7 Limbah cair dengan komposisi seperti yang disajikan pada Tabel 2.2
tersebut tidak dapat langsung dibuang ke aliran sungai atau tanah karena dapat menurunkani kualitas air. Maka perlu dilakukannya pengendalian dengan cara
mengolah terlebih dahulu limbah cair tersebut sebelum dibuang ke lingkungan.
2.3 PENGOLAHAN LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT
Dengan adanya kandungan COD dan BOD yang sangat tinggi, limbah cair pabrik kelapa sawit menimbulkan ancaman besar terhadap kualitas lingkungan air
di sekitarnya. Dalam beberapa tahun terkahir ini, banyak metode yang telah dikembangkan untuk mengontrol pencemaran oleh limbah cair pabrik kelapa
sawit, diantaranya digunakan sebagai irigasi tanaman, sebagai pakan ternak, dilakukan dengan pengendapan dan pengeringan, penguapan, skimming
sederhana, koagulasi, flotasi, adsorpsi, ultrafiltrasi, dan berbagai teknologi biodegradasi [20].
Teknik-teknik konvensional yang banyak dipakai seperti pengolahan secara biologis memiliki beberapa kekurangan yaitu biaya operasional yang tinggi,
waktu tinggal yang lama serta penggunaan kolam dengan luas yang cukup besar. Salah satu alternatif pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit lainnya adalah
dengan proses elektrolisis dan elektrokoagulasi [10]. Elektrokoagulasi adalah sistem pengolahan air limbah yang sangat efektif
menghilangkan polutan dan menghasilkan gas hidrogen secara bersamaan sebagai pendapatan untuk mengimbangi biaya operasional. Elektrokoagulasi telah diuji
positif untuk mengolah air limbah dari pembersih uap, mesin cuci, manufaktur tekstil, plat logam, laundry komersial, operasi pertambangan, sistem pembersih
limbah kota dan limbah industri kelapa sawit [21].
2.4 ELEKTROLISIS DAN ELEKTROKOAGULASI 2.4.1 Elektrolisis
Elektrolisis merupakan metode yang digunakan untuk menghasilkan hidrogen sebagai energi alternatif yang bersih dan bebas polutan dari sumber yang
dapat diperbaharui, yaitu air. Elektrolisis air merupakan teknologi yang matang dengan tingkat efisiensi 70. Hidrogen dihasilkan dengan memisahkan air
Universitas Sumatera Utara
8 menjadi komponen-komponen penyusunnya, yaitu hidrogen dan oksigen, dengan
mengalirkan arus listrik di antara dua elektroda di dalam air [22]. Elektrolisis juga dapat digunakan sebagai metode pengolahan pengolahan
limbah cair pabrik tekstil, makanan, petroleum, serat kimia dan lain-lain [23]. Penggunaan elektrosis dalam pretreatment limbah cair pabrik kelapa sawit yang
sekaligus menghasilkan gas hidrogen dapat meminimalisir biaya pemeliharaan, sekaligus memberikan kontribusi dalam menejemen bahan bakar dan masalah
polusi [24]. Pada proses elektrolisis digunakan aluminium Al atau besi Fe sebagai
elektroda, dimana penggunaan elektroda aluminium lebih efisien daripada elektroda besi. Reaksi dengan logam M pada anoda seperti berikut :
M
s
→ M
aq n+
+ ne
-
2H
2
O
l
→ 4H
+ aq
+ O
2g
+ 4e
-
Maka reaksi pada katoda : M
aq n+
+ ne
-
→ M
s
2H
2
O
l
+ 2e
-
→ H
2g
+ 2OH
-
Dari hasil elektrolisis tersebut dihasilkan ion hidroksil yang dikenal sebagai salah satu cairan radikal paling reaktif, yang akan mengoksidasi komponen-
komponen organik dalam limbah cair karena memiliki afinitas yang tinggi. Dihasilkannya hidroksida akan menarik partikel-partikel yang tersuspensi
sehingga menyebabkan koagulasi. Gas yang dihasilkan juga membantu pemindahan padatan yang tersuspensi [8, 10].
2.4.2 Elektrokoagulasi
Elektrokoagulasi adalah teknik yang digunakan untuk mengolah air limbah untuk memulihkan zat-zat kimia yang masih bernilai. Keuntungan utama dari
elektrokoagulasi dibandingkan dengan teknik konvensional lainnya, seperti koagulasi kimia atau adsorpsi, adalah adanya penghantaran agen reaktif tanpa
menghasilkan polusi sekunder, dan menggunakan peralatan yang ringkas [25].
Universitas Sumatera Utara
9
2.4.3 Prinsip Kerja Elektrokoagulasi
Elektrokoagulasi merupakan teknologi yang mengkombinasikan fungsi dan keuntungan dari teknik konvensional seperti koagulasi, flotasi dan elektrokimia
dalam air pada pengolahan limbah cair [26]. Prinsip kerja elektrokoagulasi adalah dengan menggunakan proses elektrolisis, yaitu proses yang melibatkan reaksi
oksidasi dan reduksi yang terjadi ketika aliran listrik diberikan dalam cairan elektrolit [27]. Proses ini melibatkan penggunaan arus listrik yang dialirkan ke
elektroda di dalam tangki reaktor dimana akan dihasilkan agen koagulasi dan gas gelembung. Selain itu, elektrokoagulasi adalah teknik yang melibatkan
penambahan elektrolit dari koagulan ion logam secara langsung dari elektroda. Ion-ion ini akan berkoagulasi dengan polutan dalam cairan, mirip dengan
penambahan bahan kimia koagulan seperti tawas dan besi klorida, yang dilanjutkan dengan sedimentasi dan flotasi [28].
Penggumpalan dan pemisahan polutan terjadi karena ketidakstabilan partikel yang ditimbulkan selama proses elektrolisis dan elektrokoagulasi.
Destabilisasi partikel ini dicapai melalui dua mekanisme, yaitu yang pertama adanya kation yang dihasilkan dari proses hidrolisis air yang akan menetralkan
partikel-partikel anion, dan yang kedua adalah penyapuan flokulasi dimana partikel-partikel pengotor terjebak dan dipindahkan ke dalam endapan hidroksida
yang terbentuk. Selanjutnya gelembung-gelembung mikro H
2
dan O
2
yang dihasilkan di permukaan elektroda akan membawa gumpalan-gumpalan polutan
yang terbentuk menuju permukaan air [29].
2.4.4 Jenis Plat Elektrokoagulasi
Pada proses elektrokoagulasi dalam penanggulangan air limbah, menggunakan elektroda yang dikorbankan sacrificial elektrode [30]. Beberapa
jenis material umum yang digunakan adalah aluminium Al dan besi Fe. Dari hasil yang diperoleh peneliti sebelumnya diperoleh informasi alumininium
merupakan material terbaik [31, 32]. Keunggulan dan kelemahan dari masing-masing material yang digunakan
sebagai plat pada proses elektrokoagulasi sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
10 1.
Aluminium Keunggulannya adalah:
• Stabil
• Tidak mudah mengalami korosi
• Persentase penghilangan COD lebih besar dari besi
• Baik dalam penurunan turbiditas dan menghilangkan warna
Kelemahannya adalah: •
Sensistif terhadap perubahan temperatur •
Harganya mahal 2.
Besi Fe Keunggulannya adalah:
• Dapat menghilangkan sulfida
• Tidak sensitif dalam perubahan temperatur
• Harganya murah
Kelemahannya adalah: •
Mudah mengalami korosi [32, 33]
2.4.5 Pengaruh Jarak Antara Elektroda Pada Reaktor Elektrokoagulasi
Jarak antara elektroda berpengaruh pada penurunan konsentrasi TSS, COD dan BOD. Semakin dekat jarak antara elektroda maka penurunan konsentrasi TSS
semakin besar disebabkan oleh jarak yang jauh maka lintasan perputaran arus listrik semakin sedikit menyebabkan kurangnya efisiensi penurunan konsentrasi
TSS, efisiensi dari COD dan BOD juga berkurang karena transfer elektron yang semakin lambat [34, 35].
2.4.6 Kelebihan Teknik Elektrokoagulasi
Berikut ini merupakan beberapa keunggulan dari teknik elektrokoagulasi yaitu :
1. Menanggulangi berbagai kontaminan secara bersamaan hanya dengan
menggunakan satu teknologi saja. 2.
Biaya modal dan biaya operasi secara signifikan lebih rendah dari pada teknologi alternatif lainnya.
Universitas Sumatera Utara
11 3.
Membutuhkan daya yang rendah. 4.
Tidak membutuhkan tambahan zat kimia. 5.
Mudah dalam perawatan maintenance serta tidak membutuhkan perhatian lebih.
6. Menghilangkan padatan tersuspensi dan padatan koloid.
7. Merusak emulsi minyak dalam air, menghancurkan serta menghilangkan
bakteri dan virus. 8.
Hasilnya konsisten dan terpercaya. 9.
Meminimisasi lumpur sludge [36].
2.4.7 Kelemahan Teknik Elektrokoagulasi
Dari keunggulan yang dipaparkan sebelumnya, terdapat juga kelemahan teknik elektrokoagulasi antara lain :
1. Jika menggunakan daya listrik yang besar dalam waktu lama akan
mengakibatkan beban biaya yang besar. 2.
Besarnya reduksi dari plat elektroda yang digunakan dipengaruhi arus listrik yang mengalir melewatinya.
3. Tidak dapat digunakan untuk mengolah limbah yang mempunyai sifat
elektrolit yang tinggi karena menyebabkan hubungan singkat antar elektroda [31].
2.5 KOAGULASI DAN FLOKULASI
Koagulasi dan flokulasi merupakan proses yang digunakan untuk menghilangkan partikel-partikel yang terlarut dan tersuspensi. Kebanyakan
partikel dalam air dan air limbah memiliki muatan negatif sehingga terjadi tolak menolak satu sama lain jika saling kontak. Koagulasi dan flokulasi terjadi secara
berurutan dan menggunakan koagulan yang berfungsi untuk merusak kestabilan partikel sehingga memungkinkan partiel untuk saling bertemu dan membentuk
gumpalan flok. Tujuan utama dari proses koagulasi dan flokulasi untuk menghilangkan turbiditas yang disebabkan oleh partikel-partikel yang terlarut dan
tersuspensi, menghilangkan bakteri dan COD serta merubah konduktifitas listrik dari air limbah [37].
Universitas Sumatera Utara
12
2.6 PARAMETER UTAMA YANG DIAMATI
