b. Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah rancangan komposit pusat central composite design yang terdiri dari 2 faktor, dimana
terdapat dua taraf dari setiap variabel yang diberi kode sebagai –1 dan +1, agar
model polinomial ordo kedua dapat diperiksa keandalannya ketepatan model, maka perlu dilakukan pengamatan pada titik pusat yang diberi kode 0. Pada teknik
koagulasi kimia faktor yang digunakan adalah pH dan dosis koagulan, sedangkan pada teknik koagulasi elektrik faktor yang digunakan adalah input energi listrik
dan waktu. Respon pada rancangan ini adalah nilai TSS, kekeruhan, warna COD, fosfat dan pH dari supernatan.
3.4 Analisis Data
Metode analisis data yang digunakan pada penelitian ini adalah metode respon permukaan Response Surface Methodology RSM. Metode ini dapat
digunakan untuk menentukan wilayah dari variabel bebas yang akan memberikan respon yang optimal. RSM juga bermanfaat untuk menganalisis masalah dalam
suatu respon yang dipengaruhi oleh beberapa variabel dan bertujuan untuk mengoptimasi respon tersebut.
Program untuk analisis data diperoleh dengan cara mengunduh melalui internet dengan alamat www.statease.com yaitu program Design-Expert DX
8.0.11 trial version. Analisis data yang dilakukan sesuai dengan prosedur sebagai berikut :
1. Data yang dimasukkan pada rancangan komposit terpusat adalah dua faktor. Pengulangan data adalah tiga pengulangan pada titik tengah, respon pada
rancangan komposit terpusat terdiri dari enam respon. 2. Pendugaan awal pada data yang berasal dari evaluasi meliputi :
a. Aliased models, yang menentukan apakah model yang dipilih cukup untuk mengestimasikan koefisien model yang diinginkan, jika tidak terdapat “no
aliased model ” berarti desain model sudah cukup.
b. Deegres of FreedomDF derajat bebas, desain yang baik mempunyai minimal DF simpangan model 3 dan DF galat murni minimal 4.
3. Selanjutnya dilakukan analisis data terhadap respon. Semua model polinomial untuk respon yang dipilih dicocokkan dengan perhitungan linier, berdasarkan
perhitungan statistik jika menunjukkan model nyata, maka model tersebut akan disarankan. Model yang disarankan mempunyai P kurang dari 0.05
berpengaruh nyata, dan simpangan model lack of fit mempunyai nilai lebih dari 0.1 tidak berpengaruh nyata.
4. Selanjutnya dilakukan analisis ragam ANOVA dengan model yang sudah terpilih. Model berpengaruh nyata jika nilai P kurang dari 0.05 peluang
kesalahan kurang dari 5, sedangkan model bersifat tidak berpengaruh nyata jika nilainya lebih dari 0.1 peluang kesalahan lebih dari 10.
5. Langkah selanjutnya adalah pengoptimalan respon dengan batasan faktor yang sesuai pada rancangan percobaan. Hasil optimasi akan menunjukkan titik-titik
faktor untuk mendapatkan hasil yang optimal. Pada penelitian ini juga dilakukan analisis data terhadap efisiensi penurunan nilai
TSS, kekeruhan, warna, COD, fosfat dan efisiensi perubahan nilai pH. Rumus yang digunakan yaitu:
A – B x 100
B Dimana:
A : nilai respon TSS, kekeruhan, warna, COD, fosfat, pH setelah diberi perlakuan pendahuluan
B : nilai respon TSS, kekeruhan, warna, COD, fosfat, pH sebelum diberi perlakuan pendahuluan
Langkah selanjutnya adalah melakukan perbandingan antara Y model dengan Y eksperimen. Y model didapatkan dengan cara mensubstitusikan nilai
faktor optimal pada model persamaan yang terbentuk untuk masing-masing respon, sedangkan Y eksperimen adalah nilai respon TSS, kekeruhan, warna,
COD, fosfat, pH setelah diberi perlakuan pendahuluan. Selanjutnya dihitung selisih antara Y model dengan Y eksperimen tersebut dengan rumus:
ΔY = Y eksperimen – Y model x 100 Y eksperimen
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
3.5 Pertumbuhan Mikroalga
Pertumbuhan mikroalga yang dipisahkan pada penelitian ini dilakukan pada dua jenis limbah cair yaitu limbah cair RPH dan limbah cair peternakan PET.
Pertumbuhan dilakukan pada bak kultivasi yang berukuran 50 cm x 30 cm x 35 cm. Sebelum dicampurkan dengan inokulum mikroalga limbah cair terlebih
dahulu dilakukan karakterisasi. Tabel 1 menunjukkan karakteristik limbah cair RPH dan limbah cair peternakan yang digunakan sebagai media kultur.
Tabel 1 Karakteristik limbah cair yang digunakan
Parameter Satuan
Nilai awal PET
RPH TSS
mgL 300
340 Kekeruhan
FTU 350
370 Warna
PtCo 620
590 COD
mgL 176
136 Fosfat
mgL 19.32
17.25 NH
4 +
mgL 1.56
2.72 NO
3 -
mgL 2.13
1.80 pH
6.3 6.5
Berdasarkan hasil karakterisasi yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa beberapa kandungan senyawa organik yang ada pada limbah cair RPH dan limbah
cair peternakan mendekati nilai baku mutu air limbah untuk usaha peternakan. Hal ini dapat dilihat pada nilai TSS limbah cair RPH yaitu 340 mgL. Dengan
demikian limbah cair RPH yang digunakan tergolong kedalam limbah tercemar karena melebihi baku mutu air limbah usaha peternakan sapi berdasarkan
Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 11 tahun 2009 yaitu sebesar 300 mgL. Untuk itu pengolahan diperlukan untuk menurunkan zat pencemar
yang ada pada limbah tersebut. Dilihat dari nilai COD yaitu untuk limbah cair RPH sebesar 136 mgL dan limbah cair peternakan sebesar 176 mgL, nilai ini
belum melebihi baku mutu air limbah yaitu 200 mgL, namun untuk mengurangi beban pencemaran maka pengolahan melalui pemanfaatan limbah cair menjadi
media pertumbuhan mikroalga menjadi suatu alternatif yang cukup baik untuk diterapkan.
Kandungan zat organik yang terlalu tinggi dapat menyebabkan gangguan pada pertumbuhan mikroalga dan akan mencemari lingkungan. Untuk itu, untuk
mengurangi kandungan bahan organik tersebut dilakukan penanganan pendahuluan pretreatment. Penanganan pendahuluan yang dilakukan meliputi
penyaringan. Penyaringan bertujuan untuk menghilangkan kotoran dan zat terlarut berukuran besar yang ada pada limbah cair RPH dan limbah cair peternakan.
Menurut Sirait et al. 2008, mengolah limbah secara aerobik memanfaatkan aktivitas mikroba aerob dalam kondisi aerob untuk menguraikan zat organik yang
terdapat dalam air limbah menjadi zat inorganik yang stabil dan tidak memberikan dampak pencemaran terhadap lingkungan.
Menurut Kawaroe et al. 2010 unsur hara yang dibutuhkan mikroalga terdiri dari mikronutrien dan makronutrien. Makronutrien antara lain C, H, N,P K,
S, Mg dan Ca. Sedangkan makronutrien yang dibutuhkan antara lain adalah Fe, Cu, Mn, Zn, Co, Mo, Bo, Vn dan Si. Pertumbuhan mikroalga pada media kultur
dapat diindikasikan dengan perubahan warna air yang awalnya jernih atau bening menjadi berwarna hijau. Warna hijau yang timbul menandakan keberadaan
mikroalga karena mikroalga memiliki pigmen hijau atau klorofil. Mikroalga yang biasa dijumpai di danau dan di kolam adalah Chlorophyta alga hijau yang
memiliki klorofil dan mampu melakukan fotosintesis Kawaroe et al. 2010. Gambar 5 dan 6 menunjukkan limbah cair RPH dan limbah cair peternakan
sebelum dan sesudah ditumbuhi mikroalga.
Gambar 5 a Limbah cair RPH dan b media kultur RPH.
Kategori