melampaui nUai ambangbalas (NAB). Oengan mengubah alur proses menjadi fisik, mikrobiologis kemudian kimia COO diharapkan memperolehefisiensi yang lebih balk dan nilai COO lebih rendah dari proses yang pertama. Pemikiran mendahulukan bioprosessetelah proses fisik kemudian proses kimia kandungan senyawa toksik dalam zat warna dan resin tidak setinggi proseslama dan bahan pendamping zat wama umumnya berupa bahan organik yang tidak semuanya biodegradable; Bahan­bahan ini akan diuraikan terlebih dahulu oleh mikroorganisme saat proses mikrobiologi, sehingga kestabilannyaberkurang. Keslabilan senyawa yang berkurang menyebabkan te~adinya pemisahan proses kimia maupun fisikamenjadi lebih rendah sekatigus akan mengurangi penggunaaan koagulan. Hasil pengamatan selama, 3 minggu, dapatdisimpulkan tercapainya efisiensi bioproses pada hari ke-19, meningkat dari 88,61 % menjadi 91,68% dengan nilai COOyang memenuhi standar. Baku mutu lain yang memenuhi standar dan meningkat efisiensinya adalah nilal warnasebesar 96,72% pada hari ke-20 dan padatan terlarut (suspended solid) sebesar 95,57% pada hari ke- 18.

Kata kunci : Efisiensi bioproses, nilai COD, kine~a Instalasl, pengolahan air limbah pabrik tekstil.

ABSTRACT. THE RAISING BIOPROCESSES EFFICIENCY ACCORDING TO CHEMICAL OXYGEN DEMAND VALUESAND THE PERFORMANCE OF WASTE WA TER TREA TMENT OF TEXTILE INDUSTRY. Generally In waste watertreatment system in textile industries the process is carried out through physical process, followed by chemical processand finally accomplished with microbial process. The main problems faced by textile industry waste treatment welTlCOD values which are more than the limiting values. By reversing the system into firstly physical, microbial and finallychemical process had giving more efficiency end lower COD values then the first system process. The aim of tho firstbioprocess want to before chemical process after physical process in order to depredated organic substances as textilecolor, amylase, organic additive. These substances were degraded by microorganism, and the remaining substoncesgave the coagulant and flocculants as chemical and physical process. The coagulant needed in these processes wasless than the one in the previous process. During a three week observation, the efficiency of bioprocess increased from88.61 to 91.68% on the COD standard. The optimum bioprocess on the 2dh day observation gave 96.72% color valuesand on the 1ti" day observation gives 95.57% total suspended solids.

Keywords: Bioprocess effiCiency; COD value; installation performance, waste treatment of textile industry.

PENDAHULUANDari berbagai macam limbah industri,

limbah cair adalah salah satu jenis limbahyang memberikan dampak cukup besardalam penurunan kualitas, lingkungan.Identifikasi pencemaran untuk kelompokindustri telah dilakukan. Sebesar 90% airuntuk keperluan industri yang digunakansebagai pendingin generator mengalamiperubahan, suhu, sifat biologi, kimia danfisika yang ditunjukkan dengan timbulnyaperubahan warna, kekeruhan, pembuihanserta terjadinya perubahan rasa dan baul2J.

Permasalahan umum pengolahan limbahindustri tekstil adalah kandungan bahanorganik yang cukup besar sehinggamenaikkan nilai COD maupun BOD.Senyawa organik yang terkandung berupasenyawa karbohidrat, protein, minyak, zataktif permukaan (surfaktan) serta zat organikaromatik seperti zat warna dan aditif.Sedangkan zat-zat kimia yang terkandung

94

terdiri dari natrium hidroksida, Iilin, alkohol,klor dan lain-lain.

Dalam pengolahan limbah cairberbagai jenis pencemar perlu diidentifikasisehingga memperoleh pengelolaan. Potensimikroorganisme dalam teknik mengolah airlimbah tekstil dengan bioremediasi dilakukandengan mendahulukan proses biologi yangkemudian diikuti proses kimia.

Penelitian ini bertujuan untukmengetahui efektivitas bioproses dilihat darinilai COD dan keunggulannya dibandingkansistem konvensional yang mendahulukanprose fisika dan kimia.

TAT A KERJABahan

Bahan yang digunakan terdiri dari airlimbah, lumpur aktif, koagulan, flokulan danreagen Hach untuk analisis. Alat yangdigunakan antara lain satu set miniatur kolam

biologi yang dilengkapi aerator, selang danpompa pengatur. Alat uji jar untukmenentukan dosis optimal koagulan danflokulan. Digunakan pula mikroskop untukmengamati aktivitas mikroorganisme,spektrometer DR2000, reaktor COD mini,kertas pH indikator universaf dan kerucutfnhoff.

Tata Kerja

Pengaktifan mikroorganismePengaktifan mikroorganisme lumpur aktif

diambil dari kolam Thickener pada instalasipengolahan air limbah ditampung dalamminiatur kolam aerasi serta diberi suplaiudara untuk mengaktifkan mikroorganisme.Parameter yang diukur adalah pengamatanaktivitas mikroorganisme, volume lumpur (SV30) dan MLSS.

Pengukuran CODUntuk mengukur kebutuhan COD, dipipet

sebanyak 2 ml, blanko dan sampel (intluendan setelah proses kimia masing-masing 3sampel) ke pereaksi COD merk Hach,diretlusk selama 2 jam dengan suhu 150°Cdalam reaktor mini COD. Nilai COD diukurdengan menggunakan spektrometer DR2000pada panjang gelombang 620 mm. Besarnyanilai COD dapat langsung dibaca pada alatdengan satuan mg/l.

Sludge Volume 30 (SV 30)Diambil sam pel dari bak aerasi 11, lalu

dimasukkan kedalam kerucut Inhoff.Ditunggu selama 30 men it dan dilihatpenurunan endapan dengan satuan mill.

Nilai SV 30 dapat dihitung dengan :

SV 30 =_V_I_um_p_u_r_f3_w_3_1-_3_k_h_ir)_m_l.x 100 (1))OOOml

Padatan tersuspensi SuspendedSolid dan Mixed Liquor suspended Solid(MLSS). Masing-masing sample SS danMLSS diambil 50 ml. Untuk SS dimasukkanke dalam kuvet ukuran 25 ml. Sedangkanuntuk MLSS, dipipih sebanyak 2 ml ke dalamkuvel dan ditambahkan hingga volumenya 25ml. Untuk blanko dimasukkan 25 ml airdestilasi ke kuvet yang lain. Kemudiaan

95

diukur konsentrasinya dengan menggunakanspektrometer DR2000 pada panjangge/ombang 810 nm. Besarnya mulai SS danMLSS dapat dibaca da/am satuan mg/L.Untuk nilai MLSS dengan mengalikan hasilyang terbaca pada nilai alat dengan faktorpengenceran.

Derajat keasaman (pH) dan wamaNilai pH dengan menggunakan

kertas pH indikator universal dibandingkandengan standar warna yang ada.Menentukan warna diambil sampel sebanyak50 ml dimasukkan sebanyak 25 ml air sulingke kuvet lainnya. Diukur konsentrasinyadengan spektrometer DR2000 pada panjanggelombang 450 nm. Besarnya penampakkanwarna dapat langsung dibaca pada alatdengan satuan Pt - Co.

Aktivitas mikroorganismeDisiapkan mikroskop dan preparat

tetes gantung. Diteteskan sample dari bakaerasi keprepaanal tetes gantung, aktivitasmikroorganisme diamati dengan mikroskoppada pembesaran 40 kali

Uji jarSebanyak 3 I sampel diambil dari kolampenampungan lalu dimasukkan ke dalam 6gelas piala masing-masing 500 ml. Alat uji jardipasangkan kepada ke enam gelas pialaterse but. Setelah pH diperiksa kemudianditambahkan kuogulan PAC dengankonsentrasi berturut-turut 100 ppm ; 200 ppm; 300 ppm ; 400 ppm ; 500 ppm dan 600 ppmlalu diaduk dengan kecepatan 100 rpmselama 1 menit. Setelah 1 menitkecepatannya diturunkan menjadi 25 rpmselama 10 menit lalu ditambahkan tlokulanKuriflock dengan konsentrasi 1 ppm. Prosespengendapan berlangsung selama 10 menit.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Data proses pertumbuhan lumpur aktif ataupengaktifan mikroorganisme dalam penelitianskala laboratorium menunjukkan aktivitasmikroorganisme, mulai SV 30 dan MLSSterlihat pada Tabel.1 berikut:

Berdasarkan Tabel 1 di atasmenunjukkan bahwa dalam jangka waktu 10hari terjadi kenaikkan SV 30, MLSS maupunaktivitas mikroorganisme. Aktivitasmikroorganisme secara signifikanmempengaruhi proses penurunan zatpencemar, proses lumpur aktif memerlukanpH .6,5-8,5. Terbentuknya buih-buih (foam)pada permukaan kolarn lumpur aktif saatproses aerasi berlangsung dapatmempengaruhi aktivitas bakteri.

Harl

AktlvitasML555 V 30

kemikro-

(mg/l)(mUI)organisme

1.

lambs! 2.225642.

lamba! 2.475663.

lambats 2.550654.

Awal ak!if 2.825745.

Aktif 3.050786.

Aktif 3.175837.

Ak!if 3.225858.

Ak!if 3.225859.

Aktif 3.3758710.

Aktif 3.55090Tabel1. Pertumbuh ktit

Volume Lumpur (SV 30) dalam kolamaerasi menunjukkan kemampuanmengendapkan flok-flok lumpur aktif dalamwaktu 30 menit. Volume /umpur yang rendahmenandakan bahwa pada bak aerasiterdapat banyak padatan tersuspensi yangbukan biomasa lumpur aktif, sedangkan jikavolume lumpur aktit tinggi menandakanlumpur aktif bersifar bulk. Lumpur bulk inimenandakan proses pengolahan secarabi%gis tidak berjalan optimal kaarena terjadipertumbuhan bakteri berfilamen yang cukuppesat pad a kondisi kekurangan oksigenterlarut.

Apabila kondisi ini relatif baik akanmemungkinkan tercapainya efisiensi prosesyang cukup tinggi. Selama pengamatankondisi air limbah yang belum diolah (influen)memiliki tingkat pencemaran yang cukuptinggi. Dengan demikian air limbah tidak baiklangsung dibuang kebadan air penerima(sungai). Hasil pengamatan kondisi influendisajikan pada Tabel.2.

Tabel 2. Pengamatan kondisi intluen

Keberadaan buih-buih tersebut

kemungkinan disebabkan oleh kandunganlimbah yang terdiri dari bahan-bahan yangmengandung deterjen, sabun, dan zat-zatsurfaktan atau kandungan fostor padakomponen fosfat melalui prosespenyabunan[5J• Selain itu, adanya buih dapatmenjadi indikasi bagi awal pembentukkanlumpur (bakteri) yang biasanya ditandaidengan penurunan konsentrasi MLSS.Penurunan buih akan te~adi sesuai denganbertambahnya konsentrasi MLSS.Bertambahnya /umpur aktif dapat dilihat darikonsentrasi MLSS dan SV 30, dimanakonsentrasi normal untuk MLSS adalah 1500sampai dengan 3000 mill. Konsentrasi MLSSyang tinggi akan menyebabkan hasilpengollilhan yang kurang baik, kar~mapertumbuhan bakteri terlalu banyak ataupadat Meskipun dari hasil pengujian yangdiperoJeh nilai MLSS tidak selalu memenuhipersyaratan, namun secara umum kondisiproses lumpur aktif cukup optimal (TabeI.1).Kandungan MLSS setara dengan jumlahpadatan tersuspensi dan populasi bakteriyang terdapat da/am pengolahan biologi didalam bak aerasi. Nilai yang diperoleh masihmenunjukkan ni/ai baik yaitu kondisiperbandingan antara nutrisi yang didegradasidengan jumlah total pertumbuhanmikroorganisme cukup seimbang.

96

sebelum proses biologi)Hari

pHCODWarna55

ke(milL)(Pt-Co)(milL)

11

81.2776001312

9788 65014013

81.4061.15012514

81.4961.35024315

81.5881.25020716

86771.22020517

81.1061.51415118

89641.10018719

81.6591.87022920

81.4231.280230

Mengacu pada Tabel 2, jumlah oksigenyang dikonsumsi untuk mengoksidasi semuabahan organik didalam air menjadi CO2 danH20. Selain itu COD juga menunjukkanukuran jumlah oksigen yang dibutuhkanuntuk mengoksldasl bahsn aorganlk seesrskimia sehingga nilai COD akan meningkatsejalan dengan peningkatan bahan organik.

Berdasarkan data pengamatan terse but,warna air limbah mengalami prubahan dariwaktu ke waktu (Tabel. 2). Nilai warnaberkisar dari 600 sampai dengan 1870 Pt-Coyang berasal dari sisa penggunaan zatwama tekstil yang digunakan dalam prosespencelupan (dyeing) dan pembilasan. Zatwarna biasanya memiliki sifat mudah larutnamun sulit untuk diuraikan sehingga dapatmengakibatkan lepasnya zat-zat beracunseperti H2S dan metana pada waktupenguraian bahan-bahan tersebut. Pada

Berdasarkan data pada Tabel 3,menunjukkan nilai pH cukup stabil. Nilai inicukup baik karena masih berada dibawahnilai am bang batas yaitu pada pH 6 sampaidengan 9. Derajat keasaman merupakanparameter penting dalam air buangan untuk

- -

HarlCODWarna

55ke

PH(mg/L)

(Pt-(mg/L)Co)

11

777514510

12

732019015

13

782519816

14

766914312

15

775015717

1.6

740516914

17

747414617

187,5405975

19

763411419

20

77808822

Efisiensi pengolahan air limbah biasanyaditentukan oleh nilai efisiensi pengolahannyayang menggambarkan kemampuan unittersebut serta efektivitas reduksi bahanpencemarnya. Efisiensi dengan sistembioproses dapat dilihat pada Tabel 5.

kehidupan makhluk hidup air, tanaman air,kesehatan dan industri. Menurut Pescondikan akan hidup ideal pada pH 6,8 sampaidengan 8,5[4). Sementara nilai pH air

buangan proses-proses industri cenderun~bersifat biasa pada pH 8 sampai dengan 13(1Konsentrasi COD belum ada penurunanyang berarti (Tabel. 3), namun demikiansetelah dilakukan proses kimia pada airlimbah olahan seperti terlihat pada Tabel4.

enuenkondisi---------.------ --------,

Hari PHCODWarna5S

ke(mg/L)(Pt..co)(mg/L)

11

7300724

12

7210595

13

7341707

14

6409111615

62781238

16

6.522313110

17

714810712

18

7141723

19

71388811

20

61214215

Tabel 4. Pengamatan

industri wama akan menyerap air (panjanggelombang sinar tampak) yang menentukanwarna cairan itu. Warna itu sendirimerupakan karakteristik fisik konsentrasipartikel terlarut atau tersuspensi dalam airlimbah.

Kandungan padatan tersuspensi yangterdiri dari bahan organik dan organik (SS)berkisar entara 125 sampai depgan 243 mg/Ldimana tertinggi ditemukan pada hari ke 14(TabeI.2). Kondisi setelah proses biologi atausebelum dilakukan proses kimia dapat dilihatpada Tabel.3.

Tabel. 3. Kondisi setelah crases bioi

Tabel5. Efisiensi sistem b'--------Wa rna- --

Hari

CODCODEft

Warna

Eft

5555Eftinfluen

efluen influenefluen influenefluenke (mg/L)(mg/L)(%)

(pt-Co)(pt-Co)(%)(mg/L)(mg/L)

(%)

11

127730076,506007288130496,92

12

788 21073,356505990,92140596,43

13

140634175,7511507093.91125794,40

14

149640972,66135011191,78243697,53

15

158827882,49125012391,16207896,14

16

677 22367,76122013189,262051095,12

17

110614886,62151410792,931511292,05

18

964 14185,3711007293,45187398,39

19

1659 13891,6818708895,292291195,19

20

142312191,4912804296,722301593.48

97

Efisiensi pengolahan terhadap COD(TabeI.5) tampak berfluktuasi. Efisiensipengolahan yang optimum mulai didapatsejak hari k~tujuh tidak melebihi nilai ambangbatas 100 milL. kualitas air limbahpengolahan ini dapat diketahui denganmembandingkan hasil analisis denganstandar baku mutu air limbah untuk industritekstil yang ditetapkan. pemerintah (BPPI,1982).

Perbedaan setelah sistem bioprosesyang dilanjutkan dengan perlakuan kimiaatau sistem yang mendahulukan proseskimia diikuti dengan proses biologi(konfensional) ditujukkan pada Tabel 6.

Tabel 6. Perberdaan nilai COD danefisiensi pada sistem bioprosesdan konvensional

SistembioprQSM Sistem konvensionalIIari

CODCODEfiliensiCODCODEfisiensi

h Influenefluen(%)Influenefluen(%)

(martl(maIll (malUfmalll

11

127730076.50127731575.33

12

788 21073,3578824568,91

13

140634175.75140635175.04

14

149640972,66149642271.79

15

158827882,49158829481,49

16

67T 22367.7667T24562,81

17

110614886.62110623279,02

18

964 14185.3796420778,53

19

165913891.68165918988.61

20

142312191,49142317487,77

Oari data di atas menunjukkanperbedaan yang signifikan antara sistembioproses dengan konvensional. Namundemikian pad a hari ke 19 kedua sistemtersebut menunjukkan efisiensi nilai CODyang sama-sama paling tinggi.

KESIMPULANHasil pengamatan selama 20 hari dapatdisimpulkan sebagai berikut :1. Pertumbuhan mikroorganisme

menunjukkan cukup baik (biologicaltreatment) sehingga dapatmengkondisikan dengan penerapansistem bioproses.

2. Tercapainya efisiensi bioproses untuknilai COD, efisiensi tertinggi terjadi pada

98

hari ke 19 yaitu sebesar 91,68% masihsesuai dengan standar baku mutu yangditetapkan. Sedangkan dengan sistemkonvensional pada hari yang samahanya menunjukkan tingkat efisiensi nilaiCOD sebesar 88,61%

3. Nilai warna efisiensi tertinggi sebesar96,72% diperoleh pad a hari ke 20

4. Nilai SS efisiensi tertinggi dicapai padahari ke 18 sebesar 95,57%

5. Sistem bioproses menghasilkan nilaiCOD dibawah am bang batas sedangkandengan sistem konvensional belummemenuhi nilai am bang batas,

6. Penentuan sistem pengolahan air limbahtergantung pada karakteristik air limbahyang dihasilkan oleh proses produksi.

UCAPAN TERIMA

Ucapan terima kasih kami sampaikan kepadasaudara Mira di Tangerang, yang telah ikutmembantu penelitian ini.

DAFT AR PUST AKA

1. BPPI. 1982, Keputusan MenteriLingkungan Hidup, Buku Pencegahandan Penanggulangan PencemaranLingkungan Akibat Air Buangan IndustriTekstil, Balai Penelitian danPengembangan Industri (BPPI).

2. Chanlett, A. 1979. EnvironmentProtection, 2nd, ed, Mc Grow-Hill, NewYork, dalam; Endrawanto & H. Winamo,1996. Proses Pengolahan Limbah secaraFisika dan Kimia, Prosiding Pelatitahandan Lokakarya, Peranan Bioremediasidalam Pengelolaan Lingkungan, LlPI,BPPT, Hans Seidel Foundation (HSF)Jerman, di Cibinong.

3. Inhoff, K. 1940. Sewage Treatment, JohnWilley and Sons, Inc, New York.Nemerow, H.F, 1976. Industrial WaterPollution. Addition Wasley Publ. Comp.,Massachusetts.

4. Pescond, M.D. 1973. Investigation ofRational Effluents and Stream Standardfor Tropical Countries, AIT, Bangkok.

5. Sugiharto, 1987. Oasar-DasarPengolahan Air Limbah, UI Press,Jakarta.