Pengaruh Sinar Ultra Violet (UV) Untuk Menurunkan Kadar COD,TSS Dan TDS Dari Air Limbah Pabrik Kelapa Sawit

PENGARUH SINAR ULTRA VIOLET (UV) UNTUK

MENURUNKAN KADAR COD,TSS DAN TDS DARI AIR

LIMBAH PABRIK KELAPA SAWIT

T E S I S

Oleh:

HERMANSYAH PSL/097004015

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2012

PENGARUH SINAR ULTRA VIOLET (UV) UNTUK

MENURUNKAN KADAR COD,TSS DAN TDS DARI AIR

LIMBAH PABRIK KELAPA SAWIT

T E S I S

Ditujukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Master Sains Dalam Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan pada Sekolah

Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

HERMANSYAH 097004015/PSL

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2012

Judul Penelitian : PENGARUH SINAR ULTRA VIOLET (UV) UNTUK MENURUNKAN KADAR COD,TSS DAN TDS DARI AIR LIMBAH PABRIK KELAPA SAWIT

Nama : Hermansyah

Nomor Pokok : 097004015

Program Studi : Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan (PSL)

Menyetujui : Komisi Pembimbing

Ketua

Prof. Dr. Harlem Marpaung, MSc

Anggota Dr. Ir. Irvan, MSi

Anggota

Ir. OK. Nazaruddin Hisyam, MS

Ketua Program Studi

Prof.Dr. Retno Widhiastuti, MS

Direktur

Prof. Dr. Ir. A. Rahim Matondang, MSIE

Telah diuji pada : Tanggal 16 April 2012

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Dr. Harlem Marpaung, MSc

Anggota : 1. Dr. Ir. Irvan, MSi

2. Ir. OK. Nazaruddin Hisyam, MS

3. Prof. Dr. Harry Agusnar, MSc, M.Phil

PENGARUH SINAR ULTRA VIOLET (UV) UNTUK MENURUNKAN

KADAR COD, TSS DAN TDS DARI AIR LIMBAH PABRIK KELAPA SAWIT

ABSTRAK

Air limbah Pabrik Kelapa Sawit (PKS) mengandung bahan organik dengan konsentrasi tinggi, padatan tersuspensi, serta bahan koloid seperti lemak, protein, dan selulosa. Bahan orgnik ini dapat menimbulkan permasalahan lingkungan bila dibuang langsung ke lingkungan. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui kemampuan sinar UV dengan katalis Fe2+ dalam penurunan COD,TSS dan TDS. Variabel yang diamati adalah COD, TSS dan TDS yang dikaitkan dengan variasi waktu, pH dan udara. Metode penelitian yang digunakan deskriptif dan kuantitatif untuk menggambarkan proses penurunan COD, TSS dan TDS serta data yang disajikan bersifat numerik. Hasil penelitian didapat bahwa penurunan COD 38.38 %, TSS 53,57 % dan TDS 58,52 % dengan waktu optimal 8 jam, pH 9±2 dan laju udara 100 l/dtk. Penelitian ini belum layak diaplikasikan di unit Instansi Pengelolaan Air Limbah (IPAL) Pabrik Kelapa Sawit karena nilai COD, TSS dan TDS yang diperoleh masih diatas baku mutu serta dari segi biaya relatif tinggi sehingga akan menaikkan biaya olah Pabrik Kelapa Sawit (PKS). Teknik ini sebagai alternatif dalam pengelolaan air limbah Pabrik Kelapa Sawit (PKS) dimasa yang akan datang.

THE INFLUENCE OF ULTRA VIOLET (UV) RAY ON DECREASING COD, TSS, AND TDS CONTENTS FROM WASTEWATER TREATMENT OF

PALM OIL PLANT

ABSTRACT

The waste of palm oil plant containS high concentration of suspended solids and colloidal materials such as fat, protein, and cellulose. These organic materials will pollute the land or water if they are discharged directly to the environment. The aim of the research is to know the ability of the UV ray by using Fe2+ as catalyst in decreasing COD, TSS, and TDS. The variables which were COD, TSS, and TDS were associated with the variations of time, pH, and air. The method of the research was descriptive and quantitative in order to describe the process of decreasing COD, TSS, and TDS. The data were numerical. The results of the research showed that the decrease of COD is 38,38 %, TSS is 53,57 %, and TDS is 58,52 % with the optimal time of eight hours, pH 9 ± 0.2, and the rate of air 100 I/second. This research was not appropriate to be applied yet in the IPAL (wastewater treatment) unit of Palm Oil Plant since the COD, TSS, and TDS were still above the standard of quality and still in high cost so that they would cause the management of the Palm Oil Plant to raise the cost. This technique is used as an alternative in the process of wastewater of Palm Oil Plant in the future.

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirabbil’alamin. Segala puji dan syukur hanya untuk Allah SWT atas izin dan karunia-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan tesis ini.

Tesis ini disusun berdasarkan hasil penelitian yang berjudul “PENGARUH SINAR ULTRA VIOLET (UV) UNTUK MENURUNKAN KADAR COD,TSS DAN TDS DARI AIR LIMBAH PABRIK KELAPA SAWIT”. Tesis ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Master Sains pada Jurusan Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan di Sekolah Pascasarjana USU Medan.

Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya Penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Harlem Marpaung, MSc, Dr. Ir. Irvan, MSi dan Bapak Ir. OK. Nazaruddin Hisyam, MS, selaku dosen pembimbing yang telah memberikan petunjuk, bimbingan dan pengarahannya sehingga penelitian dan penulisan tesis ini berjalan dengan baik.

Tak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Direktur Sekolah Pascasarjana, Ibu Ketua dan Sekretaris Jurusan Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan (PSL), Bapak dan Ibu staf pengajar, seluruh karyawan Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara, Maneger Pabrik Kelapa Sawit Rambutan PT. Perkebunan Nuasantara III dan rekan-rekan seperjuangan mahasiswa PSL angkatan 2009 serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah memberikan dan bantuan fasilitas dalam penyelesaian tesis ini.

Tesis ini jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mohon kritikan dan saran yang membangun untuk kesempurnaannya. Semoga tesis ini bermanfaat bagi kita semua. Amin Ya Robbal’alamin.

Medan, April 2012 Penulis,

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Tanjung Pura kabupaten Langkat pada tanggal 20 Februari 1961. Penulis merupakan anak ke-3 dari 7 bersaudara.

Jenjang pendidikan formal yang dilalui adalah Sekolah Dasar Negeri Bandar Pulau lulus tahun 1973, SMP Negeri II Rantau Prapat lulus tahun 1976, SMA Negeri IV Medan lulus tahun 1981. Pada tahun 1989 lulus dari Fakultas Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara.

Bekerja di PT. Perkebunan Nusantara III pada tahun 1991 dan saat ini menjabat sebagai Kepala Urusan Pengendalian Lingkungan

DAFTAR ISI

Halaman ABSTRAK………….……….

ABSTRACT……….………

KATA PENGANTAR ……… RIWAYAT HIDUP. ………

i ii iii

v

DAFTAR ISI……… vi

DAFTAR TABEL……….………. viii

DAFTAR GAMBAR………. ix

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ……… 1.2. Rumusan Masalah ………... 1.3. Tujuan Penelitian ………. 1.4. Manfaat Penelitian……… 1.5. Hipotesis ………. 1.6. Kerangka Berpikir………

1 6 6 6 7 7 II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pencemaran Air……….. ………... 2. 2. Pengaruh Pencemaran Air ……… 2.2.1. Perubahan pH atau Konsentrasi Ion Hidrogen ... 2.2.2. Oksigen Terlarut (DO) ... 2.2.3. Kebutuhan Oksigen Biologi (BOD) ... 2.2.4. Kebutuhan Oksigen Kimia (COD) ... 2.2.5. TSS (Total Suspended Solid) ... 2.2.6. TDS (Total Dissolved Solids) ...

8 9 10 10 11 11 12 13

2.3. Limbah Pabrik Kelapa Sawit …. ……….. 2.4. Pengolahan Air Limbah……….

14 17 III. METODE PENELITIAN

3.1. Tempat Dan Waktu ……… 3.2. Bahan dan Alat ……….. 3.3. Pelaksanaan Penelitian ………... 3.3.1. Penyediaan Air Limbah ... 3.3.2. Penyediaan Wadah Pemaparan UV ... 3.4. Variabel yang Diamati……… 3.5. Analisis Data ……….

20 20 21 22 22 27 28 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Perubahan Nilai COD, TSS dan TDS dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit dengan Variasi Waktu Sinar UV……… 4.2. Perubahan Nilai COD, TSS dan TDS dari Limbah Cair Pabrik

Kelapa Sawit dengan Pemaparan Sinar UV Selama 8 Jam pada Variasi pH……… 4.3. Perubahan Nilai COD, TSS dan TDS dari Limbah Cair Pabrik

Kelapa Sawit dengan Pemaparan Sinar UV Selama 8 Jam pada Variasi pH 9±2 dengan Variasi Waktu Aerasi Udara………… 4.4. Analisis Ekonomi Pemanfaatan Sinar Ultraviolet……….. V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan……… 5.2. Saran………. 32 37 42 47 50 50

DAFTAR PUSTAKA……….. 51

DAFTAR TABEL

No. Judul Halaman

1. Karakteristik Air Limbah Pabrik Kelapa Sawit ……… 15 2. Hasil pengujian COD, TSS dan TDS Setelah Pemaparan

Terhadap Sinar UV Pada Variasi Waktu……… 32 3. Presentase Penurunan Nilai COD, TSS dan TDS dari Limbah

Cair PKS Selama Pemaparan dengan Sinar UV……… 34 4. Presentase Penurunan Kandungan TSS dari Limbah Cair PKS

dengan Lamanya Pemaparan Sinar UV……… 35 5. Presentase Penurunan Kandungan TDS dari Limbah Cair PKS

dengan Lamanya Pemaparan Sinar UV……… 37 6 Hasil pengujian COD, TSS dan TDS Setelah Pemaparan

Terhadap Sinar UV pada Variasi pH……… 38 7. Presentase Penurunan Kandungan COD dari Limbah Cair PKS

dengan Lamanya Pemaparan Sinar UV Selama 8 Jam…………. 39 8. Presentase Penurunan Kandungan TSS dari Limbah Cair PKS

dengan Lamanya Pemaparan Sinar UV Selama 8 Jam………….. 40 9. Presentase Penurunan Kandungan TDS dari Limbah Cair PKS

dengan Lamanya Pemaparan Sinar UV Selama 8 Jam………….. 41 10. Hasil pengujian COD, TSS dan TDS Setelah Pemaparan

Terhadap Sinar UV Selama 8 Jam dan pH 9± 0.2 Pada Variasi

Aerasi... 42 11. Presentase Penurunan Kandungan COD dari Limbah Cair PKS

Hasil Aerasi pada Variasi Waktu dan Lamanya Pemaparan Sinar

UV Selama 8 Jam dan Kondisi pH9±0.2……….. 43 12. Presentase Penurunan Kandungan TSS dari Limbah Cair PKS

Hasil Aerasi pada Variasi Waktu dan Lamanya Pemaparan Sinar

UV Selama 8 Jam dan Kondisi pH9±0.2………... 44 13. Presentase Penurunan Kandungan TDS dari Limbah Cair PKS

Hasil Aerasi pada Variasi Waktu dan Lamanya Pemaparan Sinar

UV Selama 8 Jam dan Kondisi pH9±0.2………... 45 14. Perhitungan Ekonomi Pemanfaatan Sinar Ultraviolet……… 47

DAFTAR GAMBAR

No. Judul Halaman

1. Kerangka Berpikir ……….. 7 2. Desain Alat Penelitian……….. 22 3. Perubahan COD dengan Lamanya Pemaparan Sinar UV………. 33 4. Perubahan Kandungan TSS dengan Lamanya Pemaparan Sinar

UV……… 35

5. Perubahan Kandungan TDS dengan Lamanya Pemaparan Sinar

UV……….. 36

6. Perubahan Nilai COD dengan Lamanya Pemaparan Sinar UV

Selama 8 Jam………... 38 7. Perubahan Nilai TSS dengan Lamanya Pemaparan Sinar UV

Selama 8 Jam……….. 39 8. Perubahan Nilai TDS dengan Lamanya Pemaparan Sinar UV

Selama 8 Jam……… 41 9. Perubahan Nilai COD dari Limbah Cair PKS Hasil Aerasi pada

Variasi Waktu dan Lamanya Pemaparan Sinar UV Selama 8 Jam

dan Kondisi pH 9±0.2……… 43 10. Perubahan Nilai TSS dari Limbah Cair PKS Hasil Aerasi pada

Variasi Waktu dan Lamanya Pemaparan Sinar UV Selama 8 Jam

dan Kondisi pH 9±0.2……….. 44 11. Perubahan Nilai TDS dari Limbah Cair PKS Hasil Aerasi pada

Variasi Waktu dan Lamanya Pemaparan Sinar UV Selama 8 Jam

PENGARUH SINAR ULTRA VIOLET (UV) UNTUK MENURUNKAN

KADAR COD, TSS DAN TDS DARI AIR LIMBAH PABRIK KELAPA SAWIT

ABSTRAK

Air limbah Pabrik Kelapa Sawit (PKS) mengandung bahan organik dengan konsentrasi tinggi, padatan tersuspensi, serta bahan koloid seperti lemak, protein, dan selulosa. Bahan orgnik ini dapat menimbulkan permasalahan lingkungan bila dibuang langsung ke lingkungan. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui kemampuan sinar UV dengan katalis Fe2+ dalam penurunan COD,TSS dan TDS. Variabel yang diamati adalah COD, TSS dan TDS yang dikaitkan dengan variasi waktu, pH dan udara. Metode penelitian yang digunakan deskriptif dan kuantitatif untuk menggambarkan proses penurunan COD, TSS dan TDS serta data yang disajikan bersifat numerik. Hasil penelitian didapat bahwa penurunan COD 38.38 %, TSS 53,57 % dan TDS 58,52 % dengan waktu optimal 8 jam, pH 9±2 dan laju udara 100 l/dtk. Penelitian ini belum layak diaplikasikan di unit Instansi Pengelolaan Air Limbah (IPAL) Pabrik Kelapa Sawit karena nilai COD, TSS dan TDS yang diperoleh masih diatas baku mutu serta dari segi biaya relatif tinggi sehingga akan menaikkan biaya olah Pabrik Kelapa Sawit (PKS). Teknik ini sebagai alternatif dalam pengelolaan air limbah Pabrik Kelapa Sawit (PKS) dimasa yang akan datang.

THE INFLUENCE OF ULTRA VIOLET (UV) RAY ON DECREASING COD, TSS, AND TDS CONTENTS FROM WASTEWATER TREATMENT OF

PALM OIL PLANT

ABSTRACT

The waste of palm oil plant containS high concentration of suspended solids and colloidal materials such as fat, protein, and cellulose. These organic materials will pollute the land or water if they are discharged directly to the environment. The aim of the research is to know the ability of the UV ray by using Fe2+ as catalyst in decreasing COD, TSS, and TDS. The variables which were COD, TSS, and TDS were associated with the variations of time, pH, and air. The method of the research was descriptive and quantitative in order to describe the process of decreasing COD, TSS, and TDS. The data were numerical. The results of the research showed that the decrease of COD is 38,38 %, TSS is 53,57 %, and TDS is 58,52 % with the optimal time of eight hours, pH 9 ± 0.2, and the rate of air 100 I/second. This research was not appropriate to be applied yet in the IPAL (wastewater treatment) unit of Palm Oil Plant since the COD, TSS, and TDS were still above the standard of quality and still in high cost so that they would cause the management of the Palm Oil Plant to raise the cost. This technique is used as an alternative in the process of wastewater of Palm Oil Plant in the future.

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Salah satu limbah industri yang dapat mencemari lingkungan adalah air limbah yang berasal dari pabrik kelapa sawit (PKS). Jumlah pabrik kelapa sawit yang terdapat di wilayah Sumatera Utara lebih dari 140 unit dengan kapasitas olah antara 30 – 60 ton tandan buah segar (TBS) per jam dan rata-rata beroperasi 20 jam per hari. Untuk setiap ton TBS dapat menghasilkan air limbah sebanyak 0,6-0,8 m3, sehingga dapat diperkirakan air limbah PKS yang dibuang ke lingkungan lebih dari 40.320 m3

Air limbah pabrik kelapa sawit segar mengandung BOD (kebutuhan oksigen biologi) sekitar 20.000 – 60.000 mg/L dan COD (kebutuhan oksigen kimiawi) sekitar 40.000 – 120.000 mg/L. Olahan air limbah secara konvensional menghasilkan air limbah dengan BOD lebih dari 250 mg/L dan COD lebih dari 500 mg/L. Sedangkan menurut Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup (Kep.51/MENLH/10/1995; tentang baku mutu air limbah bagi kegiatan industri) bahwa air limbah yang layak untuk dibuang ke lingkungan adalah air limbah yang mengandung BOD kurang dari 100 mg/L dan COD kurang dari 350 mg/L.

setiap harinya (Ginting, 1996). Air limbah pabrik kelapa sawit mengandung bahan organik yang cukup tinggi. Air limbah tersebut dapat dibuang ke badan sungai apabila telah memenuhi ketentuan yang sudah ditetapkan dalam keputusan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 51/10/1995.

Pembuangan air limbah PKS ke badan sungai dengan kualitas air limbah yang melebihi baku mutu sangat berpotensi di dalam menurunkan kualitas air sungai sebagai badan air penerima sehingga pada akhir-akhir ini banyak pengusaha PKS tidak membuang air limbah PKS ke badan sungai tetapi memanfaatkan air limbah PKS ke lahan perkebunan kelapa sawit atau Land Application.

Menurut Kep-28/MENLH/2003 tentang Pedoman Teknis Pengkajian Pemanfaatan Air limbah Dari Industri Minyak Sawit Pada Tanah di Perkebunan Kelapa Sawit, pemanfaatan air limbah hanya dapat dilakukan pada lahan dengan permeabilitas tidak kurang dari 1,5 cm/jam dan tidak lebih dari 15 cm/jam, tidak boleh pada lahan gambut dan persyaratan lainnya, sehingga dengan demikian PKS yang berada pada daerah yang air limbahnya tidak dapat dimanfaatkan ke lahan perkebunan kelapa sawit harus membuang air limbah ke badan air sungai.

Pengolahan air limbah pada umumnya mempergunakan cara kombinasi antara pemakaian chlorine serta system kondensasi, sedimentasi dan filtrasi. Sedangkan pengolahan limbah organik banyak menggunakan mikroba, karbon aktif, serta membran filtrasi. Akhir-akhir ini, limbah organik yang dibuang semakin banyak mengandung senyawa organik yang sulit untuk diuraikan jika hanya menggunakan mikroba dan membran filtrasi. Untuk itu perlu dikembangkan suatu teknologi yang efektif dalam pengolahan air limbah.

Saat ini penggunaan teknologi oksidasi atau yang sekarang dikenal dengan Advanced Oxidation Processes (AOP) mendapat perhatian yang cukup besar. Karena

teknologi ini dapat menguraikan serta membersihkan senyawa-senyawa organik yang selama ini sulit atau tidak dapat diuraikan dengan menggunakan mikroba atau membran filtrasi. Konsep sistem AOP ialah dengan menggunakan sinar Ultraviolet sebagai komponen utama system yang dikombinasikan dengan suatu oksidator maupun katalis. Fungsi dari kombinasi sinar ultraviolet (UV) dengan suatu oksidator seperti ozon, dan Peroksida (H2O2)

Kombinasi sinar UV dengan H

, maupun katalis adalah untuk menghasilkan hydroxyl radical (·OH). ·OH merupakan sebuah radikal bebas yang memiliki potensial yang sangat tinggi (2,8 V), sehingga sangat mudah bereaksi dengan senyawa lain disekitarnya (Hutagalung dkk, 2010).

2O2 telah terbukti berhasil memutuskan ikatan O-O dalam H2O2 dan menghasilkan hidroksi radikal (Buxton, dkk. 1988). Kombinasi sinar UV dengan katalis ion besi dan H2O2 (Fenton’s reagent : UV/H2O2/Fe2+) juga dapat digunakan untuk pengolahan air limbah. Dengan adanya sinar UV, maka ion besi (Fe2+) yang dihasilkan dari reaksi tersebut dapat diubah menjadi ion Fe3+

Radikal hidroksi yang terbentuk akan bekerja menguraikan bahan organik di dalam air limbah.

dengan menghasilkan radikal hidroksi (Moraes, dkk. 2004).

1. Fe2+ + H2O2 Sinar UV Fe3+ + OH2- + OH. 2. OH

.

+ Fe3+ + molekul organik CO2 + H2O + Fe 3. Fe

2+

2+

+ H2O2 Sinar UV Fe3+ + OH2- + OH.

(Moraes dkk, 2004).

Hidroksil radikal merupakan spesies aktif yang memiliki sifat radikal, di mana mudah bereaksi dengan senyawa organik apa saja tanpa terkecuali, terutama senyawa-senyawa organik yang selama ini sulit atau tidak dapat diuraikan dengan metode mikrobiologi atau membran filtrasi.

Hidroksi radikal dapat dibentuk dari hasil kombinasi sinar ultra violet dengan oksigen dan katalis TiO2

Reaksi penguraian bahan organik di dalam air limbah dengan memanfaatkan sinar ultraviolet dengan adanya O

dan telah digunakan di dalam pengolahan air limbah.

2 dan katalis TiO2 ditunjukkan dengan persamaan berikut.

Teknologi Oksidasi lanjutan yang lebih dikenal dengan istilah Advanced Oxidation Technologies (AOT), dengan mengkombinasikan hydrogen peroksida dan sinar ultraviolet dalam menurunkan kadar warna dan COD dalam limbah. Tujuan dari semua Teknologi Oksidasi Lanjutan (AOT) adalah untuk memproduksi radikal hidroksil (OH), suatu pereduksi oksidasi yang tinggi dengan merusak sebagian besar organik polutan di dalam air. Dengan bermacam teknologi, hidroksil dapat dihasilkan dari sistem yang menggunakan sinar UV sebagai sumber energi untuk menimbulkan reaksi, atau sistem AOT gelap yang tidak tergantung pada sinar UV untuk melengkapi pengolahan. Radikal yang dihasilkan dari ini merusak senyawa organik

dengan kemampuan yang sama seperti pada penggunaan UV/Peroksida yang telah ada sebelumnya. Kemampuan untuk merusak kontaminan adalah keuntungan utama dari oksidasi lanjutan dibandingkan proses lainnya (Esplugas, dkk, 2001).

Penurunan nilai COD dengan menggunakan sinar ultraviolet terbukti optimal bekerja pada pH 2,8-11,0. Penurunan COD yang paling cepat terjadi pada pH asam yaitu pH 2.8-6.3 sedangkan pada kondisi basa yaitu 6.3-11 penurunan COD berlangsung lambat. (Xiangfen Feng, dkk, 2005).

Di samping itu, sinar UV pada panjang gelombang tertentu ( λ = 254 nm) sangat efektif dalam membunuh bakteri. Dari hal-hal tersebut dapat disimpulkan bahwa sinar Ultraviolet (UV) sangat potensial untuk digunakan dalam pengolahan air limbah (Hutagalung dkk. 2010).

Penggunaan kombinasi sinar UV dengan H2O2 dan katalis TiO2 memerlukan biaya yang cukup besar. Oleh karena itu peneliti mencoba untuk melakukan kombinasi sinar UV dengan O2 dan katalis Fe2+

Berdasarkan uraian diatas timbul keinginan untuk melakukan penelitian pengelolaan air limbahpabrik kelapa sawit dengan memanfaatkan sinar ultraviolet untuk menurunkan bahan organik yang terkandung didalam air limbah tersebut.

yang berlangsung pada berbagai tingkat keasaman (pH) untuk menurunkan kandungan COD dan TSS di dalam air limbah PKS Rambutan PT. Perkebunan Nusantara III (Persero).

1.2. Perumusan Masalah

a. Apakah dengan menggunakan sinar Ultraviolet dengan katalis Fe2+

b. Bagaimana pengaruh pH dan penambahan oksigen didalam penurunan kandungan COD, TSS dan TDS di dalam air limbah pabrik kelapa sawit dengan menggunakan sinar Ultraviolet dan katalis Fe

dapat menurunkan COD, TSS dan TDS di dalam air limbah pabrik kelapa sawit ?

2+ .

1.3. Tujuan Penelitian

a. Untuk mengetahui kemampuan sinar Ultraviolet dengan katalis Fe2+

b. Untuk mengetahui pengaruh pH dan penambahan oksigen didalam pengolahan air limbah pabrik kelapa sawit dengan menggunakan sinar Ultraviolet dan katalis Fe

di dalam penurunan COD,TSS dan TDS pada air limbah PKS Rambutan PT. Perkebunan Nusantara III.

2+

untuk menurunkan kandungan COD, TSS dan TDS

1.4. Manfaat Penelitian

a. Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai metode alternatif di dalam pengolahan air limbah pabrik kelapa sawit.

b. Sebagai informasi kepada pengusaha pabrik kelapa sawit di dalam pengolahan air limbah pabrik kelapa sawit .

1.5. Hipotesis

a. Sinar Ultraviolet (UV) bertindak sebagai oksidator untuk mengoksidasi bahan-bahan organik didalam air limbah pabrik kelapa sawit yang secara langsung akan menurunkan kandungan COD,TSS dan TDS didalam air limbah pabrik kelapa sawit tersebut.

b. Sinar Ultra violet dengan penambahan oksigen diharapkan akan meningkatkan laju penguraian bahan organik di dalam air limbahpabrik kelapa sawit.

1.6. Kerangka Berpikir

Dalam penelitian ini kerangka berpikir yang digunakan diperlihatkan pada Gambar 1.

Gambar 1.Kerangka Berpikir yang Digunakan dalam Penelitian Limbah cair PKS

IPAL

Badan Air Ultra Violet

Tidak

Baku Mutu

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pencemaran Air

Pencemaran air terjadi bila beberapa bahan atau kondisi yang dapat menyebabkan penurunan kualitas badan air sehingga tidak memenuhi baku mutu atau tidak dapat digunakan untuk keperluan tertentu (sesuai peruntukannya, misalnya

sebagai bahan baku air minum, keperluan perikanan, industri, dan lain-lain) (Sunu, 2001).

Di dalam kegiatan industri , air yang telah digunakan (air limbah industri) tidak boleh langsung dibuang ke lingkungan karena dapat menyebabkan pencemaran. Air tersebut harus diolah dahulu agar mempunyai kualitas yang sama dengan kualitas lingkungan. Jadi air limbah industri harus mengalami proses daur ulang sehingga dapat digunakan lagi atau dibuang kembali ke lingkungan tanpa menyebabkan pencemaran. Proses daur ulang air industri (Water Treatment Recycle Process) adalah salah satu syarat yang harus dimiliki oleh industri yang berwawasan lingkungan. Apabila semua kegiatan industri memperhatikan dan melaksanakan pengolahan air limbah industri dan masyarakat umum juga tidak membuang limbah secara sembarangan maka masalah pencemaran air sebenarnya tidak perlu dikuatirkan. Namun kenyataanya masih banyak industr atau suatu pusat kegiatan kerja membuang limbahnya ke lingkungan melalui sungai sehingga menyebabkan terjadinya pencemaran lingkungan (Wardhana, 2001).

2.2. Pengaruh Pencemaran Air

Pencemaran air dapat menyebabkan pengaruh berbahaya bagi organisme, populasi komunitas dan ekosistem. Indikator utama kualitas air dalam ekosistem air permukaan adalah oksigen terlarut atau dissolved oxygen (DO), biological oxygen demand (BOD). Agar dapat hidup organisme memerlukan oksigen untuk proses respirasi. Kadar oksigen terlarut (DO) adalah jumlah oksigen yang terlarut dalam volume air tertentu pada suatu suhu dan tekanan tertentu. Pada tekanan atmosfer normal (1atm) dan suhu 200

Pada dasarnya polutan dapat dibedakan menjadi dua yaitu limbah degradable dan non degradable. Limbah degradable yaitu limbah yang dapat terdekomposisi atau dapat dihilangkan dengan proses biologis alamiah., sedangkan limbah non biodegradable adalah limbah yang tak dapat dihilangkan dari perairan dengan proses biologis alamiah.

C, kadar oksigen maksimum terlarut dalam air adalah 9 mg/L.

Indikator pencemaran air dapat diketahui dan diamati baik secara visual maupun pengujian, seperti :

a. Perubahan pH atau konsentrasi ion hydrogen. b. Oksigen terlarut.

c. Adanya endapan, koloid, bahan terlarut. d. Perubahan warna, bau dan rasa.

2.2.1. Perubahan pH atau Konsentrasi Ion Hidrogen.

Air dapat bersifat asam atau basa, tergantung pada besarnya konsentrasi ion hidrogen didalam air. Air normal yang memenuhi syarat untuk suatu kehidupan mempunyai antara 6,5 – 7,5. Air limbah industri belum terolah yang dibuang langsung ke sungai akan mengubah pH air yang dapat mengganggu kehidupan organisme didalam sungai. Kondisi ini akan semakin parah jika daya dukung lingkungan rendah seperti debit sungai yang kecil (Sunu, 2001).

Proses penanganan bilogik konvensional tidak dapat bekerja dengan baik di laur daerah pH 6,5 – 8,5 dan sifat asam atau alkali harus dimodifikasi dengan cara tertentu seperti dengan pengenceran, netralisasi, dan pengendalian proses reaksi biologik. Air limbah yang mengandung konsentrasi asam organik yang cukup banyak sering mempunyai pH yang rendah, dan dapat diatasi secara efektif dengan

menyesuaikan laju penghilangan denga laju input massa dari asam (Laksmi, 1993).

2.2.2. Oksigen Terlarut (DO)

Oksigen terlarut adalah suatu faktor yang terpenting dalam setiap sistem perairan. Sumber utama oksigen terlarut berasal dari atmosfer dan proses fotosintesis tumbuhan hijau. Oksigen dari udara diserap dengan difusi langsung. Oksigen hilang dari air oleh adanya pernafasan biota, penguraian bahan organik, aliran masuk air bawah tanah yang miskin oksigen, adanya besi, dan kenaikan suhu.

2.2.3. Kebutuhan Oksigen Biologi (BOD)

Biological Oxygen Deman (BOD) atau Kebutuhan Oksigen Biologi adalah suatu analisis empiris yang mencoba mendekati secara global proses-proses mikrobiologis yang benar-benar didalam air. Angka BOD adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bakteri untuk menguraikan (mengoksidasi) hampir semua zat organis yang terlarut dan sebagian zat-zat organis yang tersuspensi dalam air.

Kalau suatu badan air tercemar oleh zat-zat organic, bakteri tersebut dapat menghabiskan oksigen terlarut dalam air selama proses oksidasi tersebut yang bias mengakibatkan kematian ikan-ikan dalam air dan keadaan menjadi anaerobik dan dapat menimbulkan bau busuk pada air tersebut. Pemeriksaan BOD didasarkan reaksi oksidasi zat organik dengan oksigen didalam air, dan proses tersebut berlangsung karena adanya bakteri aerobik sebagai hasil oksidasi akan terbentuk karbon dioksida, air, dan amoniak. Atas dasar reaksi tersebut, yang memerlukan kira-kira 2 hari dimana 50% reaksi telah tercapai, 5 hari supaya 75% dan 20 hari supaya 100% tercapai, maka pemeriksaan BOD dapat digunakan untuk menafsirkan beban pencemaran zat organis (Alaerts, 1987).

2.2.4. Kebutuhan Oksigen Kimia (COD)

COD (Chemichal Oxygen Demand) atau Kebutuhan Oksigen Kimia adalah jumlah oksigen (mg) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organis yang ada dalam satu liter air, dimana K2Cr2O7 digunakan sebagai sumber oksigen (Oxidating Agent). Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat-zat organis

yang secara alamiah dapat dioksidasi melalui proses mikrobiologis, dan mengakibatkan berkurangnya oksigen dalam air (Alaerts, 1987).

Analisis BOD dan COD dari suatui limbah akan menghasilkan nilai-nilai yang berbeda karena kedua uji mengukur bahan yang berbeda. Nilai COD selalu lebih tinggi dari nilai BOD. Perbedaan diantara kedua nilai disebabkan oleh banyak factor seperti bahan kimia yang tahan terhadap oksidasi biokimia tetapi tidak tahan terhadap oksidasi kimia, seperti lignin, bahan kimia yang dapat dioksidasi secara kimia dan peka terhadap oksidasi biokimia tetapi dalam uji BOD 5 hari seperti selulosa, lemak berantai panjang, atau sel-sel mikroba, dan adanya bahan toksik dalam limbah yang mengganggu uji BOD tetapi tidak dengan COD (Laksmi, 1993).

2.2.5. TSS (Total Suspended Solid)

Total suspended solid atau padatan tersuspensi adalah padatan yang menyebabkan kekeruhan air, tidak terlarut dan tidak dapat mengendap langsung. Padatan tersuspensi terdiri dari partikel-partikel yang ukuran maupun beratnya lebih kecil dari sedimen seperti bahan-bahan organik tertentu, tanah liat dan lain-lain.Misalnya air permukaan mengandung tanah liat dalam bentuk tersuspensi.

Air buangan selain mengandung padatan tersuspensi dalam jumlah yang bervariasi, juga sering mengandung bahan-bahan yang bersifat koloid, seperti protein. Air buangan industri makanan mengandung padatan tarsuspensi yang relatif tinggi.

Padatan terendap dan padatan tersuspensi akan mengurangi penetrasi sinar matahari ke dalam air, sehingga dapat mempengaruhi regenerasi oksigen secara fotosintesa. Pengukuran langsung padatan tersuspensi (TSS) sering memakan waktu cukup lama. TSS adalah jumlah bobot bahan yang tersuspensi dalam volume air tertentu, yang biasanya dinyatakan dalam mg/L atau ppm.

Partikel tersuspensi akan menyebarkan cahaya yang datang, sehingga menurunkan intensitas cahaya yang disebarkan. Padatan tersuspensi dalam air umumnya terdiri dari fitoplankton, zooplankton, sisa tanaman dan limbah industri (Sunu, 2001).

2.2.6. TDS (Total Dissolved Solids)

Total dissolved solid atau total padatan terlarut merupakan bahan dalam air yang dapat melewati filter dengan 2.0 mikrometer atau lebih kecil ukuran rata-rata nominal pori. Suhu yang digunakan untuk mengeringkan residu sangat penting dan mempengaruhi hasil karena bobot yang hilang akibat bahan organik volatil, air , air kristalisasi, gas yang keluar akibat dekomposisi kimia sebagai bobot akibat oksidasi tergantung suhu dan waktu pemanasan. Suhu pemanasan TDS adalah 180±2 derajat celcius.

Total padatan terlarut merupakan konsentrasi jumlah ion kation (bermuatan positif) dan anion (bermuatan negatif) di dalam air. Oleh karena itu, analisa total padatan terlarut menyediakan pengukuran kualitatif dari jumlah ion terlarut, tetapi tidak menjelaskan pada sifat atau hubungan ion. Selain itu, pengujian tidak

memberikan wawasan dalam masalah kualitas air yang spesifik. Oleh karena itu, analisa total padatan terlarut digunakan sebagai uji indikator untuk menentukan kualitas umum dari air. (Oram, B.,2010).

Sumber utama untuk TDS dalam perairan adalah limpahan dari pertanian, limbah rumah tangga, dan industri. Unsur kimia yang paling umum adalah kalsium, fosfat, nitrat, natrium, kalium dan klorida. Bahan kimia dapat berupa kation, anion, molekul atau aglomerasi dari ribuan molekul. Kandungan TDS yang berbahaya adalah pestisida yang timbul dari aliran permukaan (Anonymous, 2010).

2.3. Limbah Pabrik Kelapa Sawit

Salah satu limbah industri yang dapat mencemari air adalah air limbahpabrik kelapa sawit (PKS). Air limbah pabrik kelapa sawit (PKS) mengandung bahan organik yang cukup tinggi. Untuk menghasilkan satu ton minyak kelapa sawit, dihasikan dua setengah ton air limbah pabrik kelapa sawit. Air limbahtersebut berasal dari proses perebusan, klarifikasi, dan hidrosiklon. Pertambahan areal tanaman kelapa sawit mengundang pertambahan industri pengolahannya, sehingga semakin banyaknya air limbahyang dihasilkan (Naibaho, 1996).

Limbah pabrik kelapa sawit mengandung sejumlah padatan tersuspensi, terlarut dan mengambang merupakan bahan-bahan organik dengan konsentrasi tinggi. Bahan-bahan organik yang terkandung seperti selulosa,protein, lemak, yang dibuang ke perairan tanpa diolah lebih dahulu akan membuat endapan-endapan yang sukar terurai sehingga mempengaruhi kandungan oksigen terlarut yang pada akhirnya akan mempengaruhi kehidupan biota dalam air. (http//www.bisnis.com).

Limbah Pabrik kelapa sawit sebelum mengalami perlakuan di unit pengolahan limbah mempunyai karakteristik sebagai berikut :

Tabel 1. Karakteristik Air Limbah Pabrik Kelapa Sawit (Satria, 1999)

No Parameter Konsentrasi (mg/L)

1 pH 4.1

2 Total padatan terlarut 46186

3 Total padatan tersuspensi 21170

4 COD 37200

5 BOD 21280

6 Minyak/lemak 3100

7 N-NH3 13

8 Nitrogen Total 41

Selain itu minyak industri kelapa sawit mengandung kadar air 95 %, 4,5 % padatan dalam bentuk terlarut/tersuspensi dan 0,5 % minyak/lemak dalam bentuk teremulsi. (Satria,1999).

Hasil penelitian PPKS menunjukkan bahwa PKS yang cukup efisien menghasilkan 0,6-0,8 m3 air limbah/ ton TBS yang diolah. Sebagai contoh, pada kondisi yang wajar, total volume air limbah dari sebuah PKS berkapasitas olah 30 ton TBS/jam sekitar 600 m3/hari. Pada prakteknya, kebanyakan PKS di Indonesia menghasilkan 1,0-1,3 m3

Air limbah dijumpai pada industri-industri yang menggunakan air dalam proses produksinya. Proses pengolahan kelapa sawit menghasilkan juga air limbah dalam jumlah banyak yang berasal dari kondensat, stasiun klarifikasi, dan dari

air limbah per ton TBS. Bila tidak diolah, air limbah pabrik kelapa sawit setara beban pencemarannya dengan buangan dari 1000 orang/hari.

hidrosiklon, yang mempunyai kadar bahan organik tinggi. Tingginya bahan organik tersebut mengakibatkan beban pencemaran yang semakin besar (Sa’id, 1996).

Proses biologis dapat mengurangi konsentrasi BOD limbah hingga 90 %. Dekomposisi anaerobik meliputi penguraian bahan organik majemuk menjadi asam-asam organik dan selanjutnya diurai menjadi gas-gas dan air. Selanjutnya air limbah dialirkan ke dalam kolam pengasaman dengan waktu penangan hidrolisis selama 5 hari. Air limbah di dalam kolam ini mengalami asidifikasi yaitu terjadinya kenaikan konsentrasi asam-asammudah menguap dari 1000-5000 mg/L sehingga air limbah yang mengandung bahan organik lebih mudah mengalami biodegrasi dalam suasana anaerobik. Sebelum diolah di unit penanganan limbah (UPL) anaerobik, limbah dinetralkan terlebih dahulu dengan menambahkan kapur tohor sehingga mencapai pH antara 7,0-7,5. (PPKS, 2003)

Limbah pabrik kelapa sawit yang mengandung sejumlah padatan tersusupensi, terlarut dan mengambang merupakan bahan-bahan organik dengan konsentrasi tinggi. Bahan-bahan organik seperti selulosa, protein, lemak yang dibuang tanpa diolah akan membuat endapan-endapan yang sukar terurai sehingga mempengaruhi kandungan oksigen terlarut yang pada akhirnya akan mempengaruhi kehidupan biota dalam air.

Limbah yang dihasilkan oleh PKS termasuk kategori limbah berat dengan kuantitas yang sangat tinggi dan kandungan kontaminan mencapai hingga 20.000 – 60.000 mg/L untuk BOD (Biochemical Oxygen Demand) dan 40.000 – 120.000 mg/L

untuk COD (Chemical Oxygen Demand). Kadar air 95 %, padatan terlarut/ tersuspensi 4,5 %, serta sisa minyak dan lemak emulsi 0,5 – 1 %. Limbah terutama dihasilkan dari tahap perebusan, pengendapan, dekantasi, dan sentrifugasi yang dilakukan selama proses klarifikasi CPO. Kapasitas air limbah menurut pusat penelitian kelapa sawit (1992 – 1993) berkisar 1 – 1,3 m3/ton tandan buah segar atau 2 – 3 ton air limbah/ ton minyak (Hanum. F, 2009).

2.4. Pengolahan Air Limbah

Pengolahan air limbah industri kelapa sawit yang ada saat ini di Indonesia umumnya menggunakan unit pengumpul (fatpit) biasanya berupa parit yang kemudian dialirkan ke deoling ponds (kolam pengutipan minyak) untuk diambil minyaknya serta diturunkan suhunya, setelah itu dialirkan ke kolam anaerobik atau aerobik dengan memanfaatkan mikroba sebagai perombakan BOD dan menetralisir keasaman airan limbah. Adapun sistem kolam limbah yang umum dilakukan adalah sebagai berikut:

a. Tangki Bak Netralisir (Neutralizing Tank) b. Menara Pendingin (Cooling Tower) c. Kolam pembiakan (Seeding Pond) d. Kolam Anaerobik

e. Kolam Aerasi f. Kolam Aerobik g. Kolam Pengendapan

Hal ini dilakukan karena pengolahan limbah dengan menggunkan teknik tersebut cukup sederhana dan dianggap murah. Namun pengolahan dengan system kolam mempunyai banyak kelemahan. Permasalahan utama yang dihadapi adalah kendala teknologi dimana pengolahan limbah yang ada saat ini sulit untuk menghasilkan keluaran yang mengarah pada PKS yang bebas limbah. Selain itu sistem pengolahan konvensional tidak memiliki nilai ekonomis karena setelah diolah limbah langsung dibuang ke badan air.

Pengolahan air limbah secara konvensional menghasilkan air limbahdengan BOD lebih dari 250 mg/L dan COD lebih dari 500 mg/L. Oleh karena pengolahan air limbah secara konvensional belum memenuhi standard yang ditetapkan oleh keputusan Menteri Lingkungan Hidup, maka perlu dilakukan pengolahan air limbahlebih lanjut untuk mencapai standard tersebut.

Fungsi dari kombinasi sinar ultraviolet (UV) dengan suatu oksidator seperti Ozon, H2O2

Beberapa peneliti sebelumnya telah memanfaatkan sistem AOP ini untuk pengolahan air limbahdari industri. Sistem AOP dengan menggunakan kombinasi sinar UV/TiO

, maupun katalis adalah untuk menghasilkan hydroxyl radical (·OH), dimana merupakan sebuah radikal bebas yang memiliki potensial yang sangat tinggi (2,8 V), sehingga OH ini sangat mudah bereaksi dengan senyawa lain disekitarnya (Hutagalung dkk, 2010).

2 dapat mendegradasi senyawa-senyawa organik melalui reaksinya dengan hidroksi radikal dan peroksida yang dihasilkan. Reaksinya sebagai berikut:

TiO₂ + hv ecb + h+ e_{cb + O}

2 O2

-h+ + H₂O _H+ ₊

HO

(Crittenden dkk, 2005).

Sinar UV juga dapat dikombinasikan dengan H2O2, dimana selama proses radiasi UV ini akan memutuskan ikatan O-O dalam H2O2

O₂ +

H₂O + HO

H₂O₂ + hv 2HO

H₂O₂ + HO₂ +

H₂O HO₂

H₂O₂ + HO

dan menghasilkan hidroksi radikal, dengan reaksi sebagai berikut:

(Buxton dkk, 1988).

Kombinasi sinar UV dengan katalis ion besi dan H2O2 (Fenton’s reagent : UV/H2O2/Fe2+

+ + HO

H2O2

+ Fe3+

Fe2+ OH2

-) juga dapat digunakan untuk pengolahan air limbah.

III. METODE PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu

Penelitian ini dilakukan di laboratorium Pabrik Kelapa Sawit Rambutan PT. Perkebunan Nusantara III (persero). Penelitian direncanakan mulai Mei sampai Juli 2011.

3.2. Alat dan Bahan

a. Bahan

1. Air limbahpabrik kelapa sawit 2. HCL (pa)

3. NaOH(pa) 4. H2SO4(pa) 5. K2Cr2O7(pa) 6. Ag2SO4(pa)

7. Larutan Standar FAS 8. Indikator Ferroin b. Alat

1. Bola lampu Ultraviolet 60 W 2. Wayar 10 M

3. Saklar

5. Kondensor 6. Selang Plastik 7. Pemanas Listrik 8. pH Meter 9. Stop Watch 10. Aerator 11. Flow Meter 12. Gelas Erlenmeyer 13. Gelas Beaker 14. Pengaduk 15. Labu Takar 16. Gelas Ukur

3.3. Pelaksanaan Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan dengan menggunakan desain eksperimental, yaitu dengan melakukan percobaan untuk mengetahui kemampuan maksimum pengolahan air limbah pabrik kelapa sawit dengan pemanfaatan sinar UV. Percobaan ini dilakukan dengan cara memvariasikan nilai variabel bebas untuk mencari variasi yang mempunyai kemampuan yang paling maksimum.

3.3.1. Penyediaan Air limbah

a. Air limbah diperoleh dari kolam Fakultatif IPAL PKS Rambutan PT. Perkebunan Nusantara III (Persero).

b. Sebanyak 200 L air limbah dimasukkan ke dalam drum plastik. c. Selanjutnya ditambah 5 gram serbuk FeSO4.7H2

d. Diaduk selama 10 menit dengan pengaduk kayu sehingga terbentuk campuran yang homogen.

O.

e. Selanjutnya limbah dibagi kedalam ember dengan volume masing-masing 3 liter.

3.3.2. Penyediaan Wadah Pemaparan UV

Disediakan 8 buah wadah berbentuk empat persegi yang sisi-sinya terbuat dari kaca dengan tebal 2 mm. Sisi atas dibiarkan terbuka sebagai tempat diletakkan lampu UV. Seluruh permukaan terluar dari wadah dicat warna putih sehingga tidak ada sinar yang keluar dari system. Disain alat diperlihatkan pada Gambar 2. Dimensi dari wadah adalah sebagai berikut :

p = 30 cm l = 20 cm t = 20 cm

Bola lampu UV dengan daya 60 Watt diletakkan sedemikian rupa di atas wadah sehingga saat lampu dinyalakan maka sinar yang dihasilkan akan menyinari air limbah dari permukaan sampai ke dasar wadah.

Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap yaitu :

a) Pemaparan sampel air limbah dengan lampu UV dengan variasi waktu penyinaran.

1. Sebelum dilakukan pemaparan dengan lampu UV maka kandungan COD, TSS dan TDS dalam sampel air limbah dihitung terlebih dahulu. Pengujian kandungan COD, TSS dan TDS dilakukan dengan 3 kali pengulangan untuk 1 perlakukan.

2. Kemudian ke dalam 8 wadah dimasukkan masing-masing 3 liter air limbah PKS yang telah diukur nilai COD, TSS dan TDS nya.

3. Wadah yang berisi air limbah disinari dengan lampu UV dengan lama pemaparan adalah sebagai berikut :

a. Wadah 1 : 1 jam b. Wadah 2 : 2 jam c. Wadah 3 : 3 jam d. Wadah 4 : 4 jam e. Wadah 5 : 5 jam f. Wadah 6 : 6 jam g. Wadah 7 : 7 jam h. Wadah 8 : 8 jam

4. Setelah tercapai waktu pemaparan untuk masing-masing wadah maka dilakukan pengujian COD, TSS dan TDS untuk masing-masing air limbah 5. Pengujian dilakukan sebanyak 3 kali pengulangan untuk masing-masing air

limbah.

6. Dari perlakuan di atas maka diperoleh waktu optimum lama pemaparan. b) Pemaparan sampel air limbah menggunakan lampu UV dengan variasi pH.

1. Sebelum dilakukan pemaparan dengan lampu UV maka kandungan COD, TSS dan TDS dalam sampel air limbah dihitung terlebih dahulu. Pengujian kandungan COD, TSS dan TDS dilakukan dengan 3 kali pengulangan untuk 1 perlakukan.

2. Kemudian ke dalam 8 wadah dimasukkan masing-masing 3 liter air limbah PKS yang telah ditentukan COD, TSS dan TDS nya.

3. Dilakukan pengaturan pH dengan penambahan H2SO4

a. Wadah 1 : 5,0

0,1 N atau NaOH 0,1 N sehingga diperoleh kondisi pH air limbah sebagai berikut :

b. Wadah 2 : 6,0 c. Wadah 3 : 7,0 d. Wadah 4 : 8,0 e. Wadah 5 : 9,0 f. Wadah 6 : 10,0 g. Wadah 7 : 11,0 h. Wadah 8 : 12,0

4. Selanjutnya masing-masing wadah disinari dengan lampu UV selama waktu optimum yang telah diperoleh sebelumnya.

5. Setelah tercapai waktu pemaparan untuk masing-masing wadah maka dilakukan pengujian COD, TSS dan TDS untuk masing-masing air limbah setelah pemaparan.

6. Pengujian dilakukan sebanyak 3 kali pengulangan untuk masing-masing air limbah.

7. Dari perlakuan di atas diperoleh pH optimum selama waktu penyinaran optimum.

c) Pemaparan sampel air limbah menggunakan lampu UV dengan aerasi udara dengan berbagai variasi waktu alir udara.

1. Sebelum dilakukan pemaparan dengan lampu UV maka kandungan COD, TSS dan TDS dalam sampel air limbah dihitung terlebih dahulu. Pengujian kandungan COD, TSS dan TDS dilakukan dengan 3 kali pengulangan untuk 1 perlakukan.

2. Selanjutnya pH air limbah diatur pada pH optimum yang diperoleh pada percobaan (2).

3. Kemudian ke dalam 8 wadah dimasukkan masing-masing 3 liter air limbah PKS yang telah ditentukan COD, TSS dan TDS serta telah diatur pH pada pH optimum.

4. Dilakukan penambahan udara pada air limbah dengan menggunakan aerator dengan laju alir 1 l/menit. Lama penambahan udara untuk masing-masing wadah adalah sebagai berikut :

a. Wadah 1 : 1 jam b. Wadah 2 : 2 jam c. Wadah 3 : 3 jam d. Wadah 4 : 4 jam e. Wadah 5 : 5 jam f. Wadah 6 : 6 jam g. Wadah 7 : 7 jam h. Wadah 8 : 8 jam

5. Masing-masing hasil perlakukan di atas disinari dengan lampu UV selama waktu optimum yang diperoleh pada percobaan (1) dan pH optimum pada percobaan (2).

6. Setelah tercapai waktu pemaparan untuk masing-masing wadah maka dilakukan pengujian COD, TSS dan TDS untuk masing-masing air limbah. 7. Pengujian dilakukan sebanyak 3 kali pengulangan untuk masing-masing air

limbah.

8. Selanjutnya dilakukan pengulangan perlakuan penambahan udara sehingga jumlah perlakuan adalah 3 kali pengulangan untuk masing-masing variasi waktu.

9. Setiap perlakukan pemaparan sinar UV selesai dilakukan maka dilakukan pengujian COD, TSS dan TDS untuk masing-masing air limbah.

10.Dari perlakuan di atas diperoleh penurunan COD, TSS dan TDS yang paling tinggi dengan waktu aerasi udara, pH dan waktu penyinaran optimum.

3.4. Variabel yang Diamati

Pada penelitian ini data yang akan diukur adalah nilai COD , TSS dan TDS dari sampel air limbah pabrik kelapa sawit sebelum dan sesudah pengolahan dengan memanfaatkan sinar ultraviolet (UV).

3.5. Analisis Data

Data yang diperoleh dari hasil pengukuran parameter-parameter disajikan dalam bentuk tabel-tabel, grafik-grafik dan dianalisis secara deskritif dan hubungan beberapa parameter menggunakan uji statistik sederhana.

Pada data hasil analisis air buangan limbah industri kelapa sawit dilakukan perbandingan kemampuan maksimum pengolahan limbah dari setiap variasi variabel bebas, sehingga dapat diketahui kondisi optimum pengolahan air limbah industri kelapa sawit dengan melihat variasi yang mempunyai nilai pengolahan yang paling baik.

3.5.1. Analisis COD

a. Sampel yang telah diencerkan dihomogenkan.

b. Dipipet 50 mL sampel kemudian dipindahkan secara kuantitatif kedalam gelas Erlenmeyer COD 500 mL.

c. Ditambahkan 10 mg asam sulfamat untuk menghilangkan gangguan nitrit, diaduk selama 1 menit.

d. Gelas Erlenmeyer COD didinginkan dalam pendingin es, kemudian ditambahkan 1 g serbuk mercuri sulfat, 4 butir batu didih dan 5 mL larutan perak-sulfat asam sulfat dengan hati-hati sambil diaduk.

e. ditambahkan 25 mL larutan baku kalium dikromat 0,250 N sedikit demi sedikit sambil diaduk hingga larutan homogen.

f. Ditambahkan 70 mL larutan perak sulfat-asam sulfat sedikit demi sedikit sambil diaduk dan dijaga suhu larutan tidak lebih dari 50o

g. Gelas Erlenmeyer COD diangkat dari pendingin es, kemudian ditempatkan diatas pemanas listrik dan dihubungkan dengan kondensor air, kemudian direfluks selama 2 jam.

C.

h. Gelas Erlenmeyer COD dibiarkan hingga dingin,kemudian dibilas bagian dalam kondensor dengan 25 mL air suling.

i. Gelas Erlenmeyer COD dilepas dari kondensor, kemudian ditambahkan air suling sebanyak 175 mL dan diaduk sehingga homogen.

j. Ditambahkan 2-3 tetes indicator feroin, selanjutnya kelebihan kalium bikromat dititrasi dengan larutan baku fero amonium sulfat 0,25 N sampai terjadi perubahan warna yang jelas dari hijau-biru menjaadi coklat kemerah-merahan. k. Dilakukan pekerjaan 1 s/d 10 untuk penetapan blanko.

l. Perlakuan diatas dilakukan sebanyak 3 kali (SNI 19-4234-1989). Perhitungan COD

COD dalam mg O2/L = (��−��)���8

����������� � 1000

dengan :

Kb = mL FAS yang digunakan dalam titrasi blanko

Kc = mL FAS yang digunakan dalam titrasi larutan sampel N = Normalitas FAS

Berat ekivalen oksigen = 8

3.5.2. Analisis TSS

a. Filter kertas dipanaskan di oven pada suhu ± 105o

b. Kemudian didinginkan dalam desikator selama 15 menit lalu ditimbang dengan cepat. Pemanasan diulangi sampai diperoleh berat konstan atau kehilangan berat sesudah pemanasan ulang kurang dari 0,5 mg.

C selama 1 jam.

c. 100 mL sampel yang sudah dihomogenkan, dipindahkan secara kuantitatif ke dalam corong penyaring yang sudah ada filter kertas didalamnya.

e. Filter diletakkan di atas cawan arloji, kemudian dimasukkan ke dalam oven, kemudian dipanaskan pada suhu 105o

f. Filter kertas didinginkan dalam desikator selama 15 menit, kemudian ditimbang dengan cepat.

C selama 1 jam.

g. Diulangi pemanasan dan penimbangan sampai beratnya konstan atau berkurangnya berat sesudah pemanasan ulang, kurang dari 0,5 mg.

h. Perlakuan diulangi sebanyak 3 kali (SNI 06-2413-1991).

3.5.3. Analisis TDS

a. Botol sampel yang digunakan sebelumnya harus dicuci hingga bersih dari sisa-sisa sampel kemudian dibilas dengan air suling.

b. Sampel dapat diawetkan beberapa hari tanpa mempengaruhi hasil analisa, dan sebaiknya sampel tersebut disimpan dalam kulkas pada suhu sekitar 2-4o

c. Cawan penguapan dibersihkan kemudian dipanaskan dalam tanur pada suhu 550

C.

o

d. Kemudian dipindahkan ke dalam oven dengan suhu 105 C selama 1 jam.

o

e. Selanjutnya didinginkan di dalam desikator dan timbang segera pada saat akan digunakan.

C menggunakan penjepit cawan.

f. Sampel dikocok hingga homogen dan dipipet sebanyak 100 mL dan dilakukan penyaringan menggunakan corong gelas.

g. Sampel yang lolos dari kertas saring dituangkan ke dalam gelas kimia.

oven pada suhu 105o

i. Setelah itu cawan dikeluarkan dari oven menggunakan penjepit cawan untuk didinginkan dalam desikator dan ditimbang segera dengan neraca analitik hingga diperoleh berat konstan.

C sampai semua air menguap.

Perhitungan TDS (ppm) = (�−�)�106

�

dimana ;

a = berat cawan dan residu sesudah pemanasan 1050 b = berat cawan kosong (gram)

C (gram)

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Perubahan Nilai COD, TSS dan TDS dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit dengan Variasi Waktu Sinar UV

Perlakukan awal adalah sebanyak 200 liter limbah cair PKS dimasukkan ke wadah dan selanjutnya ditambah 5 gram serbuk FeSO4.7H2

Tabel 2. Hasil Pengujian COD, TSS dan TDS Setelah Pemaparan Terhadap Sinar UV Pada Variasi Waktu.

O kemudian diaduk selama 10 menit dan selanjutnya dilakukan pemaparan terhadap sinar UV pada berbagai waktu. Nilai COD awal sebelum pemaparan adalah 713,13 mg/L, TSS awal 602 mg/L dan TDS awal 216 mg/L. Selanjutnya setelah dilakukan pemaparan terhadap sinar UV dengan variasi waktu pemaparan masing-masing 1 jam; 2 jam ; 3 jam ; 4 jam ; 5 jam ; 6 jam ; 7 jam ; dan 8 jam maka diperoleh hasil pengujian untuk COD, TSS dan TDS sebagaimana dtunjukkan pada Tabel 2.

No Perlakuan COD

(mg/L)

TSS (mg/L)

TDS (mg/L) 1 Pemaparan selama 0 jam 713,13 602 216 2 Pemaparan selama 1 jam 705,32 584 212 3 Pemaparan selama 2 jam 698,82 550 190 4 Pemaparan selama 3 jam 667,58 532 182 5 Pemaparan selama 4 jam 659,78 514 176 6 Pemaparan selama 5 jam 644,16 508 174 7 Pemaparan selama 6 jam 640,26 492 170 8 Pemaparan selama 7 jam 636,35 488 166 9 Pemaparan selama 8 jam 627,24 474 162

Gambar 3. Grafik Penurunan COD, TSS dan TDS selama pemaparan terhadap sinar UV.

Gambar 3. Perubahan COD dengan Lama Pemaparan Sinar UV

Dari Gambar 3. data terlihat bahwa telah terjadi penurunan nilai COD semenjak pemaparan sinar UV selama 1 jam. Pemaparan sinar UV lebih lanjut menunjukkan terjadinya penurunan nilai COD dari limbah cair tersebut. Semakin lama waktu pemaparan sinar UV terhadap limbah cair PKS penurunan nilai COD semakin besar.

Besar penurunan nilai COD dari limbah cair Pabrik Kelapa Sawit selama pemaparan dengan sinar UV adalah sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 3.

713.13 705.32 698.82 667.58 659.78 644,16 640.26 636.35 627.24 620 645 670 695 720

0 jam 1 jam 2 jam 3 jam 4 jam 5 jam 6 jam 7 jam 8 jam

CO D ( m g /L ) Lama Pemaparan

Tabel 3. Persentase Penurunan Nilai COD dari Limbah Cair PKS Selama Pemaparan Dengan Sinar UV

No Perlakuan COD (mg/L) Penurunan COD(%)

1 Pemaparan selama 0 jam _713,13 0,00 2 Pemaparan selama 1 jam _705,32 1,09 3 Pemaparan selama 2 jam _698,82 2,01 4 Pemaparan selama 3 jam _667,58 6,39 5 Pemaparan selama 4 jam _659,78 7,48 6 Pemaparan selama 5 jam _644,16 9,67 7 Pemaparan selama 6 jam _640,26 10,22 8 Pemaparan selama 7 jam _636,35 10,77 9 Pemaparan selama 8 jam _627,24 12,04

Dapat dilihat dari Tabel 3. bahwa penurunan nilai COD pada pemaparan hingga 2 jam terjadi lambat, penurunan nilai COD hanya 2.01 %. Pada pemaparan selama 3 jam telah terjadi penurunan kandungan COD sebesar 6.39 %. Pemaparan sinar UV hingga 8 jam menyebabkan penurunan nilai COD sebesar 12.04 %.

Penurunan Kandungan TSS terlihat menurun seiring dengan semakin lama pemaparan sinar UV terhadap limbah cair PKS. Grafik penurunan kandungan TSS limbah cair PKS adalah sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 4 .

Gambar 4. Perubahan Kandungan TSS dengan Lama Pemaparan Sinar UV Dari Gambar 4., diatas besarnya penurunan kandungan TSS dari limbah cair Pabrik Kelapa Sawit dengan lamanya pemaparan dengan sinar UV adalah relatif konstan, sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 4.

Tabel 4. Persentase Penurunan Kandungan TSS Dari Limbah Cair PKS dengan Lamanya Pemaparan Sinar UV

No Perlakuan TSS (mg/L) Penurunan TSS(%)

1 Pemaparan selama 0 jam 602 0,00 2 Pemaparan selama 1 jam 584 2,99 3 Pemaparan selama 2 jam 550 8,64 4 Pemaparan selama 3 jam 532 11,63 5 Pemaparan selama 4 jam 514 14,62 6 Pemaparan selama 5 jam 508 15,61 7 Pemaparan selama 6 jam 492 18,27 8 Pemaparan selama 7 jam 488 18,94 9 Pemaparan selama 8 jam 474 21,26

602 584 550 532 514 508 492 ₄₈₈ 474 450 475 500 525 550 575 600 625

0 jam 1 jam 2 jam 3 jam 4 jam 5 jam 6 jam 7 jam 8 jam

T SS ( m g /L )

Lama pemaparan sinar UV

Dari data Tabel 4. diatas dapat dilihat bahwa semakin lamanya pemaparan sinar UV maka efisiensi penurunan TSS semakin besar. Hal ini disebabkan karena semakin lama pemaparan sinar UV semakin besar energy yang dilepaskan. Dengan energy semakin besar maka sepsis yang aktif yang terbentuk semakin banyak. Oleh karena produk yang dihasilkan semakin banyak, maka akan semakin efektif dalam pengolahan limbah cair dan semakin banyak zat organik yang terdegradasi.

Gambar grafik penurunan kandungan TDS limbah cair Pabrik Kelapa Sawit ditunjukkan pada Gambar 5 .

Gambar 5 . Perubahan Kandungan TDS dengan Lama Pemaparan Sinar UV Besar penurunan kandungan TDS dari limbah cair Pabrik Kelapa Sawit dengan lama pemaparan sinar UV ditunjukkan pada Tabel 5 .

216 212 190 182 176 ₁₇₄ 170 166 162 150 160 170 180 190 200 210 220

0 jam 1 jam 2 jam 3 jam 4 jam 5 jam 6 jam 7 jam 8 jam

TD S ( m g /L)

Lama pemaparan sinar UV

Tabel 5. Persentase Penurunan Kandungan TDS Dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit dengan lamanya Pemaparan Sinar UV

No Perlakuan TDS

(mg/L)

Penurunan TDS (%) 1 Pemaparan selama 0 jam 216 0,00 2 Pemaparan selama 1 jam 212 1,85 3 Pemaparan selama 2 jam 190 12,04 4 Pemaparan selama 3 jam 182 15,74 5 Pemaparan selama 4 jam 176 18,52 6 Pemaparan selama 5 jam 174 19,44 7 Pemaparan selama 6 jam 170 21,30 8 Pemaparan selama 7 jam 166 23,15 9 Pemaparan selama 8 jam 162 25,00

Dari Tabel 5. diatas dapat dilihat penurunan TDS selama pemaparan sinar UV bahwa semakin lama pemaparan sinar UV, maka efisiensi penurunan TDS akan semakin besar.

4.2. Perubahan Nilai COD, TSS dan TDS dari Limbah Cair PKS dengan Pemaparan Sinar UV Selama 8 Jam pada Variasi pH

Perlakuan selanjutnya adalah pemaparan sinar UV selama 8 jam terhadap limbah cair dengan variasi pH yaitu pH 5± 0.2 ; pH 6± 0.2; pH 7±0.2; pH 8± 0.2; pH 9± 0.2; pH 10± 0.2; pH 11± 0.2; pH 12±0.2. Setelah pemaparan selama 8 jam maka diperoleh hasil pengujian COD, TSS dan TDS dari limbah cair Pabrik Kelapa Sawit ditunjukkan pada Tabel 6 .

Nilai pH limbah cair sebelum perlakukan adalah 7±0.2. Untuk menurunkan pH limbah cair PKS menjadi pH < 7,0 digunakan H2SO4 0,1 N dan untuk

menaikkan pH limbah cair > 7 maka digunakan NaOH 0,1 N. Untuk mengukur pH limbah cair digunakan pH Meter.

Tabel 6. Hasil Pengujian COD, TSS dan TDS Setelah Pemaparan 8 Jam Terhadap Sinar UV Pada Variasi pH

No Perlakuan COD (mg/L) TSS (mg/L) TDS (mg/L)

1 pH 5 ± 0.2 _{707,93 572 186}

2 pH 6 ± 0.2 698,82 580 198

3 pH 7 ± 0.2 713,13 606 218

4 pH 8 ± 0.2 671,49 532 196

5 pH 9 ± 0.2 645,46 508 180

6 pH 10 ± 0.2 648,06 486 180

7 pH 11 ± 0.2 650,67 490 184

8 pH 12 ± 0.2 651,97 490 196

Perubahan nilai COD, TSS dan TDS dari limbah cair setelah pemaparan selama 8 jam pada variasi pH adalah sebagaimana tertera pada Gambar 6. Perubahan nilai COD setelah pemaparan sinar UV selama 8 jam pada variasi pH adalah sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 6 .

Gambar 6 . Perubahan Nilai COD dengan Lamanya Pemaparan Sinar UV Selama 8 Jam

600 620 640 660 680 700 720

pH 5 ± 0.2 pH 6 ±0.2 pH 7 ± 0.2 pH 8 ± 0.2 pH 9 ± 0.2 pH 10 ± 0.2

pH 11 ± 0.2 pH 12 ±0.2 CO D ( m g /L ) pH

Besar perubahan nilai COD dari limbah cair Pabrik Kelapa Sawit dengan lamanya pemaparan sinar UV selama 8 jam pada berbagai pH adalah sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 7.

Tabel 7 . Persentase Penurunan Nilai COD dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit dengan LamaPemaparan Sinar UV Selama 8 Jam

No Perlakuan COD (mg/L) Penurunan COD (%) 1 pH 5 ± 0.2 707,93 0,73

2 pH 6 ± 0.2 698,82 2,00 3 pH 7 ± 0.2 713,13 0,00 4 pH 8 ± 0.2 671,49 5,83 5 pH 9 ± 0.2 645,46 9,47 6 pH 10 ± 0.2 648,06 9,11 7 pH 11 ± 0.2 650,67 8,74 8 pH 12 ± 0.2 651,97 8,56

Perubahan nilai TSS setelah pemaparan sinar UV selama 8 jam pada variasi pH ditunjukkan pada Gambar 7 .

Gambar 7. Perubahan Kandungan TSS dengan Pemaparan Sinar UV Selama 8 Jam

0 100 200 300 400 500 600 700

pH 5 ± 0.2 pH 6 ± 0.2 pH 7 ±0.2 pH 8 ± 0.2 pH 9 ± 0.2 pH 10 ± 0.2

pH 11 ±0.2

pH 12 ± 0.2 T SS ( m g /L ) pH

Besar perubahan kandungan TSS dari limbah cair Pabrik Kelapa Sawit dengan lamanya pemaparan sinar UV selama 8 jam pada berbagai pH ditunjukkan pada Tabel 8.

Tabel 8. Persentase Penurunan Kandungan TSS dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit dengan Lamanya Pemaparan Sinar UV Selama 8 Jam

No Perlakuan TSS (mg/L) Penurunan TSS (%)

1 pH 5 ± 0,2 572 5,61

2 pH 6 ± 0.2 580 4,29

3 pH 7 ± 0.2 606 0,00

4 pH 8 ± 0.2 532 12,21

5 pH 9 ± 0. 2 508 16,17

6 pH 10 ± 0.2 486 19,80

7 pH 11 ± 0.2 490 19,14

8 pH 12 ± 0.2 490 19,14

Penurunan kandungan TSS yang paling optimum adalah pada pH 10 tetapi jika ditinjau dari segi biaya yang dibutuhkan untuk menaikkan pH menjadi 10 dan selanjutnya menurunkan pH menjadi 9 saat akan dibuang ke lingkungan maka dipandang tidak ekonomis dibandingkan dengan kondisi pH 9.

Perubahan nilai TDS setelah pemaparan sinar UV selama 8 jam pada variasi pH ditunjukkan pada Gambar 8.

Gambar 8. Perubahan Kandungan TDS dengan Lamanya Pemaparan Sinar UV Selama 8 Jam

Besar perubahan kandungan TDS dari limbah cair PKS dengan pemaparan sinar UV selama 8 jam pada berbagai pH ditunjukkan pada Tabel 9 .

Tabel 9 . Persentase Penurunan Kandungan TDS dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit dengan Lamanya Pemaparan Sinar UV 8 Jam

No Perlakuan TDS (mg/L) Penurunan TDS (%)

1 pH 5 ± 0.2 186 14,68

2 pH 6 ± 0.2 198 9,17

3 pH 7 ± 0.2 218 0,00

4 pH 8 ± 0.2 196 10,09

5 pH 9 ± 0.2 180 17,43

6 pH 10 ± 0.2 180 17,43

7 pH 11 ± 0.2 184 15,60

8 pH 12 ± 0.2 196 10,09

pH 9 ditetapkan sebagai pH optimum untuk penurunan kandungan COD dan TDS yang maksimum tetapi tidak demikian dengan TSS. Penurunan COD sebanding dengan penurunan kandungan TDS. Hal ini terjadi karena oksidasi senyawa organik

0 50 100 150 200 250

pH 5 ± 0.2 pH 6 ± 0.2 pH 7 ±0.2 pH 8 ± 0.2 pH 9 ± 0.2 pH 10 ± 0.2

pH 11 ±0.2

pH 12 ± 0.2 TD S ( m g /L) pH

terlarut di dalam limbah cair lebih dominan daripada oksidasi padatan tersuspensi organik.

4.3. Perubahan Nilai COD, TSS dan TDS dari Limbah Cair PKS dengan Pemaparan Sinar UV Selama 8 Jam pada pH 9 ± 0.2 dengan Variasi Waktu Aerasi Udara

Setelah ditetapkan lama paparan selama 8 jam dan pH optimal 9 maka selanjutnya dibuat perlakuan penambahan Oksigen melalui areasi udara pada variasi waktu 20 menit; 40 menit; 60 menit; 80 menit;100 menit dan 120 menit.

Perubahan konsentrasi COD, TSS dan TDS dari limbah cair PKS setelah pemaparan selama 8 jam dengan sinar UV pada pH 9 ± 0.2 adalah sebagaimana tertera pada Tabel 10.

Tabel 10. Hasil Pengujian COD, TSS dan TDS Setelah Pemaparan Terhadap Sinar UV Selama 8 Jam dan pH 9± 0.2 pada Variasi Aerasi.

N

o Perlakuan

COD ( mg/L)

TSS (mg/L)

TDS (mg/L) 1 Aerasi selama 20 menit 632,45 510 164 2 Aerasi selama 40 menit 616,83 502 160 3 Aerasi selama 60 menit 566,08 454 152 4 Aerasi selama 80 menit 542,66 426 148 5 Aerasi selama 100 menit 515,33 392 136 6 Aerasi selama 120 menit 499,71 388 132

Perubahan nilai COD, TSS dan TDS dari limbah cair PKS hasil aerasi pada variasi waktu dan selanjutnya dipaparkan dengan sinar UV selama 8 jam dan kondisi pH 9 ± 0.2 adalah sebagaimana tertera pada Gambar 9.

Grafik Perubahan nilai COD dari limbah cair Pabrik Kelapa Sawit hasil aerasi pada variasi waktu dan selanjutnya dipaparkan dengan sinar UV selama 8 jam dan kondisi pH 9 ± 0.2 adalah tertera pada Gambar 9.

Gambar 9 . Perubahan nilai COD dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Hasil Aerasi pada Variasi Waktu dan Lama Pemaparan Sinar UV Selama 8 Jam dan

Kondisi pH 9 ±0.2 .

Besar perubahan kandungan COD dari limbah cair Pabrik Kelapa Sawit hasil aerasi pada variasi waktu dan selanjutnya dipaparkan dengan sinar UV selama 8 jam dan kondisi pH 9 ±0.2 adalah sebagaimana tertera pada Tabel 11.

Tabel 11. Persentase Penurunan Kandungan COD dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit hasil Aerasi pada Variasi Waktu dan Lama Pemaparan Sinar UV Selama 8 Jam dan Kondisi pH 9 ±0.2.

No Perlakuan COD ( mg/L) Penurunan COD (%)

1 Aerasi selama 20 menit 632,45 11,31 2 Aerasi selama 40 menit 616,83 13,50 3 Aerasi selama 60 menit 566,08 20,62 4 Aerasi selama 80 menit 542,66 23,91 5 Aerasi selama 100 menit 515,33 27,74 6 Aerasi selama 120 menit 499,71 29,93

632.45 616.83 566,08 542.66 515.33 499.71 450 475 500 525 550 575 600 625 650

20 menit 40 menit 60 menit 80 menit 100 menit 120 menit

CO D ( m g /L ) Lama Aerasi

Grafik Perubahan kandungan TSS COD dari limbah cair PKS hasil aerasi pada variasi waktu dan lamanya pemaparan dengan sinar UV selama 8 jam dan kondisi pH 9 ± 0.2 adalah tertera pada Gambar 10 .

Gambar 10 . Perubahan Nilai TSS dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Hasil Aerasi pada Variasi Waktu dan Lama Pemaparan dengan Sinar UV

Selama 8 Jam dan Kondisi pH 9 ± 0.2

Besar perubahan kandungan TSS dari limbah cair Pabrik Kelapa Sawit hasil aerasi pada variasi waktu dan selanjutnya dipaparkan dengan sinar UV selama 8 jam dan kondisi pH 9 ±0.2 adalah sebagaimana tertera pada Tabel 12.

Tabel 12 . Persentase Penurunan Kandungan TSS dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit hasil aerasi pada variasi waktu dan selanjutnya dipaparkan dengan sinar UV selama 8 jam dan kondisi pH 9 ±0.2.

No Perlakuan TSS (mg/L) Penurunan TSS (%)

1 Aerasi selama 20 menit 510 15,28 2 Aerasi selama 40 menit 502 16,61 3 Aerasi selama 60 menit 454 24,58 4 Aerasi selama 80 menit 426 29,24 5 Aerasi selama 100 menit 392 34,88 6 Aerasi selama 120 menit 388 35,55

510 ₅₀₂ 454 426 392 388 350 400 450 500 550

20 menit 40 menit 60 menit 80 menit 100 menit 120 menit

T SS ( m g /L ) Lama Aerasi

Grafik Perubahan nilai TDS dari limbah cair Pabrik Kelapa Sawit hasil aerasi pada variasi waktu dan selanjutnya dipaparkan dengan sinar UV selama 8 jam dan kondisi pH 9 ± 0.2 adalah sebagaimana tertera pada Gambar 11 .

Gambar 11. Perubahan nilai TDS dari limbah cair PKS hasil aerasi pada variasi waktu dan selanjutnya dipaparkan dengan sinar UV selama 8 jam dan

kondisi pH 9 ± 0.2 .

Besar perubahan kandungan TDS dari limbah cair Pabrik Kelapa Sawit hasil aerasi pada variasi waktu dan selanjutnya dipaparkan dengan sinar UV selama 8 jam dan kondisi pH 9 ± 0.2 adalah sebagaimana tertera pada Tabel 13 .

Tabel 13 . Persentase Penurunan Kandungan TDS dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit hasil aerasi pada variasi waktu dan selanjutnya dipaparkan dengan sinar UV selama 8 jam dan kondisi pH 9 ± 0.2.

No Perlakuan TDS (mg/L) Penurunan TDS (%)

1 Aerasi selama 20 menit 164 24,07 2 Aerasi selama 40 menit 160 25,93 3 Aerasi selama 60 menit 152 29,63 4 Aerasi selama 80 menit 148 31,48 5 Aerasi selama 100 menit 136 37,04 6 Aerasi selama 120 menit 132 38,89

164 160 152 148 136 132 120 130 140 150 160 170

20 menit 40 menit 60 menit 80 menit 100 menit 120 menit

TD S ( m g /L) Lama Aerasi

Dari hasil percobaan terlihat bahwa, penambahan udara yang mengandung oksigen ke dalam limbah cair PKS berpengaruh signifikan terhadap penurunan nilai COD, TSS dan TDS dari limbah cair Pabrik Kelapa Sawit.

Areasi limbah cair selama 20 menit dan selanjutnya dipaparkan dengan sinar UV selama 8 jam terbukti telah menurunkan nilai COD sebesar 11.31 %, TSS sebesar 15,38 % dan TDS sebesar 24,07 %.

Aerasi lebih lanjut, yaitu perlakukan aerasi selama 40 menit tidak memperlihatkan penurunan nilai COD, TSS dan TSS yang signifikan. Jika dibandingkan dengan perlakuan aerasi selama 20 menit, maka adanya perlakuan aerasi selama 40 menit hanya menurunkan nilai COD sebesar 2,21 %,TSS sebesar 1,33 % dan TDS sebesar 1,86 %. Terlihat bahwa penuruan nilai COD, TSS dan TDS memperlihatkan penurunan persentase COD, TSS dan TDS di dalam limbah cair PKS tetapi aerasi lebih lanjut yaitu aerasi selama 60 menit memperlihatkan peningkatan laju penurunan COD, TSS dan TDS. Pada perlakuan ini telah terjadi penurunan COD sebesar 7,21 %, TSS sebesar 7,79% dan TDS sebesar 3,70 %. Perlakukan aerasi lebih lanjut hingga 100 menit memperlihatkan peningkatan laju penurunan nilai COD, TSS dan TDS yang signifikan di dalam limbah cair. Pada perlakuan aerasi selama 120 menit, tidak terlihat penurunan laju penurunan nilai COD, TSS dan TDS jika dibandingkan dengan perlakuan aerasi selama 100 menit sehingga dengan demikian ditetapkan lama aerasi yang optimum adalah selama 100 menit. Penambahan oksigen melalui aerasi udara lebih dari 100 menit tidak memperlihatkan peningkatan laju penurunan COD, TSS dan TDS yang signifikan di

dalam limbah cair PKS. Hal ini sangat erat hubungannya dengan kemampuan limbah cair dalam melarutkan okigen yang diaerasikan. Pada perlakuan aerasi selama 100 menit diperkirakan kemampuan limbah cair untuk melarutkan oksigen telah mencapai batas maksimum sehingga aerasi lebih lanjut tidak akan menyebabkan peningkatan kandungan oksigen yang berarti di dalam limbah cair.

Bila dikaitkan dengan baku mutu limbah cair Pabrik Kelapa Sawit sesuai Kep 51/MENLH/10/1995 adalah BOD <100 mg/L, COD < 350 mg/L , tetapi dalam hasil yang didapat pada penelitian ini belum sesuai baku mutu karena penelitian ini hanya melihat kecenderungan dari pemanfaatan sinar UV terhadap penurunan COD,TSS dan TDS.

4.4. Analisis Ekonomi Pemanfaatan Sinar Ultraviolet

Untuk perhitungan analisis biaya pada skala laboratorium dari berbagai perlakukan diambil hasil yang optimal dengan pemanfaatan sinar UV terhadap penurunan COD, TSS dan TDS.

Pengelolaan limbah cair Pabrik Kelapa Sawit dengan pemanfaatan sinar UV terhadap penurunan COD, TSS, TDS yang optimal adalah dengan waktu pemaparan 8 jam, pH 9± 0.2 dan konsumsi udara 100 l/menit.

Tabel 14. Perhitungan Analisis Ekonomi

Nama Bahan Harga (Rp)

NaOH Fe2SO4

Lampu UV Energi Listrik

10.000,-/kg 25.000,-/kg 250.000/unit

a. Kebutuhan bahan kimia Fe2SO4 5 gr = Rp. 125,- NaOH 5 gr = Rp. 100,-

Biaya untuk 3 liter limbah = 3/200 x Rp. 225 = Rp. 3,37,-

b. Energi yang dibutuhkan selama 8 jam pemaparan dengan lampu UV 60 W 60 W x 8 jam x 0,001= 0,48 Kwh

0,48 Kwh x Rp. 500,- = Rp. 240,-

c. Kebutuhan energi selama 100 menit aerasi 40 W x 1,6 x 0,001 = 0,064 Kwh

0,064 x Rp. 500,- = Rp. 32,- d. Biaya lampu UV Rp. 250.000,-

Estimasi umur lampu 4000 jam, maka biaya perjam = Rp.250.000,-/4000 = Rp 62,5,-

Pemaparan selama 8 jam = 8 jam x Rp. 62,5,- = Rp.500,-

Dengan demikian biaya yang dibutuhkan untuk 3 liter air limbah adalah Rp. 837,87 atau Rp. 279,29,-/liter air limbah.

Jika dikaitkan dengan biaya olah Pabrik Kelapa sawit, pengelolaan limbah cair Pabrik Kelapa Sawit dari sisi ekonomi belum layak diterapkan karena akan meningkatkan biaya eksploitasi pabrik.

Biaya olah untuk 1 kg CPO ± Rp. 280, sebagai ilustrasi Pabrik Kelapa Sawit kapasitas 30 ton TBS/jam limbah cair yang dihasilkan 60% dari TBS yang

diolah. TBS yang diolah perbulan adalah 30 ton x 20 jam x 25 hari = 15.000 ton. Limbah cair yang dihasilkan 60% x 15.000 ton = 9.000 ton.

Biaya olah Pabri Kelapa Sawit perbulan adalah :

Rp 280 x 15.000 ton x 24 % = Rp. 1.008.000.000,-

Biaya pengelolaan limbah cair Pabrik Kelapa Sawit adalah :

Rp. 279,29,- x 15.000 ton x 60 % = Rp. 2.518.110.000,-. Rasio biaya olah pabrik dengan biaya pengelolaan limbah cairnya lebih dari 1:2.

Dengan demikian peneliti dapat menyimpulkan bahwa pengelolaan limbah cair dengan pemanfaatan sinar UV ditinjau dari segi pembiayaan belum layak diterapkan.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil pengamatan dan dari pengumpulan data dari beberapa perlakuan pengolahan air limbah Pabrik Kelapa Sawit selama pemaparan dengan sinar UV maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut :

a. Pengolahan limbah cair Pabrik kelapa Sawit dengan menggunakan Sinar UV dan Fe2+

b.

Didalam penurunan kandungan COD, TSS dan TDS pengaruh pH dan penambahan oksigen di dalam air limbah pabrik kelapa sawit sangat berpengaruh. Proses oksidasi sinar UV akan efektif jika pH basa, dalam penelitian ini didapat pH 9±0.2 adalah yang paling optimal.

sebagai katalis dapat menurunkan COD 27,74%, TSS 34,88 % dan TDS 37,04 % , waktu pemaparan selama 8 jam, pH 9±0.2 dan aerasi 100l/menit.

5.2. Saran

a. Dari perhitungan ekonomi pengolahan air limbah Pabrik Kelapa Sawit masih relative tinggi maka sebaiknya sinar UV langsung memanfaatkan sinar matahari. b. Untuk meningkatkan efektifitas reaksi peruraian senyawa organik disarankan

mencari alternatif katalis yang lain.

c. Nilai COD dan TSS yang didapat masih diatas baku mutu, dengan demikian perlu penelitian lebih lanjut dengan daya sinar UV yang optimal.

DAFTAR PUSTAKA

Alaert, G. A., 1987. Metodelogi Penelitian Air. Surabaya Indonesia : Usaha Nasional. Anonymous, 2010, Total Dissolved Solids,

dissolved_solids

Buxton, G.V., dkk. 1988. Critical review of rate constants forreactions of hydrated electrons, hydrogen atoms and hydroxyl radicals in aqueous solution. J. Phys. Chem. Ref. Data, 17, 513-886.

, diakses tanggal 22 Mei 2010

Crittenden, J. C., dkk. 2005. Water treatment: Principles and Design. Seconded, Wiley, New Jersey.

Esplugas, dkk.2001 dalam http : //photon.qui.ub.es/search/hmtl.

Ginting, P., 2002. Teknologi Pengolahan Limbah. Penerbit Pustaka Sinar Harapan. Jakarta

Hanum, F. 2009. Pengolahan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Dari Unit Deoiling Ponds Menggunakan Membran Mikrofiltrasi. Thesis. Pascasarjana Program Studi Teknik Kimia. USU. Medan

http//www. Primatama. Litbang. Deptan. go.id.

http/

Hutagalung, S. S., 2010. Aplikasi Metode Advanced Oxidation Processes (AOP) Untuk Mengolah Limbah Resin Air. Serpong: Tanggerang. Jurnal Teknologi Pengolahan Limbah. Volume 13. No. 2.

Keputuasan Menteri Negara Lingkungan Hidup : Kep 51/MENLH/10/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri

Laksmi, B.S., 1993. Penanganan Limbah Industri Pangan. Jakarta: Penerbit Kanisius. Anggota IKAPI.

Manik, K.E.S. 2003. Pengolahan Lingkungan Hidup. Jakarta : Djambatan. Moraes J.E.F., dkk. 2004. Treatment of saline wastewater contaminated with

hydrocarbons by the photo-Fenton process. Environ. Sci. Technol., 38, 1183-1187.

Naibaho, P. M., 1996. Teknologi Pengolahan Kelapa Sawit. Pusat Penelitian Kelapa Sawit. Medan.

Oram, B., 2010, Total Dissolved Solids solids.htm

Pusat Penelitian Kelapa Sawit 1996. Laporan Hasil Penelitian Pemanfaatan Air limbah Untuk Tanaman Kelapa Sawit Menghasilkan. Laporan Intern. Pusat Penelitian Kelapa sawit . Medan.

, diakses tanggal 21 Mei 2010

Republik Indonesia, 2003. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 28 Tahun 2003. Tentang Pedoman Teknis Pengkajian Pemanfaatan Air limbah Dari Industri Kelapa Sawit Pada Tanah Di Perkebunan Kelapa Sawit. Jakarta. Sa’id, G. 1996. Penanganan dan Pemanfaatan Limbah Kelapa Sawit. Cetakan

Pertama. Penerbit PT. Trubus Agriwidya. Anggota IKAPI.

Satria, H. 1999. Disain Instalasi Pengolahan Air limbahIndustri Minyak Kelapa Sawit. Tugas Akhir Jurusan Teknik Lingkungan ITB.

Sunu, P., 2001. Melindungi Lingkungan Dengan Menerapkan ISO 14001. Jakarta: Penerbit PT. Grasindo.

Wardhana, W. A., 2001. Dampak Pencemaran Lingkungan. Edisi Kedua. Cetakan Pertama. Penerbit: Andi Offset.

Xiangfen, F, dkk, 2005. Investigation of 207 nm UV radiation for degradation of organic dye in water. Institute for Electric Light Sources, Fudan University, Shanghai 200433, PR China.

Tempat Pengambilan Sampel Penelitian

Aerator

Lampu UV

Peneliti Melakukan Analisis COD

DAFTAR PUSTAKA

Alaert, G. A., 1987. Metodelogi Penelitian Air. Surabaya Indonesia : Usaha Nasional.

Anonymous, 2010, Total Dissolved Solids,

dissolved_solids

Buxton, G.V., dkk. 1988. Critical review of rate constants forreactions of hydrated electrons, hydrogen atoms and hydroxyl radicals in aqueous solution. J. Phys. Chem. Ref. Data, 17, 513-886.

, diakses tanggal 22 Mei 2010

Crittenden, J. C., dkk. 2005. Water treatment: Principles and Design. Seconded, Wiley, New Jersey.

Esplugas, dkk.2001 dalam http : //photon.qui.ub.es/search/hmtl.

Ginting, P., 2002. Teknologi Pengolahan Limbah. Penerbit Pustaka Sinar Harapan. Jakarta

Hanum, F. 2009. Pengolahan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Dari Unit Deoiling Ponds Menggunakan Membran Mikrofiltrasi. Thesis. Pascasarjana Program Studi Teknik Kimia. USU. Medan

http//www. Primatama. Litbang. Deptan. go.id.

http/

Hutagalung, S. S., 2010. Aplikasi Metode Advanced Oxidation Processes (AOP) Untuk Mengolah Limbah Resin Air. Serpong: Tanggerang. Jurnal Teknologi Pengolahan Limbah. Volume 13. No. 2.

Keputuasan Menteri Negara Lingkungan Hidup : Kep 51/MENLH/10/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri

Laksmi, B.S., 1993. Penanganan Limbah Industri Pangan. Jakarta: Penerbit Kanisius. Anggota IKAPI.

Manik, K.E.S. 2003. Pengolahan Lingkungan Hidup. Jakarta : Djambatan. Moraes J.E.F., dkk. 2004. Treatment of saline wastewater contaminated with

hydrocarbons by the photo-Fenton process. Environ. Sci. Technol., 38, 1183-1187.

Naibaho, P. M., 1996. Teknologi Pengolahan Kelapa Sawit. Pusat Penelitian Kelapa Sawit. Medan.

Oram, B., 2010, Total Dissolved Solids solids.htm

Pusat Penelitian Kelapa Sawit 1996. Laporan Hasil Penelitian Pemanfaatan Air limbah Untuk Tanaman Kelapa Sawit Menghasilkan. Laporan Intern. Pusat Penelitian Kelapa sawit . Medan.

, diakses tanggal 21 Mei 2010

Republik Indonesia, 2003. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 28 Tahun 2003. Tentang Pedoman Teknis Pengkajian Pemanfaatan Air limbah Dari Industri Kelapa Sawit Pada Tanah Di Perkebunan Kelapa Sawit. Jakarta. Sa’id, G. 1996. Penanganan dan Pemanfaatan Limbah Kelapa Sawit. Cetakan

Pertama. Penerbit PT. Trubus Agriwidya. Anggota IKAPI.

Satria, H. 1999. Disain Instalasi Pengolahan Air limbahIndustri Minyak Kelapa Sawit. Tugas Akhir Jurusan Teknik Lingkungan ITB.

Sunu, P., 2001. Melindungi Lingkungan Dengan Menerapkan ISO 14001. Jakarta: Penerbit PT. Grasindo.

Wardhana, W. A., 2001. Dampak Pencemaran Lingkungan. Edisi Kedua. Cetakan Pertama. Penerbit: Andi Offset.

Xiangfen, F, dkk, 2005. Investigation of 207 nm UV radiation for degradation of organic dye in water. Institute for Electric Light Sources, Fudan University, Shanghai 200433, PR China.

Tempat Pengambilan Sampel Penelitian

Aerator

Lampu UV

Peneliti Melakukan Analisis COD