PENYISIHAN FENOL PADA LIMBAH INDUSTRI DARI PT …mmt.its.ac.id/download/SEMNAS/SEMNAS VII/MTL/1....

Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi VIIProgram Studi MMT-ITS, Surabaya 2 Pebruari 2008

PENYISIHAN FENOL PADA LIMBAH INDUSTRI DARI PT XYZDENGAN KAYU APU (PISTIA STRATIOTES)

Dina Trisiana Iskandar dan Yulinah TrihadiningrumJurusan Teknik Lingkungan,

Program Pascasarjana, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.Email : [email protected]

ABSTRAK

Air limbah yang mengandung fenol (limbah B-3) memerlukan pengolahankhusus sebelum dibuang ke badan air. Pengolahan secara fisik, kimiawa dan biologisbelum efektif dan efisien, sehingga diperlukan pengolahan tersier secara fitoremediasidengan memanfaatkan kayu apu (Pistia stratiotes). Dalam penelitian ini digunakan duajenis limbah yang digunakan adalah limbah industri phenolic water dan limbah fenolbutan dengan variasi konsentrasi fenol 2,14 mg/L 1,07 mg/L dan 0,53 mg/L. Penelitianini digunakan duplo reaktor uji, reaktor kontrol tanpa kayu apu dan reaktor kontroltanpa penambahan limbah. Penelitian ini digunakan sistem batch selama 30 hari.

Hasil penelitian menunjukkan efisiensi sistem bioreaktor kayu apu dalampenyisihan konsentrasi fenol dan COD pada reaktor uji limbah industri phenolic waterberkisar antara 79,32 % - 94,88 % dan 31,82 % - 72,92 %. Efisiensi sistem bioreaktorkayu apu dalam penyisihan konsentrasi fenol dan COD pada reaktor uji limbah fenolbuatan berkisar antara 79,32 % - 95,58 % dan 45,83 % - 63,64 %. Sedangkan hasilpenyisihan konsetrasi fenol pada limbah buatan 2,14 mg/L secara evaporasi tanpaaktivitas mikroorganisme sebesar 62,09 % selama 6 hari. Hal ini menunjukkan bahwareaktor kayu apu tidak memiliki kemampuan penyisihan fenol yang cukup signifikan.

Kata kunci: kayu apu, penyisihan, fenol, COD

PENDAHULUAN

Pertumbuhan industri yang pesat belum diiringi dengan perhatian maksimalterhadap limbah yang dihasilkan dari sisa produksi, sehingga limbah yang dihasilkanmasih bersifat membahayakan ekosistem maupun organisme di dalamnya. Limbah yangmengandung senyawa fenol merupakan limbah B-3 dapat menimbulkan bau tidaksedap, bersifat racun dan korosif terhadap kulit (iritasi), menyebabkan gangguankesehatan manusia dan kematian pada organisme di perairan dengan nilai konsentrasitertentu. Limbah ini berasal dari industri yang menggunakan fenol sebagai bahan baku,seperti industri migas, perekat, kayu lapis, farmasi, cat, tekstil, keramik dan plastik.

Menurut Keputusan Gubernur Jatim No. 45 Tahun 2002 tentang Baku MutuLimbah Cair Industri menetapkan konsentrasi maksimum fenol pada limbah industrisebesar 1 mg/L dan menurut Peraturan Daerah Kota Surabaya No. 02 Tahun 2004tentang Pengelolan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air menetapkankonsentrasi fenol pada baku mutu air maksimum 1 µg/l, sehingga diperlukan adanyapengolahan limbah fenol sebelum di buang ke badan air. Pengolahan fenol pada limbahindustri secara fisik dan kimiawi memiliki kendala biaya yang cukup mahal, sedangkanpengolahan secara biologis masih belum memenuhi baku mutu, sehinggadiperlukanalternatif pengolahan tersier limbah fenol secara fitoremediasi yang mudah diterapkandan tidak memerlukan biaya tinggi. Pengolahan fenol secara fitoremediasi dengan


ISBN : 978-979-99735-4-2D-1-2

memanfaatan sistem bioreaktor tumbuhan air dimungkinkan karena fenol merupakansenyawa karbon berbentuk aromatik dengan gugus hidroksil (-OH) sehingga dapatmudah diuraikan oleh mikroorganisme.

Kayu apu (Pistia stratiotes) merupakan tumbuhan yang terapung di ataspermukaan air (Floating Aquatic Plant) yang telah banyak dikenal dalam prosesfitoremediasi. Kayu apu banyak ditemukan di kanal, danau, sungai, penampungan air,sawah, pada air yang bergerak pelan atau menggenang di daerah tropis. Berdasarkanpenelitian sebelumnya menyebutkan kayu apu dapat tumbuh dengan baik dalam airbuangan dan dapat menurunkan kandungan pencemar dalam air limbah sampai dengan90% (Sari, 1999 dan Damayanti, 2000). Pemanfaatan kayu apu pada pengolahan airlimbah dapat menurunkan konsentrasi COD sebesar 64,7%; N-total sebesar 72,3% danP-total sebesar 69,3% (Sari, 1999) dan menurunkan logam berat Cd sebesar 96,73%selama waktu tinggal 6 hari (Priyanto, 2007). Dengan demikian, diperlukan adanyapenelitian mengenai kemampuan sistem bioreaktor kayu apu dalam menurunkankandungan fenol dalam limbah industri PT XYZ yang berupa phenolic water.

Rumusan masalah yang akan dikaji pada penelitian ini adalah adalah sebagaiberikut:

1. Berapa konsentrasi maksimum fenol yang mampu diturunkan kadarnya olehsistem bioreaktor kayu apu.

2. Berapa besar kemampuan sistem bioreaktor kayu apu dalam menurunkan kadarfenol dan COD pada limbah industri phenolic water dari PT XYZ dan limbahfenol buatan dengan konsentrasi yang bervariasi.

3. Berapa besar kemampuan sistem bioreaktor kayu apu dalam menurunkankandungan fenol dan COD pada limbah phenolic water dibandingkan limbahfenol buatan.

Serta penelitian ini memiliki tujuan sebagai berikut::1. Menentukan konsentrasi maksimum fenol yang mampu diturunkan kadarnya

oleh sistem bioreaktor kayu apu.2. Menentukan kemampuan sistem bioreaktor kayu apu dalam menurunkan kadar

fenol dan COD pada limbah industri phenolic water dari PT XYZ dan limbahfenol buatan dengan konsentrasi yang bervariasi.

3. Membandingkan kemampuan sistem bioreaktor kayu apu dalam menurunkankandungan fenol dan COD pada limbah industri phenolic water dari PT XYZdan limbah fenol buatan.

Fenol (C6H5OH) atau asam karbolat atau benzenol merupakan senyawaaromatik, turunan benzene dengan gugus hidroksil (-OH) yang terikat pada cincinbenzene. Fenol merupakan salah satu senyawa karbon yang menurut ikatannyatermasuk senyawa aromatik. Berdasarkan prioritas limbah beracun yang ditetapkan olehEPA disebutkan bahwa fenol mempunyai karakteristik pada konsentrasi rendah dapatmencemari perairan, mempunyai rasa tidak sedap, sulit untuk dihilangkan pada prosespengolahan air minum secara konvensional serta dapat memungkinkan terjadinyakarsinogenik. Sumber limbah fenol alamiah berasal dari bahan bakar fosil, limbahdomestik, pembersihan oli, destilasi tar, industri manufaktur plastik dan herbisida dankeseluruhan yang mengandung senyawa fenol (Tedder dan Pohland, 1989).

Senyawa fenol dapat didegradasi karena merupakan senyawa organik dengangugus aromatik dan gugus hidroksil (-OH) yang terikat pada cincin benzene sehinggapotensial untuk didegradasi. Bakteri yang berperan mendegradasi senyawa fenolPseudomonas sp., Arthrobacter sp., Mycoplana sp. dan Flawbacterium peregilum


ISBN : 978-979-99735-4-2D-1-3

mempunyai kemampuan dalam mendegradasi senyawa aromatik yang akandimetabolisme menjadi bentuk catechol (Rothmel, 1990). Selain bakteri, jamur jugadapat memanfaatkan fenol sebagai sumber karbon dan energi, antara lain jamurTrichosporon cutaneum dan Candida tropicalis (Neujahr, 1970 dalam Gerrard, 2006).

PT XYZ dalam memenuhi kebutuhan produksinya menggunakan teknologiGasifikasi Batubara (Clean Coal Gasifier) sebagai alternatif penggunaan BBM.Teknologi gasifikasi menghasilkan limbah phenolic water. Penggolahan limbahphenolic water secara biologis dan kimiawi belum menunjukkan tingkat removal yangbaik.

Fitoremediasi adalah suatu teknologi yang mengkombinasikan kemampuantumbuhan dan sekelompok mikroba dalam mendegradasi, mengangkut, menonaktifkanatau mengimobilisasi senyawa toksik di tanah. Tumbuhan secara langsungmengumpulkan (phytoaccumulation) dan mempergunakan polutan dalammetabolismenya (phytodegradation). Bioremediasi in-situ terjadi pada sistem perakarantanaman (rhizodegradation). Tumbuhan menyediakan perakaran sebagai tempat hidupmikroba. Fitoremediasi bertujuan dalam membersihkan lahan yang tercemar larutankloinasi, campuran BTEX, fenol dan PAHs. (Harvey,2002 dan Lin, 1998 dalam Truu,2003)

Kayu apu atau water lettuce (Pistia stratiotes) merupakan tumbuhan air yangterapung di atas permukaan air (Floating Aquatic Plant). Kayu apu banyak ditemukandi kanal, danau, sungai, penampungan air, sawah, pada air yang bergerak pelan ataumenggenang di daerah tropis. Tumbuhan ini sangat cocok tumbuh di kolam yang sangatteduh (Junior dan Ted, 2003). Temperatur pertumbuhan optimal pada tumbuhan iniadalah 22-30o C (72-86oF). Tumbuhan air ini menyuakai hidup pada daerah yang sedikitasam, yaitu pada pH 6,5-7,2 (Rivers III, 2005).

Kayu apu mempunyai kemampuan dalam menurunkan kandungan pencemardalam air limbah sampai dengan 90 % (Sari, 1999 dan Damayanti, 2000). Selain itupemanfaatan kayu apu dalam pengolahan air limbah dapat menurunkan kandunganlogam berat Cd sebesar 96,73% selama waktu tinggal 6 hari (Priyanto, 2007). Padapenelitian pengolahan air limbah dengan pemanfaatan kayu apu, dapat mencapaiprosentase penurunan COD sebesar 64,7 %, konsentrasi N-total sebesar 72,3 % dankonsentrasi P-total sebesar 69,3 % (Sari, 1999).

METODOLOGI PENELITIAN

Metodologi penelitian merupakan acuan dalam melaksanakan aktivitaspenelitian. Metodologi penelitian tertuang pada kerangka peneltian dan tahapanpenelitian. Tujuan kerangka penelitian adalah untuk memberikan arahan dalammelaksanakan studi, mendapatkan gambaran awal mengenai tahapan studi secarasistematis, memudahkan dalam mengetahui hal-hal yang berkaitan dengan pelaksanaanstudi dan enghindari atau memperkecil kemungkinan terjadinya kesalahan danpenyimpangan dalam pelaksanaan studi. Sedangkan tahapan penelitian ini berisi tentanglangkah-langkah yang akan dilakukan selama pelaksanaan penelitian. Tahapanpenelitian meliputi studi literatur, analisis pendahuluan, persiapan rancangan percobaan,persiapan alat dan bahan, penelitian pendahuluan, pelaksanaan penelitian, analisis danpembahasan serta kesimpulan. Tahapan penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1


ISBN : 978-979-99735-4-2D-1-4

Gambar 1. Tahapan Penelitian

‘’’

‘

Mekanisme Degradasi Senyawa Organikoleh Tumbuhan Air

Persiapan Bahan :Persiapan fenolPersiapan air limbah industri keramikTumbuhan KAyu Apu dan media tanam

Pelaksanaan Penelitian: Aklimatisasi Metode penelitian: Sistem proses: batch dalam rumah kaca Sistem pencahayaan : alami (sinar matahari)

Mengaplikasikan tumbuhan kayu apu pada media tanam pada duplo reaktor

Pembuatan Laporan: Penyisihan fenol oleh sistem biorektor kayu apu Penyisihan COD oleh sistem biorektor kayu apu Perbandingan penyisihan fenol dan COD oleh sistem biorektor dengan dan tanpa kayu apu Perbandingan perkembangan morfologi tumbuhan kayu apu dengan dan tanpa limbah fenol

Variasi jenis limbah: Limbah fenol buatan Limbah industri phenolic water

Pengamatan setiap 6 hari sekali selama 30 hari dengan parameter: Konsentrasi Fenol dan COD

Pengamatan setiap 1 hari sekali selama 30 hari dengan parameter: pH dan Temperatur

Pengamatan morfologi tumbuhan setiap 3 hari sekal selama 30 hari.

Ide Tugas Akhir /Judul:Penyisihan fenol pada limbah industri dari pt. xyz dengan tanaman Kayu Apu (Pistia stratiotes)

Persiapan Bahan: Limbah fenol buatan dan limbah industri phenolic water Tumbuhan kayu apu dan media tanam Bahan kimia yang diperlukan

Penelitian Pendahuluan: Aklimatisasi Penentuan konsentrasi fenol maksimum yang dapat diserap oleh sistem bioreaktor kayu apu

Persiapan Alat: Rumah kaca Reaktor plastik Peralatan penunjang

Studi Literatur: Fenol Mekanisme degradasi senyawa fenol Limbah Industri phenolic water Fitoremediasi Tumbuhan Kayu Apu Kebutuhan Unsur Hara

Kesimpulan dan Saran

Variasi jenis limbah: 12,82 mg/L (Pengenceran 30x) 6,41 mg/L (Pengenceran 60x) 4,27 mg/L (Pengenceran 90x)


ISBN : 978-979-99735-4-2D-1-5

Pada penilitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan siste bioreaktorkayu apu dalam menurunkan konsentrasi fenol dan COD. Penelitian ini diperlukan alatberupa plastik bervolume 20, rumah kaca, pH meter, spektrofotometer, kondensor danalat pemanas. Bahan yang digunakan pada penelitian ini berupa tumbuhan kayu apu,limbah fenol buatan dan limbah industri phenolic water, air kolam sebagi pengencer,bahan-bahan kimia untuk analisa fenol dan COD dan pupuk NPK. Tiap reaktor berisi airkolam sebanyak 20 L, kayu apu sebesar 100 gr dan pupuk NPK sebesar 3,97 mg.

Penelitian pendahuluan dilakukan untuk mengetahui konsentrasi maksimumyang mampu ditoleransi kadarnya oleh sistem bioreaktor kayu apu. Tahapan penelitianpendahuluan ini, yaitu aklimatisasi selama 7 hari dan penelitian penentuan konsentrasifenol maksimum selama 7 hari. Pelaksanaan aklimatisasi menggunakan limbah fenolbuatan dengan konsentrasi 1 mg/L. Penelitian penentuan konsentrasi fenol maksimumberdasarkan variasi konsentrasi limbah industri Phenolic water, yaitu 12,82 mg/L, 6,41mg/L, 4,27 mg/L, 3,025 mg/L, 2,56 mg/L dan 2,14 mg/L. Penentuan variasi konsentrasiini didasarkan pada konsentrasi limbah industri phenolic water sebesar 384,6 mg/L(hasil analisis BPKI Surabaya).

Pelaksanaan penelitian diaplikasikan pada duplo reaktor variasi jenis limbahindustri phenolic water dan limbah fenol buatan dengan konsentrasi 2,14 mg/L, 1,07mg/L dan 0,53 mg/L (berdasarkan hasil penelitian pendahuluan). Pelaksanaan penelitiandilakukan dengan tahapan, yaitu aklimatisasi selama 7 hari dan pelaksanaan penelitianselama 30 hari. Analisis yang dilakukan berupa analisis fenol, COD, pH dan temperatur.Analisis konsterasi fenol dilakukan setiap 6 hari sekali selama 18 hari, analisis CODdilakukan setiap 6 hari selama 30 hari serta analisis pH dan temperatur setiap hariselama 30 hari. Penelitian ini bertujuan untuk memnentukan kontribusi kemampuiankayu apu dalam menurunkan konsentrasi yang dilakukan dengan membandingkanreaktor uji dan reaktor kontrol. Reaktor uji berisi kayu apu yang diaplikasikan padalimbah fenol buatan dan limbah industri phenolic water, sedangkan reaktor kontrolterdapat 2 jenis, yaitu reaktor kontrol yang berisi air kolam dengan penambahan limbahtanpa kayu apu serta reaktor kontrol yang berisi kayu apu tanpa penambahan limbah.

Analisa data dan pembahasan dilakukan pada data yang telah diperoleh darihasil pengukuran parameter yang meliputi penurunan konsentrasi fenol dan parameterlain yang mempengaruhi. Analisa data dan pembahasan ini dilakukan sesuai dengandasar-dasar teori yang mendukung pada tinjauan pustaka yang berasal dari text book,jurnal, artikel di internet dan sebagainya.

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Penelitian Pendahuluan

Pada penelitian ini dilakukan penelitian pendahuluan terlebih dahulu gunamenetukan konsentrasi fenol maksimum yang mempu ditoleransi kadarnya oleh sistembioreaktor kayu apu. Tahapan penelitian pendahuluan beruapa aklimatisasi selama 7hari dan penelitian penentuan konsentrasi fenol maksimum selama 7 hari. enelitianpoendahuluan ini diaplikasikan pada limbah industri phenolic water dengan variasikonsentrasi 12,82 mg/L, 6,41 mg/L, 4,27 mg/L, 3,205 mg/L, 2,56 mg/L dan 2,14 mg/L.Hasil penelitian pendahuluan menenunkukkan konsentrasi maksimum fenol yangmempu ditoleransi kayu apu sebesar 2,14 mg/L. Hasil penelitian pendahuluan dapatdilihat pada Tabel 1


ISBN : 978-979-99735-4-2D-1-6

Tabel 1. Penentuan Konsentrasi Maksimum pada Limbah Industri Phenolic Water

Konsentrasi(mg/L)

Waktu Pengamatan (hari)1 2 3 4 5 6 7

12,82 Segar Layu Layu Layu Layu Mati Mati6,41 Segar Segar Segar Layu Layu Layu Mati4,27 Segar Segar Segar Segar Segar Layu Layu3,205 Segar Segar Segar Segar Segar Segar Layu2,56 Segar Segar Segar Segar Segar Segar Layu2,14 Segar Segar Segar Segar Segar Segar Segar

Pelaksanaan Penelitian

Berdasarkan hasil konsentrasi fenol maksimum pada penelitian pendahuluandigunakan variasi konsentrasi fenol sebesar 2,14 mg/L, 1,07 mg/L dan 0,53 mg/L padapelaksanaan penelitian ini. Penelitian ini dilakukan analisis konsentrasi fenol, COD, pHdan temperatur. Pada penelitian ini hanya dilakukan analisis fenol hingga hari ke-18, halini disebabkan efisiensi penurunan fenol telah mencapai lebih dari 90% baik padareaktor uji dan reaktor kontrol pada kedua jenis limbah serta telah memenuhi bakumutu. Hasil penelitian efisiensi penurunan fenol pada reaktor uji dan reaktor kontrollimbah industri phenolic water dapat dilihat pada Tabel 2. Sedangkan efisiensipenurunan fenol pada reaktor uji dan reaktor kontrol limbah fenol buatan dapat dilihatpada Tabel 3.

Tabel 2 Efisiensi Penurunan Konsentrasi Fenol pada Limbah Industri Phenolic Water

HariEfisiensi Penurunan Fenol (%)

PW 2,14Tumb.

PW 1,07Tumb.

PW 0,53Tumb.

PW 2,14Kontrol

PW 1,07Kontrol

PW 0,53Kontrol

0 0 0 0 0 0 06 70,89 63,37 56,80 60,73 39,24 17,0712 88,84 81,41 63,51 83,36 76,91 57,5815 93,08 89,10 69,26 88,63 86,42 70,8318 94,88 91,86 79,32 92,07 90,46 77,90

Tabel 2 menunjukkan bahwa tingkat efisiensi penurunan konsentrasi fenolterbesar terjadi pada konsentrasi 2,14 mg/L, dimana pada reaktor uji sebesar 94,88 %dan reaktor kontrol sebesar 92,07%. Efisiensi penurunan fenol pada reaktor uji terbesarterjadi pada konsentrasi 2,14 mg/L. Hal ini menunjukkan terjadinya peristiwa osmosis,yaitu perpindahan atau transfer fenol dari media tanam (konsentrasi tinggi) menujujaringan tubuh kayu apu (konsentrasi rendah). Selisih efisiensi penurunan fenol padareaktor uji dan reaktor kontrol tidak terlalu besar, hal ini menunjukkan kayu apu tidakmemiliki kontribusi berarti dalam menurunkan konsentrasi fenol.

Tabel 3 Efisiensi Penurunan Konsentrasi Fenol padaLimbah Fenol Buatan

HariEfisiensi Penurunan Fenol (%)

FB 2,14Tumb.

FB 1,07Tumb.

FB 0,53Tumb.

FB 2,14Kontrol

FB 1,07Kontrol

FB 0,53Kontrol

0 0 0 0 0 0 06 85,02 53,84 13,22 87,08 77,97 41,4212 91,78 83,22 67,52 90,70 82,96 73,9715 94,55 88,66 71,18 94,07 92,12 82,3518 95,58 92,56 79,32 95,93 93,97 84,98

(a)


ISBN : 978-979-99735-4-2D-1-7

Tabel 3 menunjukkan efisiensi penurunan fenol pada limbah fenol buatan lebihbesar terjadi pada reaktor kontrol dibandingkan reaktor uji. Perbedaan ini dimungkinkanadanya mikroorganisme yang cocok dalam mendegradasi senyawa fenol menjadai io-ion organik yang akan diserap oleh ganggang. Selain itu dipengaruhi oleh adanyasimbiosis antara mikroorganisme dan gangang lebih baik dibandingkan tehadap kayuapu. Tingginya efisiensi penurunan fenol pada reaktor kontrol juga dimungkinkanadanya faktor evaporasi. Penjelasan mengenai faktor evaporasi dalam menurunkanlimbah fenol buatan secara jelas pada Tabel 4.

Tabel 4. Penurunan Konsentrasi Fenol secara Evaporasi Limbah Fenol Buatan 2,14 mg/L

Hari Konsentrasi Fenol Buatan (mg/L) Efisiensi Penurunan (%)0 2,14 02 1,860 28,034 1,744 39,616 1,519 62,09

Tabel 4 menunjukkan bahwa pada penurunan konsentrasi fenol dapatberlangsung secara evaporasi (penguapan) dengan hasil yang signifikan. Pada hari ke-6menunjukkan bahwa pada limbah fenol buatan konsentrasi 2,14 mg/L memcapaiefisiensi penyisihan sebesar 62,09 %. Dengan demikian kayu apu dalam prosespengalahan limbah (tertiary treatment) tidak mempunyai peran signifikan dalammenurunkan konsentrasi fenol.

Salah satu tujuan penelitian ini untuk mengetahui perbandingan kemampuansistem bioreaktor kayu apu dan sistem bioreaktor kontrol dalam menyisihkan fenol padalimbah industri phenolic water dan fenol buatan. Perbandingan efisiensi penurunankonsentrasi fenol pada limbah industri phenolic water dan limbah fenol buatandilakukan pada akhir pengamatan selama 18 hari dapat dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5 Hasil Penelitian Perbandingan Efisiensi Penurunan Fenol pada Limbah IndustriPhenolic Water dan Limbah Fenol Buatan di Akhir Pengamatan (hari ke-18).

JenisReaktor

Efisiensi (%)Konsentrasi Limbah

Phenolic Water (mg/L)Konsentrasi LimbahFenol Buatan (mg/L)

2,14 1,07 0,53 2,14 1,07 0,53Uji 94,88 91,86 79,32 95,58 92,56 79,32

Kontrol 92,07 90,46 77,90 95,93 93,97 84,98

0

20

40

60

80

100

120

PW 2,14 PW 1,07 PW 0,53 FB 2,14 FB 1,07 FB 0,53

Jenis Reaktor

Rem

oval

Fen

ol (%

)

R. Uji Phenolic Weter R. Kontrol Phenolic WaterR. Uji Fenol Buatan R. Kontrol Fenol Buatan

Gambar 1 Grafik Perbandingan Efisiensi Penurunan Fenol pada Limbah IndustriPhenolic Water dan Limbah Fenol Buatan di Akhir Pengamatan (hari ke-18)


ISBN : 978-979-99735-4-2D-1-8

Berdasarkan Tabel 5 dan Gambar 1 secara keseluruhan menunjukkan bahwaefisiensi penurunan fenol lebih besar terjadi pada limbah fenol buatan dibandingkanpada limbah indutri phenolic water. Hal ini dimungkinkan limbah fenol buatan hanyaterkandung senyawa fenol sedangkan pada limbah phenolic water terkandung senyawalain hasil proses gasifikasi batubara yang lebih kompleks, sehingga mikroorganismelebih mudah mendegradasi limbah fenol buatan. Efisiensi penurunan fenol pada limbahindustri phenolic water terbesar terjadi pada reaktor uji dengan konsentrasi 2,14 mg/Lyaitu sebesar 94,88 %. Hal ini disebabkan pada limbah industri phenolic water terdapatsimbiosis yang baik antara mikroorganisme dan kayu apu, meskipun peran kayu tidakterlalu signifikan. Sedangkan penurunan fenol terbesar pada limbah fenol buatan terjadipada reaktor kontrol dengan konsentrasi 2,14 mg/L yaitu sebesar 95,93 %. Hal inidisebabkan adanya mikroorganisme yang cocok dalam mendegradasi fenol danevaporasi yang besar. Tingkat evaporasi yang besar pada reaktor kontrol terjadidimungkinkan karena tidak adanya kayu apu yang menghalangi area penguapan.

Penelitian ini juga dilakukan analisis COD guna mengetahui penurunan zat organikpada reaktor uji dan reaktor kontrol limbah industri phenolic water maupun reaktor kontroltanpa penambahan limbah fenol selama 30 hari. Hasil penelitian efisiensi penurunan CODpada reaktor uji dan reaktor kontrol limbah industri phenolic water dapat dilihat padaTabel 6. Sedangkan efisiensi penurunan COD pada reaktor uji dan reaktor kontrol limbahfenol buatan dapat dilihat pada Tabel 7.

Tabel 6. Efisiensi Penurunan COD pada Limbah Industri Phenolic Water

Hari

Efisiensi Penurunan COD (%)

KontrolPW2,14

Tumb.

PW1,07

Tumb.

PW0,53

Tumb.

PW2,14

Kontrol

PW1,07

Kontrol

PW0,53

Kontrol0 0 0 0 0 0 0 06 9 54,50 28,78 34,28 18,10 37,74 31,75

12 25 60,42 34,78 44,44 35 68,42 68,7515 33,33 66,67 45,89 50,61 55,55 81,29 77,7818 50 72,92 56,52 55,56 65 84,21 81,2524 37,5 77,08 52,17 44,44 88 81,58 7830 25 72,92 47,83 38,89 85 73,68 75

Tabel 6 menunjukkan bahwa efisiensi penurunan COD terbesar terjadi padareaktor kontrol konsentrasi fenol 2,14 mg/L mengalami peningkatan pada hari ke-24mencapai 88 % dan menurun kembali pada hari ke-30 menjadi 85 %. Kematiansejumlah kayu apu berpengaruh dalam menurunkan efisiensi COD pada hari ke-18 dab24. Kematian kayu apu disebabkan tidak adanya penambahan nutrien selama masapenelitian dan faktor pemanenan. Sedangkan efisiensi penurunan COD dapat diliht padaTabel 8.

Tabel 7 menunjukkan bahwa efisiensi penurunan COD terbesar terjadi padareaktor uji konsentrasi fenol 2,14 mg/L terbesar pada hari ke-18 sebesar 72,73 % danmenurun pada hari ke-30 menjadi 63,64 %. %. Hal ini dimungkinkan adanya simbiosisyang baik antara mikroorganisme dan kayu apu meskipun peran kayu tidak terlalusignifikan. Perbandingan efisiensi penurunan konsentrasi fenol pada limbah industriphenolic water dan limbah fenol buatan dilakukan di akhir pengamatan selama 30 haridapat dilihat pada Tabel 8 dan Gambar 2.


ISBN : 978-979-99735-4-2D-1-9

Tabel 7. Efisiensi Penurunan Konsentrasi COD pada Limbah Fenol Buatan (%)

HariEfisiensi Penurunan COD (%)

Kontrol FB 2,14Tumb.

FB 1,07Tumb.

FB 0,53Tumb.

FB 2,14Kontrol

FB 1,07Kontrol

FB 0,53Kontrol

0 0 0 0 0 0 0 06 9 33,82 19,11 31,75 46,92 36,30 31,7512 25 50 44,44 56,25 66,67 50 5015 33,33 63,64 55,56 66,69 77,79 55,55 55,5618 50 72,73 66,67 81,25 83,33 70 62,5024 37,5 68,18 72,22 75,00 75 65 7530 25 63,64 77,78 68,75 58,33 60 63

Tabel 8. Perbandingan Efisiensi Penurunan COD pada Limbah IndustriPhenolic Water dan Limbah Fenol Buatan di Akhir Pengamatan (hari ke-30)

JenisReaktor

Efisiensi (%)Konsentrasi Limbah

Phenolic Water (mg/L)Konsentrasi LimbahFenol Buatan (mg/L)

2,14 1,07 0,53 2,14 1,07 0,53Uji 72,92 47,83 38,89 63,64 77,78 68,75

Kontrol 85 73,68 75 58,33 60 63

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

PW 2,14 PW 1,07 PW 0,53 FB 2,14 FB 1,07 FB 0,53

Jenis Reaktor

Rem

oval

CO

D (%

)

R. Uji Phenolic Weter R. Kontrol Phenolic WaterR. Uji Fenol Buatan R. Kontrol Fenol Buatan

Gambar 2. Perbandingan Efisiensi Penurunan COD pada Limbah Industri PhenolicWater dan Limbah Fenol Buatan di Akhir Pengamatan (hari ke-18)

Berdasarkan Tabel 9 dan Gambar 2 secara keseluruhan menunjukkan bahwaefisiensi penurunan COD lebih besar terjadi pada limbah fenol buatan dibandingkanpada limbah indutri phenolic water. Hal ini menunjukkan bahwa pada limbah phenolicwater tidak hanya terkandung senyawa fenol tetapi juga senyawa lain hasil prosesgasifikasi batubara yang lebih kompleks, sehingga memiliki kandungan COD awal yanglebih tinggi. Dengan demikian mikroorganisme lebih sulit dalam mendegrasi zat-zatorganik pada limbah industri phenolic water. Efisiensi penurunan COD pada limbahindustri phenolic water terbesar terjadi pada reaktor kontrol konsentrasi 2,14 mg/Lsebesar 85 %. Sedangkan penurunan COD terbesar pada limbah fenol buatan terjadipada reaktor uji konsentrasi 2,14 mg/L sebesar 63,64 %. Hal ini dimungkinkan adanyasimbiosis yang baik antara mikroorganisme dan kayu apu meskipun peran kayu tidakterlalu signifikan. Pengukuran pH dilakukan dengan menggunakan alat pH meter. Hasilpengukuran pH pada reaktor uji dan reaktor kontrol limbah industri phenolic water danlimbah fenol buatan dapat dilihat pada Gambar 3 dan Gambar 4.


ISBN : 978-979-99735-4-2D-1-10

6,06,57,07,58,08,59,09,5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Waktu Pengambilan Sampel (hari)

pH

Kontrol PW 2,14 Tumb PW 2,14 Kontrol

6,06,57,07,58,08,59,09,5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30


pH


6,06,57,07,58,08,59,09,5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30


pH

Kontrol PW 0,53Tumb PW 0,53 Kontrol

6,06,57,07,58,08,59,09,5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30


pH

Kontrol FB 2,14 Tumb FB 2,14 Kontrol

6,06,57,07,58,08,59,09,5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30Waktu Pengambilan Sampel (hari)

pH

Kontrol FB 1,07 Tumb FB 1,07 Kontrol

6,06,57,07,58,08,59,09,5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30


pH

Kontrol FB 0,53Tumb FB 0,53 Kontrol

(a) (b)

(c)

Gambar 3. Pengukuran pH pada Limbah Industri Phenolic Water(Konsentrasi 2,14mg/L (a), Konsentrasi 1,07 mg/L (b) dan Konsentrasi 0,53 mg/L (c))

(a) (b)

(c)

Gambar 4. Pengukuran pH pada Limbah Fenol Buatan(Konsentrasi 2,14mg/L (a), Konsentrasi 1,07 mg/L (b) dan Konsentrasi 0,53 mg/L (c))

Gambar 3 - 4 menunjukkan bahwa perubahan pH tidak terlalu signifikan danpenurunan fenol dan COD pada limbah industri phenolic water dan limbah fenol buatanberlangsung pada rentang pH 7 - 9.


ISBN : 978-979-99735-4-2D-1-11

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

30,0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30


Suhu

(oC

)


27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

30,0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30


Suhu

(oC

)


27,0

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

30,0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30


Suhu

(oC

)


27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

30,0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30


Suhu

(oC

)


27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

30,0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30


Suhu

(oC

)


27,0

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

30,0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30


Suhu

(oC

)


Pengukuran temperatur juga dilakukan dengan menggunakan alat pH meter.Hasil pengukuran pH pada reaktor uji dan reaktor kontrol limbah industri phenolicwater dan limbah fenol buatan dapat dilihat pada Gambar 5 dan Gambar 6.

(a) (b)

(c)

Gambar 5. Pengukuran Temperatur pada Limbah Industri Phenolic Water(Konsentrasi 2,14mg/L (a), Konsentrasi 1,07 mg/L (b) dan Konsentrasi 0,53 mg/L (c))

(a) (b)

(c)

Gambar 6. Pengukuran pH pada Limbah Fenol Buatan(Konsentrasi 2,14mg/L (a), Konsentrasi 1,07 mg/L (b) dan Konsentrasi 0,53 mg/L (c))


ISBN : 978-979-99735-4-2D-1-12

Gambar 5 - 6 menunjukkan bahwa bahwa perubahan temperatur tidak terlalusignifikan dan penurunan fenol dan COD pada reaktor uji dan kontrol limbah industriphenolic water dan limbah fenol buatan berlangsung pada rentang temperatur normal,yaitu antara 28- 29,5oC.

KESIMPULAN

1. Konsentrasi maksimum fenol yang mampu diturunkan kadarnya oleh sistembioreaktor kayu apu adalah 2,14 mg/L.

2. a. Efisiensi sistem bioreaktor kayu apu dalam menurunkankonsentrasi fenol dan COD pada limbah industri phenolic water, masing-masingsebesar 79,32 % - 94,88 % dan 38,89 - 72,92 %

b. Efisiensi sistem bioreaktor kontrol dalam menurunkankonsentrasi fenol dan COD pada limbah industri phenolic water, masing-masingsebesar 77,90 % - 92,07 % dan 75 % - 85 %

c. Efisiensi sistem bioreaktor kayu apu dalam menurunkan konsentrasi fenol danCOD pada limbah fenol buatan, masing-masing sebesar 79,32 % - 95,58 % dan63,64 % - 77,78 %.

d. Efisiensi sistem bioreaktor kontrol dalam menurunkankonsentrasi fenol dan COD pada limbah fenol buatan, masing-masing sebesar84,98 % - 95,93 % dan 58,33 % - 63 %.

3. Efisiensi sistem bioreaktor kayu apu dalam penurunan fenol tertinggi pada limbahfenol buatan, sedangkan efisiensi penurunan COD tertinggi pada limbah industriphenolic water

4. Kayu apu tidak memiliki peran yang cukup signifikan.

DAFTAR PUSTAKA

Damayanti, A. 2000. Studi Pemanfaatan Kayu Apu (Pistia stratiotes) UntukMenurunkan COD, N, P pada Lindi TPA Keputih Surabaya. Surabaya: TugasAkhir Jurusan Teknik Lingkungan FTSP-ITS.

Gerrard, A. M., et al. July. 2006.Simple Models for Continous Aerobic Biodegradationof Phenol in a Packed Bed Reactor. Barazilian Archives of Biology andTechnology. An International Journal. Vol. 49 n-4; pp. 669-676.

Priyanto, Budhi. Maret, 2007. Pengembangan Teknologi Pemanfaatan SumberdayaHayati Tumbuhan Untuk Pembersihan Pencemaran Logam<URL:http://www.bppt.go.id/html>

Rothmel, R. K. Dan Chakrabarty, A . M., Intterrelation of Chemistry andBiotechnology-Iit Microbial Degradation of Synthetic Recalcitrant Compounds.

Sari, P. M. 1999. Studi Pemanfaatan Kayu Apu (Pistia stratiotes) untuk MenurunkanCOD, N dan P pada Air Limbah Pabrik Tahu. Surabaya: Tugas Akhir JurusanTeknik Lingkungan FTSP-ITS.

Tedder D. William dan Pohland, Frederick, G. 1989. Emerging Technologies InHazardous Waste Management Washington DC: American Chemical Society.

Truu, J.. et. al. 2003. “Enhanced Biodegradation of Oil Shale Chemical Industry SolidWastes by Phytoremediation and Bioaugmentation”. Oil Shale. Vol. 20, No. 3SPECIAL ISSN 0208-189X. pp. 421-428

PENYISIHAN FENOL PADA LIMBAH INDUSTRI DARI PT …mmt.its.ac.id/download/SEMNAS/SEMNAS VII/MTL/1....

Documents

Transcript of PENYISIHAN FENOL PADA LIMBAH INDUSTRI DARI PT …mmt.its.ac.id/download/SEMNAS/SEMNAS VII/MTL/1....