14
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Limbah, Pusat Penelitian Kelapa Sawit PPKS Indonesian Oil Palm Research Institute IOPRI, Jl.
Brigjend. Katamso No.51, Kampung Baru, Medan – Sumatera Utara. Penelitian ini dilakukan selama 6 enam bulan, sedangkan perakitan alat akan dilaksanakan
di Laboratorium Penelitian, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.
3.2 ALAT DAN BAHAN PERCOBAAN
3.2.1 Bahan
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah cair pabrik kelapa sawit LCPKS hasil pengolahan kolam anaerobik yang berada di
Pabrik Kelapa Sawit PT. PP London Sumatra di Bagerpang, Tanjung Morawa. Untuk analisa parameter respon dibutuhkan COD Reagent Vial, aquadest, dan
kertas saring berpori 1,6 µm, serta H
2
SO
4
p.a. untuk pengawetan sampel analisa COD.
3.2.2 Peralatan
Peralatan utama yang diperlukan meliputi : 1.
Bak kaca ukuran 12 x 12 x 36 cm sebagai bak elektrokoagulasi batch 2.
Pengatur sumber arus listrik searah DC power supply 3.
Plat Aluminium digunakan sebagai elektroda. Ketebalan plat yang digunakan adalah 0,8 mm, dengan luas efektif 828,472 cm
2
4. Stopwatch
5. Gelas ukur 1000 mL
6. Ember penyimpan limbah
Sketsa reaktor elektrokoagulasi yang digunakan dapat dilihat pada gambar 3.1.
Universitas Sumatera Utara
15 Adapun peralatan tambahan untuk analisis parameter respon adalah:
1. Botol gelas dan gelap 100 mL untuk penyimpanan sampel COD
2. Peralatan analisa COD Hach method 8000
3. Peralatan analisa TS Nephelometric
4. Peralatan analisa TSS SNI 06-2413-1991
5. Peralatan gelas lainnya, seperti gelas kimia, labu erlenmeyer, pipet volumetri,
labu takar, pipet corong kaca dan lain-lain
3.2.3 Perancangan Reaktor
3.2.3.1 Dimensi Reaktor
Reaktor yang digunakan adalah bak terbuat dari kaca 3 mm dengan dimensi sebagai berikut :
Panjang reaktor : 12 cm
Lebar reaktor : 12 cm
Tinggi reaktor : 36 cm
Volume total reaktor : 12 cm x 12 cm x 36 cm = 5.184 cm
3
= 5.184 mL Volume efektif reaktor
: 4.500 mL = 4.500 cm
3
Tinggi larutan : 4.500 cm
12 12 cm
2
= 31,25 cm Berikut gambar dan spesifikasi dari reaktor yang akan dibuat :
Gambar 3.1 Rancangan dan Spesifikasi Reaktor Elektrokoagulasi
3.2.3.2 Elektroda
Universitas Sumatera Utara
16 Elektroda yang digunakan adalah plat dengan ketebalan 0,8 mm, dengan
dimensi sebagai berikut: Panjang elektroda p
: 12 cm Panjang efektif p’
: 11,5 cm Lebar elektroda l
: 36 cm Tebal elektroda
: 0,8 mm = 0,008 cm Luas efektif
: p’ x l x 2 + p’ x t x 2 + l x t : 11,5 x 36 x 2 cm
2
+ 11,5 x 0,008 x 2 cm
2
+ 36 x 0,008 cm
2
: 828,472 cm
2
Berikut gambar dan spesifikasi dari elektroda aluminium yang akan digunakan :
Gambar 3.2 Bentuk dan Ukuran Plat Elektroda Aluminium
3.3 RANCANGAN PENELITIAN
Penelitian ini dirancang dengan menggunakan 3 tiga faktor sebagai variabel bebas. Adapun faktor atau variabel bebas dan level tiap faktor yang
digunakan dalam percobaan yaitu: 1.
Tegangan V : 10 V
2. Jarak antar Elektroda
: 0,5 ; 1,0 ; 1,5 dan 2,0 cm 3.
Waktu pengontakan : 3 jam
4. Waktu retensi
: 30, 60, 90, 120, 150 dan 180 menit
Universitas Sumatera Utara
17 Jumlah satuan percobaan sebanyak 4 x 6 = 24 satuan percobaan.
Kombinasi level pada setiap satuan percobaan tanpa perulangan masing-masing disajikan pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1. Kombinasi Pada Setiap Satuan Percobaan No.
Jarak Antara Elektroda
cm Tegangan
Listrik V
Lama Pengontakan
Jam Waktu
Retensi Menit
1. 0,5
10 3
30 2.
60 3.
90 4.
120 5.
150 6.
180 7.
1,0 30
8. 60
9. 90
10. 120
11. 150
12. 180
13. 1,5
30 14.
60 15.
90 16.
120 17.
150 18.
180 19.
2,0 30
20. 60
21. 90
22. 120
23. 150
24. 180
Setiap variasi waktu retensi, akan diambil sampling dari hasil proses elektrolisisdan akan dianalisa lebih lanjut.
3.4 TATA CARA PENGAMBILAN SAMPEL
3.4.1 Sampling Effluent
Sampel effluent sebaiknya diambil pada daerah khusus yang telah ditetapkan. Jika tidak terdapat tempat tersebut, maka daerah yang mewakili yaitu
hilir dari saluran limbah sebelum masuk kedalam penampungan [29]. Saat pengambilan sampel, jatuhkan penampung tepat berada ditengah dan isi botol
Universitas Sumatera Utara
18 sampel sampai penuh. Perlu diketahui bahwa agar tidak mengaduk effluent supaya
sedimen yang terdapat didalam limbah tidak terikut. Untuk tempat-tempat tertentu seperti di saluran dangkal, manhole inverts, dan lain-lain tidak bisa menggunakan
teknik ini [30].
3.4.2 Sampling Hasil Elektrokoagulasi
Pada tahap setelah proses elektrokoagulasi selesai, akan diambil sampel sebagai perwakilan dari hasil keseluruhan, dimana sampel ini bisa diambil dengan
menggunakan botol sampel, dimana sebelum diambil, limbah yang telah diproses, dihomogenisasikan terlebih dahulu dengan cara mengaduknya. Untuk lebih
effisien, diambil dibeberapa titik pada bak elektrokoagulasi [31].
3.5 PROSEDUR PENELITIAN
3.5.1 Perangkaian Reaktor Elektrokoagulasi
Reaktor elektrokoagulasi yang digunakan adalah reaktor tipe batch. Reaktor berupa bak persegi empat terbuat dari kaca dengan dimensi: panjang 12
cm, lebar 12 cm dan tinggi 36 cm. Setiap plat elektroda dipotong dengan ukuran yang seragam. Selanjutnya elektroda dihubungkan dengan sumber tegangan DC
power supply dengan jarak elektroda sesuai dengan yang telah ditetapkan.
3.5.2 Preparasi Limbah Kolam Anaerobik
Limbah cair yang berasal dari kolam anaerobik adalah bahan utama yang akan diolah dalam penelitian ini. Limbah effluent kolam anaerobik diambil dan
dimasukkan kedalam ember ataupun jerigen, untuk selanjutnya dianalisa sesuai dengan parameter yang dibutuhkan COD, TS dan TSS. Untuk analisa COD,
dilakukan pengawetan sampel dengan cara menyimpannya kedalam botol kaca gelap 100 mL. Prosedur analisa parameter respon serta efisiensi terdapat pada
lampiran 1.
3.5.3 Pelaksanaan Penelitian
Pelaksanaan penelitian dapat dilakukan sesuai dengan langkah berikut :
Universitas Sumatera Utara
19 1.
Perangkaian reaktor elektrokoagulasi sesuai perlakuan yang diberikan pada masing-masing percobaan.
2. Sampel limbah kolam anaerobik yang telah dianalisa, diambil sebanyak 4.500
mL, lalu dimasukkan kedalam reaktor elektrokoagulasi, selanjutnya power dan stopwatch dihidupkan.
3. Pengambilan sampel hasil pengolahan elektrokoagulasi sesuai dengan waktu
retensi yang telah ditetapkan, yaitu 30, 60, 90, 120, 150 dan 180 menit dilanjutkan dengan pengawetan sampel untuk uji analisa COD.
4. Melakukan analisa sampel yang meliputi : penurunan COD, TS dan TSS.
5. Pembahasan hasil analisa dan penarikan kesimpulan.
3.6 ANALISA DATA
Hasil analisa parameter respon yang diamati dituliskan dalam bentuk efisiensi persentase penurunan respon sebelum pengolahan dengan sesudah
pengolahan. Pada analisa data akan dilihat keseluruhan utama dari tiap faktor maupun pengaruh interaksi antar faktor. Data hasil analisa juga akan
dipresentasikan dalam bentuk grafik untuk melihat level optimum dari setiap perlakuan yang diberikan.
Universitas Sumatera Utara
20
3.7 FLOWCHART 3.7.1 Flowchart Prosedur Penelitian
Kategori