i
JURNAL ILMIAH SATYA NEGARA INDONESIA merupakan Jurnal Ilmiah yang menyajikan artikel original tentang pengetahuan dan informasi penelitian atau aplikasi penelitian dan pengembangan terkini yang berhubungan dengan bidang yang ada di Universitas Satya Negara Indonesia yang memiliki empat Fakultas yaitu Fakultas Teknik, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Fakultas Ekonomi dan Fakultas Ilmu Sosial dan Ilmu Politik. Jurnal ini merupakan sarana publikasi dan ajang berbagi karya riset dan pengembangannya di Universitas Satya Negara Indonesia (USNI).
Pemuatan artikel di Jurnal ini dapat dikirim ke alamat Penerbit. Informasi lebih lengkap untuk pemuatan artikel dan petunjuk penulisan artikel tersedia pada halaman terakhir yakni pada Pedoman Penulisan Jurnal Ilmiah atau dapat dibaca pada setiap terbitan. Artikel yang masuk akan melalui proses seleksi editor atau mitra bestari.
Jurnal ini terbit secara berkala sebanyak dua kali dalam setahun yakni Juni dan Desember. Pemuatan naskah tidak dipungut biaya. Jurnal Ilmiah Satya Negara Indonesia merupakan peningkatan dari Jurnal USNI sebelumnya.
Alamat Penerbit / Redaksi Lembaga Penelitian dan Pengabdian pada Masyarakat (LPPM) Universitas Satya Negara Indonesia Jl. Arteri Pondok Indah No.11 Kebayoran Lama Utara Jakarta Selatan 12240 – Indonesia Telp. (021) 7398393/7224963. Hunting, Fax 7200352/7224963 Homepage : http://www.usni.ac.id E-mail :
[email protected]
Frekuensi Terbit 2 kali setahun : Juni dan Desember ii
Vol. 9 No. 1 Juni 2016
ISSN : 1979-5246
JURNAL ILMIAH
SATYA NEGARA INDONESIA Pelindung Prof. Dr. Lijan P. Sinambela, MM, M.Pd (Rektor) Penanggung Jawab Dr. Yusriani Sapta Dewi, MSi (Ketua LPPM) Penasehat Prof. Dr. Ir. Supriyono Eko Wardoyo, M.Aq Dewan Redaksi Dr. Yusriani Sapta Dewi,M.Si Teguh Budi Santoso,S.Kom,.M.Kom Prionggo Hendradi,S.Kom,.M.Kom Ir. Riena F. Talussa,.M.Si Bertha Komala Sinambela,S.Sos,.M.Si Gustom Sitorus,SE,.MM Mitra Bestari Prof. Dr. Irwan Abdullah, M.Sc (UGM) Dr. Ir. Rofiq Sunaryanto (BPPT) Prof. Dr. Ir. Rosmawati Paranginangin, M.S (Balai Riset DKP) Dr. Dedi Setia Permana, M.Sc (LIPI) Penyunting Pelaksana Nurul Chafid, S.Kom,. M.Kom Mulyana Adnan, SE.
iii
DAFTAR ISI Analisis Perbedaan Pasir Aktif dan Arang Untuk Menurunkan Kadar Fe Dalam Air Charles Situmorang Analisis dan Penerapan Algoritma C45Untuk Mengklasifikasikan Instrumen Kepuasan Pengguna Sistem Informasi Akademik (SIA) Hernalom Sitorus
1-9
10-20
Perancangan Aplikasi Data Mahasiswa Untuk Menganalisa Produk Komestik dan Kecantikan Menggunakan Algoritma Apriori Pada PT. Rajawali Mutiara Sejahtera 21-30 Bayu Dedy Irwanto, Kiki Kusumawati Efektifitas Reaktor BioFilm Media Krikil dan Reaktor Saringan Pasir Terhadap Penurunan Kadar Surfaktan Limbah Cair Loundry 31-41 Nurhayati, Widi Penerapan Sistem Electronic Customer Relationship Management (E-CRM) Dengan Metode Zachman Framwork Pada Lembaga Bimbingan Al-Amzad 42-51 Nurul Chafid, Muslim Penerapan Metode IPSEC Untuk Optimalisasi Koneksi Jaringan di PT. OTO MULTIARTHA 52-58 Prionggo Hendradi, Braja Santoso Referensi Memilih Rumah TInggal Dengan Analisis Konjoin (Studi Kasus : Perumahan Parung, Graha Griya Kabupaten Bogor) Riama Sibarani Analisis Kelembagaan Pengelolaan Waduk Cirata Urip Rahmani
59-66
67-73
Penurunan COD, TSS Pada Penyaringan Air Limbah Tahu Menggunakan Media Pasir Kuarsa Karbon Aktif,Sekam Padi dan Ziolit 74-80 Yusriani Sapta Dewi, Yanti Buchori Evaluasi Kinerja Karyawan Universitas Satya Negara Indonesia Dengan Metode Fuzzy C-Mean Bosar Panjaitan
81-86
iv
EFEKTIFITAS REAKTOR BIOFILM MEDIA KERIKIL DAN REAKTOR SARINGAN PASIR TERHADAP PENURUNAN KADAR SURFAKTAN LIMBAH CAIR LAUNDRY Nurhayati dan Widi Prastianto Program Studi Teknik Lingkungan Universitas Satya Negara Indonesia Abstract
laundry business has no Installation Wastewater Treatment Plant (WWTP . Detergents are difficult to be degraded by microorganisms. The potential for bacteria to degrade the surfactant would be maximized if it is in a special environment that form biofilms by adding the bacterium Pseudomonas putida proceed with the filtration sand filter by passing the water on a porous medium . the results with biofilm reactor , combined with active sand filters are effective in lowering levels of surfactant , BOD , COD , scaling back surfactant levels of 47.43 mg / l to 14.24 mg / l with the effectiveness of the instruments of 69.98 % , BOD levels decreased from 205.95 mg / l decreased to 45.88 mg / l with a reduction in the effectiveness of the tools of 77.72 % , while the COD fell from from 487.33 mg / l to 94 mg / l with a reduction in the effectiveness of the tool amounting to 80.71 % while decreasing the turbidity levels decreased from 192.50 mg / l to 18.70 mg / l with a reduction in the effectiveness of the tools of 90.29 % . Keynote: Limbah laudry, surfaktan, Pseudomonas putida, biofilm dan filter
LATAR BELAKANG MASALAH Pada saat ini jasa pencucian pakaian atau laundry sangat berkembang di mana-mana terutama di daerah pemukiman seiring bertambahnya jumlah penduduk dengan tingkat kebutuhan akan barang dan jasa yang tinggi. Limbah laundry mengandung deterjen yang digunakan untuk mencuci pakaian. Deterjen merupakan pembersih yang terbuat dari bahanbahan turunan minyak bumi. Deterjen mengandung berbagai tambahan bahan kimia seperti surfaktan, fosfat, silikat, bahan pewarna, dan bahan pewangi. Jenis deterjen yang banyak digunakan sebagai bahan pencuci pakaian adalah deterjen yang mengandung Alkyl Benzene Sulphonate (ABS) yang merupakan deterjen golongan keras dan Lauril Alkyl Sulphonate (LAS). Dengan tingginya tingkat bahaya yang ditimbulkan oleh limbah cair laundry ini, maka diperlukan suatu teknologi alternatif atau rancangan suatu sistem pengolahan air limbah yang dapat meminimalisir tingkat bahaya yang ditimbulkan oleh limbah cair laundry tersebut. Salah satu teknologi yang dapat digunakan adalah sistem biofilm dan saringan pasir. Dalam penelitian ini digunakan reaktor biofilm dengan media kerikil dan reaktor saringan pasir yang merupakan suatu proses penyaringan atau penjernihan air limbah, di mana limbah cair laundry yang akan diolah didiamkan atau dijenuhkan dengan waktu tertentu pada reaktor biofilm media kerikil (system batch) dan selanjutnya dilewatkan pada reaktor saringan pasir dengan kecepatan tertentu. Dalam penelitian ini, dilakukan penanaman bakteri (seeding) dengan menambahkan
bakteri anggota genus Pseudomonas, yaitu Pseudomonas putida. Proses filtrasi yang terjadi pada saringan pasir, yaitu memisahkan air dari kandungan kontaminan berupa partikel tersuspensi, koloid, dan bakteri dengan cara melewatkan air pada suatu media berpori. Pada prinsipnya material ini dapat berupa material apa saja seperti lapisan granular pasir, batu yang dihancurkan, antrasit, kaca, sisa arang, dan lain-lain. Pada penelitian ini digunakan pasir sebagai media filtrasi. Media pasir digunakan karena pasir mudah ditemui dalam jumlah banyak, biaya yang murah, dan hasil pengolahan yang diberikan juga sangat memuaskan (Longsdon et al., 2002). Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah, maka perumusan masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah seberapa besar efektifitas reaktor biofilm media kerikil dan reaktor saringan terhadap penurunan kadar surfaktan, Kebutuhan Oksigen Biologis (BOD), Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD), dan kekeruhan pada limbah cair laundry serta bagaimana pengaruh perbedaan masa inkubasi bakteri pada reaktor dalam pengolahan limbah cair laundry.
Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui efektifitas reaktor biofilm media kerikil dan reaktor saringan pasir terhadap penurunan kadar
31
surfaktan, Kebutuhan Oksigen Biologis (BOD), Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD), dan kekeruhan pada limbah cair laundry serta bagaimana pengaruh perbedaan masa inkubasi bakteri pada reaktor dalam pengolahan limbah cair laundry. Batasan Masalah Berdasarkan rumusan masalah yang ditentukan dan agar penelitian dapat berjalan secara sistematis, maka perlu adanya batasan-batasan pada penelitian ini, antara lain: 1. Sumber limbah yang digunakan berasal dari kegiatan industri laundry. 2. Metode penelitian menggunakan reaktor biofilm dengan komposisi media kerikil, kemudian dilanjutkan menggunakan reaktor saringan pasir. 3. Bakteri yang ditambahkan untuk penumbuhan biofilm pada media kerikil adalah bakteri Pseudomonas putida. 4. Parameter yang diukur adalah surfaktan, Kebutuhan Oksigen Biologis (BOD), Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD), dan kekeruhan.
danau, sungai, laut, dan tanah yang diakibatkan oleh aktifitas manusia. Walaupun fenomena alam seperti gunung berapi, badai, gempa bumi, atau lainnya juga mengakibatkan perubahan yang besar terhadap kualitas air, tetapi hal ini tidak dianggap sebagai pencemaran. Pencemaran air dapat disebabkan oleh berbagai hal dan memiliki karakteristik yang berbeda-beda. Zat-zat yang terdapat di dalam air limbah adalah unsur-unsur organik tersuspensi maupun terlarut, unsur-unsur anorganik, dan mikroorganisme. Unsur-unsur tersebut memberi corak kualitas air buangan dalam sifat fisik, kimiawi, maupun biologis. Surfaktan Surfaktan merupakan molekul ampifilik yang terdiri atas bagian kepala hidrofilik yang mempunyai afinitas tinggi terhadap air dan bagian ekor hidrofobik yang mempunyai afinitas tinggi terhadap minyak (Dickinson & Mc Clements, 1996).
LANDASAN TEORI Pencemaran Air Pencemaran air adalah suatu perubahan keadaan di suatu tempat penampungan air seperti Surfaktan sebagai bahan aktif dalam deterjen memiliki fungsi tertentu dalam proses pencucian. Surfaktan berperan untuk menurunkan tegangan permukaan, peristiwa adsoprsi, dan deterjensi. Tegangan permukaan dirumuskan sebagai energi yang harus digunakan untuk memperbesar permukaan suatu cairan sebesar 1 cm2. Tegangan permukaan disebabkan oleh adanya gaya tarik menarik dari molekul cairan. Tegangan permukaan antara lain dapat diukur dengan menggunakan Tensiometer du Nouy dan dinyatakan dalam satuan dyne/cm. Apabila surfaktan ditambahkan ke suatu cairan pada konsentrasi rendah, maka dapat mengubah karakteristik tegangan permukaan dan antar muka cairan tersebut. Antar muka adalah bagian di mana dua fase saling bertemu atau kontak, sedangkan permukaan adalah antar muka di mana satu fase kontak dengan udara. Sebagian besar surfaktan pada tingkat konsentrasi 0,1% akan mengurangi tegangan permukaan air dar 72 dyne/cm menjadi 32 dyne/cm. Hal ini terjadi karena molekulmolekul dalam sebagian besar cairan akan saling tarik menarik satu sama lain oleh gaya Van der Walls yang menggantikan ikatan hidrogen air.
Bakteri Pseudomonas Putida
Gambar 1 Molekul Surfaktan(Gervasio,1996)
Salah satu bakteri yang memiliki kemampuan mendegradasi deterjen adalah Pseusomonas putida. Strain bakteri anggota Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida, Pseudomonas aeruginosa, dan Bacillus cereus mampu mendegradasi 90% Lauril Alkyl Benzene Sulfonate (LAS) dalam waktu delapan hari (Widyakusuma, 2007). Pseudomonas putida merupakan salah satu bakteri genus Pseudomonas yang berbentuk batang atau melengkung tetapi tidak berbentuk heliks dan tergolong dalam bakteri gram negatif yang umumnya tumbuh pada medium yang mengandung oksigen (aerobik), sehingga dikenal pula dengan istilah aerobic sporeformers. Kebanyakan anggota genus Pseudomonas dapat membentuk endospora yang dibentuk secara intraseluler sebagai respon terhadap lingkungan yang kurang menguntungkan, oleh karena itu anggota genus Pseudomonas memiliki toleransi yang tinggi terhadap kondisi lingkungan yang berubah-ubah. Pseudomonas putida merupakan bakteri gram negatif, aerobik, umumnya berukuran 0,5-1 µm, suhu pertumbuhan antara 30-35⁰C, dan pH pertumbuhan 5,5-8,5. Sistem metabolisme Pseudomonas putida adalah respirasi dan tidak pernah melakukan metabolisme fermentatif. Bakteri Pseudomonas putida banyak terdapat di tanah atau di perairan dan berfungsi
32
sebagai katalis untuk pemecah bahan organik dan proses oksidasi reduksi. Energi yang dihasilkan dari reaksi kimia ini digunakaan untuk pertumbuhan dan metabolisme bakteri tersebut (Krieg & Hall, 1984). Biofilm Biofilm adalah suatu istilah yang digunakan untuk menggambarkan suatu lingkungan kehidupan yang khusus dari sekelompok mikroorganisme yang melekat ke suatu permukaan padat dalam lingkungan perairan. Hal ini menjadi mikrolingkungan yang unik, di mana mikroorganisme dalam biofilm berbeda secara struktural maupun fungsional yang dapat hidup bebas (Donlan, 2002). Biofilm akan terbentuk pada permukaan yang lembab, hal ini disebabkan mikroba dapat bertahan hidup jika mendapatkan kelembaban yang cukup. Pada prosesnya biofilm mengeksresikan suatu bahan yang licin (berlendir) pada sebuah permukaan, kemudian akan menempel dengan baik di permukaan tersebut jika keadaan minimum bakteri tersebut terpenuhi. Melihat keunggulan biofilm, teknologi ini telah banyak diterapkan pada pengendalian pencemaran lingkungan, terutama untuk menguraikan senyawa organik menjadi senyawa anorganik. Biofilm juga dapat untuk memurnikan air dengan cara menguraikan senyawa-senyawa berbahaya dalam perairan. Biofilm mempunyai keunggulan dibandingkan dengan sel plantonik, di mana biofilm lebih tahan terhadap bahan antiseptik, temperatur, dan pH. Pengendalian pencemaran di air dengan memanfaatkan bakteri pembentuk biofilm akan menjadi sangat efektif. Saringan Pasir Filtrasi adalah suatu proses pemisahan zat padat dari fluida (cair maupun gas) yang menggunakan suatu medium berpori atau bahan berpori lain untuk menghilangkan sebanyak mungkin zat padat halus yang tersuspensi dan koloid. Di samping mereduksi kandungan zat padat, filtrasi dapat pula mereduksi kandungan bakteri, menghilangkan warna, rasa, bau, besi, dan mangan. Saringan pasir cukup efektif digunakan untuk menghilangkan kandungan bahan organik dan organisme patogen pada air yang mempunyai kekeruhan relatif rendah. Saringan pasir banyak digunakan untuk pengolahan air dengan kekeruhan di bawah 50 NTU. Efektifitas penyaringan tergantung pada distribusi ukuran partikel pasir, rasio luas permukaan filter terhadap kedalaman, dan kecepatan fitrasi. Saringan pasir bekerja dengan cara pembentukan lapisan biofilm di beberapa milimeter bagian atas lapisan media pasir yang disebut hypogeal atau schmutzdecke. Lapisan ini mengandung bakteri, fungi, protozoa, rotifera, dan larva serangga air. Schmutzdecke adalah lapisan
yang melakukan pemurnian efektif dalam pengolahan air. Selama air melewati schmutzdecke, partikel akan terperangkap dan organik terlarut akan teradsorpsi, diserap, dan dicerna oleh bakteri, fungi, dan protozoa. Proses ini terjadi sangat kompleks dan bervariasi, tetapi yang utama adalah mechanical straining terhadap kebanyakan bahan tersuspensi dalam lapisan tipis yang berpori-pori sangat kecil.
METODE PENELITIAN Lokasi penelitian dilakukan di industri laundry yang berada di daerah Bintaro, Jakarta Selatan, sebagai tempat sumber limbah cair laundry, sebagai tempat preparasi alat dan bahan serta analisis sampel limbah cair laundry untuk mengetahui kadar surfaktan, Kebutuhan Oksigen Biologis (BOD), Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD), dan kekeruhan yang terkandung. Jenis Penelitian Jenis penelitian yang dilakukan adalah penelitian eksperimental dengan mengolah limbah cair laundry menggunakan rancangan yang telah disusun, yaitu reaktor biofilm media kerikil dan reaktor saringan pasir. Pengolahan dilakukan dengan cara menjenuhkan limbah cair laundry pada reaktor biofilm media kerikil (system batch) dengan waktu yang telah ditentukan, selanjutnya dilewatkan pada reaktor saringan pasir dengan kecepatan alir sebesar 0,02 L/dtk, kemudian menganalisis limbah cair laundry terhadap parameter surfaktan, Kebutuhan Oksigen Biologis (BOD), Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD), dan kekeruhan. Metode penelitian ini terdiri dari beberapa tahapan, yaitu persiapan reaktor biofilm media kerikil dan reaktor saringan pasir, preparasi limbah cair laundry, pengukuran kadar limbah cair laundry, dan pengolahan data.
Gambar 1. Sketsa Desain Reaktor Biofilm Media Kerikil dan Reaktor Saringan Pasir
Pengolahan Data Untuk mengetahui efektifitas reaktor biofilm media kerikil dan reaktor saringan pasir terhadap penurunan kadar surfaktan, Kebutuhan
33
Oksigen Biologis (BOD),Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD),dan kekeruhan, maka dihitung menggunakan uji efektifitas dengan membandingkan hasil pengujian kadar surfaktan, (BOD), COD, dan kekeruhan sebelum pengolahan dan setelah pengolahan yang dinyatakan dalam persen (%). Perhitungan efektifitas reaktor: C0−𝐶1 E= 𝑋 100% 𝐶1 Dimana : E = Uji Efektifitas C0 = Kadar Sebelum Pengolahan C1 = Kadar Setelah Pengolahan
Selain itu digunakan analisis sidik ragam atau Analysis of Variance (ANOVA) dengan tingkat kepercayaan 5% yang digunakan untuk melihat perbedaan nyata atau tidak berbeda nyata saat perlakuan pada reaktor terhadap waktu inkubasi bakteri yang telah ditentukan. HASIL DAN PEMBAHASAN Setelah melakukan pengujian awal, hasil yang diketahui dari kadar surfaktan dalam limbah cair laundry tersebut adalah sebesar 47,43 mg/L, kadar Kebutuhan Oksigen Biologis (BOD) sebesar 205,95 mg/L, kadar Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD) sebesar 487,33 mg/L, dan kadar kekeruhan adalah sebesar 192,50 NTU. Berdasarkan Peraturan Gubernur Propinsi DKI Jakarta No.122 Tahun 2005 tentang Baku Mutu Limbah Cair Domestik, maka dari hasil di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa konsentrasi surfaktan, Kebutuhan Oksigen Biologis (BOD), Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD), dan
kekeruhan pada limbah cair laundry tersebut telah melampaui nilai baku mutu yang telah ditetapkan, sehingga perlu dilakukan pengolahan terlebih dahulu terhadap limbah cair laundry tersebut. Untuk mengetahui efektifitas dari reaktor biofilm media kerikil dan reaktor saringan pasir dalam mereduksi kadar surfaktan, Kebutuhan Oksigen Biologis (BOD),Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD),dan kekeruhan di dalam limbah cair laundry, maka perlu dilakukan pengujian dan pemeriksaan kadar sampel sebelum pengolahan kemudian membandingkannya dengan hasil dari keluaran limbah cair laundry setelah melewati proses pengolahan dengan menggunakan reaktor biofilm media kerikil dan reaktor saringan pasir. Berdasarkan hasil penelitian dan pengolahan data, maka diperoleh hasil kadar surfaktan, Kebutuhan Oksigen Biologis (BOD),Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD),dan kekeruhan pada limbah cair laundry dengan menggunakan reaktor biofilm dan reaktor saringan pasir sebagai berikut: Surfaktan Limbah Cair Laundry Pada penelitian ini, pengujian kadar surfaktan dilakukan pada hari ke-0 (sebelum pengolahan), ke-2, ke-4, ke-6, dan ke-8. Titik sampling dilakukan pada sebelum pengolahan (inlet), outlet reaktor biofilm dan outlet reaktor saringan pasir. Pengujian kadar surfaktan dalam limbah cair laundry pada laboratorium, diperoleh hasil yang dapat dilihat pada Tabel 1. dan nilai efektifitas reaktor biofilm media kerikil dan
reaktor saringan pasir terhadap penurunan kadar surfaktan dapat dilihat pada Tabel 2.
34
Tabel 1. Hasil Pengujian Kadar Surfaktan SURFAKTAN Biofilm
Biofilm + Pasir
Ulangan 1 2 Rata-rata (mg/L) 1 2 Rata-rata (mg/L)
0 48,60 46,26 47,43 48,60 46,26 47,43
Hasil Pengamatan Hari Ke2 4 6 16,83 10,24 6,90 15,62 9,36 5,35 16,22 9,80 6,12 14,46 8,22 5,62 14,02 7,89 4,40 14,24 8,06 5,01
Tabel 2. Nilai Efektifitas Reaktor terhadap Penurunan Kadar Surfaktan Hasil Pengamatan Hari KeSURFAKTAN 0 2 4 6 Biofilm 47,43 16,22 9,80 6,12 Efektifitas (%) 65,80 79,34 87,10 Biofilm + Pasir 47,43 14,24 8,06 5,01 Efektifitas (%) 69,98 83,01 89,44
Tabel 1. hasil pengujian kadar surfaktan sebelum dilakukan pengolahan (inlet), diperoleh kadar sebesar 47,43 mg/L. Setelah dilakukan pengolahan terhadap limbah cair laundry menggunakan reaktor biofilm pada masa inkubasi hari ke-2, diperoleh kadar surfaktan sebesar 16,22 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 65,80%, pada masa inkubasi hari ke-4, diperoleh kadar surfaktan sebesar 9,80 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 79,34%, pada masa inkubasi hari ke6, diperoleh kadar surfaktan sebesar 6,12 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 87,10%, dan pada masa inkubasi hari ke-8, diperoleh kadar surfaktan sebesar 1,88 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 96,04%. Hasil kadar surfaktan terhadap limbah cair laundry menggunakan reaktor biofilm dan reaktor saringan pasir pada masa inkubasi hari ke-2, diperoleh kadar surfaktan sebesar 14,24 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 69,98%, pada masa inkubasi hari ke-4, diperoleh kadar surfaktan sebesar 8,06 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 83,01%, pada masa inkubasi hari ke-6, diperoleh kadar surfaktan sebesar 5,01 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 89,44%, dan pada masa inkubasi hari ke-8, diperoleh kadar surfaktan sebesar 0,88 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 98,14%. Dari hasil pengujian kadar surfaktan pada limbah cair laundry, diperoleh hasil penurunan kadar surfaktan yang berbanding lurus terhadap
8 2,16 1,60 1,88 0,92 0,84 0,88
8 1,88 96,04 0,88 98,14
perbedaan masa inkubasi (waktu degradasi). Semakin lama waktu degradasi pada reaktor biofilm, maka semakin kecil pula kadar surfaktan yang diperoleh. Dengan demikian, perbedaan masa inkubasi (waktu degradasi) sangat berpengaruh terhadap penurunan kadar surfaktan pada limbah cair laundry. Menurut Wulan dan Gozan (2006), inti pendegradasian surfaktan adalah pemecahan struktur molekul surfaktan. Pengolahan senyawa surfaktan secara biologis dengan memanfaatkan aktifitas bakteri genus Pseudomonas dengan waktu tinggal 24 jam mampu menyisihkan senyawa surfaktan jenis LAS sebesar 85%. Penguraian senyawa surfaktan oleh aktifitas mikroorganisme secara sempurna dirubah menjadi karbon dioksida, air, dan garam organik. Nilai efektifitas penurunan kadar surfaktan berbanding lurus terhadap masa inkubasi (waktu degradasi), semakin lama masa inkubasi (waktu degradasi) yang berarti masa kontak antara beban surfaktan dengan mikroorganisme, maka semakin tinggi nilai efektifitasnya. Surfaktan LAS merupakan sumber karbon dan energi yang potensial untuk pertumbuhan beberapa strain bakteri anggota Genus Pseudomonas meskipun senyawa tersebut toksik bagi strain-strain bakteri yang lain. Strain-strain anggota Genus Pseudomonas yang sudah terdaptasi dengan pencemaran deterjen memiliki potensi yang lebih tinggi dalam mendegradasi LAS di bandingkan strain-strain dari genus tersebut yang berasal dari ekosistem sungai yang tidak tercemar (Suharjono, 2008).
35
Tabel 3. Hasil Analisis Sidik Ragam Surfaktan
Sumber Keragaman
db
JK
KT
FHitung
Masa Inkubasi Galat Total
4 5 9
2799,2465 3,6321 2802,8786
699,8116 0,7264
963,40**
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam perlakuan masa inkubasi terhadap kadar surfaktan, maka perlakuan masa inkubasi mempengaruhi atau berbeda nyata terhadap penurunan hasil kadar surfaktan dalam limbah cair laundry tersebut. Hal ini dapat dilihat karena pada perlakuan reaktor FHitung (963,40) > FTabel (5,19). Semakin lama masa inkubasi, maka semakin besar pula persentase penurunan kadar surfaktan. Analisis ragam ini dilakukan pada selang kepercayaan 95%.
FTabel 1% 11,39
Kebutuhan Oksigen Biologis (BOD) Limbah Cair Laundry Pada penelitian ini, pengujian kadar BOD dilakukan pada hari ke-0 (sebelum pengolahan), ke2, ke-4, ke-6, dan ke-8. Titik sampling dilakukan pada keluaran reaktor biofilm dan keluaran reaktor saringan pasir. Pengujian kadar (BOD) dalam limbah cair laundry pada laboratorium, diperoleh hasil yang dapat dilihat pada Tabel 4. dan nilai efektifitas reaktor biofilm media kerikil dan reaktor saringan pasir terhadap penurunan kadar (BOD) dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 4. Hasil Pengujian Kadar Kebutuhan Oksigen Biologis (BOD) Hasil Pengamatan Hari KeUlangan (BOD) 0 2 4 6 1 203,59 46,32 36,80 32,74 2 208,31 47,83 38,78 25,78 Biofilm
Biofilm + Pasir
5% 5,19
8 21,64 20,67
Rata-rata (mg/L)
205,95
47,08
37,79
29,26
21,16
1 2 Rata-rata (mg/L)
203,59 208,31 205,95
44,81 46,95 45,88
35,57 37,26 36,42
29,72 24,50 27,11
18,96 19,16 19,06
36
Tabel 5. Nilai Efektifitas Reaktor terhadap Penurunan Kadar (BOD) Hasil Pengamatan Hari Ke(BOD) 0 2 4 6 Biofilm 205,95 47,08 37,79 29,26 Efektifitas (%) 77,14 81,65 85,79 Biofilm + Pasir 205,95 45,88 36,42 27,11 Efektifitas (%) 77,72 82,32 86,84 Pada hasil pengujian kadar (BOD) sebelum dilakukan pengolahan, diperoleh kadar sebesar 205,95 mg/L. Setelah dilakukan pengolahan terhadap limbah cair laundry menggunakan reaktor biofilm pada masa inkubasi hari ke-2, diperoleh kadar (BOD) sebesar 47,08 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 77,14%, pada masa inkubasi hari ke4, diperoleh kadar (BOD) sebesar 37,79 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 81,65%, pada masa inkubasi hari ke-6, diperoleh kadar (BOD) sebesar 29,26 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 85,79%, dan pada masa inkubasi hari ke-8, diperoleh kadar (BOD) sebesar 21,16 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 89,73%. Hasil kadar (BOD) terhadap limbah cair laundry menggunakan reaktor biofilm dan reaktor saringan pasir pada masa inkubasi hari ke-2, diperoleh kadar (BOD) sebesar 45,88 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 77,72%, pada masa inkubasi hari ke-4, diperoleh kadar (BOD) sebesar 36,42 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 82,32%, pada masa inkubasi hari ke-6, diperoleh kadar (BOD) sebesar 27,11 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 86,84%, dan pada masa inkubasi hari ke-8, diperoleh kadar (BOD) sebesar 19,06 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 90,74%. Dari hasil pengujian kadar (BOD) pada limbah cair laundry, diperoleh hasil penurunan kadar (BOD) yang berbanding lurus terhadap perbedaan masa inkubasi (waktu degradasi).
8 21,16 89,73 19,06 90,74
Semakin lama waktu degradasi pada reaktor biofilm, akibatnya waktu kontak antara biomassa dengan substrat di dalam reaktor juga semakin lama. Dengan demikian proses degradasi biologis aerob berlangsung semakin baik yang artinya semakin kecil pula kadar (BOD) yang diperoleh. Dengan demikian, perbedaan masa inkubasi (waktu degradasi) sangat berpengaruh terhadap penurunan kadar (BOD) pada limbah cair laundry. Semakin tinggi kadar (BOD), maka semakin besar jumlah substrat organik yang terkandung dalam limbah cair tersebut, dengan demikian beban organik yang harus diuraikan oleh mikroba juga seakin besar. Suatu sistem pengolahan limbah cair dengan biofilm yang melekat, proses degradasi substrat organik secara biologis sebagian besar berlangsung pada antar muka biofilm dengan limbah cair dan sebagain kecil lagi di dalam biofilm tersebut (MetCalf & Eddy, 2003) Nilai efektifitas penurunan kadar (BOD) berbanding lurus terhadap masa inkubasi (waktu degradasi), semakin lama masa inkubasi (waktu degradasi), maka semakin tinggi nilai efektifitasnya. Nilai efektifitas menunjukkan seberapa besar penurunan kadar yang terjadi pada limbah terhadap kadar pencemar tertentu. Semakin besar nilai persentase yang diperoleh, maka semakin tinggi nilai efektifitasnya.
Tabel 6. Hasil Analisis Sidik Ragam Kebutuhan Oksigen Biologis (BOD) Sumber Keragaman
db
JK
KT
FHitung
Perlakuan Masa Inkubasi (M) Galat
4 5
49155,9728 28,5012
12288,9932 5,7002
2155,89**
Total
9
49184,4740
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam tabel 6 perlakuan masa inkubasi terhadap kadar (BOD), maka perlakuan masa inkubasi mempengaruhi atau berbeda nyata terhadap penurunan hasil kadar (BOD) dalam limbah cair laundry tersebut. Hal ini dapat dilihat karena pada perlakuan reaktor FHitung (963,40) > FTabel (5,19).
FTabel 1%
5%
11,39
5,19
Semakin lama masa inkubasi, maka semakin besar pula persentase penurunan kadar (BOD). Analisis ragam ini dilakukan pada selang kepercayaan 95%. Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD) Limbah Cair Laundry
37
Pada penelitian ini, pengujian kadar COD dilakukan pada hari ke-0 (sebelum pengolahan), ke2, ke-4, ke-6, dan ke-8. Titik sampling dilakukan pada keluaran reaktor biofilm dan keluaran reaktor saringan pasir. Pengujian kadar COD dalam limbah
cair laundry pada laboratorium, diperoleh hasil yang dapat dilihat pada Tabel 7. dan nilai efektifitas reaktor biofilm media kerikil dan reaktor saringan pasir terhadap penurunan kadar COD dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 7. Hasil Pengujian Kadar Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD) Hasil Pengamatan Hari KeUlangan COD 0 2 4 6 1 492,33 102,33 89,00 72,33 2 482,33 115,67 85,67 62,33 Biofilm Rata-rata (mg/L) 487,33 109,00 87,34 67,33 1 492,33 99,00 85,67 65,67 2 482,33 89,00 82,33 59,00 Biofilm + Pasir Rata-rata (mg/L) 487,33 94,00 84,00 62,34
Tabel 8. Nilai Efektifitas Penurunan Kadar Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD) Hasil Pengamatan Hari KeCOD 0 2 4 6 Biofilm 487,33 109,00 87,34 67,33 Efektifitas (%) 77,63 82,08 86,18 Biofilm + Pasir 487,33 94,00 84,00 62,34 Efektifitas (%) 80,71 82,76 87,21 Pada hasil pengujian kadar COD sebelum dilakukan pengolahan, diperoleh kadar sebesar 487,33 mg/L. Setelah dilakukan pengolahan terhadap limbah cair laundry menggunakan reaktor biofilm pada masa inkubasi hari ke-2, diperoleh kadar COD sebesar 109,00 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 77,63%, pada masa inkubasi hari ke4, diperoleh kadar COD sebesar 87,34 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 82,08%, pada masa inkubasi hari ke-6, diperoleh kadar COD sebesar 67,33 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 86,18%, dan pada masa inkubasi hari ke-8, diperoleh kadar COD sebesar 49,00 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 89,94%. Hasil kadar COD terhadap limbah cair laundry menggunakan reaktor biofilm dan reaktor saringan pasir pada masa inkubasi hari ke-2, diperoleh kadar COD sebesar 94,00 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 80,71%, pada masa inkubasi hari ke-4, diperoleh kadar COD sebesar 84,00 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 82,76%, pada masa inkubasi hari ke-6, diperoleh kadar COD sebesar 62,34 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 87,21%, dan pada masa inkubasi hari ke-8, diperoleh kadar COD sebesar 44,00 mg/L dengan efektifitas reaktor sebesar 90,97%. Dari hasil pengujian terlihat bahwa secara umum efektifitas reduksi COD semakin meningkat
8 52,33 45,67 49,00 45,67 42,33 44,00
8 49,00 89,94 44,00 90,97
dengan bertambahnya lama masa inkubasi. Hal ini mengindikasikan bahwa pada saat awal pengolahan, keaktifan mikroba masih cukup besar karena tempat kontak antara mikroba dengan limbah cair tersedia cukup banyak, sedangkan setelah masa inkubasi hari ke-2 mikroba mulai saling bertumpuk sedemikian rupa sehingga menghambat kontak antar mikroba dan limbah cair. Dengan demikian persentase penurunan COD relatif konstan, di mana jumlah bakteri yang mati dan yang tumbuh mulai berimbang dan tercapai kestabilan. Tetapi efektifitas meningkat saat hari terakhir, yaitu masa inkubasi ke8. Hal ini disebabkan bakteri yang tumbuh menggunakan energi simpanan ATP untuk pernafasannya disaat nutrisi atau bahan organik dalam limbah tersebut sudah mulai sedikit (Sugiharto, 1994). Dari hasil pengujian kadar COD pada limbah cair laundry, diperoleh hasil penurunan kadar COD yang berbanding lurus terhadap perbedaan masa inkubasi (waktu degradasi). Semakin lama waktu degradasi pada reaktor biofilm, maka semakin kecil pula kadar COD yang diperoleh. Dengan demikian, perbedaan masa inkubasi (waktu degradasi) sangat berpengaruh terhadap penurunan kadar COD pada limbah cair laundry.
38
Nilai efektifitas penurunan kadar COD berbanding lurus terhadap masa inkubasi (waktu degradasi), semakin lama masa inkubasi (waktu degradasi), maka semakin tinggi nilai efektifitasnya. Nilai efektifitas menunjukkan seberapa besar
penurunan kadar yang terjadi pada limbah terhadap kadar pencemar tertentu. Semakin besar nilai persentase yang diperoleh, maka semakin tinggi nilai efektifitasnya.
Tabel 9. Hasil Analisis Sidik Ragam Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD) Sumber Keragaman
db
JK
KT
FHitung
Perlakuan Masa Inkubasi (M) Galat Total
4 5 9
280221,6134 133,4000 280355,0134
70055,4034 26,6800
2625,76**
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam perlakuan masa inkubasi terhadap kadar COD, maka perlakuan masa inkubasi mempengaruhi atau berbeda nyata terhadap penurunan hasil kadar COD dalam limbah cair laundry tersebut. Hal ini dapat dilihat karena pada perlakuan reaktor FHitung (2625,76) > FTabel (5,19). Semakin lama masa inkubasi, maka semakin besar pula persentase penurunan kadar COD. Analisis ragam ini dilakukan pada selang kepercayaan 95%.
FTabel 1% 5% 11,39
5,19
Pada penelitian ini, pengujian kadar kekeruhan dilakukan pada hari ke-0 (sebelum pengolahan), ke-2, ke-4, ke-6, dan ke-8. Titik sampling dilakukan pada keluaran reaktor biofilm dan keluaran reaktor saringan pasir. Pengujian kadar kekeruhan dalam limbah cair laundry pada laboratorium, diperoleh hasil yang dapat dilihat pada Tabel 10. dan nilai efektifitas reaktor biofilm media kerikil dan reaktor saringan pasir terhadap penurunan kadar kekeruhan dapat dilihat pada Tabel 11.
Kekeruhan Limbah Cair Laundry
Tabel 10. Hasil Pengujian Kadar Kekeruhan KEKERUHAN Biofilm
Biofilm + Pasir
Ulangan 1 2 Rata-rata (NTU) 1 2 Rata-rata (NTU)
0 195,00 190,00 192,50 195,00 190,00 192,50
Hasil Pengamatan Hari Ke2 4 6 25,60 14,40 7,20 22,30 13,80 6,12 23,95 14,10 6,66 19,00 9,27 5,12 18,40 8,02 4,94 18,70 8,64 5,03
Tabel 11. Nilai Efektifitas Reaktor terhadap Penurunan Kadar Kekeruhan Hasil Pengamatan Hari KeKEKERUHAN 0 2 4 6 Biofilm 192,50 23,95 14,10 6,66 Efektifitas (%) 87,56 92,68 96,54 Biofilm + Pasir 192,50 18,70 8,64 5,03 Efektifitas (%) 90,29 95,51 97,39
Pada hasil pengujian kadar kekeruhan sebelum dilakukan pengolahan, diperoleh kadar sebesar
8 2,06 1,72 1,89 0,72 0,64 0,68
8 1,89 99,02 0,68 99,65
192,50 NTU. Setelah dilakukan pengolahan terhadap limbah cair laundry menggunakan reaktor
39
biofilm pada masa inkubasi hari ke-2, diperoleh kadar kekeruhan sebesar 23,95 NTU dengan efektifitas reaktor sebesar 87,56%, pada masa inkubasi hari ke-4, diperoleh kadar kekeruhan sebesar 14,10 NTU dengan efektifitas reaktor sebesar 92,68%, pada masa inkubasi hari ke-6, diperoleh kadar kekeruhan sebesar 6,66 NTU dengan efektifitas reaktor sebesar 96,54%, dan pada masa inkubasi hari ke-8, diperoleh kadar kekeruhan sebesar 1,89 NTU dengan efektifitas reaktor sebesar 99,02%. Hasil kadar kekeruhan terhadap limbah cair laundry menggunakan reaktor biofilm dan reaktor saringan pasir lambat pada masa inkubasi hari ke-2, diperoleh kadar kekeruhan sebesar 18,70 NTU dengan efektifitas reaktor sebesar 90,29%, pada masa inkubasi hari ke-4, diperoleh kadar kekeruhan sebesar 8,64 NTU dengan efektifitas reaktor sebesar 95,51%, pada masa inkubasi hari ke-6, diperoleh kadar kekeruhan sebesar 5,03 NTU dengan efektifitas reaktor sebesar 97,39%, dan pada masa inkubasi hari ke-8, diperoleh kadar kekeruhan sebesar 0,68 NTU dengan efektifitas reaktor sebesar 99,65%. Hasil pengujian kadar kekeruhan pada limbah cair laundry, diperoleh hasil penurunan kadar kekeruhan yang berbanding lurus terhadap perbedaan masa inkubasi (waktu degradasi).
Semakin lama waktu degradasi pada reaktor biofilm, maka semakin kecil pula kadar kekeruhan yang diperoleh. Dengan demikian, perbedaan masa inkubasi (waktu degradasi) sangat berpengaruh terhadap penurunan kadar kekeruhan pada limbah cair laundry. Nilai efektifitas penurunan kadar kekeruhan berbanding lurus terhadap masa inkubasi (waktu degradasi), semakin lama masa inkubasi (waktu degradasi), maka semakin tinggi nilai efektifitasnya. Nilai efektifitas menunjukkan seberapa besar penurunan kadar yang terjadi pada limbah terhadap kadar pencemar tertentu. Semakin besar nilai persentase yang diperoleh, maka semakin tinggi nilai efektifitasnya. Kekeruhan air limbah cair laundry ini berasal dari keberadaan zat tersuspensi yang berasal dari zat organik maupun organik. Selama proses pengolahan, limbah yang keruh menandakan banyaknya zat organik yang terkandung dalam limbah tersebut. Selama pengolahan, hasil pengujian menunjukkan penurunan hasil yang sangat signifikan. Hal ini disebabkan karena banyaknya terdapat zat organik yang terkandung, maka makanan atau nutrisi untuk mikroorganisme meningkat yang mengakibatkan kandungan zat organik berkurang.
Tabel 12. Hasil Analisis Sidik Ragam Kekeruhan Sumber Keragaman
db
JK
KT
FHitung
Perlakuan Masa Inkubasi (M) Galat Total
4 5 9
54662,8554 13,4807 54676,3361
13665,7138 2,6961
5069,95**
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam tabel 12. perlakuan masa inkubasi terhadap kadar kekeruhan, maka perlakuan masa inkubasi mempengaruhi atau berbeda nyata terhadap penurunan hasil kadar kekeruhan dalam limbah cair laundry tersebut. Hal ini dapat dilihat karena pada perlakuan reaktor FHitung (5069,95) > FTabel (5,19). Semakin lama masa inkubasi, maka semakin besar pula persentase penurunan kadar kekeruhan. Analisis ragam ini dilakukan pada selang kepercayaan 95%. KESIMPULAN DAN SARAN Hasil penelitian efektifitas reaktor biofilm media kerikil dan reaktor saringan pasir terhadap penurunan kadar surfaktan, Kebutuhan Oksigen Biologis (BOD), Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD), dan kekeruhan pada limbah cair Laundry, dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut: 1. Reaktor biofilm yang di kombinasikan dengan filter pasir aktif lebih efektif dalam
2.
FTabel 1% 5% 11,39
5,19
menurunkan kadar surfaktan, BOD, COD, dan kekeruhan pada limbah cair laundry. Efektifitas tersebesar yaitu pada waktu inkubasi di hari ke 2 (dua). Penuruan kadar surfaktan dari 47,43 mg/l menjadi 14,24 mg/l dengan efektifitas alat sebesar 69,98%. Kadar BOD menurun dari 205,95 mg/l menurun menjadi 45,88 mg/l dengan penurunan efektifitas alat sebesar 77,72%. Kadar COD menurun dari dari 487,33 mg/l menjadi 94 mg/l dengan penurunan efektifitas alat sebesar 80,71% sedangkan penurunan kadar kekeruhan menurun dari 192,50 mg/l menjadi 18,70 mg/l dengan penurunan efektifitas alat sebesar 90,29%.
Saran Kinerja reaktor biofilm media kerikil menghasilkan nilai persentase penurunan yang tinggi terhadap parameter yang diuji, namun perlu
40
ada pengolahan lanjut seperti reaktor saringan yang berfungsi untuk menyaring partikel koloid yang ikut terbawa effluent dari reaktor biofilm yang berupa lumut atau lapisan dari mikroorganisme tersebut.
Daftar Pustaka
Center for Biofilm Engineering.2009. A Biofilm Primer.Center for Biofilm at Montana State University. Montana. Dickinson, E., and Mc Clements. 1996. Advance in Food Colloids. Chapman and Hall. New York. Donlan,R. 2002. Biofilm:Microbial Life on Surfaces.From http://www.medscape.com/viewartticle/44 1355 Halang, B. 2004 .Toksisitas Air Limbah Deterjen Terhadap Ikan Mas.Program StudiBiologi FKIP UniversitasLambungMangkurat. Hargreaves, T. 2003. Chemical Formulation: An Overview of Surfactant-Based Preparations Used In Everyday Life. RSC Paperbacks. Cambridge. http://www.dekindo.com/content/teknologi/Pembua tan%20Arang%20Aktif%20%20Dari%20Tempurung%20Kelapa.htm Jerabkova, H., B. Kralova, and J. Nahlik.1999. Biofilm of Pseudomonas C12B on Glass Suport as Catalitic Agent for Continuous SDS Removal. International Biodeterioration and biodegradation. Krieg, N. R., and J. G. Hall.1984. Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology, Vol 1. Williams and Wilkins Baltmore. Sri wahyuni, W. 2002. Efektivitas adsorben dan koagulan-flokulan pada penjernihan air wilayah Marunda [skripsi]. Bogor: Fakultas MIPA, Institut Pertanian Bogor. Bogor. Tamamushi, B. 1983.Adsorption From Solutions.Department of Civil Engineering, University of Birmingham. Birmingham Tambun, R. 2006. Teknologi Oleokimia. Unisula. Medan. Widyakusuma, D. 2007. Potensi Konsorsium Strain-strain BakteriAnggota Pseudomonas Pembentuk Biofilm dalamMendegradasi Linier Alkyl benzene Sulfonate (LAS).Universitas Brawijaya. Malang.
41
