TUGAS AKHIR

BIOSAND FILTER DENGAN REAKTOR KARBON AKTIF

DALAM PENGOLAHAN LIMBAH CAIR LAUNDRY

(Studi Kasus Bung Laundry Makassar)

PUTRI AULIA HALIM

(D121 09 273)

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2014

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Allah SWT karena atas berkat dan rahmat-Nyalah.Sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir dengan judul“BIOSAND FILTER DENGAN REAKTOR KARBON AKTIF DALAMPENGOLAHAN LIMBAH CAIR LAUNDRY”

Penyusunan tugas akhir ini dapat terselesaikan berkat dorongan dan

motivasi, bantuan, bimbingan, dan arahan, serta adanya kerja sama dari berbagai

pihak. Untuk itu perkenankanlah penulis mengucapkan banyak terima kasih

kepada :

1 Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan berkatNya selama inikepada penulis.

2 Kedua orang tua penulis yang telah membesarkan, memberikan dukunganmoril, material, dan motivasi selama penulis menjalankan pendidikan.

3 Bapak Ir. Achmad Zubair, M.Sc selaku Ketua Prodi Teknik LingkunganUniversitas Hasanuddin Makassar, serta seluruh dosen dan staf FakultasTeknik Universitas Hasanuddin Makassar yang telah membantu kamidalam kelancaran penyelesaian tugas akhir ini.

4 Prof. Dr. Ir. Mary Selintung, MSc selaku pembimbing I dan Bapak Dr. Ir.Johannes Patanduk, MS selaku pembimbing II yang telah membantupenulis dalam kelancaran penyelesaian tugas akhir ini.

5 Bapak Syamsudin yang telah membantu dalam pembuatan unit BiosandFilter Carbon Active, penelitian hingga menguji hasil dari penelitian.

6 Bung Laundry, yang telah bersedia menyiapkan limbah hasil pencuciannyauntuk diolah di unit reaktor.

7 Ryan Kanzul Arasy yang telah membantu dalam penyelesaian laporantugas akhir.

8 Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan namanya satu persatu yangtelah membantu penulis dalam melaksanakan dan menyelesaikan tugasakhir.

Penulis menyadari sepenuhnya, bahwa laporan ini masih jauh darikesempurnaan, oleh karena itu saran dan kritik yang sifatnya membangun sangatdiharapkan oleh penulis untuk perbaikan.

Makassar, Januari 2014

Penulis

iv

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL……………………………………………………………. i

LEMBARAN PENGESAHAN…………………………………………………. ii

KATA PENGANTAR…………………………………………………………… iii

DAFTAR ISI……………………………………………………………………... iv

DAFTAR GAMBAR…………………………………………………………….. viii

DAFTAR TABEL………………………………………………………………… ix

ABSTRAK………………………………………………………………………… x

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ............................................................................. 1

B. Rumusan Masalah ........................................................................ 2

C. Batasan Masalah ......................................................................... 3

D. Tujuan Penelitian ........................................................................ 3

E. Manfaat Penelitian ....................................................................... 4

BAB II LANDASAN TEORI

A. Pengertian Air Limbah ................................................................. 5

B. Sumber Air Limbah ..................................................................... 6

1. Air Limbah Domestik............................................................. 6

2. Air Limbah Non-Domestik..................................................... 8

3. Air Limbah Industri ................................................................ 8

4. Air Limbah Dari Daerah Perkotaan ....................................... 9

C. Karakteristik Air Limbah ............................................................. 9

v

1. Sifat Fisik Air Limbah……………………………………….. 9

2. Sifat Kimia Air Limbah……………………………………… 10

3. Sifat Biologis Air Limbah…………………………………… 12

D. Proses Laundry ............................................................................. 12

E. Parameter Penelitian………………….. ...................................... 14

1. Biological Oxygen Demand………………………………….. 14

2. Chemicam Oxygen Demand………………………………….. 15

3. Total Suspended Solid……………………………………….. 16

4. Fosfat…………………………………………………………. 16

F. Biosand FIlter. .............................................................................. 19

1. Mekanisme Penyisihan Kontaminan Dalam Biosand Filter ... 20

2. Pematangan Lapisan Biofilm .................................................. 22

3. Pengoperasian Biosand Filter…..……………………………… 22

4. Pembersihan Biosand Filter……………………………………. 24

5. Keuntungan dan Kekurangan Biosand Filter…………………. 24

G. Karbon Aktif……………………………………………………… 26

1. Syarat Karbon Aktif…………………………………………… 26

2. Struktur Karbon Aktif………………………………………… 27

3. Daya Serap Karbon Aktif…………………………………….. 28

4. Proses Pembuatan Karbon Aktif………………………………. 30

5. Penggunaan Karbon Aktif………………………………………31

BAB III METODE PENELITIAN

A. Umum........................................................................................... 33

vi

B. Jenis Penelitian ............................................................................ 33

C. Lokasi Penelitian........ .................................................................. 33

D. Variabel Penelitian……………………………………………… 35

E. Bahan dan Alat Penelitian………………………………………. 36

F. Pelaksanaan Penelitian………………………………………….. 37

1. Persiapan Media……………………………………………… 37

2. Persiapan Alat………………………………………………… 38

3. Kalibrasi Alat……………………………………………….. 38

4. Pengujian Sampel…………………………………………… 39

1. Biological Oxygen Demand…………………………….. 39

2. Chemical Oyygen Demand……………………………… 41

3. Total Suspended Solid…………………………………… 41

4. Fosfat…………………………………………………….. 42

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian…………………………………………………. 43

1. Air Limbah Sebelum Pengolahan…………………………… 44

2. Proses Pengolahan…………………………………………… 44

3. Hasil Pengolahan…………………………………………….. 45

a. Biological Oxygen Demand……………………………… 45

b. Chemical Oxygen Demand………………………………. 47

c. Total Suspended Solid…………………………………… 48

d. Fosfat…………………………………………………….. 49

B. Pembahasan……………………………………………………... 50

vii

1. Biological Oxygen Demand………………………………….. 51

2. Chemical Oxygen Demand…………………………………… 52

3. Total Suspended Solid………………………………………… 53

4. Fosfat………………………………………………………….. 54

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan ……………………………………………………… 56

B. Saran ……………………………………………………………. 57

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Biosand Filter Carbon Active…………………………………… 20

2.2 Hasil Pengolahan Limbah Cair Laundry Dengan Menggunakan

Metode Enceng Gondok…………………………………………. 25

2.3 Carbon Active………………………………….…………………….. 26

3.1 Sketsa Biosand Filter Carbon Active……………………………. 35

3.2 Media ; Pasir halus, Pasir kasar, Kerikil, dan Karbon aktif…….. 36

3.3 Reservoir / Bak Penampungan……………………………………. 37

3.4 Menentukan Kecepatan Aliran……..…………………………….. 38

3.5 Sampel Inlet dan Outlet Limbah Cair Laundry…………………… 39

4.1 Efektivitas Penurunan Konsentrasi BOD…………………………. 46

4.2 Efektivitas Penurunan Konsentrasi COD…………………………. 47

4.3 Efektivitas Penurunan Konsentrasi TSS………………………….. 48

4.4 Efektivitas Penurunan Konsentrasi PO4…………………………... 50

ix

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1 Karakteristik Limbah Domestik…………………………………… 7

2.2 Jenis Kotoran Yang Mudah Larut Dalam Air…………………….. 13

2.3 Jenis Kotoran Yang Sulit Larut Dalam Air………………………. 13

2.4 Jenis Kotoran Yang Tidak Dapat Diangkat Dengan Proses

Pencucian…………………………………………………………. 14

2.5 Keuntungan Metode Biosand Filter Carbon Active Dibandingkan

Dengan Metode Enceng Gondok…………………………………. 24

2.6 Syarat Mutu Arang Aktif…………………………………………. 27

2.7 Manfaat Arang Aktif Untik Zat Cair……………………………… 32

3.1 Metode Analisis Parameter……………………………………….. 39

4.1 Air Limbah Laundy Sebelum Proses Pengolahan………………… 44

4.2 Efektivitas Penyisihan BOD……………………………………… 46

4.3 Efektivitas Penyisihan COD……………………………………… 47

4.4 Efektivitas Penyisihan TSS………………………………………. 48

4.5 Efektivitas Penyisihan PO4………………………………………. 50

4.6 Konsentrasi BOD Sebelum Dan Sesudah Pengolahan…………… 51

4.7 Konsentrasi COD Sebelum Dan Sesudah Pengolahan…………… 53

4.8 Konsentrasi TSS Sebelum Dan Sesudah Pengolahan…………….. 54

4.9 Konsentrasi PO4 Sebelum Dan Sesudah Pengolahan……………… 55

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR LAUNDRY DENGAN MENGGUNAKAN BIOSAND

FILTER REAKTOR KARBON AKTIF

Putri Aulia Halim[1]

D 121 09 273

Mary Selintung [2]

Johannes Patanduk [3] [1] Mahasiswa S1 Program Studi Teknik Lingkungan Jurusan Sipil Fakultas Teknik

Universitas Hasanuddin Makassar [2]. [3] Staf Pengajar Jurusan Sipil Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin Makassar

Abstrak

Di Kota Makassar pada umumnya terjadi peningkatan jumlah penduduk dari tahun ke

tahun. Dengan pertambahannya penduduk suatu kota maka akan terjadi pula peningkatan

kebutuhan akan barang dan jasa, salah satu jasa yang sangat diminati yaitu jasa laundry. Dari

segi lain jasa laundry ini membawa dampak negatif yaitu timbulan limbah yang dihasilkan dari

sisa proses laundry yang tigak diolah terlebih dahulu sebelum dibuang sehingga berpotensi untuk

menimbukan pencemaran terhadap lingkungan terutama pada air. Teknologi Biosand Filter

Carbon Active merupakan kombinasi teknologi tepat guna yang efektif dalam mengolah air

permukaan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efektifitas penurunan konsentrasi

Biological Oxygen Demand, Chemical Oxygen Demand, Total Suspended Solid, dan Fosfat pada

proses akhir limbah laundry. Pengambilan sampel dilakukan setiap 2 hari sekali selama 1 minggu

dan melakukan pengulangan sebanyak 3 kali. Setelah dilakukan pengolahan dengan menggunakan

teknologi Biosand Filter Carbon Active efektif penurunan konsentrasi Biological Oxygen Demand

berkisar rata-rata 71,39% , Chemical Oxygen Demand berkisar antara 85,42 %, Total Suspended

Solid berkisar rata-rata 82,65 %, dan Fosfat rata-rata berkisar antara 76,03 %. Dengan adanya

pengolahan limbah dengan Teknologi Biosand Filter Carbon Active dapat menurunkan

ketercemaran dan dapat mencegah timbulnya dampak negatif yang disebabkan oleh air buangan

limbah cair sisa proses laundry.

Kata Kunci : Biosand Filter, Carbon Active, Biological Oxygen Demand, Chemical Oxygen

Demand, Total Suspended Solid, Dan Fosfat

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Di Kota Makassar pada umumnya terjadi peningkatan jumlah

penduduk dari tahun ke tahun. Pertambahan penduduk dapat disebabkan oleh

kelahiran dan perpindahan. Dengan pertambahnya penduduk suatu kota maka

akan terjadi pula peningkatan kebutuhan akan barang dan jasa, salah satu jasa

yang sangat diminati yaitu jasa laundry, dengan adanya jasa laundry ini telah

meringankan pekerjaan rumah tangga dan memebrikan manfaat yang cukup

besar bagi perekonomian dengan mengurangi jumlah pengangguran. Dari segi

lain jasa laundry ini membawa dampak negatif yaitu timbulan limbah yang

dihasilkan dari sisa proses laundry yang tidak diolah terlebih dahulu sebelum

dibuang sehingga berpotensi untuk menimbulkan pencemaran terhadap

lingkungan terutama pada air.

Pencemaran terhadap air oleh limbah laundry disebabkan karena

limbah deterjen termasuk polutan yang di dalamnya terdapat zat yang disebut

ABS. jenis deterjen yang banyak digunakan di rumah tangga sebagai bahan

pencuci pakaian adalah deterjen anti noda. Deterjen jenis ini mengandung

ABS (Alkyl benzene sulphonate) yang merupakan deterjen tergolong keras.

Deterjen tersebut sukar dirusak oleh mikroorganisme (nonbiodegredable)

sehingga dapat menimbulkan pencemaran lingkungan (Rubiatadji, 1993). Air

limbah laundry mengandung bahan kimia dengan konsentrasi yang tinggi

2

antara lain fosfat, surfaktan, ammonia dan nitrogen serta kadar padatan

terlarut, kekeruhan, BOD, dan COD tinggi (Ahmad dan El-Dessouky, 2008)..

Zat-zat tersebut apabila dibuang melalui saluran kemudian dibuang ke sungai

akan mengganggu perairan dan menurunkan kualitas air apabila tidak

dilakukan pengolahan terlebih dahulu.

Dengan mempertimbangkan masalah yang ada, maka sekiranya perlu

dipikirkan suatu alat atau teknologi yang dapat menurunkan tingkat bahaya

yang ditimbulkan oleh kegiatan jasa laundry. Pada penelitian ini digunakan

parameter BOD, COD, TSS, Fosfat dengan menggunakan alat atau teknologi

“Biosand Filter Carbon Active”. Tujuan pengolahan Limbah cair adalah untuk

mengurangi polutan organik dan anorganik dalam limbah cair ke level dimana

mikroorganisme tidak dapat tumbuh dan senyawa toksik dapat dieliminir

(Safina, 2012). Diharapkan dari hasil pengolahan dengan alat ini, konsentrasi

pencemaran dapat diturunkan, sehingga apabila dibuang ke lingkungan tidak

menimbulkan kerusakan dan penurunan kualitas lingkungan baik lingkungan

hidup perairan maupun lingkungan hidup lainnya.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang ada di atas maka diperoleh rumusan masalah:

1. Bagaimana teknologi Biosand Filter Carbon Active ?

2. Berapa besar efektivitas yang diperoleh dengan menggunakan “Biosand

Filter Activated Carbon” dalam Pengolahan Limbah Laundry.

3

3. Apa kelebihan dan kekurangan dari Biosand Filter Carbon Active dalam

Pengolahan Limbah Laundry.

C. Batasan Masalah

Berdasarkan rumusan masalah yang telah disebutkan di atas, maka untuk

memudahkan dalam pelaksanaan penelitian ini digunakan batasan masalah

sebagai berikiut :

1. Metode filtrasi digunakan dengan menggunakan Biosand Filter dengan

reactor Carbon Active. Dengan komposisi terdiri dari pasir kasar, pasir

halus, dan kerikil kemudian dilanjutkan dengan tambahan reactor carbon

active.

2. Parameter yang diteliti pada teknologi Biosand filter carbon active ini

adalah BOD, COD, TSS, dan Fosfat.

3. Sumber air yang digunakan berasal dari limbah cair sisa proses laundry

(Bung Laundry Makassar).

4. Dalam pembuatan unit Biosand Filter Carbon Active ini tidak dijelaskan

estimasi biaya dikarenakan bahan yang digunakan sebagian milik

Poltekkes Kemenkes Makassar yang dipinjamkan selama penelitian

berlangung.

D. Tujuan Penelitian

1. Menjadikan limbah laundry lebih ramah lingkungan.

4

2. Mengetahui efektivitas penurunan konsentrasi BOD, COD, TSS, dan

fosfat dari limbah cair sisa proses laundry dengan menggunakan teknologi

“Biosand filter Activated Carbon”.

3. Mencegah timbulnya dampak negatif yang disebabkan oleh air buangan

limbah cair sisa proses laundry.

E. Manfaat Penelitian

1. Memberikan informasi tentang kemampuan reactor “Biosand Filter –

Activated Carbon” untuk menurunkan ketercemaran air akibat limbah cair

laundry.

2. Memberikan suatu alternatif pengolahan pada kegiatan sisa proses laundry

dalam mengurangi ketercemaran yang tinggi sehingga untuk selanjutnya

air tersebut dapat dimanfaatkan sebagai sumber air baku.

3. Memberikan informasi kepada pihak perusahaan yang bergerak dibidang

jasa laundry untuk ikut menjaga kualitas lingkungan dengan melakukan

pengolahan air limbah sebelum dibuang kebadan air.

4. Dapat dijadikan simulasi atau pendorong untuk peniliti lain guna

mempelajari alternatif – alternatif pengolahan limbah cair dari sisa

laundry.

5

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Pengertian Air Limbah

Berdasarkan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun

2001, limbah adalah sisa suatu usaha atau kegiatan yang mengandung bahan

berbahaya atau beracun yang karena sifat atau konsentrasinya dan jumlahnya

baik secara langsung atau tidak langsung akan dapat membahayakan

lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan hidup manusia serta makhluk

hidup lain (Purba, 2009). Sedangkan berdasarkan Keputusan Menteri Negara

Lingkungan Hidup Nomor 51 Tahun 1995 tentang baku mutu limbah cair bagi

kegiatan industri yang dimaksud dengan limbah cair adalah limbah dalam

wujud cair yang dihasilkan oleh kegiatan industri yang dibuang ke lingkungan

dan diduga dapat menurunkan kualitas lingkungan. Dari definisi tersebut maka

secara umum dapat disimpulkan bahwa air limbah adalah sisa suatu usaha atau

kegiatan berupa cairan yang berasal dari rumah tangga, industri, atau tempat-

tempat umum lainnya yang biasanya mendandung zat-zat yang

membahayakan kehidupan manusia serta mengganggu kelestarian lingkungan

hidup.

B. Sumber Ailr Limbah

1. Air Limbah Domestik

6

Air limbah domestik adalah air yang berasal dari usaha dan atau

kegiatan permukiman (real estate), rumah makan, perkantoran,

perniagaan, apartemen, dan asrama (KepmenLH No 112/2003). Air limbah

domestik adalah air yang dipergunakan yang berasal dari rumah tangga

atau permukiman termasuk didalamnya air buangan yang berasal dari WC,

kamar mandi, tempat cuci dan tempat masak (Sugiharto, 1987).

Sifat - sifat yang dimiliki oleh air buangan adalah sifat fisik, kimia, dan

biologis :

a. Sifat fisik

karakter fisik air limbah meliputi temperatur, bau, warna, dan

padat-padatan. Temperature menunjukkan derajat atau tingkat panas

air limbah yang diterakan ke dalam skala-skala. Skala temperatur yang

biasa digunakan adalah skala Fahrenheit (⁰F) dan skala Celcius (⁰C).

Temperatur merupakan parameter yang penting dalam pengoperasian

unti pengolahan limbah karena berengaruh terhadap proses biologi dan

fisika.

Bau merupakan parameter yang subjektif. Pengukuran bau

tergantung pada sensitivitas indera penciuman seseorang. Kehadiran

bau-bauan yang lain menunjukkan adanya komponen-komponen lain

di dalam air.

Pada air limbah, warna biasanya disebabkan oleh kehadiran

materimateri dissolved, suspenden, dan senyawa-senyawa koloid, yang

dapat dilihat dari spectrum warna yang terjadi. Padatan yang terdapat

7

di dalam air limbah dapat diklasifikasikan menjadi floating, settleable,

suspended, atau dissolved (Sakti A. Siregar, 2005).

Secara fisik sifat-sifat buangan domestik dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Karakteristik Limbah Domestik No Sifat-Sifat Penyebab Pengaruh

1 Suhu Kondisi udara sekitar Memperngaruhi

kehidupan biologis,

kelarutan oksigen.

2 Kekeruhan Benda-benda tercampur seperti

limbah padat, bahan organic yang

halus, algae, dan organism kecil.

Mematikan sinar jadi

mengurangi produksi

oksigen yang dihasilkan.

3 Warna Sisa bahan organic dari daun

tanaman.

Umumnya tidak

berbahaya, tetapi

berpengaruh terhadup

kualitas air.

4 Bau Bahan voltil, gas terlarut, hasil

pembusukan bahan organik.

Mengurangi estetika.

5 Rasa Bahan penghasil bau, benda

terlarut, dan beberapa ion.

6 Benda

padat

Benda organic dan anorganik yang

terlarut atau tercampur.

Mempengaruhi jumlah

organic padat.

(Sumber : Sugiharto, 1987)

b. Sifat Biologi

Mikroorganisme ditemukan dalam jenis yang sangta bervariasi

hampir dalam semua bentuk limbah, biasanya dengan konsentrasi 10⁵ -

10⁸ organisme/ml. kebanyakan merupakan sel tunggal yang bebas

ataupun berkelompok dan maupun melakukan proses-proses

kehidupan (tumbuh, metabolisme, dan reproduksi).

Secara tradisional, mikroorganisme dibedakan menjadi binatang

dan tumbuhan. Namun, keduanya sulit dibedakan. Oleh karena itu

mikroorganisme kemudian dimasukkan ke dalam kategori protista,

status yang sama dengan binatang maupun tumbuhan.

8

Keberadaan bakteri dalam unit pengolahan air limbah merupakan

kunci Efektivitas proses biologis. Bakteri juga berperan penting untuk

mengevaluasi kualitas air (Sakti A. Siregar, 2005).

2. Air Limbah Non-Domestik

Limbah non domestik adalah limbah yang berasal dari pabrik, industri,

pertanian, pertenakan, perikanan, transportasi, dan sumber-sumber lain.

Limbah ini sangat bervariasi lebih-lebih untuk limbah industri yang

biasanya menghasilkan bahan berbahaya dan beracun (B3) (P3M STAIN

Pekalongan, 2012).

Perkembangan kota semakin pekat akan meningkatkan aktivitas

sehingga menyebabkan peningkatan kebutuhan akan air bersih yang besar.

Baik untuk keperluan domestik maupun non-domestik. Seiring dengan itu,

maka jumlah air buangan semakin meningkat sementara lahan semakin

sempit. Hal ini menyebabkan masalah pembuangan air, sehingga perlu ada

usaha terpadu untuk mengelola air buangan agar tidak mencemari

lingkungan.

3. Air Limbah Industri

Air buangan industri yang berasal dari berbagai jenis industri akibat

proses produksi. Zat-zat yang terkandung didalamnya sangat bervariasi

sesuai dengan bahan baku yang digunakan oleh masing-masing industri

antara lain : nitrogen sulfide, amoniak, lemak, garam-garam, zat perwarna,

9

mineral, logam berat, zat pelarut, dan sebagainya. Oleh sebab itu

pengolahan jenis air limbah ini menjadi lebih rumit karena harus

mempertimbangkan dampaknya pada lingkungan (Suprianto wibowo,

2012).

4. Air Limbah Dari Daerah Perkotaan

Air buangan ini berasal dari daerah perkantora, perdagangan, hotel dan

tempat umum lainnya. Pada umumnya zat yang terkandung dalamnya

sama dengan air limbah domestik (Suprianto Wibowo, 2012).

C. Karakteristik Air Limbah

Air buangan berasal dari berbagai sumber, sehingga memiliki karakteristik

berbeda. Sifat dan karakteristik air buangan secara garis besar dibagi menjadi

tiga bagian yaitu : sifak fisik, sifat kimia dan sifat biologis.

1. Sifat Fisik Air Limbah

Penentuan derajat kekotoran air limbah sangat dipengaruhi oleh

adanya sifat fisik yang mudah terlihat. Adapun sifat fisik yang penting

adalah : total solid, total suspended solid, warna, kekeruhan, temperatur,

bau, minyak dan lemak.

a. Total solid merupakan padatan di dalam air yang terdiri dari bahan

organik maupun anorganik yang larut, mengendap, atau tersuspensi

dalam air.

10

b. Total suspended solid adalah padatan yang menyebabkan kekeruhan

air, tidak terlarut dan tidak dapat langsung mengendap, terdiri dari

partikel-partikel yang ukuran maupun beratnya lebih kecil dari

sedimen.

c. Warna pada dasarnya air bersih tidak berwarna tetapi seiring dengan

waktu dan meningkatnya kondisi anaerob, warna limbah berubah dari

yang abu-abu menjadi kehitaman. Warna dalam air disebabkan adanya

ion-ion logam besi dan mangan, humus, plankton, tanaman air dan

buangan industri.

d. Kekeruhan disebabkan pleh zat padat yang tersuspensi, baik bersifat

organik maupun anorganik yang mengapung dan terurai di dalam air.

Kekeruhan menunjukkan sifat optis air, yang mengakibatkan

pembiasan cahaya ke dalam air. Kekeruhan membatasi masuknya

cahaya ke dalam air.

e. Temperatur merupakan parameter yang sangat penting dikarenakan

efeknya terhadap reaksi kimia, laju reaksi, kehidupan organisme air

dan penggunaan air untuk berbagai aktivitas sehari-hari.

f. Bau disebabkan oleh udara yang dihasilkan pada proses dekomposisi

materi atau penambahan substansi paa limbah. Sifat bau limbah

disebabkan karena zat-zat organic yang telah terurai dalam limba dan

mengeluarkan gas-gas seperti sulfide atau amoniak uang menimbulkan

penciuman tidak enak (Nas Annas, 2011).

2. Sifat Kimia Air Limbah

11

Kandungan bahan kimia yang ada di dalam air limbah dapat

merugikan lingkungan. Bahan organik terlarut dapat menghasilkan

oksigen dalam limbah serta akan menimbulkan rasa dan bau yang tidak

sedap. Dan akan lebih berbahaya jika bahan kimia yang merupakan bahan

kimia beracun. Adapun bahan kimia yang penting yang ada di dalam air

limbah pada umumya dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

a. Bahan Organik

Pada umumnya zat organik berisikan kombinasi dari karbon,

hidrogen, dan oksigen, bersama-sama dengan nitrogen. Elemen lainnya

yang penting seperti belerang, fosfor, dan besi juga dapat dijumpai.

Semakin lama, jumlah dan jenis bahan organik semakin banyak. Hal

ini akan mempersulit dalam pengolahan air limbah, sebab beberapa zat

tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme. (Bima Arafah, 2013).

b. Bahan Anorganik

Beberapa komponen anorganik dari limbah dan air alami adalah

sangat penting untuk peningkatan dan pengawasan kualitas air minum.

Jumlah bahan anorganik meningkat sejalan dan dipengaruhi oleh

formasi geologis dari asal air atau air limbah. Bahan anorganik

meliputi : pH, klorida, kebasaan, sulfur, zat beracun, logam berat,

metan, Nitrogen, fosfor, dan gas (Sugiharto, 1985).

Pengaruh kandungan bahan kimia yang ada di dalam air buangan

domestik dapat merugikan lingkungan melalui beberapa cara. Bahan-

bahan terlarut dapat menghasilkan DO atau oksigen terlarut dan dapat

12

juga menyebabkan timbulnya bau. Protein merupakan penyebab utama

terjadinya bau ini. Sebabnya ialah struktur protein sangat kompleks

dan tidak stabil serta mudah terurai menjadi bahan kimia lain oleh

proses dekomposisi (Sugiharto, 1987).

3. Sifat Biologis Air Limbah

Sifat biologis air buangan domestik perlu diketahui untuk kualitas air

terutama bagi air yang dipergunakan sebagai air minum dan air bersih dan

mengukur tingkat pencemaran sebelum dibuang ke badan air. Parameter

yang sering digunakan adalah banyaknya kandungan mikroorganisme

yang ada dalam kandungan air limbah adalah mikroorganisme yang

berperan dalam proses penguraian bahan-bahan organik di dalam air

buangan domestik adalah bakteri, jamur, protozoa, virus, algae, dan hewan

renik. Indikator yang digunakan untuk mengetahui besar dan kecilnya

pencemaran bakteriologis adalah berapa jumlah bakteri koliform per

seratus ml larutan dengan singkatan MPN ( Most Probable Number)

(Tjokrokusumo, 1998)

D. Proses Laundry

1. Definis Kotoran Laundry

Kotoran (Dirt) adalah benda yang tidak diharapkan pada textile atau

permukaan lainnya. Kotoran ini biasanya terdiri dari gabungan beberapa

komponen, tergantung dari jenis dan pemakaian dari kain tersbeut.

Misalnya :

13

a. Kotoran pada pakaian dalam (underwear) dan bed line, umumnya

adalah keringat, lemak (skin fat), protein, dan urine.

b. Kotoran pada rumah sakit laundry umumnya mengandung darah, obat,

salep, dan juga kotora manusia (fases).

Begitu pula pakaian dan textile yang digunakan di dapur, table linen

termasuk napkin mempunyai kototean tertentu. Klasifikasi kotoran dapat

dibagi sebagai berikut :

1) Kotoran yang larut dalam air merupakan kotoran yang dapat dibilas

dengan air saja atau air dengan deterjen. Yang termasuk dalam

kotoran yang larut dalam air adalah :

Tabel 2.2 Jenis Kotoran yang Mudah Larut Dalam Air

2) Kotoran yang larut dalam solvent (solvent soluble dirt) merupakan

kotoran yang sulit untuk dihilangkan dan sering kali tidak dapat

diangkat seluruhnya.

Tabel 2.3 Jenis Kotoran yang Sulit Larut Dalam Air

Protein

Telur

Sauce

Darah

Fases

Pigment Debu (Dust)

Carbohydrate Kanji (Strach)

Oil and fat Mineral oil

Vegetable oil

other's

Urine

Gula

Garam

Perklon

Lemak

Minyak

Cat

Vernis

Sebagian

dari zat

warna

14

3) Kotoran yang dapat di bleach (bleachable dirt) merupakan kotoran

yang tidak dapat diangkat dengan proses pencucian maupun dry

cleaning. Memerlukan bleaching pada proses pencucian khusus.

Bleaching adalah proses oksidasi untuk menghacurkan pigment

dari zat warna, yang umumnya terdiri dari :

Tabel 2.4 Jenis Kotoran Yang Tidak Dapat Diangkat Dengan

Proses Pencucian

(Reni Griswidia, Penurunan Kadar Minyak Lemak Limbah Cair Laundry Dengan

Menggunakan Reaktor Biosand Filter Di Lanjutkan Dengan Karbon Aktif, UII

Yogyakarta, 2008).

E. Parameter Penelitian

1. Biological Oxygen Demand (BOD)

BOD adalah suatu karakteristik yang menunjukkan jumlah oksigen

terlarut yang diperlukan oleh mikroorganisme untuk mengurai atau

mendekomposisi bahan organik dalam kondisi aerobik (Umaly dan Cuvin,

1998; Metcalf & Eddy, 1991).

Pemeriksaan BOD dalam limbah didasarkan atas reaksi oksidasi zat-

zat organik dengan oksigen dalam air dimana proses tersebut dapat

berlangsung karena adanya sejumlah bakteri. BOD adalah kebutuhan

oksigen bagi sejumlah bakteri untuk menguraikan semua zat-zat organik

yang terlarut maupun sebagian tersuspensi dalam air menjadi bahan

Pewarna Alami

Buah-buahan

Sauce

Obat-obatan

Darah

Pewarna Buatan Pewarna industri

15

organic yang lebih sederhana. Nilai ini hanya merupakan jumah bahan

organik yang dikonsumsi bakteri. Penguraian zat organik ini terjadi secara

alami. Dengan habisnya oksigen terkonsumsi membuat biota lainnya yang

membutuhkan oksigen menjadi kekurangan dan akibatnya biota yang

memerlukan oksigen ini tidak dapat hidup. Semakin tinggi angka BOD

semakin sulit bagi makhluk air yang membutuhkan oksigen untuk

bertahan hidup (Ratna Dewi Ayuningtyas; Proses Pengolahan Limbah Cair

Di RSUD Dr. Moewardi Surakarta, 2009).

Berdasarkan Keputusan Gubernur Sulawesi Selatan Nomor 14 Tahun

2003 Nilai Baku Mutu BOD yang diberikan untuk limbah cair industri

sabun deterjen adalah 75 mg/l

2. Chemical Oxygen Demand (COD)

COD adalah jumlah oksigen yang diperlukan untuk mengurai seluruh

bahan organik yang terkandung dalam air (Boyd, 1990). Angka COD

emrupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat anorganik. Semakin dekat

nilai BOD terhadap COD menunjukkan bahwa semakin sedikit bahan

anorganik yang dapat dioksidasi dengan bahan kimia (Ratna Dewi

Ayuningtyas; Proses Pengolahan Limbah Cair Di RSUD Dr. Moewardi

Surakarta, 2009).

Berdasarkan Keputusan Gubernur Sulawesi Selatan Nomor 14 Tahun

2003 Nilai Baku Mutu COD yang diberikan untuk limbah cair industri

sabun deterjen adalah 160 mg/l.

16

3. Total Suspended Solid (TSS)

TSS adalah salah satu parameter yang digunakan untuk pengukuran

kualitas air. Pengukuran TSS berdasarkan pada berat kering partikel yang

terperangkap oleh filter, biasanya dengan ukuran pori tertentu. Umumnya

filter yang digunakan memiliki ukuran pori 0,45 μm (Seandy Laut Biru,

2013).

Kandungan TSS memiliki hubungan yang erat dengan kecerahan

perairan. Keberadaan padatan tersuspensi akan menghalangi penetrasi

cahaya yang masuk ke perairan. Keberadaan padatan tersuspensi masih

bisa berdampak positif apabila tidak melebihi toleransi sebaran suspense

baku mutu kualitas perairan yang ditetapkan oleh kementrian Lingkungan

Hidup yaitu 70 mg/l (Seandy Laut Biru, 2013).

Berdasarkan Keputusan Gubernur Sulawesi Selatan Nomor 14 Tahun

2003 Nilai Baku Mutu TSS yang diberikan untuk limbah cair industri

sabun deterjen adalah 60mg/l.

4. Phospat

Phospat atau fosfat adalah sebuah ion poliatomik atau radikal terdiri

dari satu atom fosforus dan empat oksigen. Fosfat merupakan satu-satunya

bahan galian (diluar air) yang mempunyai siklus, unsur fosfor di alam

diserap oleh makhluk hidup, senyawa fosfat pada jaringan makhluk hifup

yang telah mati terurai kemudian terakumulasi dan terendapkan di lautan

(Wartapedia, 2010).

17

Unsur P dalan fosfat adalah fosfor sangat berguna bagi pertumbuhan

karena berfungsi untuk merangsang pertumbuhan akar terutama pada

awal-awal pertumbuhan, mempercepat pembuangan, pemasakan biji dan

buah. Pada tanaman jika terjadi kekurangan unsur ini, maka gejala yang

tampak pada tanaman adalah daun berubah tua agak kemerahan, pada

cabang, batang, dan tepi daun berwarna merah ungu yang lambat laun

berubah menjadi kuning. Pada buah tampak kecil dan cepat matang

(Wartapedia, 2010)

Di alam fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat

organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa anorganik (pada air dan

tanah). Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh

docomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfat anorganik yang

terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen

laut. Oleh karena itu fosfat banyak terdapat di batu karang (Aghnanisme,

2012).

Keberadaan fosfat yang berlebihan di badan air menyebabkan suatu

fenomena yang disebut eutrofikasi. Untuk mencegah kejadian tersebut, air

limbah yang akan dibuang harus diolah terlebih dahulu untuk mengurangi

kandungan fosfat sampai pada nilai tertentu. Dalam pengolahan ait limbah

fosfat dapat disisihakan dengan proses fisika-kimia maupun biologi.

Beberapa studi untuk membuat inovasi dalam menyisihkan senyawa fosfat

telah banyak dilakukan (Masduqi, A. 2000).

18

Limbah Laundry yang mengandung fosfat yang tinggi, fosfat berasal

dari Sodium TripolyPhosfhate (STPP) yang merupakan salah satu bahan

dalam deterjen. STPP berfungsi sebagai builder yang merupakan unsur

penting kedua setelah surfaktan karena kemampuannya menghilangkan

mineral kesadahan dalam air sehingga deterjen dapat bekerja dengan

optimal. PO4 yang berlebih dalam badan air akan mengakibatkan

terjadinya eutrofikasi. Eutrofikasi adalah masalah lingkungan hidup yang

mengakibatkan kerusakan ekosistem perairan khususnya pada air tawar di

mana tumbuhan tumbuh dengan sangat cepat dibandingkan pertumbuhan

yang normal (Subroto, 1996).

Penggunaan deterjen yang besar-besaran dapat meningkatkan senyawa

fosfat pada air atau danau. Fosfat ini merangsang pertumbuhan ganggang

dan enceng gondok. Pertumbuhan ganggang dan enceng gondok yang

tidak terkendali menyebabkan permukaan air danau atau air sungai

tertutup sehingga menghalangi masuknya cahaya matahari dan

mengakibatkan terhambatnya proses fotosintesis. Jika tumbuhan air ini

mati, maka akan terjadi proses pembusuka yang menghabiskan persediaan

oksigen dan pengendapan bahan-bahan yang mebyebabkan pendangkalan.

Berdasarkan Keputusan Gubernur Sulawesi Selatan Nomor 14 Tahun

2003 Nilai Baku Mutu Phospat yang diberikan untuk limbah cair industri

sabun deterjen adalah 1 mg/.

19

F. Biosand Filter

Biosand filter adalah sebuah teknologi yang terbukti dapat diadaptasikan

dan dapat bertahan di Negara-negara berkembang. BSF sangat mirip dengan

saringan pasir lambat dalam arti bahwa mayoritas dari filtrasi dan kepindahan

kekeruhan terjadi ada di puncak lapisan pasir dalam kaitan dengan ukuran

pori-pori yang menurun disebabkan oleh pemecatan partikel butir. Teknologi

ini dapat mencapai 99.99 % penghilang bakteri virus tipus (Murcott & Lucas,

2002)

Biosand filter merupakan suatu proses penyaringan atau penjernihan air

dimana air yang akan diolah dilewatkan pada suatu media proses dengan

kecepatan rendah yang dipengaruhi oleh diameter butiran pasir yang lebih

kecil agar dapat menyaring bakteriologi. Biosand filter sama dengan filter

pasir lambat dimana mayoritas filtrasi dan penghilangan kekeruhan terjadi di

lapisan atas pasir karena penurunan ukuran pori yang disebabkan oleh deposisi

partikel.

Biosand filter dapat menghilangkan bakteri pathogen melalui proses yang

sama dengan saringan pasir lambat, yang mana pada saat zat-zat padat

melewati pasir dalam filter, zat-zat ini akan bertubrukan dan menyerap ke

dalam partikel-partikel pasir. Bakteri dan zat padat yang terapung mulai

meningkat dalam kepadatan yang tertinggi di lapisan pasir paling atas menuju

biofilm.

Menurut Sukawati (2008), lapisan biofilm terdiri dari sel-sel

mikroorganisme yang melekat erat ke suatu permukaan sehingga berada dalam

20

keadaan diam. Tidak mudah lepas atau berpindah tempat. Biasanya lapisan

biofilm ini digunakan unruk menandakan zona aktivitas biologi yang

umumnya terletak di dalam bed pasir. Bagaimanapun, zona ini berbeda.

Dalam kaitan dengan fungsi gandanya yang meliputi penyaringan mekanis,

kedalaman biofilm bisa dikatakan dapat berhubungan kepada zona penetrasi

dari partikel-partikel padatan di mana ukurannya antara 0,5 – 2 cm dari suatu

BSF.

Gambar 2.1 Biosand filter Carbon active

1. Mekanisme Penyisihan Kontaminan Dalam Biosand Filter

Pada Biosand filter terdapat beberapa mekanisme dalam penyisihan

kontaminan-kontaminan di dalam air limbah. Mekanisme tersebut antara

lain (Huisman, 2004) :

a. Mechanical Straining

Dengan ukuran media 0,15 mm, maka partikel berukuran > 20 μm

akan tertahan pada media. Sedangkan partikel berukuran 5 – 10 μm

akan tertahan seiring dengan pertambahan deposit partikel di

21

permukaan media pada saat operasional filter. Koloid ( 0,001 – 1 μm)

dan bakteri (1 μm) tidak dapat disisihkan dengan mekanisme ini.

Mechanical Straining terutama terjadi pada permukaan filter sampai

kedalaman 5 cm (Hardjono, 1996).

b. Sedimentasi

Partikel mengendap pada permukaan media filter. Pengendapan ini

terjadi akibat aliran air di dekat media, dimana Efektivitas sedimentasi

sangat dipengaruhi oleh beban permukaan dan kecepatan pengendapan

pada pori media. untuk partikel yang mempunyai kecepatan

mengendap lebih besar dari beban permukaan akan mengendap

seluruhnya, sedangkan dengan diameter yang lebih kecil akan

mengendap sebagian.

c. Adsorpsi

Adsorpsi dapat terjadi secara aktif maupun pasif. Secara aktif, adsoprsi

dipengaruhi oleh gaya tarik antar dua partikel (gaya Van der Waals)

dan gaya tarik elektrostatis antara muatan yang berbeda. Sedangkan

adsorbs secara pasif dipengaruhi oleh interaksi dan ikatan kimia.

d. Biokimia

Beberapa partikel yang terakumulasi di permukaan media akan

mengalami proses biokmia. Seperti misalnya oksidasi Fe ²⁺ dan Mn²⁺

dari bentuk terlarut menjadi bentuk yang tidak terlarut, hal yang sama

terjadi pula pada bahan-bahan organik terlarut, yang dimanfaatkan

sebagai electron donor untuk pembangkitan energi mikroorganisme.

22

Tetapi oksidasi biokimia ini hanya dapat berjalan secara optimal pada

kondisi dimana terdapat cukup waktu kontak dan temperatur tidak

terlalu rendah.

e. Aktivasi bakteri

Aktivasi bakteri melibatkan akumulasi mikroorganisme di permukaan

filter, kematian bakteri akibat adanya predator dan juga pengurangan

mikroorganisme akibat berkurangnya supply elekton donor. Aktifasi

mikroorganisme pada permukaan filter dikenal sebagai lapisan

Schumtzdecke, dimana lapisan ini tersusun dari matriks gelatin bateri,

jamur, protozoa, rotifera, dan larva serangga air. Seiring dengan makin

bertambahnya usia Schmutzdecke maka alga cenderung untuk tumbuh

dan kemungkinan akuatik yang lebih besar akan muncul sepeti siput

dan cacing (www.wikipedia.org).

2. Pematangan Lapisan Biofilm

Biofilm terbentuk dengan cara menuang air limbah ke dalam filter, air

hasil filtrasi awal dibiarkan keluar hingga tersisa air setinggi ± 5 cm diatas

media pasir lalu dibiarkan selama ± 10 – 20 hari untuk mendapatan

kualitas effluent yang maksimal.

3. Pengoperasian Biosand filter

Biosand filter dioperasikan secara kontinyu. Pengoperasian berlangsung

tujuh hari untuk menganalisis effluent. Saat akan dilakukan pengoperasian

23

Biosand filter, katup harus tertutup rapat. Langkah pengoperasian sebagai

berikut :

a. Limbah cari dari industry laundry dituang ke dalam reservoir (ember)

yang bervolume ± 20 liter yang letaknya lebih tinggi dari pada reactor.

b. Limbah dari ember dialirkan ke dalam reactor menggunakan selang.

Ketinggian limbah dalam reactor dijaga tetap ± 5 cm di atas media

paling atas.

c. Kran outlet 2 pada reactor dibuka perlahan agar udara dapat keluar dan

limbah dapat mengisi tiap lapisan media. Bila limbah telah mengisi

lapisan media maka dilakukan pengaturan bukaan kran outlet 2.

d. Saat reactor beroperasi, dilakukan pengambilan sampel untuk diukur

kandungan BOD, COD, TSS, dan Fosfat.

e. Pengukuran dilakukan setiap dua hari sekali sebanyak tiga kali.

4. Pembersihan Biosand Filter

Pasir di dalam BS membutuhkan permbersihan periodik, umumnya

karena lapisan biofim dalam BS terus terakumulasi dan tumbuh hingga

tekanan akan aliran hilang karena lapisan biofilm menjadi berlebihan.

Lapisan biofilm dalam BS dan saringan pasir lambat biasanya dibersihkan

tiap 1 hingga 2 bulan tergantung pada level kekeruhan, tetapi, selama

kekeruhan begitu tinggi dimana pasir membutuhkan pembersihan setiap 2

minggu atau bahkan sesering mungkin. Selain kekeruhan, jumlah

24

pembersihan tergantung pada dsitribusi parktikel, kualitas air yang masuk

dan temperatur air..

Pembersihan Filter untuk BS jauh lebih sederhana dibandingkan filter

yang lain, yaitu BS tidak perlu dikeringkan. Saat tingkat filtrasi menurun

derastis berarti BS perlu dibersihkan. Karena jika ada kekeruhan yang

banyak sehingga terjadi kemacetan pada BS. Pembersihan ini hanya

dengan cara memecah lapisan biofilm dengan cara mengaduk secara

perlahan-lahan air di atas lapisan biofilm. Oleh sebab itu kedalaman air 5

cm cukup penting untuk Efektivitas BSF yang mana alas an utamanya

adalah untuk mencegah pasir dari kekeringan lapisan atas.

5. Keuntungan dan Kekurangan Metode Biosand Filter Carbon Active (BS-

CA) Dibandingkan Dengan Metode Fitoremediasi Enceng Gondok

a. Keuntungan:

Tabel 2.5 Keuntungan Metode Biosand Filter Carbon Active

Dibandingkan Dengan Metode Enceng Gondok Biosand Filter Carbon Active Enceng Gondok

Memerlukan waktu kontak

enam hari untuk menurunkan

konsentrasi BOD, COD, TSS,

dan Fosfat.

Memerlukan waktu kontak dua

puluh hari untuk menurunkan

konsentrasi BOD, COD, TSS,

dan Fosfat.

Lebih efektif dalam

menurunkan konsentrasi BOD,

COD, TSS, dan Fosfat.

Kurang efektif dalam

menurunkan konsentrasi BOD,

COD, TSS, dan Fosfat. Hal ini

dapat dilihat pada gambar 2.2

dimana masih ada parameter

yang tidak memenuhi nilai

baku mutu yang disyaratkan.

(Sumber : Cut Ananda Stefhany, Fitoremediasi Fosfat Dengan

Menggunakan Tumbuhan Enceng Gondok Pada Limbah Cair Industri

Kecil Pencucian Pakaian, 2013)

25

Gambar 2.2 Hasil Pengolahan Limbah Cair Laundry Dengan

Menggunakan Metode Enceng Gondok

b. Kekurangan

1) Metode Biosand Filter Carbon Actice memerlukan biaya yang

lebih besar dibandingkan dengan Metode Enceng gondok

2) Memerlukan limbah yang banyak dibandingkan dengan Metode

Enceng gondok karena penyaringan dengan Biosand Filter

menggunakan aliran kontinyu.

3) Metode Biosand Filter Carbon Active memiliki tingkat kesulitan

yang lebih besar dibandingkan dengan Metode Enceng gondok

karena unit biosand filter rawan mengalami kebocoran yang

diakibatkan oleh tekanan dari media filter.

G. Karbon Aktif

26

Activated Carbon adalah suatu bahan yang berupa karbon amorf yang

sebagian besar terdiri dari karbon bebas serta mempunyai daya serap (adsorbs)

yang baik. Activated Carbon digunakan sebagai bahan pemucat (penghilang

zat warna), penjerap gas, penjerap logam, dan sebagainya dari bahan tersebut

yang paling sering digunakan sebagai bahan adsorben adalah activated carbon

(Rahayu, 2004).

Karbon aktif berwarna hitam, tidak berbau, tidak berasa, dan mempunyai

daya serap yang jauh lebih besar dibandingkan dengan karbon yang belum

menjalani proses aktivasi, serta mempunyai permukaan yang luas, yaitu antara

300 sampai 2000 m per gram. Sifat karbon aktif yang dihasilkan tergantung

dari bahan yang digunakan, misalnya, tempurung kelapa menghasilkan arang

yang lunak dan cocok untuk menjernihkan air.

Gambar 2.3 Carbon Active

1. Syarat Karbon Aktif

Tempurung kelapa merupakan bahan yang baik sekali untuk dibuat

arang aktif yang dapat digunakan sebagai bahan penyerap. Selain Karen

kekerasannya juga karena bentuk arang tidak terlalu tebal sehingga

memungkinkan proses penyerapan berlangsung secara merata.

27

Standar kualitas karbon aktif menurut SNI 06-3730-1995

Tabel 2.6 Syarat Mutu Arang Aktif

No Jenis Uji Satuan Persyaratan

1 Bagian yang hilang pada pemanasan 950⁰C % Maksimum 25

2 Air % Maksimum 15

3 Abu % Maksimum 2,5

4 Bagian yang tidak mengarang % Tidak ternyata

5 Daya serap terhadap larutan I₂ mg/g Maksimum 750

(Sumber : SNI No 06-3730-1995)

2. Struktur Karbon Aktif

Sifat adsorpsi karbon aktif tidak hanya ditentukan oleh struktur oleh

struktur porinya, tetapi ditentukan juga oleh komposisi kimianya, misalnya

ketidak teraturan struktrur mikrokristal elementer, karena adanya lapisan

karbon yang terbakar tidak sempurna (terbakar sebagian), akan mengubah

susunan elektron dalam rangka karbon. Akibatnya akan terjadi elektron tak

berpasangan, keadaan ini akan memperngaruhi sifat adsorpsi karbon aktif,

terutama senyawa polar atau yang dapat terpolarisasi. Jenis yang lain

adalah adanya hetero atom didalam struktur karbon.

Karbon aktif mengandung elemen-elemen yang terikat secara kimia,

seperti oksigen dan hydrogen. Elemen-elemen ini dapat berasal dari bahan

baku yang tertinggal akibat sempurnanya proses karbonisasi, atau pula

dapat terikat secara kimia pada proses aktivasi. Demikian pula adanya

kandungan abu yang bukan bagian organik dari produk. Untuk tiap-tiap

jenis karbon aktif kandungan abu dan komposisinya ada bermacam-

macam. Adsorpsi elektrolit dan non elektrolit dari larutan karbon aktif,

28

juga dipengaruhi oleh adanya sejumlah kecil abu, adanya oksigen dan

hydrogen mempunyai pengaruhi besar pada sifat-sifat karbon aktif.

Elemen-elemen ini berkombinasi dengan atom-atom karbon membentuk

gugus fungsional tertentu.

3. Daya Serap Karbon Aktif

Proses adsorpsi terjadi pada bagian permukaan antara padatan-padatan,

padatan-cairan, cairan-cairan, atau gas-cairan. Adsorpsi dengan bahan

padat seperti karbon, tergantung pada luasan permukaannya. Sifat daya

serap karbon aktif terbagi atas dua jienis, yaitu daya serap fisika dan daya

serap kimia.

Keduanya dapat terjadi atau tidaknya perubahan kimia yang terjadi

antara zat yang mengadsorpsi. Beberapa teori yang menerangkan tentang

gejala daya serap yang sebenarnya, belum cukup untuk mengemukakan

tentang terjadinya daya serap pada karbon aktif.

Karbon aktif dapat menyerap senyawa organik maupun anorganik,

tetapi mekanisme penyerapan senyawa tersebut belum semua diketahui

dengan jelas. Mekanisme penyerapan yang diketahui antara lain

penyerapan golongan fenol dan aldehid aromatis maupun derivatnya.

Senyawa fenol-aldehid maupun senyawa yang terserap oleh karbon karena

adanya peristiwa donor-ekseptor elektorn. Gugus karbonil pada

permukaan karbon bertindak sebagai donor electron. Karena ada peristiwa

29

tersebut, maka inti benzene akan berkaitan dengan gugus karbonil pada

permukaan berikut :

a. Dengan adanya pori-pori mikro antara partikel yang sangat banyak

jumlahnya pada karbon aktif, akan menimbulkan gejela kapiler yang

meyebabkan adanya daya serap. Selain itu distribusi ukuran pori

merupakan faktor penting dalam menentukan kemampuan adsorpsi

karbon aktif. Misalnya dengan ukuran 20 angsrtom dapat digunakan

dapat digunakan untuk menghilangkan campuran rasa dan bau, hanya

lebih efektof untuk pembersihan gas, sedangkan untuk ukuran 20 –

100 angstrom efektof untuk menyerap warna.

b. Pada kondisi yang bervariasi ternyata hanya sebagian permukaan yang

mempunyai daya serap. Hal ini dapat terjadi karena permukaan karbon

dianggap heterogen, sehingga hanya beberapa jenis zat yang dapat

diserap oleh bagia permukaan yang leboh aktif yang disebut pusat

aktif.

Sedangakn faktor-faktor yang mempengaruhi adsorpsi adalah sebagai

berikut :

1) Karakteristik fisika dan kimia adsorben, antara lain : luas

permukaan ukuran pori, komposisi kimia.

2) Karakteristik fisis dan kimia adsorbat, antara lain : ukuran molekul,

polaritas moleku; komposisi kimia.

3) Konsentrasi adsorbat dalam fase cair.

30

4) Sistem waktu adsorbsi.

4. Proses Pembuatan Karbon Aktif

Secara umum dalam pembuatan karbon aktif terdapat dua tingkatan

proses yaitu :

a. Proses pengarangan ( karbonisasi )

Proses ini merupakan proses pembentukan arang dari bahan baku.

Secara umum, karbonisasi sempurna adalah pemanasan bahan baku

tanpa adanya udara, sampai temperatur yang cukup tinggi untuk

mengeringkan dan menguapkan senyawa dalam karbon. Hasil yang

diperoleh biasanya kurang aktif dan hanya mempunyai luas permukaan

beberapa meter persegi pergram.

Selama proses karbonisasi dengan adanya dekomposisi prioitik

bahan baku, sebagian elemen – elemen bukan karbon, yaitu hydrogen

dan oksigen dikeluarkan dalam bentuk gas dan atom-aton yang

terbebaskan dari karbon elementer membentuk Kristal yang tidak

teratur dan celah – celah Kristal ditempati oleh zat dekomposisi tar.

Senyawa ini menutupi pori-pori karbon, sehingga hasil proses

karbonisasi hanya mempunyai kemampuan adsorpsi yang kecil. Oleh

karena itu karbon aktif dapat juga dibuat dengan cara lain, yaitu

dengan mengkarbonisasi bahan baku yang telah dicampur dengan

garam dehidrasi atau zat yang dapat mencegah terbentuknya tar,

31

misalnya ZnCl, MgCl, dan CaCl. Perbandingan garam dengan bahan

baku adalah penting untuk menaikkan sifat – sifat tertentu dari karbon.

b. Proses aktivasi

Secara umum, aktivasi adalah pengubahan karbon dengan daya

serap rendah menjadi karbon yang mempunyai daya serap tinggi.

Untuk menaikkan luas permukaan dan memperoleh karbon yang

berpori, karbon diaktivasi misalnya dengan menggunakan uap panas,

gas karbondioksida dengan temperature antara 700 – 1100⁰C, atau

penambahan bahan-bahan mineral sebagai activator. Selain itu aktivasi

juga berfungsi untuk mengusir tar yang melekat pada permukaan dan

pori – pori karbon. Aktivasi menaikan luas permukaan dalam ( internal

area ), menghasilkan volume yang besar, berasal dari kapiler – kapiler

yang sangat kecil, dan mengubah permukaan dalam dari struktur pori (

Mifbakhuddin, Pengaruh Ketebalan Karbon Aktif Sebagai Media Filter

Terhadap Penurunan Kesadahan Air Sumur Artettis, 2010).

5. Penggunaan Karbon Aktif

Karbon aktif digunakan pertama kali pada pengolahan air dan air

limbah untuk mengurangi material organik, rasa, bau, dan warna (Culp,

RL dan Culp, GL, 1986). Karbon aktif juga sering digunakan untuk

mengurangu komntaminan organik, partikel kimia organik sintesis, tetapi

karbon aktif juga efektif untuk mengurangu kontaminan inorganik seperti

radon-222, merkuri, dan logam beracun lainnya (Ronald L,1997)

32

Karbon aktif digunakan sebagai bahan pemucat, penyerap gas,

penyerap logam, menghilangkan polutan mikro misalnya zat organik,

deterjen, bau, senyawa phenol da lain sebagainya. Pada saringan arang

aktif ini terjadi proses adsorbsi, yaitu proses penyerapan zat-zat yang akan

dihilangkan oleh permukaan arang aktif. Apabila seluruh permukaan arang

aktif sudah jenuh atau sudah tidak mampu menyerap maka kualitas air

yang disaring sudah tidak baik lagi, sehingga arang aktif harus diganti

dengan arang aktif yang baru.

Tabel 2.7 Manfaat Arang Aktif Untuk Zat Cair

No Maksud/Tujuan Pemakaian

1 Industri obat dan

makanan

Menyaring dan menghilangkan warna,

bau, rasa yang tidak enak pada

makanan

2 Minuman ringan,

minuman keras

Menghilangkan warna, bau pada

arak/minuman keras dan minuman

ringan

3 Kimia perminyakan

penyulingan bahan mentah, zat

perantara

4 Pembersihan air

Menyaring bau, warna, zat pencemar

dalam air, sebagai pelindung resin

dalam penyulingan air

5 Penambakan udang

Pemurnian, menghilangkan bau dan

warna

6 Pembersihan air buangan

Mengatur dan membersihkan air

buangan dan pencemar, warna, bau,

dan logam berat

7 Pelarut yang digunakan

kembali Penarikan kembali berbagai pelarut,

sisa methanol, etil, dan lain-lain

(Sumber : PLPH, Mojokerto, 2007

33

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Umum

Suatu metodologi penelitian tugas akhir dilakukan untuk memberi

gambaran awal tahap-tahap penelitian agar pelaksanaan dan penulisan laporan

menjadi sistematis selain itu untuk memudahkan dan memperkecil kesalahan

selama melakukan penelitian demi tercapainya tujuan penelitian. Tugas akhir

berjudul ”Perencanaan Biosand Filter dengan Reactor Karbon Aktif Pada

Pengelolaan Limbah Cair Laundry”

Dimana peneiltian ini telah dilakukan sebelumnya oleh Cony Puspitahati

pada Studi Kinerja Biosand Filter dalam Mengolah Limbah Laundry,

perbedaan antara penelitian terdahulu dengan penelitian ini ada pada

parameter yang diuji. Dimana pada penelitian terdahulu konsentrasi yang diuji

ialah minyak dan lemak, dan penelitian ini konsentrasi yang diuji ialah BOD,

COD, TSS, dan Fosfat.

B. Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang akan dilaksanakan adalah penelitian eksperimen,

yang dilanjutkan dengan analisis sampel di laboratorium untuk mengetahui

kemampuan pengolahan limbah domestik dengan teknologi Biosand Filter

Carbon Active terhadap penyisihan kadar BOD, COD, TSS, dan Fosfat pada

efluen air limbah laundry (Bung Laundry).

34

C. Lokasi Penelitian

Adapun lokasi-lokasi yang digunakan sebagai tempat penelitian adalah

sebagai berikut :

1. Bung Laundry, Makassar

Merupakan tempat pengambilan sampel air. Air laundry yang digunakan

terletak di sekitar Jalan Bung, Perintis Kemerdekaan, Makassar..

2. Poltekkes Kemenkes Makassar.

Merupakan tempat pembuatan alat Biosand filter – carbon active.

3. Laboratorium Politeknik Kesehatan Makassar Jurusan Kesehatan

Lingkungan. Merupakan tempat analisis sampel air untuk mengetahui nilai

BOD, COD, TSS, dan Fosfat.

D. Variabel Penelitian

1. Variabel bebas (Independent Variabel)

a. Biosand filter – Carbon active

Panjang : 30 cm

Lebar : 30 cm

Tinggi : 100 cm

Tinggi media total : 70 cm

Pasir Kasar : 10 cm

Pasir Halus : 10 cm

Kerikil : 30 cm

Carbon Active : 20 cm

Freeboard : 30 cm

35

Dimensi media :

Pasir halus : 0,25 mm (Mest 60 dengan ukuran 0,25 mm) (

> 50% lolos saringan No.200 diameter)

Pasir kasar : 0,85 mm (Mest 20 dengan ukuran 0,85 mm) (

< 50% lolos saringan No. 200 )

Kerikil : 6 mm ( menggunakan mest ¼ inch dengan

ukuran 6,3 mm)

Karbon aktif : 1mm

30 cm

10 cm

20 cm

100 cm

10 cm

10 cm

20 cm

30 cm

(Sumber : Cony Puspitahati, Studi Kinerja Biosand Filter

dalam Mengolah Limbah Laundry).

Gambar 3.1 Sketsa Biosand Filter Carbon Active

2. Varabel Terikat (Dependent Variabel)

Parameter yang diteliti adalah konsentrasi BOD, COD, TSS, dan Fosfat

dari sisa proses air laundry, Makassar.

Kerikil

Pasir Kasar

Kerikil

Carbon

acvtive

Pasir Halus

36

E. Bahan Dan Alat Penelitian

1. Penyediaan Media Pasir Halus, Pasir Kasar, Kerikil, dan Karbon Aktif

Pada proses penelitian ini, media di ayak/ saring terlebih dahulu

sebelum nantinya dimasukkan ke dalam unit. Hal tersebut dilakukan untuk

mendapatkan diameter butiran yang sama. Pada saat mengayak alat yang

digunakan adalah saringan pasir dimana ukuran saringan adalah

berdasarkan mest. Mest yang akan digunakan antara lain mest ¼ inci

dengan ukuran 6,3 mm untuk media kerikil, kemudian mest 20 dengan

ukuran 0,85 mm untuk media pasir kasar dan mest 60 dengan ukuran 0,25

mm untuk media pasir halus.

Gambar 3.2 Media ; Pasir halus, Pasir kasar, Kerikil, dan

Karbon aktif

2. Alat Penelitian

a. Biosand Filter – Carbon active

Pada penelitian ini dimensi unit BSF yang telah direncanakan adalah :

Biosand filter – Carbon active

Panjang : 30 cm

Lebar : 30 cm

Tinggi : 100 cm

Tinggi media total : 70 cm

37

Pasir Kasar : 10 cm

Pasir Halus : 10 cm

Kerikil : 30 cm

Carbon Active : 10 cm

Freeboard : 30 cm

b. Reservoar

Reservoir yang digunakan adalah satu jerigen dengan kapasitas ± 20

liter sebagai penampung air hasil filtrasi, dan satu jerigen dengan

kapasitas ± 20 liter digunakan untuk tempat air baku yang akan diolah.

Gambar 3.3 Resevoir / Bak penampungan

F. Pelaksanaan Penelitian

Pelaksanaan penelitian ini terdiri dari tiga tahapan. Tahapan-tahapan

tersebut adalah sebagai berikut :

1. Persiapan Media

Media yang sudah diayak sesuai dengan diameter butiran, kemudian

dicuci. Tujuannya dilakukan pencucian ini adalah agar kotoran-kotoran

yang terdapat dalammedia filtrasi hilang. Setelah itu media dikeringkan

dengan menggunakan oven pada suhu 105 ⁰C agar media steril.

38

2. Persiapan Alat

Biosand filter – carbon active

Unit BS-CA ini unit rectangular yang terbuat dari kaca 0,6 mm.

digunakan kaca dalam pembuatan unit ini bertujuan agar pembentukan

lapisan biofilm dan proses filtrasi dapat terlihat secara visual. Sebelum

media filtrasi dimasukkan ke dalam unit, maka unit dalam keadaan siap

digunakan. Setelah unit siap, maka filter dimasukkan ke masing-masing

unit BSF, dimana tiap unitnya memiliki ketinggian media yang berbeda.

3. Kalibrasi Alat Penelitian

Sebelum diisi dengan limbah cair laundry, sebelumnya unit BS-CA

ini perlu dilakukan kalibrasi untuk mendukung sistem yang akan

digunakan terhadap pengolahan limbah. Tahap kalibrasi ini dimulai

dengan menentukan kecepatan aliran yang akan digunakan untuk limbah

dengan cara membuka keran air pada bukaan tertentu dan menampung air

keluaran pada gelas ukur hingga diperoleh kecepatan aliran yang

diinginkan. Setelah kecepatan aliran diperoleh, air biasa akan dialirkan

menurut prosedur percobaan selama satu hari.

Gambar 3.4 Menentukan Kecepatan Aliran

39

4. Pengujian Sampel / Analisa Laboratorium

Air baku yang digunakan sebagai objek penelitian diambil dari sisa

proses limbah laundry dan diuji pada Laboratorium Politeknik Kesehatan

Makassar Jurusan Kesehatan Lingkungan untuk mengetahui kandungan

konsentrasi masing-masing parameter BOD, COD, TSS, dan Fosfat yang

terdapat dalam air limbah tersebut menggunakan yang terdapat dalam air

limbah tersebut menggunakan metode seperti yang ditampilkan pada tabel

3.1

Gambar 3.5 Sampel Inlet dan Outlet Limbah Cair Laundry

Tabel 3.1 Metode Analisis Parameter

(Sumber : Laboratorium POLTEKKES Makassar)

a. Pengukuran BOD

1) Sampel dimasukkan ke dalam botol winkler sampai penuh, hati-

hati agar tidak sampai terjadi gelembung udara.

2) Sampel yang mengandng BOD₅ tinggi diencerkan dengan

menggunakan larutan pengencer, lalu dimasukkan kedalam botol

No Parameter Metode

1 BOD Winkler

2 COD Spektrofotometri

3 TSS Fotometri

4 Fosfat Spektrofotometri

40

winkler. Kemudian ditambahkan I mL MnSO₄ dan 1 mL alkali

iodida azida.

3) Botol winkler segera ditutup dan dihomogenkan dengan cara

membalik-balikkan botol, hingga terbentuk gumpalan sempurna.

4) Gumpalan dibiarkan mengendap selama 5 menit sampai dengan

10 menit.

5) H2SO4 pekat ditambahkan sebanyak 1 mL, botol ditutup dan

dihomogenkan sampai endapan larut sempurna.

6) Sampel dipipet sebanyak 50 mL dimasukkan ke dalam

erlenmeyer dan dititrasi dengan larutam tiosulfat (Na2S2O3)

0,025 N sampai kuning muda.

7) Amilum sebanyak 1 mL ditambahkan ke dalam larutan sehingga

larutan menjadi warna biru tua dan titrasi dilanjutkan sampai

warna biru hilang.

8) Sampel yang diinkubasi selama 5 hari dengan suhu 20⁰C

dianalisis dengan cara yang sama seperti di atas. BOD5 dapat

dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Perhitungan untuk sampel yang tidak diencerkan

BOD = C0 – C5

BOD (mg/l) = [ (C0 – C5) – (AP0 – AP5) ] x p

DO (mg/l) = V x N x 8000

50

Keterangan :

C0 : Kadar DO mg/l nol hari

41

C5 : Kadar DO mg/l lima hari

AP0 : Kadar DO mg/l nol hari larutan pengencer

AP5 : Kadar DO mg/l lima hari larutan pengencer

p : Faktor pengenceran

V : mL Na2S2O3

N : Normalitas Na2S2O3

b. Pengukuran COD

1) Sampel sebanyak 2,5 mL dimasukkan ke dalam tabung COD,

dilanjutkan dengan penambahan 1,5 mL larutan campuran

K2Cr2O7 - HgSO4 dan 3,5 mL larutan campuran Ag2SO4 –

H2SO4.

2) Blanko dan deret standar 100, 200, 400, 600 dan 900 ppm,

diperlakukan sama dengan sampel.

3) Tabung COD dimasukkan ke dalam reaktor COD dengan

temperatur 150⁰C selama 2 jam.

4) Setelah pemanasan 2 jam, tabung COD didinginkan samai

temperatur kamar, dilanjutkan dengan pengukuran sampel pada

spektrofotometer dengan panjang gelombang 600 nm.

c. Pengukuran TSS

1) Program 630 dimasukkan, dilanjutkan dengan menekan enter.

2) Panjang gelombang diatur pada 810 nm.

3) Sampel sebanyak 50 ml dibelender dengan kecepatan tinggi

selama 2 menit, selanjutnya dipindahkan ke gelas kimia 600 ml.

42

4) Kuvet diisi dengan aquades sebanyak 25 ml sebagai blanko,

dilanjutkan dengan sampel dengan volume yang sama.

5) Blanko ditempatkan pada spektrofotometer dengan ditekan zero,

dilanjutkan dengan pengukuran sampel dengan menekan read,

maka konsentrasi sampel akan terbaca dengan satuan mg/l TSS.

d. Pengukuran PO4

a) Mengambil 50 cc sampel + 2 cc Ammonium molybdat + 5 tetes

SnCl2 . 2H2O.

b) Masukkan larutan tersebut ke dalam kuvet.

c) Memasang kuvet pada alat spektrofotometer dan mencatat

hasilnya.

d) Lakukan prosedur yang sama untuk larutan blanko

43

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian

1. Air Limbah Sebelum Pengolahan

Pada penelitian ini menggunakan reactor Biosand Filter Carbon Active

untuk menurunkan atau mengurangi konsentrasi fosfat dari limbah

pencucian Laundry, dimana limbah berasal dari tempat pencucian “Bung

Laundry” Jl. Bung, Perintis Kemerdekaan KM 6, Makassar.

Hasil analisis air limbah domestik sebelun proses pengolahan

ditunjukkan dalam tabel 4.1. Konsentrasi parameter BOD ( I = 125 mg/l, II

= 275 mg/l, dan III = 300 mg/l) yang terdeteksi melampaui baku mutu

yang dipersyaratkan berdasarkan Keputusan Gubernur Sulawesi Selatan

No. 14 Tahun 2003. Konsentrasi COD, TSS, dan Fosfat yang terdeteksi

juga melampaui baku mutu, konsentrasi COD ( I = 430 mg/l, II = 364

mg/l, dan III = 257 mg/l dan baku mutu 160 mg/l), Konsentrasi TSS ( I =

269 mg/l, II = 315 mg/l, dan III = 346 mg/l dan baku mutu 60 mg/l), dan

konsentrasi PO4 atau Fosfat ( I = 30,35 mg/l, II = 10,9 mg/l, dan III = 0,19

mg/l dan baku mutu 1 mg/l). konsentrasi BOD yang tinggi tersebut

merupakan gambaran bahwa bahan organic telah mencemari lingkungan.

Hasil analisis air limbah laundry sebelum pengolahan dapat dilihat

pada tabel 4.1

44

Tabel 4.1 Air Limbah Laundry Sebelum Proses Pengolahan

No Parameter Percobaan Satuan Hasil

pemeriksaan

Baku Mutu

Kep. Gub.

No.14 Thn

2003

1 BOD

I

mg/l

125

75 II 275

III 300

2 COD

I

mg/l

430

160 II 364

III 257

3 TSS

I

mg/l

269

60 II 315

III 346

4 PO4

I

mg/l

30,35

1 II 10,9

III 0,19

(Sumber : Laboratorium Politeknik Kesehatan Makassar Jurusan Kesehatan

Lingkungan)

2. Proses Pengolahan

Pengolahan air limbah dimulai dengan masa pertumbuhan

mikroorganisme selama 12 hari. Setelah biofilm tumbuh selanjutnya

proses pengolahan dimulai pada hari 12 dengan memasukan air limbah

secara kontinyu selama 6 hari dan dilakukan pengulangan dengan waktu

yang sama hingga tiga kali percobaan.

Pengoperasian filter ini berjalan selama 6 hari dengan aliran kontinyu.

Kecepatan aliran diatur pada bukaan kran dengan menjaga kecepatan

filtarsi 0,144 m³/jam. Perhitungan dapat dilihat dari persamaan di bawah

ini :

Dimana : = Debit (m³/jam)

= Kecepatan filtrasi (m/det)

= luas filter (m²)

Perhitungan kecepatan filtrasi didapatkan sebagai berikut :

45

= 144 l/hari = 6 l/jam 0,006 m³/jam

= 0,09 m²

Maka :

Debit dapat diketahui dengan mengukur volume air pada outlet dengan

gelas ukur per satuan waktu (menit).

Proses filtrasi secara downflow atan memanfaatkan gaya gravitasi.

Pengairan air limbah yang berjalan kontinyu mempercepat tumbuhnya

lapisan biofilm, karena bakteri mendapat supply nutrient secara rutin setiap

harinya. Menurut Marsono (1997), pada lapisan biofilm akan terjadi proses

penurunan partkel tersuspensi, bahan organic dan bakteri melalui proses

oksidasi biologi maupun kimiawi.

3. Hasil Pengolahan

Pengamatan dan analisis laboratorium terhadap parameter BOD, COD,

TSS, dan Fosfat selama proses pengolahan diperoleh hasil sebagai berikut:

a. Biological Oxygen Demand (BOD)

Hasil analisis terhadap konsentrasi BOD air limbah laundry dan

sesudah pengolahan serta Efektivitas penyisihan BOD ditampilkan

pada tabel 4.2 dan gambar 4.1

46

Tabel 4.2 Efektivitas Penyisihan BOD

Percobaan

Waktu

Operasi

(Hari)

BOD

Sebelum

(mg/l)

BOD

Sesudah

(mg/l) Efektivitas

(%)

Baku

Mutu

(mg/l)

1

0 125 - 75

2 125 79 36.80 75

4 125 62 50.40 75

6 125 46 63.20 75

2

0 275 - 75

2 275 132 52.00 75

4 275 69 74.91 75

6 275 35 87.27 75

3

0 300 - 75

2 300 64 78.67 75

4 300 50 83.33 75

6 300 42 86.00 75

(Sumber : Laboratorium Politeknik Kesehatan Makassar Jurusan Kesehatan

Lingkungan)

Gambar 4.1 Efektivitas Penurunan Konsentrasi BOD

Hasil analisis terlihat bahwa BOD Limbah Laundry sebelum

pengolahan melampaui nilai baku mutu yang ditetapkan dan setelah

pengolahan nilai BOD telah memenuhi persyaratan untuk industri yang

menggunakan sabun deterjen. Nilai terendah 42 mg/l pada hari ke-6.

Konsentrasi BOD air limbah laundry secara keseluruhan

mengalami penurunan secara beraturan dari 79,00 mg/l pada hari ke-2

sampai 46 mg/l pada hari ke-6 begitu pula pada perobaan ke II dan III

mengalami penurunan yang teratur.

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

0 2 4 6

Kon

sentr

asi B

OD

(m

g/l

)

Waktu Pengoperasian (hari)

Efektivitas Penrunan BOD

Percobaan I

Percobaan II

Percobaan III

Baku Mutu

47

b. Chemical Oxygen Demand (COD)

Hasil analisis terhadap konsentrasi COD air limbah laundry dan

sesudah pengolahan serta Efektivitas penyisihan COD ditampilkan

pada tabel 4.3 dan gambar 4.2.

Tabel 4.3 Efektivitas Penyisihan COD

Percobaan

Waktu

Operasi

(Hari)

COD

Sebelum

(mg/l)

COD

Sesudah

(mg/l) Efektivitas

(%)

Baku

Mutu

(mg/l)

I

0 430 - 160

2 430 116 73.02 160

4 430 43 90.00 160

6 430 29 93.26 160

II

0 364 - 160

2 364 103 71.70 160

4 364 46 87.36 160

6 364 37 89.84 160

III

0 257 - 160

2 257 186 27.63 160

4 257 98 61.87 160

6 257 66 74.32 160

(Sumber : Laboratorium Politeknik Kesehatan Makassar Jurusan Kesehatan

Lingkungan)

Gambar 4.2 Efektivitas Penurunan Konsentrasi COD

Hasil analisis terlihat bahwa COD Limbah Laundry sebelum

pengolahan melampaui nilai baku mutu yang ditetapkan dan setelah

pengolahan nilai COD telah memenuhi persyaratan untuk industri yang

menggunakan sabun deterjen. Nilai terendah 29 mg/l pada hari ke-6.

48

Konsentrasi COD air limbah laundry secara keseluruhan

mengalami penurunan secara beraturan dari 116 mg/l pada hari ke-2

sampai 29 mg/l pada hari ke-6 begitu pula pada perobaan ke II dan III

mengalami penurunan yang teratur.

c. Total Suspended Solid (TSS)

Hasil analisis terhadap konsentrasi TSS air limbah laundry dan

sesudah pengolahan serta Efektivitas penyisihan TSS ditampilkan pada

tabel 4.4 dan gambar 4.3.

Tabel 4.4 Efektivitas Penyisihan TSS

Percobaan

Waktu

Operasi

(Hari)

TSS

Sebelum

(mg/l)

TSS

Sesudah

(mg/l) Efektivitas

(%)

Baku

Mutu

(mg/l)

I

0 269 - 60

2 269 67 75.09 60

4 269 53 80.30 60

6 269 20 92.57 60

II

0 315 - 60

2 315 195 38.10 60

4 315 51 83.81 60

6 315 42 86.67 60

III

0 346 - 60

2 346 180 47.98 60

4 346 47 86.42 60

6 346 32 90.75 60

(Sumber : Laboratorium Politeknik Kesehatan Makassar Jurusan Kesehatan

Lingkungan)

Gambar 4.3 Efektivitas Penurunan Konsentrasi TSS

0306090

120150180210240270300330360

0 2 4 6

Kon

sent

rasi

TSS

(mg/

l)

Waktu Pengoperasian (Hari)

Efektivitas Penurunan TSS

Percobaan IPercobaan IIPercobaan IIIBaku Mutu

49

Hasil analisis terlihat bahwa TSS Limbah Laundry sebelum

pengolahan melampaui nilai baku mutu yang ditetapkan dan setelah

pengolahan nilai TSS telah memenuhi persyaratan untuk industri yang

menggunakan sabun deterjen. Nilai terendah 20 mg/l pada hari ke-6.

Konsentrasi TSS air limbah laundry secara keseluruhan mengalami

penurunan secara beraturan dari 67 mg/l pada hari ke-2 sampai 20 mg/l

pada hari ke-6 begitu pula pada perobaan ke II dan III mengalami

penurunan yang teratur

d. Fosfat (PO4)

Hasil analisis terhadap konsentrasi COD air limbah laundry dan

sesudah pengolahan serta Efektivitas penyisihan COD ditampilkan

pada tabel 4.5 dan gambar 4.4.

Hasil analisis terlihat bahwa PO4 limbah laundry sebelum

pengolahan melampaui nilai baku mutu yang ditetapkan dan

setelah pengolahan nilai PO4 telah memenuhi persyaratan untuk

industri yang menggunakan sabun deterjen. Nilai terendah 0.02

mg/l pada hari ke-6 di percobaan ke III.

Konsentrasi PO4 air limbah laundry mengalami penurunan

secara teratur pada percobaan ke I dan ke II, namun pada hari ke 2

di percobaan ke III konsentrasi mengalami kenaikan hal ini

diakibatkan

50

jenuhnya arang aktif pada unit Biosand Filter, setelah

mengalami pengaktifan kembali konsentrasi PO4 kembali menurun

secara berarturan. Dan penurunan pada hari ke 6 percobaan ke III

lebih efektif dibandingkan dengan percobaan I dan II.

Tabel 4.5 Efektivitas Penyisihan PO4

Percobaan

Waktu

Operasi

(Hari)

PO4

Sebelum

(mg/l)

PO4

Sesudah

(mg/l) Efektivitas

(%)

Baku

Mutu

(mg/l)

I

0 30.35 - 1

2 30.35 21.38 29.56 1

4 30.35 0.28 99.08 1

6 30.35 0.11 99.64 1

II

0 10.9 - 1

2 10.9 5.83 46.51 1

4 10.9 0.49 95.50 1

6 10.9 0.21 98.07 1

III

0 0.19 - 1

2 0.19 2.86 -1.41 1

4 0.19 0.07 63.16 1

6 0.19 0.02 89.47 1

(Sumber : Laboratorium Politeknik Kesehatan Makassar Jurusan Kesehatan

Lingkungan)

Gambar 4.4 Efektivitas Penurunan Konsentrasi PO4

B. Pembahasan

Berdasarkan dari hasil yang diperoleh dari penelitian “Perencanaan

Biosand Filter Dengan Reaktor Carbon Active Pada Pengolahan Limbah Cair

Laundy, terbutkti bahwa Biosand Filter Carbon Active efektif dalam

51

menurunkan dan mengurangi ketercemaran terhadap air dan lingkungan.

Teknologi ini mampu menurunkan konsentrasi BOD, COD, TSS, dan Fosfat

sehingga menjadikan limbah cair laundry ramah lingkungan dan mencegah

timbulnya dampak negatif yang disebabkan oleh air buangan limbah cair

laundry.

Berikut ini dijelaskan efektivitas penurunan konsentrasi BOD, COD, TSS,

dan Fosfat yang telah diolah dengan unit Biosand Filter dan di uji hasilnya di

Laboratorium Poltekkes Kemenkes Makassar :

1. Biological Oxygen Demand (BOD)

Tabel 4.6 Konsentrasi BOD Sebelum Dan Sesudah Pengolahan

Percobaan Waktu Operasi

(Hari)

BOD

Sebelum

(mg/l)

BOD

Sesudah

(mg/l)

1

0 125 -

2 125 79

4 125 62

6 125 46

2

0 275 -

2 275 132

4 275 69

6 275 35

3

0 300 -

2 300 64

4 300 50

6 300 42

(Sumber : Laboratorium Politeknik Kesehatan Makassar Jurusan Kesehatan

Lingkungan)

Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan menggunakan teknologi

Biosand Filter Carbon Active dengan laju alir 6 lit/jam dan menggunakan

aliran kontinyu, kadar BOD limbah laundry dapat diturunkan. Kadar BOD

sebelum proses yang nilainya berfluktuasi sekitar 300 mg/l dapat

diturunkan menjadi 42 mg/l pada hari ke 6. Proses pengolahan dengan

52

Efektivitas sebesar 86%, hal ini menunjukkan bahwa Efektivitas kerja BSF

sampai hari ke 18 berlangsung sempurna. Jika dikaitkan dengan baku

mutu Kep. Gub No.14 Thn 2013 yaitu 75 mg/l, maka hasil pengolahan

mulai hari ke 4 telah memenuhi standar baku mutu yang disyaratkan.

Kemudian Efektivitas penyisijan terus meningkat sampai waktu operasi

pengolahan hari ke 6.

2. Chemical Oxygen Demand (COD)

Chemical Oxygen Demand adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan

oksidatpr untuk mengoksidasi bahan/zat organic dan anorganik dalam satu

liter air limbah. Konsentrasi COD dijumpai sekitar dua kali lebih besar

dari konsentrasi BOD, karena senyawa kimia yang dapat dioksidasi secara

kimiawi lebih besar dibandingkan dengan oksidasi secara biologis. Makin

besar nilai BOD dan COD,makin tinggi tingkat pencemaran suatu perairan

(Manik, 2003).

Parameter COD sangat penting karena merupakan indikator

pencemaran air. Air yang tercemar oleh limbah domestik pada umumnya

mempunyai nilai COD yang tinggi, terlihat dari sampel sebelum masuk

pengolahan 257 mg/l – 430 mg/l, ini menggambarkan banyaknya bahan

organik yang terkandung dalam air limbah.

Efektivitas penyisihan COD meningkat hingga 93,26% pada hari ke 6

percobaan III. Nilai penyisihan yang tinggi tersebut memperlihatkan

53

bahwa pengolahan telah berjalan secara baik dan efektif sampai hari ke 6

pengolahan.

Hasil analisa laboratorium menunjukkan bahwa parameter COD hari

ke 4 adalah 43 mg/l – 98 mg/l memenuhi baku mutu Kep. Gub No.14 Thn

2003 yaitu 160 mg/l. Efektivitas 74,32% hingga 93,26% dijumpai pada

hari ke 6. Hal ini menunjukkan bahwa proses pengolahan berjalan dengan

sempurna dan efektif.

Tabel 4.7 Konsentrasi COD Sebelum Dan Sesudah Pengolahan

Percobaan

Waktu

Operasi

(Hari)

COD

Sebelum

(mg/l)

COD

Sesudah

(mg/l)

I

0 430 -

2 430 116

4 430 43

6 430 29

II

0 364 -

2 364 103

4 364 46

6 364 37

III

0 257 -

2 257 186

4 257 98

6 257 66

(Sumber : Laboratorium Politeknik Kesehatan Makassar Jurusan Kesehatan

Lingkungan)

3. Total Suspended Solid (TSS)

Parameter TSS merupakan parameter kunci untuk mengetahui kualitas

air limbah. Sampel sebelum masuk pengolahan TSS 180 mg/l – 315 mg/l,

hal ini menggambarkan banyaknya sedimen (lumpur) dan bahan organik

yang terkandung di dalam air limbah.

54

Tabel 4.8 Konsentrasi TSS Sebelum Dan Sesudah Pengolahan

Percobaan Waktu

Operasi (Hari)

TSS Sebelum (mg/l)

TSS Sesudah (mg/l)

I

0 269 -

2 269 67

4 269 53

6 269 20

II

0 315 -

2 315 195

4 315 51

6 315 42

III

0 346 -

2 346 180

4 346 47

6 346 32

(Sumber : Laboratorium Politeknik Kesehatan Makassar Jurusan Kesehatan

Lingkungan)

Hasil analisis laboratorium menunjukkan bahwa parameter TSS hari ke

4 adalah 47 mg/l – 53 mg/l, nilai ini memenuhi baku mutu Kep. Gub

No.14 Thn 2003 (Gambar 4.2) yaitu 60 mg/l. Hal ini menunjukkan bahwa

dengan sempurna dan efektif karena pengolahan dilengkapi dengan

pengendapan awal sehingga mempercepar penurunan padatan tersuspensi.

Efektivitas penyisihan TSS meningkat sampai 92,57% pada

pengolahan hari ke 6. Konsentrasi penyisihan yang tinggi tersebut

memperlihatkan bahwa pengolahan telah berjalan secara baik sampai hari

ke 6.

4. Fosfat (PO4)

Pada limbah cair laundry mengandung bahan kimia dengan konsentrasi

tinggi antara lain ialah fosfat ini dikarenakan fosfat merupakan bahan

pembentuk utama dalam deterjen (Rosariawarim 2010).

55

Tabel 4.9 Konsentrasi PO4 Sebelum Dan Sesudah Pengolahan

Percobaan

Waktu

Operasi

(Hari)

PO4

Sebelum

(mg/l)

PO4

Sesudah

(mg/l)

I

0 30.35 -

2 30.35 21.38

4 30.35 0.28

6 30.35 0.11

II

0 10.9 -

2 10.9 5.83

4 10.9 0.49

6 10.9 0.21

III

0 0.19 -

2 0.19 2.86

4 0.19 0.07

6 0.19 0.02

(Sumber : Laboratorium Politeknik Kesehatan Makassar Jurusan Kesehatan

Lingkungan)

Sampel sebelum masuk pengolahan nilai PO4 mencapai 0.19 mg/l –

30,35 mg/l , hal ini menggambarkan tercemarnya air akibat limbah cair

laundry. Peningkatan konsentrasi tersebut juga menimbulkan terjadinya

proses eutrofikasi, eutrofikasi yang merupakan pengayaan air dengan

nutrien/unsure hara yang berupa bahan organic yang dibutuhkan tumbuhan

(Effendi, 2003).

Hasil analisis laboratorium menunjukkan bahwa parameter PO4 hari

ke 4 adalah 0,07 mg/l – 0,49 mg/l, nilai ini memenuhi baku mutu Kep.

Gub No.14 Thn 2003 yaitu 1 mg/l. Hal ini menunjukkan bahwa dengan

sempurna dan efektif karena pengolahan dilengkapi dengan pengendapan

awal sehingga mempercepar penurunan PO4

Efektivitas penyisihan TSS meningkat sampai 92,57% pada pengolahan

hari ke 6. Konsentrasi penyisihan yang tinggi tersebut memperlihatkan

bahwa pengolahan telah berjalan secara baik sampai hari ke 6.

56

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, maka dapat ditarik beberapa

kesimpulan yang didasarkan pada tujuan penelitian adalah sebagai berikut :

1. Berdasarkan penelitian, unit Biosand Filter Carbon Active efektif

dalam menurunkan konsentrasi BOD, COD, TSS, dan Fosfat sehingga

limbah laundry menjadi ramah lingkungan.

2. Pengolahan Limbah Laundry dengan Teknologi Biosand Filter Carbon

Active dengan kecepatan aliran 6 l/jam dan menggunakan aliran

kontinyu efektif terhadap penyisihan kadar BOD, COD, TSS, dan

Fosfat dan dapat memperbaiki kualitas air limbah :

a. Parameter BOD air limbah dapat diturunkan dari 125 mg/l – 300

mg/l menjadi 42 mg/l – 46 mg/l. Dan Efektivitas penyisihan BOD

mengalami peningkatan sampai Efektivitas maksimum 87,27%

b. Parameter COD mengalami penurunan dari 257 mg/l – 430 mg/l

menjadi 29 mg/l – 66 mg/l dengan Efektivitas 93,26%.

c. Parameter padatan total tersuspensi (TSS) selama pengolahan

mengalami penurunan dari nilai sebelum pengolahan 269 mg/l –

346 mg/l menjadi 20 mg/l – 42 mg/l dengan Efektivitas penyisihan

tertinggi dengan nilai 92,57%.

57

d. Parameter PO4 mengalami penuruna konsentrasi secara teratur

pada percobaan I dan II pada nilai 30,35 mg/l menjadi 0,11 mg/l

dan 10,9 mg/l menjadi 0,21 mg/l. Namun pada percobaan ke III

arang aktif mengalami kejenuhan hingga konsentrasi PO4

mengalami kenaikan yang semula 0,19 mg/l dan dihari ke 2 menjdi

2,86%. Setelah mengalami aktifasi kembali konsentrasi PO4

kembali mengalami penurunan secara teratur di hari ke 4 0,07 mg/l

dan hari ke 6 0,02 mg/l dengan Efektivitas tertinggi 99,64%.

3. Dengan kemampuan Biosand Filter Carbon Active ini dalam

menurunkan ketercemaran dan dapat mencegah timbulnya dampak

negatif yang disebabkan oleh air buangan limbah cair sisa proses

laundry.

B. Saran

1. Perlu adanya pengukuran BOD, COD, TSS, dan Fosfat setiap

mengambil sampel baru untuk diolah diunit Biosand filter. Sehingga

dapat mengetahui Efektivitas dan Efektivitas dari setiap inletnya

2. Perlu adanya bak pengendapan yang lebih besar untuk menampung

limbah atau pengatur debit sehingga tidak diperlukan penambahan

jumlah limbah setiap hari dengan tujuan agar limbah homogen.

3. Perlu adanya pengecekan pH dan temperatur secara berkelanjutan pada

saat proses pengolahan limbah, guna memudahkan dalan mengetahui

kondisi dari mikroorganisme.

58

4. Untuk struktur atau spesifikasi bahan-bahan bagian dari penelitian

harus lebih diperhatikan terlebih dahulu sebelum dilakukan analisa.

Hal ini bertujuan mengurangi kecelakaan dalam pekerjaan seperti

tekanan yang kuat dari media yang dapat mengakibatkan bocornya alat

biosand filter, dan kebocoran ini sangat mempengaruhi proses dan

hasil dari penelitian.

5. Pengolahan limbah cair memerlukan biaya investasi dan biaya operasi

yang tidak sedikit. Oleh karena itu pengolahan limbah cair harus

dilakukan dengan cermat, dimulai dari perencanaan yang tepat dan

teliti, pembuatan Unit Pengolahan LImbah (UPL) yang benar, serta

pengoperasian UPL yang cermat. Utamanya dalam perencanaan,

apabila perecanaan sudah tidak tepat akan berakibat timbulnya

berbagai kesulitan dalam pengoperasian serta biaya tinggi dengan hasil

yang tidak memadai.

59

DAFTAR PUSTAKA

Annas. 2011. “Karakteristik limbah cair”. http://nas-annas.blogspot.com/. (diakses

pada tanggal 29 mei 2013)

Arafa, Bima. 2012. “Karakteristik sifat air limbah”. http://kesehatanlingkungan-

indonesia.blogspot.com/. (diakses pada tanggal 29 mei 2013)

Griswidia, Reni. 2008. Penurunan kadar minyak lemak limbah cair laundry

dengan mneggunakan reaktor biosand filter dilanjutkan dengan carbon active.

Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta.

Huisman, L., 2004, Slow Sand Filter 2nd Edition, Delft University of Technology,

Delft.

Jo Smet and Cristin Vanwijk, 2002, Multi-stage Filtration Technology, dalam

Small Water Community Water Supplies : Technology, People & Partnership,

editor : J . Smet & C. van Wijk, IRC Technical papers 40, Delft.

KEPUTUSAN GUBERNUR SULLAWESI SELATAN NOMOR 14 Tahun 2003.

2003. BAKU MUTU LIMBAH CAIR UNTUK INDUSTRI SABUN

DETERGEN DAN PRODUK – PRODUK MINYAK NABATI. Gubernur

Sulawesi Selatan, Makassar

_________________________________________________________.2003.

PENGELOLAAN, PENGENDALIAN PENCEMARAN AIR, UDARA,

PENETAPAN BAKU MUTU LIMBAH CAIR, BAKU MUTU UDARA

AMBIEN DAN EMISI SERTA BAKU TINGKAT GANGGUAN KEGIATAN

YANG BEROPERASI DI PROPINSI SULAWESI SELATAN. Gubernur

Sulawesi Selatan, Makassar

KEPUTUSAN MENTERI NEGARA LINGKUNGAN HIDUP NOMOR KEP-

51/MENLH/10/1995.1995. BAKU MUTU LIMBAH CAIR BAGI KEGIATAN

INDUSTRI. Menteri Lingkungan Hidup, Jakarta

Laut biru. 2013. “Total suspended solid (TSS)”. http://seandy-laut-

biru.blogspot.com/. (diakses pada tanggal 1 september 2013)

Metcalf and Eddy, 2003, Wastewater Engineering Treatment and Reuse 4th

Edition, McGraw Hill, New York

P3M STAIN Pekalongan.2012.”Limbah ditinjau dari hukum islam”.

http://p3m.stain-pekalongan.ac.id/. (diakses pada tanggal 29 mei 2013)

60

PERATURAN PEMERINTAH REPUBLIK INDONESIA NOMOR 82 TAHUN

2001. 2001. PENGELOLAAN KUALITAS AIR DAN PENGENDALIAN

PENCEMARAN AIR. Presiden Republik Indonesia, Jakarta

Pramudihasan, Aghnanisme. 2012. “Fosfor (Keberadaan, Sifat fisis, pembuatan,

dan kegunaan)”. http://aghnanisme.blogspot.com/. (diakses pada tanggal 1 juni

2013)

Purba, Margareth E.K,. 2009. Analisa Kadar Total Suspended Solid (TSS),

Amoniak (NH3), Sianida(CN-), dan Sulfida (S2-) Pada Limbah Cair Bapedaldasu.

Skripsi. Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sumatera Utara, Medan

Puspitahati, Cony, dan Bambang, Didik. Studi kinerja biosand filter dalam

mengolah limbah laundry dengan parameter fosfat. Teknik lingkungan Kampus

ITS sukolilo, Surabaya

Safina. 2012.”Pengolahan limbah cair”. http://netsains.net/. (diakses pada tanggal

28 mei 2013)

Setiawan, Iwan. 2008. “Mau Deterjen…?”. http://iwanmalik.wordpress.com/jati-

diri/. (diakses pada tanggal 3 juli 2013)

Stefhany, C.A., Sutisna, Mumu, & Pharmawaty, Kancitra. (2013). Fitoremediasi

phospat dengan menggunakan tumbuhan eceng gondok (eichhornia crassipes)

pada limbah cair industri kecil pencucian pakaian (laundry). Teknik lingkungan

itenas. 1 (1), 2.

Sugiharto, 1987, Dasar-dasar Pengelolaan Air Limbah, Universitas Indonesia,

Jakarta

Wartapedia. 2010. “PHOSPHAT”. http://wartapedia.com/. (diakses pada tanggal

1 juni 2013)

Wibowo, Suprianto. 2012. “Sumber air limbah”. http://www.sobatbumi.com/.

(diakses pada tanggal 27 mei 2013)

(a) (b)

(c) (d)

Media Biosand Filter dan Carbon Active. (a) Pasir halus, (b) Pasir kasar, (c)

Kerikil, (d) Karbon aktif

Limbah Cair Laundry Reservoir

Pembuatan Kaca Biosand filter Penyusunan Media

Carbon Active

Mengukur Kecepatan Aliran Biosand Filter Carbon Active

Inlet Limbah Cair Laundry

Outlet Limbah Cair Laundry

Hasil Uji Laboratorium Analisa Konsentrasi BOD, COD, TSS, dan Fosfat

Hasil Uji Laboratorium Analisa Konsentrasi BOD, COD, TSS, dan Fosfat

Keputusan Gubernur Sulawesi Selatan Nomor 14 Tahun 2003

Keputusan Gubernur Sulawesi Selatan Nomor 14 Tahun 2003

Sketsa Biosand Filter Carbon Active