LAPORAN AKHIR PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI SONGKET PALEMBANG MENGGUNAKAN METODE ELEKTROKOAGULASI
Dibuat Sebagai Persyaratan Untuk Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh: Seftiani Nopitasari 061130400333
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2014
LEMBAR PERSETUJUAN PENGESAHAN LAPORAN AKHIR
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI SONGKET PALEMBANG MENGGUNAKAN METODE ELETROKOAGULASI
Oleh : Seftiani Nopitasari 0611 3040 0333
Pembimbing I,
Palembang, Pembimbing II,
Dr. Ir. Hj. Rusdianasari, M.Si. NIP 196711191993032003
Meilianti, S.T., M.T. NIP 197509142005012002
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Kimia
Ir. Robert Junaidi, M.T. NIP 196607121993031003
Juli 2014
Motto: “ Yakinlah bahwa setiap manusia memiliki watak, pemikiran, sifat yang berbeda-beda dan cara pandang yang berbeda, maka dari itu cara menghadapinya pun berbeda. Menemukan cara menghadapinya itulah suatu titik kenyamanan dalam bersosialisasi”. “ Jangan menyibukkan diri untuk menyalahkan diri sendiri dan orang lain tapi menemukan sebuah solusi adalah titik terbaik dalam menyelesaikan masalah”. “ Kekuatan positive thinking memang telah membuat saya menjalani hidup dengan lebih baik, dan tulisan POSITIVE THINKING ini selalu saya lihat setiap hari di dinding kamar, dan selalu terlihat menjelang tidur, sehingga saya memaknai semuanya dengan hal baik, sekalipun negative thinking saya ulas dalam pikiran untuk sebagai pertimbangan dalam melangkah”.
(Penulis ) Persembahan untuk:
1. Allah swt yang telah memberikan kekuatan, kemudahan serta kesabaran dalam menyelesaikan laporan ini. 2. Orang tua dan keluarga yang selalu memberikan motivasi dan doa. 3. Kakak kandung saya satu-satunya yang sangat disayangi yang selalu memberikan support, semangat, serta selalu memberikan saran dan doa, yang telah memberikan banyak hal kepada saya, sampai saya tidak mengingatnya satu-persatu. 4. My future yang memberikan dukungan, semangat dari jarak jauh.
5. Teman-teman seperjuangan angkatan KB 2011 yang saling memberikan dukungan dan membantu dalam menjalankan laporan akhir ini. 6. Almamaterku Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.
ABSTRAK PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI SONGKET PALEMBANG MENGGUNAKAN METODE ELEKTROKOAGULASI (Seftiani Nopitasari, 2014, 50 lembar, 13 tabel, 20 gambar, 3 lampiran) Berkembangnya industri kain songket yang merupakan kain tradisional provinsi Sumatera Selatan, meningkatkan produksi kain songket dan limbah yang dihasilkan. Salah satu proses pembuatannya adalah pencelupan benang. Pencelupan ini menghasilkan limbah cair berwarna yang didominasi warna merah. Dalam penanganan limbah cair berwarna ini digunakan metode elektrokoagulasi. Elektrokoagulasi merupakan metode koagulasi dengan menggunakan arus listrik searah melalui peristiwa elektrokimia. Metode elektrokoagulasi ini dilakukan secara batch dimana limbah cair diletakkan di dalam gelas kimia yang terdapat elektroda alumunium dengan dimensi 16,5 cm x 7,0 cm x 0,2 cm. Parameter yang divariasikan adalah rapat arus 25 A/m2, 45 A/m2, 65 A/m2, 85 A/m2, dengan waktu proses 40 menit, 80 menit, 120 menit, dan 160 menit, untuk mengetahui nilai pH, BOD5, COD, TSS, intensitas warna dan kadar fenol. Kondisi optimum yang diperoleh dari penelitian ini pada rapat arus 25 A/m2 dengan waktu proses 160 menit. Pada kondisi optimum ini dapat menurunkan intensitas warna dari 1120 menjadi 24. Efektivitas elektrokoagulasi limbah cair songket adalah 67,28% untuk TSS, BOD5 54,13%, COD 63,64%, intensitas warna 79,21% dan kadar fenol 74,93%. Hasil tersebut sudah memenuhi baku mutu sesuai dengan Peraturan Gubernur Sumatera Selatan No.08 Tahun 2012 tentang baku mutu limbah cair industri tekstil. Kata kunci: limbah cair, industri songket Palembang, elektrokoagulasi, elektroda aluminium.
ABSTRACT THE TREATMENT OF LIQUID WASTE FROM A SONGKET PALEMBANG INDUSTRY USING ELECTROCOAGULATION (Seftiani Nopitasari, 2014, 50 sheets, 13 tables, 20 images, 3 attachments) The development industry songket cloth which is the traditional province of South Sumatra, increasing the songket production and waste generated. One of the manufacturing process is dyeing yarn. The immersion liquid waste that is predominantly red color. In the treatment of colored wastewater is used electrocoagulation method. Electrocoagulation is a coagulation method using direct current through an electrochemical process. The method is performed in batch electrocoagulation where liquid waste is placed in a beaker that contained aluminum electrodes with dimensions of 16.5 cm x 7.0 cm x 0.2 cm. The parameters are varied current density 25 A/m2 , 45 A/m2, 65 A/m2, 85 A/m2, the processing time 40 minutes, 80 minutes, 120 minutes, and 160 minutes, to determine the value of pH, BOD5, COD , TSS, color intensity and phenol. The optimum conditions obtained from this research at 25 A/m2 current density at the time of 160 minutes. At this optimum condition can reduce the color intensity of 1120 to 24. Effectiveness of wastewater electrocoagulation songket was 67.28% for TSS, BOD5 54.13%, 63.64% COD, color intensity 79.21%, and 74.93% phenol. The results has fulfilled quality standards in accordance with Regulation of South Sumatra Governor No. 08 in 2012 about the quality standards of textile industry wastewater. Keyword: wastewater, Palembang songket industrial, electrocoagulation, aluminium electrodes.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan akhir dengan judul “Pengolahan Limbah
Cair
Industri
Songket
Palembang
Menggunakan
Metode
Elektrokoagulasi” dengan baik dan tepat pada waktunya. Adapun tujuan penulisan laporan akhir ini adalah sebagai salah satu persyaratan untuk menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. Dalam penulisan laporan akhir ini penulis banyak mendapatkan bantuan, saran, dan bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1.
RD Kusumanto, S.T., M.M., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.
2.
Ir. H. Firdaus, S.T., M.T., selaku Pembantu Direktur I Politeknik Negeri Sriwijaya.
3.
Ir. Robert Junaidi, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.
4.
Zulkarnain, S.T., M.T., selaku Seketaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.
5.
Dr. Ir. Hj. Rusdianasari, M.Si., selaku dosen pembimbing I Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya yang telah memberikan arahan, bimbingan dan dukungan kepada penulis.
6.
Meilianti, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing II Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya yang telah memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis.
7.
Seluruh staf pengajar, teknisi, dan staf administrasi Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.
8.
Seluruh pihak Laboratorium Balai Teknik Kesehatan Lingkungan Palembang.
9.
Orang tua, kakak, ayuk, keluarga, dan saudaraku tercinta yang telah memberikan motivasi, dukungan, doa, dan bantuan baik moril maupun materil.
10. Sahabat serta rekan seperjuangan Eva Febrianti Prihantini dan Pranawati Amalia yang saling membantu, memberikan semangat dan kerjasama yang baik dalam menyelesaikan laporan akhir ini. 11. Seluruh teman-teman kelas VI KB di Politeknik Negeri Sriwijaya khususnya Jurusan Teknik Kimia yang telah banyak membantu, memberikan kritik, dan saran selama ini kepada penulis.
Dalam penulisan laporan akhir ini, penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan sehingga dibutuhkan saran dan kritik yang membangun. Akhir kata semoga laporan akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Palembang, Juni 2014
Penulis
DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK ............................................................................................................. v ABSTRACT............................................................................................................. vi KATA PENGANTAR ........................................................................................... vii DAFTAR ISI.......................................................................................................... ix DAFTAR TABEL.................................................................................................. xi DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xii DAFTAR LAMPIRAN.......................................................................................... xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1.2 Tujuan Penelitian .................................................................................. 1.3 Manfaat Penelitian ................................................................................ 1.4 Perumusan Masalah ..............................................................................
1 3 3 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Limbah Industri Tekstil........................................................................... 2.1.1 Pengertian Limbah........................................................................ 2.1.2 Limbah Cair Industri Tekstil ........................................................ 2.1.3 Karakteristik Limbah Cair ............................................................ 2.2.3.1 Karakteristik Fisika ................................................................. 2.2.3.2 Karakteristik Kimia ................................................................. 2.2.3.3 Karakteristik Biologi ............................................................... 2.1.4 Pengolahan Limbah Cair .............................................................. 2.1.5 Zat Warna Tekstil ......................................................................... 2.1.5.1 Zat Warna Azo Sebagai Zat Warna Reaktif............................ 2.1.5.2 Congo Red Sebagai Zat Warna Azo........................................ 2.2 Sebaran Industri Songket di Kota Palembang......................................... 2.3 Syarat-syarat Air Bersih.......................................................................... 2.4 Elektrokoagulasi......................................................................................
5 5 5 6 6 7 8 9 11 11 12 13 14 16
2.4.1 Pengertian Elektrokoagulasi ......................................................... 2.4.2 Proses Elektrokoagulasi................................................................ 2.4.3 Mekanisme Elektrokoagulasi ....................................................... 2.4.4 Plat Elektroda ............................................................................... 2.4.5 Reaksi Pada Elektroda .................................................................. 2.4.5.1 Reaksi Pada Katoda................................................................. 2.4.5.2 Reaksi Pada Anoda.................................................................. 2.4.6 Logam Aluminium ....................................................................... 2.4.7 Pelarutan Logam di Larutan ......................................................... 2.4.8 Arus Pada Elektoda ...................................................................... 2.4.9 Keuntungan dan Kerugian Elektrokoagulasi ................................
16 17 18 19 20 20 21 21 22 23 23
BAB III METODELOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat................................................................................. 3.2 Alat dan Bahan ...................................................................................... 3.2.1 Alat yang digunakan..................................................................... 3.2.2 Bahan yang digunakan.................................................................. 3.3 Prosedur Penelitian ................................................................................ 3.3.1 Preparasi Limbah Cair Songket .................................................... 3.3.2 Penetuan Karakteristik Limbah Cair Songket .............................. 3.3.2.1 Pengukuran pH ........................................................................ 3.3.2.2 Pengukuran BOD5 ................................................................... 3.3.2.3 Pengukuran COD .................................................................... 3.3.2.4 Pengukuran TSS...................................................................... 3.3.2.5 Pengukuran Intensitas Warna.................................................. 3.3.2.6 Pengukuran Kadar Fenol ......................................................... 3.4 Proses Elektrokoagulasi......................................................................... 3.5 Rancangan Percobaan ........................................................................... 3.5.1 Preparasi Limbah Cair Songket .................................................... 3.5.2 Pengolahan Limbah Cair Songket ................................................
26 26 26 26 27 27 28 28 28 29 30 30 32 23 34 34 35
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian ...................................................................................... 36 4.1.1 Hasil Analisis Awal Karakteristik Limbah Cair Songket............. 36 4.1.2 Hasil Analisis Limbah Cair Songket Setelah Pengolahan............ 36 4.2 Pembahasan............................................................................................. 38 4.2.1 Analisis Awal Karakteristik Limbah Cair Songket...................... 38 4.2.2 Hasil Pengolahan Limbah Cair Songket dengan Metode Elektrokoagulasi........................................................................... 38 4.2.3 Efektivitas Metode Elektrokoagulasi dalam Mengolah Limbah Cair Songket......................................................................................... 45 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan............................................................................................ 5.2 Saran ......................................................................................................
48 48
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ LAMPIRAN-LAMPIRAN.....................................................................................
49 51
DAFTAR TABEL Tabel 1. Baku Mutu Limbah Cair Untuk Industri Tekstil .................................Halaman 10 Tabel 2. Sebaran Industri Songket di Kota Palembang Tahun 2010................. 14 Tabel 3. Parameter Fisik Air Bersih .................................................................. 15 Tabel 4. Parameter Kimia Air Bersih ................................................................ 16 Tabel 5. Hasil Analisis Awal Limbah Cair Songket ......................................... 36 Tabel 6. Hasil Analisis Limbah Cair Songket dengan Variasi Rapat Arus 25 A/m2 .................................................................................................... 37 Tabel 7. Hasil Analisis Limbah Cair Songket dengan Variasi Rapat Arus 45 A/m2 .................................................................................................... 37 Tabel 8. Hasil Analisis Limbah Cair Songket dengan Variasi Rapat Arus 65 A/m2 .................................................................................................... 37 Tabel 9. Hasil Analisis Limbah Cair Songket dengan Variasi Rapat Arus 85 A/m2 .................................................................................................... 37 Tabel 10. Efektivitas Elektrokoagulasi Terhadap Waktu Proses pada Pengolahan Limbah Cair Songket dengan Rapat Arus 25 A/m2 ............................ 52 Tabel 11. Efektivitas Elektrokoagulasi Terhadap Waktu Proses pada Pengolahan Limbah Cair Songket dengan Rapat Arus 45 A/m2 ............................ 53 Tabel 12. Efektivitas Elektrokoagulasi Terhadap Waktu Proses pada Pengolahan Limbah Cair Songket dengan Rapat Arus 65 A/m2 ............................ 53 Tabel 13. Efektivitas Elektrokoagulasi Terhadap Waktu Proses pada Pengolahan Limbah Cair Songket dengan Rapat Arus 85 A/m2 ............................ 53
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Songket Berwarna Merah.............................................................. 13 Gambar 2. Songket Berwarna Ungu ............................................................... 13 Gambar 3. Proses Elektrokoagulasi ................................................................ 17 Gambar 4. Mekanisme Elektrokoagulasi ........................................................ 19 Gambar 5. Reaktor Elektrokoagulasi .............................................................. 33 Gambar 6. Diagram Preparasi Limbah Cair Songket ..................................... 34 Gambar 7. Diagram Pengolahan Limbah Cair Songket.................................. 35 Gambar 8. Grafik Pengaruh Rapat Arus dan Waktu Proses Terhadap pH ..... 38 Gambar 9. Grafik Pengaruh Rapat Arus dan Waktu Proses Terhadap BOD5 39 Gambar 10. Grafik Pengaruh Rapat Arus dan Waktu Proses Terhadap COD 40 Gambar 11. Grafik Pengaruh Rapat Arus dan Waktu Proses Terhadap TSS . 41 Gambar 12. Grafik Pengaruh Rapat Arus dan Waktu Proses Terhadap Intensitas Warna ........................................................................................... 43 Gambar 13. Grafik Pengaruh Rapat Arus dan Waktu Proses Terhadap Kadar Fenol............................................................................................. 44 Gambar 14. Efektivitas Elektrokoagulasi Terhadap Waktu Proses pada Rapat Arus 25 A/m2................................................................................ 45 Gambar 15. Efektivitas Elektrokoagulasi Terhadap Waktu Proses pada Rapat Arus 45 A/m2................................................................................ 46 Gambar 16. Efektivitas Elektrokoagulasi Terhadap Waktu Proses pada Rapat Arus 65 A/m2................................................................................ 46 Gambar 17. Efektivitas Elektrokoagulasi Terhadap Waktu Proses pada Rapat Arus 85 A/m2................................................................................ 47 Gambar 18. Proses Pewarnaan pada Benang Songket.................................... 55 Gambar 19. Proses Pengolahan Limbah Cair Songket dengan Proses Elektrokoagulasi........................................................................... 56 Gambar 20.Hasil Pengolahan Limbah Cair Songket dengan Menggunakan Metode Elektrokoagulasi ............................................................ 57
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Perhitungan ................................................................................... Halaman 51 Lampiran 2. Dokumentasi Penelitian ................................................................ 54 Lampiran 3. Surat-surat ..................................................................................... 58
DAFTAR PUSTAKA
Aldilani, M. I. 2008. Penggunaan Aluminium Sebagai Sacrificial Electrode dalam Proses Elektrokoagulasi (Studi Elektrokoagulasi Larutan yang Mengandung Pewarna Tekstil). Skripsi Program Studi Kimia Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI. Bandung: Tidak Diterbitkan. Atmaji P., Wahyu P., dan Edi P., 1999. Daur Ulang Limbah Hasil Pewarnaan Industri Tekstil, Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia. Vol 1, N0. 4. Balai Besar Tekstil. 2005. Penggunaan Larutan Sisa Pencelupan. Bandung: Balai Besar Tekstil. Bazrafshan, et al., 2012. Slaughterhouse Wastewater Treatment by Combined Chemical Coagulation and Elektrocoagulation Process. PloS ONE 7(6). DepkesRI. 2010. Keputusan Menteri Kesehatan RI No. 492/Menkes/Per/IV/2010/Tentang Persyaratan Kualitas Air Minum. Jakarta. Dinas Perindustrian Perdagangan dan Koperasi Palembang. 2011. Tentang Sebaran Industri Songket di Kota Palembang Tahun 2010. Sumatera Selatan Effendi, Hefini. 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan. Kanisius: Yogyakarta. Forlink. 2000. Paket Terapan Produksi Bersih Pada Industri Tekstil. http://www.forlink. dml.or.id/pterapb/te. html diakses pada tanggal 07 Mei 2014.
Gubernur. 2001. Peraturan Mengenai Tentang Pengolahan Lingkungan Hidup. No. 82. Sumatera Selatan. Gubernur. 2012. Peraturan Mengenai Baku Mutu Limbah Cair Industri Tekstil. No. 08. Sumatera Selatan. Http://en.wikipedia.org/wiki/Congo_red diakses pada tanggal 14 Mei 2014.
Holt, P. K., Geoffrey W. B., Mary W., and Cynthia A. M. 2002. A Quantitative Comparison Between Chemical Dosing and Electrocoagulation. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 211:233-248. Kusnaedi, 2010. Mengolah Air Kotor untuk Air Minum. Depok: Penebar Swadaya. Purwaningsih, I. 2008. Pengolahan Limbah Cair Industri Batik Cv. Batik Indah Raradjonggrang Yogyakarta Dengan Metode Elektrokoagulasi Ditinjau Dari Parameter Chemical Oxygen Demand (COD) dan Warna, Tugas Akhir Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Lingkungan, UII, Yogyakarta. Maria, et al. 2007. Studi Pendahuluan Mengenai Degradasi Zat Warna Azo (Metil Orange) dalam Pelarut Air Menggunakan Mesin Berkas Elektron 350 ke V/10 mA. JFN, Vol. 1 No. 1 Mei 2007. Yogyakarta: Sekolah Tinggi Teknologi NuklirBatan. Mollah, M. Y. A., Robert S., Jose R. P., and David L. C. 2001. Electrocoagulation (EC) – Science and Application. Journal of Hazardous Materials, B84:29-41. Mukimin, Aris. 2006. Pengolahan Limbah Industri Berbasis Logam dengan Teknologi Elektrokoagulasi Flotasi. Thesis Program Magister Ilmu Lingkungan Universitas Diponegoro, Semarang. Nair CI, Jayachandran K, Shashidar S. 2008. Biodegradation Of Phenol. African Journal Of Biotechnology 7:4951-4958. Sunu, Pramudya. 2001. Melindungi Lingkungan dengan Menerapkan ISO 14001. Jakarta: Grasindo.
Sutrisno Totok, C. 2010. Teknologi Penyediaan Air Bersih. Jakarta: Rineka Cipta.
