J. Sains MIPA, Edisi Khusus Tahun 2007, Vol. 13, No. 2, Hal.: 134 - 138 ISSN 1978-1873
HUBUNGAN ANTARA KESEGARAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU DENGAN KETEROLAHANNYA SECARA ELEKTROKOAGULASI Kamisah D. Pandiangan dan Wasinton Simanjuntak Jurusan Kimia, FMIPA Universitas Lampung Jl. S. Brojonegoro No.1 Bandar Lampung 35145 Diterima 28 Agustus 2007, perbaikan 10 Desember 2007, disetujui untuk diterbitkan 27 Desember 2007
ABSTRACT This research was learned the relation between freshness of tofu soybean liquid waste with output processing by electrocoagulation method. The main focus of the research is to study the effect of freshness of tofu soybean liquid waste toward potential and contact time of electrocoagulation. The samples of tofu soybean liquid waste were prepared with the freshness of S0, S1, S3, S5, and S7. Each sample was electrocoagulated with a potential of 0 tol 10 volt. The absorbance reduction measured at wavelength of 254 and 272 nm was used for the determination of potential and contact time optimum. The result indicated that the freshness of tofu soybean liquid waste affect the potential and contact time of electrocoagulation. The best electrocoagulation obtained at optimum potential of 2 volt and contact time of 60 minutes and sample S5. The turbidity of tofu soybean was reduced up to 82.22% Keywords: freshness of waste, electrocoagulation, potential
1. PENDAHULUAN Elektrokoagulasi merupakan metode yang relatif masih baru dan sedang giat dikembangkan di berbagai negara untuk pengolahan berbagai jenis limbah cair. Berdasarkan informasi literatur1,2,3), metode ini dikembangkan sebagai metode alternatif untuk pengolahan air atau limbah cair, karena mempunyai berbagai keunggulan dibanding dengan metode koagulasi konvensional. Peralatan yang diperlukan untuk penerapan metode ini relatif sederhana dan ukurannya dapat dibuat sesuai dengan kebutuhan, sehingga dianggap relevan untuk dikembangkan menjadi metode pengolahan limbah cair industri rumah tangga. Di samping itu elektrokoagulasi telah dilakukan pada penelitian sebelumnya yang diterapkan untuk penanganan zat warna4), limbah cair tapioka5), dan limbah cair industri tahu6). Proses elektrokoagulasi didasari oleh proses elektrokimia, dan karenanya sangat dipengaruhi oleh berbagai variabel. Dalam penelitian ini, variabel yang akan dipelajari adalah potensial dan waktu kontak, menggunakan aluminium sebagai elektroda karena efektifitas elektroda ini telah banyak dilaporkan di literatur7,8). Di samping itu, logam Al mempunyai daya tahan yang sangat tinggi terhadap korosi sehingga unjuk kerjanya tidak terganggu selama penggunaan. Variabel elektrokimia lainnya yang umum diteliti adalah pH, namun dalam penelitian ini variabel pH tidak diteliti karena pH merupakan salah satu indikator kesegaran limbah. Pemantuan proses elektrokoagulasi dilakukan dengan UV-Vis, sampel dipindai dari panjang gelombang 250 hingga 700 nm untuk mendapatkan data absorbansi. Absorbansi pada panjang gelombang 254, dan 272 nm dipilih karena absorbansi pada kedua panjang gelombang ini diketahui mempunyai korelasi yang baik dengan konsentrasi polutan organik dalam limbah cair9,10,11,12), sedang absorbansi pada panjang gelombang 436 nm diketahui mempunyai korelasi yang baik dengan kekeruhan.
2. METODE PENELITIAN Dalam melaksanakan penelitian ini alat-alat yang digunakan antara lain adalah elektrokoagulator, power supply, botol semprot, ember, derigen, pipet tetes, Erlenmeyer, spektrofotometer UV-Vis dan peralatan gelas yang umum digunakan. Sampel limbah cair industri tahu yang diambil langsung dari daerah Gunung Sulah Bandar Lampung.
134
2007 FMIPA Universitas Lampung
J. Sains MIPA, Edisi Khusus Tahun 2007, Vol. 13, No. 2
Percobaan ini dilakukan untuk mempelajari hubungan antara kesegaran limbah cair industri tahu dengan keterolahannya secara elektrokoagulasi. Untuk tujuan tersebut, proses elektrokoagulasi limbah cair industri tahu awal (S0), limbah yang didiamkan selama 1, 3, 5, dan 7 hari (S1, S3, S5, dan S7). Untuk masing-masing sampel, percobaan dilakukan dengan menggunakan variasi potensial 2, 4, 6, 8 dan 10 volt pada waktu kontak 45 menit. Dari percobaan ini ditentukan potensial optimum. Selanjutnya masing-masing sampel dielektrokoagulasi dengan menggunakan potensial optimum sebelumnya pada waktu kontak 30, 45 dan 60 menit. Selanjutnya masing-masing sampel dianalisis dengan UV-Vis. Dari percobaan ini diperoleh data waktu kontak optimum. Hasil terbaik yang diperoleh selanjutnya dianalisis untuk mengukur kekeruhan limbah.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN Hubungan karakteristik spektrum UV-Vis dengan konsentrasi polutan yang terkandung di dalam limbah cair industri tahu yang diolah secara elektrokoagulasi dapat diketahui dari perubahan nilai absorbansi pada panjang gelombang 254 nm atau 272 nm. Data absorbansi disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Absorbansi limbah tahu pada potensial elektrokoagulasi
254
dan
272
nm yang menunjukkan hubungan tingkat kesegaran terhadap
Kesegaran Absorbansi pada 254 nm dengan potensial bervariasi Absorbansi pada Limbah 0V 2V 4V 6V 8V 10 V 0V 2V
272 nm
dengan potensial bervariasi
4V
6V
8V
10 V
S0
2,01
2,05
2,06
2,08
2,08
2,02
1,53
1,54
1,56
1,56
1,59
1,54
S1
1,33
1,40
1,30
0,93
1,02
0,92
1,61
1,18
1,12
0,86
0,96
0,91
S3
1,90
1,82
1,49
1,48
1,58
1,56
1,71
1,66
1,33
1,32
1,37
1,37
S5
1.10
1,00
1,18
1,28
1,73
1,03
1,08
1,01
1,13
1,22
1,49
1,01
S7
0,61
0,58
0,57
0,57
0,60
0,58
0,29
0,30
0,32
0,32
0,33
0,32
Absorbansi pada 254 nm
Hubungan kesegaran limbah cair industri tahu dengan potensial elektrokoagulasi dapat lebih jelas terlihat pada Gambar 1 dan 2 berikut.
2.50
S0
2.00
S1
1.50
S3
1.00
S5
0.50
S7
0.00 0
2
4 6 Potensial (Volt)
8
10
Gambar 1. Pengaruh tingkat kesegaran terhadap potensial elektrokoagulasi data diamati pada panjang gelombang 254 nm
2007 FMIPA Universitas Lampung
135
Absorbansi pada 272 nm
Kamisah D. Pandiangan dan Wasinton Simanjuntak Hubungan antara Kesegaran Limbah Cair
2.00 1.50
S0 S1
1.00
S3 S5
0.50
S7
0.00 0
2
4
6
8
10
Potensial (Volt) Gambar 2. Pengaruh tingkat kesegaran terhadap potensial elektrokoagulasi data diamati pada panjang gelombang 272 nm Berdasarkan Gambar 1 atau 2 dapat ditunjukkan bahwa tingkat kesegaran limbah cair industri tahu berpengaruh nyata terhadap besar potensial elektrokoagulasi yang digunakan. Tingkat kesegaran limbah cair sangat mempengaruhi karakteristik limbah, hal ini ditunjukkan dengan terjadinya penurunan absorbansi pada panjang gelombang 254 atau 272 nm. Absorbansi pada kedua panjang gelombang ini diketahui mempunyai korelasi yang baik dengan konsentrasi polutan organik dalam limbah cair9,10,11,12). Tingkat kesegaran limbah cair tahu akan mempengaruhi jumlah polutan organik limbah yang mengalami pelapukan dan menghasilkan senyawa-senyawa dengan bobot molekul yang lebih kecil. Hal ini berpengaruh terhadap rapatan muatan yang menjaga kestabilan polutan dalam limbah sehingga besar potensial sangat bergantung pada rapatan muatan yang akan distabilkan oleh kation logam yang dihasilkan secara elektrokimia. Berdasarkan hasil percobaan dapat dilihat bahwa semakin tinggi tingkat kesegaran limbah maka potensial yang diperlukan untuk proses elektrokoagulasi cenderung berkurang. Dan untuk limbah cair industri tahu sebaiknya diolah setelah didiamkan selama 5 hari dengan potensial optimum 2 Volt. Pemilihan potensial yang lebih rendah sebagai potensial optimum selain didasarkan pada tingkat penurunan nilai absorbansi terbesar dan juga efesiensi biaya selama proses elektrokoagulasi. Pendiaman limbah cair yang lebih lama pada sampel S7 ternyata potensial tidak berperan secara signifikan untuk menurunkan konsentrasi polutan dalam limbah. Selain potensial, variabel elektrokimia yang diamati adalah waktu kontak proses elektrokoagulasi. Data absorbansi sampel limbah S5 disajikan pada Tabel 2 dan untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3 berikut: Tabel 2. Absorbansi limbah tahu S5 pada waktu kontak bervariasi dengan potensial optimum elektrokoagulasi 2 Volt Waktu kontak (menit) 0 30 45 60
Absorbansi pada 1,103 1,032 0,994 0,961
254
1 ,1 5 absorbansi
1 ,1 0 1 ,0 5 1 ,0 0 0 ,9 5 0 ,9 0 0 ,8 5 0
30
45
60
Waktu kontak (menit)
Gambar 3. Hubungan konsentrasi limbah dengan tingkat kesegaran S5 dengan waktu kontak elektrokoagulasi (potensial optimum 2 Volt)
136
2007 FMIPA Universitas Lampung
J. Sains MIPA, Edisi Khusus Tahun 2007, Vol. 13, No. 2
Berdasarkan data pada Tabel 2 atau Gambar 3 terlihat bahwa semakin lama dilakukan elektrokoagulasi maka nilai absorbansi polutan dalam limbah semakin kecil. Hal ini berarti konsentrasi polutan dalam limbah yang diolah semakin kecil. Pada penelitian ini belum terlihat waktu kontak optimum karena penurunan absorbansi polutan limbah masih terjadi dengan penambahan lama elektrokoagulasi. Intesitas penurunan kekeruhan limbah S5 yang dielektrokoagulasi diamati dengan memantau nilai absorbansi pada panjang gelombang 436 nm. Data disajikan pada Tabel 3 berikut. Tabel 3. Persen penurunan kekeruhan limbah dengan tingkat kesegaran S5 dielektrokoagulasi pada potensial 2 Volt dengan waktu kontak 60 menit Absorbansi pada 436 nm S0 S5 0,388 0,069
Persen penurunan kekeruhan limbah 82,22
Penurunan kekeruhan limbah yang mencapai nilai sekitar 82,22% memberi harapan dan prospek pengembangan metode elektrokoagulasi untuk pengolahan limbah cair agroindustri secara umum dan khususnya limbah cair industri tahu. 4. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: Kesegaran limbah cair tahu berpengaruh nyata terhadap potensial dan waktu kontak elektrokoagulasi. Elektrokoagulasi terbaik dilakukan pada limbah cair tahu dengan tingkat kesegaran S5 dengan potensial optimum 2 volt dan waktu kontak 60 menit. Kekeruhan limbah cair tahu dapat diturunkan sampai 82,22%.
UCAPAN TERIMA KASIH Terima kasih penulis ucapkan pada Lembaga Penelitian Universitas Lampung yang telah mendanai penelitian ini melalui Program DIPA PNBP Universitas Lampung Tahun Anggaran 2007.
DAFTAR PUSTAKA 1.
Pouet, M.F. and Grasmick, A. 1995. Urban Wastewater Treantment by Electrocoagulation anf Flotation. Water Science and Technology., 31: 275-283.
2.
Mollah, M. Y. A., Schennach, R., Parga, J. R. and Cocke, D. L. 2001. Electrocoagulation (EC) applications. Journal of Hazardous Materials., B84: 29-41.
3.
Jiang, J.-Q., Graham, N., Andre, C. Kelsall, G. H. and Brandon, N. 2002. coagulation-flotation For Water Treatment. Water Research., 36: 4064-4078.
4.
Pandiangan, K.D. dan W. Simanjuntak. 2004. Penanganan Zat Warna dalam Air Secara Elektrokimia. Prosiding, Seminar Nasional Kimia. FMIPA Unila. Bandar Lampung.
5.
Pandiangan, K.D. dan W. Simanjuntak. 2005. Pengaruh Potensial dan pH Elektrokoagulasi Terhadap Penurunan Kekeruhan Limbah Cair Tapioka. Prosiding Seminar dan Rapat Tahunan (SEMIRATA). PMIPA FKIP Unja. Jambi.
6.
Pandiangan, K.D. 2005. Pengaruh Potensial Terhadap Selektivitas Elektrokoagulasi Limbah Cair Industri Tahu. Laporan Penelitian. Forum HEDS.
7.
Chen, X., G.Chen, and P.L.Yue. 2000. Separation of pollutans from restaurant wastewater by electrocoagulation. Separation and Purification Technology., 19: 65-67.
8.
Simanjuntak, W dan Pandiangan, K.D. 2004. Pengaruh Variabel Elektrokimia terhadap Proses Elektrokoagulasi. Universitas Lampung. Bandar Lampung.
9.
Lin, C.-F., Huang, Y.-J. and Hao, O. J., 1999 Ultrafiltration Processes for Removing Humic Substances: Effect of Molecular Weight Fractions and PAC Treatment, Water Research, 33: 1252-1264.
2007 FMIPA Universitas Lampung
science and
Laboratory Study Of Electro-
137
Kamisah D. Pandiangan dan Wasinton Simanjuntak Hubungan antara Kesegaran Limbah Cair
10. Traina, S. J., Novak, J. and Smeck, N. E. 1990. An Ultraviolet Absorbance Method of Estimating the Percent Aromatic Carbon Content in Humic Acids, Journal of Environmental Quality., 19: 151-153. 11. Chin, Y.-P., Aiken, G. and OLoughin, E. 1994 Molecular Weight, Polydispersity and Spectroscopic Properties of Aquatic Humic Substances, Environmental Science and Technology., 28: 1853-1858. 12. Ramdhani, R. 2005. Studi Pendahuluan Pengaruh Potensial, Waktu Kontak, dan pH Terhadap Elektrokoagulasi Limbah Cair Industri Tahu. Skripsi. Jurusan Kimia FMIPA Unila. Bandar Lampung.
138
2007 FMIPA Universitas Lampung
