WASTEWATER TREATMENT AT PT. X BY ACTIVE SLUDGE ( Pengolahan Limbah Cair PT. X Secara Lumpur Aktif ) Dea Soraya, Dra. Ani Iryani, M.Si. dan Ade Heri Mulyati, M.Si. Program Studi Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pakuan Bogor ABSTRACT The activity of PT. X is in the manufacture of surfactants. The waste generated in that company consists of three types namely solid waste, liquid waste, and gas waste. The aims of this study is to treat the waste generated by company.The treatment of the liquid waste is performed in a waste water treatment plant by active sludge. Wastewater treatment by activite sludge is conducted using aerobic microorganism. The test is conducted on the wastewater in inlet tank and outlet tank, so that the water released has met quality standards established. The tests parameter performed are pH, BOD5, COD, turbidity and TDS. All of the method of analysis used in accordance with the Methods For The Examination of Water and Wastewater 17th Edition Water Analisis Handbook Third edition. The pH measurements is performed using the potentiometric method. The value of BOD is performed using the respirometric method. The COD is measured using the photometric method. Other parameters such as turbidity is done using nefelometric method, and conductometric method is used to measure the value of TDS. The liquid wastewater treatment in activated sludge of PT X can reduce levels of COD and TDS. The results of the waste processing for parameters pH, BOD5, COD, turbidity, and TDS have met the quality standards according to the Descree of Minister of Environment No. KEP-03/MENLH/2010 on Waste Water Quality Standard for Industrial Area. The average value of the parameter efficiency of BOD is 72,67%; and 93,5% for COD. The value of 85,8% is turbidity, and for TDS is 90,75%. Keywords: Wastewater, Activated Sludge, Aerobic, Microorganism, Efficiency. PENDAHULUAN Limbah merupakan suatu bahan yang terbuang atau dibuang dari sumber hasil aktivitas manusia maupun proses alam yang belum memiliki nilai ekonomis (Santiago, 1996). Bahan buangan zat kimia termasuk pencemar yang berbahaya karena dapat berpotensi merusak lingkungan. Bahan buangan zat kimia dapat masuk ke dalam air secara langsung atau melalui mediasi. Beberapa senyawa kimia yang umum dikenal sebagai pencemar diantaranya deterjen, insektisida, zat warna kimia, larutan penyamak kulit, dan lain-lain (Situmorang, 2007). Limbah domestik (limbah rumah tangga) kerapkali mengan
1
(limbah rumah tangga) kerapkali mengandung sabun dan deterjen. Keduanya merupakan sumber potensial bagi bahan pencemar organik (Achmad, R, 2004). Polusi atau pencemaran adalah keadaan suatu lingkungan yang sudah tidak alami lagi karena telah tercemar oleh polutan. Polutan adalah zat atau substansi yang mencemari lingkungan. Air limbah deterjen termasuk polutan karena di dalamnya terdapat zat yang disebut Alkil Benzen Sulfonat (ABS) yang merupakan deterjen golongan keras. Jenis deterjen ini banyak digunakan di rumah tangga. Lingkungan perairan yang tercemar limbah deterjen kategori keras ini dalam konsentrasi tinggi akan mengancam dan membahayakan kehidupan biota air dan manusia yang mengkonsumsi biota
perairan yang tercemar limbah detergen kategori keras ini dalam konsentrasi tinggi akan mengancam dan membahayakan kehidupan biota air dan manusia yang mengkonsumsi biota tersebut (Junior, dkk, 2009). PT X bergerak di bidang industri pembuatan surfaktan. Jenis surfaktan yang digunakan yaitu Alkil Benzen Sulfonat (ABS) dan Linier Alkyl Benzen Sulfonat (LABS). Limbah cair yang dihasilkan dari proses produksi dan kegiatan laboratorium adalah limbah yang berbahaya, karena mengandung bahan organik yang sulit didegradasi. Berdasarkan hal-hal tersebut penulis ingin melakukan penelitian tentang pengolahan limbah cair PT X secara lumpur aktif. Pengolahan limbah secara lumpur aktif ini memerlukan biaya yang relatif lebih tinggi dibandingkan dengan pengolahan limbah cair secara kimia. Namun, pada saat limbah cair di PT X diolah secara kimia dengan pengendapan menggunakan koagulan PAC, nilai COD (Chemichal Oxygen Demand) dan TDS (Total Dissolved solid) masih lebih dari baku mutu yang telah ditetapkan dalam Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Nomor: KEP-03/MENLH/2010 Tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Kawasan Industri, sehingga perlu dilakukan pengolahan limbah cair secara lumpur aktif sebelum dibuang ke lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efisiensi pengolahan limbah cair PT X secara lumpur aktif sehingga dapat memenuhi standar baku mutu limbah yang telah ditetapkan pemerintah.
industri PT X diumpankan ke dalam tangki aerasi yang telah berisi mikroorganisme aerobik. Aerasi dilakukan untuk mentransfer sejumlah oksigen ke dalam limbah cair. Di dalam tangki aerasi terjadi proses perombakan bahan organik kompleks menjadi CO2 dan H2O secara aerobik. Limbah hasil olahan akan mengalir keluar dari tangki aerasi secara overflow ke dalam tangki sedimentasi. Proses dalam tangki sedimentasi ini terjadi pemisahan mikroorganisme dengan air limbah yang telah diolah. Mikroorganisme tersebut akan terkumpul satu sama lain dan membentuk flok mikroorganisme yang akibat gaya beratnya sendiri akan turun secara gravitasi ke bagian bawah tangki sedimentasi sebagai sludge atau lumpur biomassa. Lumpur biomassa ini akan dikeluarkan dari tangki sedimentasi dan sebagian kecil (20%) dikembalikan ke tangki aerasi 1. Sisanya dialirkan ke tangki aerasi 2 untuk penambahan nutrisi. Penambahan nutrisi ini dilakukan untuk menjaga kualitas sisa lumpur aktif yang terdapat di tangki aerasi 2 tersebut, karena kemungkinan besar bakteri pengurai yang ada di dalamnya membutuhkan banyak nutrisi sebagai makanan agar dapat terus hidup dalam air limbah. Setelah proses penambahan nutrisi tersebut limbah dialirkan kembali ke tangki sedimentasi untuk pemisahan lumpur dan air limbah yang telah diolah, selanjutnya dilakukan pengujian parameter pH, BOD5, COD, kekeruhan, dan TDS terhadap air limbah. Ketika volume lumpur aktif di dalam tangki sedimentasi telah mencapai 2,5 liter, maka ke dalam tangki sedimentasi tersebut dialirkan larutan HCl atau NaOH untuk menjaga pH agar tetap dalam keadaan netral, kemudian lumpur dilakukan pengujian konsentrasi MLSS terhadap lumpur.
METODE PENELITIAN Sebelum pengolahan limbah cair PT X secara lumpur aktif, dilakukan pengamatan terhadap pH, BOD5, COD, kekeruhan, dan TDS. Limbah cair 2
metabolisme bahan organik (Alearts, G dan S.S Santika, 1987). Parameter BOD BOD adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan bakteri untuk menguraikan (mengoksidasi) hampir semua zat organik yang terlarut dan sebagian zat-zat organik yang tersuspensi dalam air. Adapun hasil analisisnya dapat dilihat pada Gambar 5.
12 10 8 6 4 2 0 1
2
3 4 5 6 Ulangan ke-
7
8 ppm
pH
HASIL DAN PEMBAHASAN Parameter pH pH diukur untuk mengetahui nilai keasaman suatu limbah. Adapun hasil analisisnya dapat dilihat pada Gambar 4.
pH inlet pH outlet Baku Mutu maksimum
400 350 300 250 200 150 100 50 0 1
Gambar 4. Grafik Perbandingan Nilai pH dengan Baku Mutu
2
3 4 5 6 ulangan ke-
7
8
BOD inlet (ppm) BOD outlet (ppm) Baku Mutu Maksimum (ppm)
Berdasarkan Gambar 4 diatas, menunjukkan bahwa secara keseluruhan nilai pH air limbah yang telah diolah secara lumpur aktif memenuhi baku mutu. Nilai pH yang terukur berkisar antara 7,12-7,38. Nilai pH tersebut telah memenuhi baku mutu nilai pH yang berkisar antara 6,0-9,0. Berdasarkan hasil pengukuran pH dapat dikatakan bahwa air limbah PT X bersifat netral. Hal ini memungkinkan kehidupan biologis dalam air limbah tersebut berjalan dengan baik. Air limbah yang tidak netral akan menghambat proses biologis, bahkan akan menyebabkan kematian mikroorganisme dalam air. Jika nilai pH di atas 9 akan mengganggu aktifitas mikroba, sedangkan jika nilai pH di bawah 6 akan mengakibatkan pertumbuhan jamur dan terjadi persaingan antara bakteri dengan jamur dalam
Gambar 5. Grafik Perbandingan Nilai BOD dengan Baku Mutu Berdasarkan Gambar 5, hasil analisis BOD5 outlet berkisar antara 55125 ppm. Hal ini menunjukkan bahwa nilai BOD5 outlet memenuhi standar baku mutu yaitu yang tidak lebih kecil dari 150 ppm. Analisis BOD5 ini didasarkan atas reaksi oksidasi zat organik dengan oksigen dalam air dan proses tersebut berlangsung karena adanya bakteri aerobik, sehingga hasil oksidasi akan membentuk karbon dioksida, air dan amoniak. Analisis BOD5 dilakukan untuk mengetahui tingkat pencemaran yang disebabkan oleh zat-zat organik yang bersifat biodegradable di dalam suatu limbah. Semakin tinggi nilai BOD5 maka 3
semakin tinggi pula tingkat pencemaran yang diakibatkan oleh zat-zat tersebut (Fardiaz, 1992).
pertumbuhan bakteri bahkan mematikan bakteri dalam limbah. Parameter Kekeruhan Kekeruhan dapat diukur pada air limbah yang terdapat pada bak aerasi, hal ini dikarenakan pada bak aerasi terdapat lumpur aktif yang akan mempengaruhi kekeruhan tersebut. Data hasil pengukuran kekeruhan pada masing-masing tangki dapat dilihat Gambar 7.
ppm
NTU
Parameter COD Nilai COD secara relatif menyatakan jumlah senyawa organik yang terdapat pada air limbah. Pengolahan limbah secara biologi dengan menggunakan lumpur aktif ini membutuhkan nilai pH yang netral, karena dapat mempengaruhi penurunan nilai COD. Hal ini disebabkan karena mikroorganisme atau lumpur aktif dengan mudah menguraikan bahan organik yang terdapat dalam air limbah tersebut. Adapun hasil analis COD dapat dilihat pada Gambar 6. 3000 2500 2000 1500 1000 500 0
60 50 40 30 20 10 0 1
2
3 4 5 6 Ulangan ke-
7
8
Kekeruhan inlet (NTU) Kekeruhan outlet (NTU) 1
2
3 4 5 6 Ulangan ke-
7
Baku Mutu Maksimum (NTU)
8
Gambar 7. Grafik Perbandingan Nilai Kekeruhan dengan Baku Mutu
COD inlet (ppm) COD outlet (ppm)
Berdasarkan baku mutu nilai kekeruhan berkisar antara 5-20 NTU. Namun nilai kekeruhan inlet sebesar 50 NTU, tingginya nilai kekeruhan juga dapat disebabkan oleh pencemaran bahan-bahan organik sehingga dapat menghambat pertumbuhan bakteri bahkan mematikan bakteri dalam limbah.
Baku Mutu Maksimum (ppm)
Gambar 6. Grafik Perbandingan COD dengan Baku Mutu Berdasarkan Gambar 6, nilai COD outlet yang bervariasi disebabkan karena beban limbah yang masuk (COD inlet) bervariasi. Nilai COD outlet yang telah memenuhi standar baku mutu yang telah ditetapkan, dengan nilai tertinggi COD sebesar 173 ppm. Tingginya nilai COD disebabkan oleh pencemaran bahan-bahan organik sehingga dapat menghambat
Parameter TDS Hasil analisis pengukuran TDS sebelum dan setelah proses pengolahan dapat dilihat pada Gambar 8.
4
Tabel 3. Pengamatan Nilai MLSS Ulangan ke- MLSS (mg/L) 1. 2420 2. 3020 3. 3240 4. 2960 5. 2580 6. 2900 7. 2980 8. 2640 Keterangan : MLSS = Mixed Liquor Suspended Solid
35000 TDS (ppm)
30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 1
2
3 4 5 6 Ulangan ke-
7
8
TDS inlet (ppm)
Tabel 3 menunjukan nilai MLSS yang didapat berkisar antara 2000-3000 mg/L. Jika nilai MLSS lebih besar dari 3500 mg/L menunjukkan bahwa mikroorganisme yang ada di dalam bak aerasi kekurangan nutrisi sehingga dapat terjadi kanibalisme, sedangkan nilai MLSS lebih kecil dari 2000 mg/L, menunjukan bahwa pengolahan kurang baik, karena sedikitnya mikroorganisme untuk menguraikan bahan-bahan organik (Metcalf dan Eddy, Icn, 1981).
TDS outlet (ppm) Baku Mutu Maksimum (ppm)
Gambar 8. Grafik Perbandingan Nilai TDS dengan Baku Mutu Gambar 8, menunjukkan bahwa nilai TDS pada tangki inlet lebih besar daripada nilai TDS pada tangki outlet. Hal ini disebabkan karena proses aerasi menggunakan lumpur aktif menghasilkan lumpur pada tangki pemisahan (sedimentasi). Lumpur tersebut dengan gaya beratnya sendiri akan turun secara gravitasi ke bagian bawah tangki sedimentasi sebagai lumpur, sedangkan air limbah akan mengalir kembali ke tangki aerasi sehingga nilai TDS pada tangki outlet lebih kecil daripada tangki inlet.
Perhitungan F/M Ratio Perhitungan kontrol proses yang digunakan untuk mengevaluasi jumlah makanan (BOD atau COD) yang tersedia per satuan MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids). Tabel 4. Nilai F/M
Parameter MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) Hasil pengujian MLSS dapat dilihat pada Tabel 3.
Ulangan ke1.
BOD5 inlet (ppm) 298
MLSS 2420
F/M = BOD MLSS 0,12
2.
328
3020
0,11
3.
337
3240
0,11
4.
379
2960
0,13
5.
358
2580
0,14
6.
328
2900
0,11
7.
322
2980
0,11
8.
299
2640
0,11
Keterangan : MLSS= Mixed Liquor Suspended Solid F/M = Food/ Mikroorganisme
5
Tabel 4 menunjukan nilai F/M dari pengolahan limbah secara lumpur aktif berkisar antara 0,11-0,14. Kisaran F/M yang diperbolehkan sebesar 0,10,2. Nilai yang diperoleh menunjukkan bahwa terjadi penggumpalan lumpur dan pengendapan dalam tangki sedimentasi yang disebabkan oleh metabolisme bahan organik berjalan sederhana. Semakin tinggi nilai F/M menunjukan semakin tinggi jumlah makanan yang terkandung dalam limbah atau semakin sedikit jumlah bakteri pencerna. Parameter ini penting karena kondisi ideal dapat tercapai jika kebutuhan nutrisi bagi bakteri terpenuhi (Metcalf dan Eddy, Icn, 1981).
Air Limbah Bagi Kawasan Industri. Nilai rata-rata efisiensi parameter BOD5 sebesar 72,67%, COD sebesar 93,5%, kekeruhan sebesar 85,8%, dan TDS sebesar 90,75%. PT X telah melakukan proses pengolahan limbah cair secara lumpur aktif, dengan pengujian parameter pH, BOD5, COD, kekeruhan dan TDS. Namun sebaiknya pada penelitian selanjutnya dilakukan pengujian parameter lain seperti logam berat dan bahan berbahaya lainnya sebelum dibuang ke lingkungan. UCAPAN TERIMAKASIH Assalamualaikum Wr.Wb Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena atas rahmat dan hidayahnya-Nya, penulis dapat menyelesaikan jurnal skripsi dengan judul “Pengolahan Limbah Cair PT. X secara Lumpur Aktif”. Jurnal ini tidak terlepas dari bimbingan, bantuan dan dorongan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Kedua orang tua dan kakak-kakakku, Ibu Dr. Prasetyorini selaku Dekan FMIPA Universitas Pakuan Bogor. Serta Bapak Drs. Husain Nashrianto, M.Si. selaku Ketua Program Studi Kimia FMIPA. Kedua pembimbing Ibu Dra. Ani Iryani, M.Si. dan Ibu Ade Heri Mulyati, M.Si. yang telah berkenan membimbing dan memberikan masukan dan saran dalam proses pembuatan skripsi ini. Serta seluruh Dosen dan staff sekretariat FMIPA Universitas Pakuan Bogor, dan teman-teman angkatan 2008 yang selama ini selalu bersama, semoga persahabatan kita tetap terjaga (Zaenal, Shelvi, Novi, Siska, Tiar, Retno, Dharma, Oskar, Vian, Desi, Anggun, Kania, Grya, dan Agung). Serta semua yang turut serta dalam terselesaikannya
Efisiensi Pengolahan Limbah Secara Lumpur Aktif Pengolahan limbah cair PT X secara lumpur aktif menghasilkan nilai rata-rata efisiensi BOD5 sebesar 72,67%, COD sebesar 93,5%, kekeruhan sebesar 85,8%, dan TDS sebesar 90,75%. Efisiensi tertinggi terlihat pada parameter COD, sedangkan terendah pada parameter BOD. Tabel 5. Rata-Rata Efisiensi Dari Berbagai Parameter No. Parameter Efisiensi (%) 1. BOD5 72,67 2. COD 93,5 3.
Kekeruhan
85,8
4.
TDS
90,75
KESIMPULAN DAN SARAN Pengolahan limbah cair PT X secara lumpur aktif dapat menurunkan kadar COD dan TDS. Hasil pengolahan limbah untuk parameter pH, BOD5, COD, kekeruhan, dan TDS telah memenuhi standar baku mutu yang sesuai dengan Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Nomor: KEP03/MENLH/2010 Tentang Baku Mutu 6
skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis berharap agar jurnal ini bermanfaat bagi semua pihak.
KEP-03/MENLH/2010 Tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Kawasan Industri.
DAFTAR PUSTAKA Achmad, R. 2004. Kimia Lingkungan. Yogyakarta: Andi Offsett. Hal 92, 93, 110-113. Alaerts, G dan S.S S Santika. 1987. Metode Penelitian Air. Surabaya : Usaha National. Fardiaz, S. 1992. Polusi Air dan Udara. Yogyakarta: Kanisius. Hal 1928. Junior, Rendi, Bambang. 2009. Mengetahui Dampak Air Limbah Deterjen Terhadap Organisme Air. Jakarta : C.V Rajawali. Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Nomor: KEP-03/MENLH/2010 Tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Kawasan Industri. Metcalf dan Eddy, Icn. 1981. Waste Water Engineering Treatment Disposal Revse. 2nd ed. MC Graw-Hill, Icn. New York. Hal 40-57. Santiago, H. 1996. Istilah Lingkungan untuk Manajemen. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta, hal : 20-22. Stumorang, Manihar. 2007. Kimia Lingkungan. Medan: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam UNIMED. Hal 114-115. LAMPIRAN Lampiran 1. Baku Mutu Air Limbah Parameter Batas Maksimum BOD5 50-150 mg/L COD 100-300 mg/L TDS 2000-4000 mg/L pH 6.0 - 9.0 Kekeruhan 5-20 NTU Sumber : Berdasarkan Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Nomor: 7
