PENGGUNAAN MEDIA FILTRAN DALAM UPAYA MENGURANGI BEBAN CEMARAN LIMBAH CAIR INDUSTRI KECIL TAPIOKA
Oleh : Johannes Bangun Fernando Sihombing F34103067
2007 DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN
PENGGUNAAN MEDIA FILTRAN DALAM UPAYA MENGURANGI BEBAN CEMARAN LIMBAH CAIR INDUSTRI KECILTAPIOKA SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh Johannes Bangun Fernando Sihombing F34103067
Dilahirkan pada tanggal 31 Mei 1985 di Bogor
Tanggal Lulus :
Bogor, Menyetujui :
Dr. Ir. Nastiti Siswi Indrasti
Drs. Eddy Sapto Hartanto
Dosen Pembimbing I
Pembimbing II
Johannes Bangun Fernando Sihombing. F34103067. Penggunaan Media Filtran dalam Mengurangi Beban Cemaran Limbah Cair Industri Kecil Tapioka. Di bawah bimbingan Nastiti Siswi Indrasti dan Eddy Sapto Hartanto . RINGKASAN Semakin berkembang industri-industri dewasa ini, tentu saja menghasilkan limbah yang akan membuat masalah pencemaran. Limbah-limbah yang ada dapat menimbulkan kerusakan lingkungan dan berbahaya bagi lingkungan ataupun makhluk hidup, sehingga memerlukan penangganan. Salah satunya adalah limbah cair industri kecil tapioka, yang umumnya memiliki kandungan bahan organik tinggi. Menurut Sundhagul (1972) limbah air pencucian umbi memiliki nilai BOD5 dan COD yang tinggi yaitu antara 200 1700 mg/l untuk BOD5 dan antara 2000 4860 mg/l untuk COD, sedangkan untuk limbah pengendapan aci memiliki nilai BOD5 dan COD yang sangat tinggi, yaitu antara 3000 4400 mg/l untuk BOD5 dan 3100 13900 mg/l untuk COD. Begitu pula dengan nilai padatan tersuspensinya yang memiliki nilai 400 6100 mg/l untuk limbah air pencucian umbi dan 1480 8400 mg/l untuk limbah pengendapan aci. Penelitian ini dilakukan untuk mengukur tingkat efektivitas sistem filter dalam menangani limbah industri tapioka dengan parameter yang dianalisis berdasarkan Surat Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor: KEP-51/MENLH/10/1995, tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri, yang meliputi padatan tersuspensi, BOD5, COD, Sianida, pH dan parameter kekeruhan, sebagai parameter tambahan karena dalam KEP-51/MENLH/10/1995 nilai kekeruhan tidak disyaratkan. Penelitian pengolahan limbah cair industri tapioka ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL), dengan 3 faktor perlakuan, yaitu faktor A jenis limbah cair yang terdiri dari 2 taraf, A1 : limbah cair pencucian singkong A2 : limbah cair pengendapan aci. Faktor B menunjukkan debit limbah cair sebagai influen yang terdiri dari 4 taraf B1 : 50 ml/menit, B2 : 100 ml/menit, B3 : 150 ml/menit, B4 : 200 ml/menit serta faktor C jenis filtran yang terdiri dari 2 taraf : C1 : media berlapis (pasir aktif : karbon aktif : zeolit), C2 : media tunggal Karbon aktif. Berdasarkan hasil penelitian diperoleh bahwa secara umum hasil pengujian limbah cair industri tapioka menggunakan media berlapis dan media tunggal karbon aktif menunjukkan bahwa nilai parameter pencemaran mampu diturunkan bahkan dapat memenuhi baku mutu buang limbah cair tapioka kecuali untuk nilai BOD. Penanganan terbaik untuk limbah pencucian umbi didapatkan dengan perlakuan media berlapis dengan taraf debit 50 ml/menit (A1B1C1) karena dapat mengurangi beban cemaran limbah cair industri tapioka dari 443 NTU menjadi 8 NTU, TSS dari 676 mg/l menjadi 37 mg/l, BOD5 654,5 mg/l menjadi 175,88 mg/l, COD 925,75 mg/l menjadi 279,83 mg/l, pH dari 4,4 menjadi 6,28. Penanganan terbaik untuk limbah pengendapan aci didapatkan dengan perlakuan media berlapis dengan taraf debit 50 ml/menit karena dapat mengurangi nilai kekeruhan dari 999 NTU menjadi 46,50 NTU, TSS 825 mg/l menjadi 156,5 mg/l, BOD5 2160 mg/l menjadi 793,55 mg/l, COD 3402,05 mg/l menjadi 2165,48 mg/l, pH dari 3,97 menjadi 5,73. Setelah penelitian ini dapat dilakukan penelitian lebih lanjut untuk skala perbesaran sistem filternya agar dapat memenuhi baku mutu limbah industri tapioka dan agar dapat diterapkan dalam industri termasuk industri kecil lainnya seperti industri tahu. Dan juga dapat dilakukan perlakukan pendahuluan sebelum limbah masuk sistem filter sehingga penggunaan media fitran dapat efektif dan efisien. Perlu juga dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai adanya partikel-partikel organik yang tertahan dalam media filtran yang dapat digunakan sebagai sumber makanan bagi mikroorganisme pengurai limbah.
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 31 Mei 1985. Penulis merupakan anak dari D. Sihombing, S.Pd dan S. Doloksaribu. Penulis merupakan anak ke-3 dari 4 bersaudara. Pendidikan formal penulis diawali dari Taman Kanak-Kanak Regina Pacis pada tahun 1989-1991. Penulis menyelesaikan Pendidikan Sekolah Dasar Regina Pacis Bogor pada tahun 1991-1997 dan Sekolah Menengah Pertama di Regina Pacis Bogor pada 1997-2000 kemudian melanjutkan pendidikan di Sekolah Menengah Atas Negeri 3 Bogor lulus pada tahun 2003. Pada tahun yang sama penulis diterima di Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk Institut Pertanian Bogor (USMI). Pada tahun 2006, penulis melakukan kegiatan praktek lapang dengan tema Mempelajari Peluang Penerapan Produksi Bersih di Pabrik Gula Tersana Baru Cirebon selama 3 bulan. Penulis menyelesaikan tugas akhir dengan judul masalah khusus Penggunaan Media Filtran untuk Mengurangi Beban Cemaran Limbah Cair Industri Kecil Tapioka.
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan rahmatNya sehingga skripsi yang berjudul
Penggunaan Media Filtran untuk
Mengurangi Beban Cemaran Limbah Cair Industri Kecil Tapioka dapat penulis selesaikan. Penulis menyampaikan terima kasih kepada : 1. Dr. Ir. Nasititi Siswi Indrasti selaku dosen pembimbing pertama, yang telah memberikan bimbingan dan arahan. 2. Drs. Edy Sapto, selaku dosen pembimbing kedua, atas segala bimbingan dan arahan yang telah diberikan selama perencanaan, pelaksanaan penelitian sampai penyusunan skripsi. 3. Bapak Prayoga Suryadharma, STP, MT sebagai dosen penguji yang telah memberikan saran dan kritik kepada penulis selama penyusunan skripsi. 4. Semua pihak yang telah membantu penulis selama penelitian ini berlangsung. Akhir kata, semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Bogor,
November 2007
Penulis
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR ................................................................................ iii DAFTAR ISI................................................................................................ iv DAFTAR TABEL........................................................................................ vi DAFTAR GAMBAR ................................................................................... vii DAFTAR LAMPIRAN................................................................................ viii I. PENDAHULUAN ................................................................................... 1 A. LATAR BELAKANG ......................................................................... 1 B. TUJUAN PENELITIAN ..................................................................... 3 II. TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 4 A. TINJAUAN UMUM SINGKONG ................................................... 4 B. TAPIOKA DAN PENGOLAHANNYA ........................................... 5 C. LIMBAH INDUSTRI TAPIOKA .................................................... 8 D. SIANIDA ........................................................................................... 11 E. ZEOLIT ............................................................................................ 13 F. KARBON AKTIF ............................................................................. 15 G. ADSORPSI ........................................................................................ 18 H. FILTRASI .......................................................................................... 20 III. BAHAN DAN METODE ..................................................................... 22 A. BAHAN DAN ALAT ......................................................................... 22 B. METODE PENELITIAN .................................................................. 22 1. Penelitian Tahap Pertama ........................................................ 22 2. Penelitian Tahap Kedua ........................................................... 24 C. ANALISIS LIMBAH CAIR TAPIOKA ........................................... 27 D. RANCANGAN PERCOBAAN .......................................................... 28 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 29 A. NERACA MASA .............................................................................. 29 B. KARAKTERISTIK AIR BAKU DAN LIMBAH INDUSTRI KECIL TAPIOKA............................................................................. 30 C. PEMILIHAN TIGA PERLAKUAN DEBIT .................................... 31 D. LIMBAH CAIR INDUSTRI TAPIOKA...........................................32 1. Kekeruhan................................................................................. 33
2. Padatan Tersuspensi ................................................................. 36 3. BOD5 .......................................................................................... 39 4. COD........................................................................................... 42 5. SIANIDA ................................................................................... 45 6. pH .............................................................................................. 47
V. KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 50 A. KESIMPULAN ................................................................................ 50 B. SARAN ............................................................................................. 51 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................ 52 LAMPIRAN........................................................................................... 56
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Komposisi Kimia Singkong dihitung per 100 gram bahan ............. 5 Tabel 2. Perbedaan Tekonologi Pengolahan Tapioka .................................. 6 Tabel 3. Komposisi Ampas Tapioka ........................................................... 8 Tabel 4. Karakteristik Limbah Cair pada Berbagai Industri Tapioka ........... 9 Tabel 5. Sifat Fisika dan Kimia Limbah Cair Industri Tapioka .................... 10 Tabel 6. Spesifikasi Kimia Zeolit................................................................. 11 Tabel 7. Nilai untuk penentuan ukuran unit filtrasi karbon aktif ................. 17 Tabel 8. Bahan yang dibutuhkan untuk membuat filter ................................ 25 Tabel 9. Kualitas air baku dan limbah cair tapioka ...................................... 30 Tabel 10. Data nilai kekeruhan limbah pengendapan aci industri Tapioka Hasil proses penyaringan menggunakan karbon aktif .................... 32 Tabel 11. Hubungan antara perlakuan media filtran pada jenis limbah tapioka terhadap perubahan nilai pH limbah cair tapioka pada debit yang berbeda. ......................................................................................... 48
DAFTAR GAMBAR Halaman
Gambar 1. Skema peralatan proses filtrasi .................................................... 24 Gambar 2. Diagram alir proses pengolahan limbah cair secara filtrasi........... 27 Gambar 3. Neraca Massa Proses Produksi Tepung Tapioka/hari ................... 29 Gambar 4. Grafik hubungan antara perlakuan media filtran pada jenis limbah tapioka terhadap persentase penurunan kekeruhan limbah cair tapioka pada debit yang berbeda .............................................................. 34 Gambar 5. Grafik hubungan antara perlakuan media filtran pada jenis limbah tapioka terhadap persentase penurunan padatan tersuspensi limbah cair tapioka pada debit yang berbeda ........................................... 37 Gambar 6. Grafik hubungan antara perlakuan media filtran pada jenis limbah tapioka terhadap persentase penurunan BOD limbah cair tapioka pada debit yang berbeda .............................................................. 40 Gambar 7. Grafik hubungan antara perlakuan media filtran pada jenis limbah tapioka terhadap persentase penurunan COD limbah cair tapioka pada debit yang berbeda ............................................................. 43 Gambar 8. Grafik hubungan antara perlakuan media filtran pada jenis limbah tapioka terhadap persentase penurunan Sianida limbah cair tapioka pada debit yang berbeda ................................................. 46
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Data hasil analisis kualitas limbah cair menggunakan media campuran ..................................................................................56 Lampiran 2. Data hasil analisis kualitas limbah cair menggunakan media karbon aktif...............................................................................57 Lampiran 3 . Baku mutu limbah cair industri tapioka dalam Surat Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor: KEP-51/MENLH/ 10/1995 ...... 58
Lampiran 4. Pengujian analisis Limbah Cair Industri Tapioka .......................59 Lampiran 5. Kurva Standar Sianida ...............................................................63 Lampiran 6. Analisis Sidik ragam parameter kekeruhan limbah pencucian umbi .........................................................................64 Lampiran 7. Uji Duncan parameter kekeruhan limbah pencucian umbi.........65 Lampiran 8. Analisis Sidik ragam parameter TSS limbah pencucian umbi.....66 Lampiran 9. Uji Duncan parameter TSS limbah pencucian umbi ...................67 Lampiran 10. Analisis Sidik ragam parameter BOD limbah pencucian umbi .68 Lampiran 11. Uji Duncan parameter BOD limbah pencucian umbi...............69 Lampiran 12. Analisis Sidik ragam parameter COD limbah pencucian umbi .70 Lampiran 13. Uji Duncan parameter COD limbah pencucian umbi ...............71 Lampiran 14. Analisis Sidik ragam parameter pH limbah pencucian umbi.....72 Lampiran 15. Uji Duncan parameter pH limbah pencucian umbi ..................73 Lampiran 16. Analisis Sidik ragam parameter kekeruhan limbah pengendapan aci........................................................................74 Lampiran 17. Uji Duncan parameter kekeruhan limbah pengendapan aci ......75 Lampiran 18.Analisis Sidik ragam parameter TSS limbah pengendapan aci ..76 Lampiran 19. Uji Duncan parameter TSS limbah pengendapan Aci ..............77 Lampiran 20.Analisis Sidik ragam parameter BOD limbah pengendapan aci .78 Lampiran 21. Uji Duncan parameter BOD limbah pengendapan aci ..............79 Lampiran 22.Analisis Sidik ragam parameter COD limbah pengendapan aci .80 Lampiran 23. Uji Duncan parameter COD limbah pengendapan aci ..............81 Lampiran 24.Analisis Sidik ragam parameter sianida limbah pengendapan aci.......................................................................82 Lampiran 25.Uji Duncan parameter sianida limbah pengendapan aci ............83 Lampiran 26.Analisis Sidik ragam parameter pH limbah pengendapan aci ...84
