KINERJA KOAGULAN UNTUK PENGOLAHAN AIR LIMBAH INDUSTRI PENGOLAHAN KAYU.

SEMINAR NASIONAL
L TEKNIK KIIMIA SOEBA
ARDJO BROTOHARDJO
ONO IX
Program Stu
udi Teknik Kimia UPN “V
Veteran” Jawaa Timur
Surabayya, 21 Juni 20012

K
KINERJA
KOAGUL
LAN UNT
TUK PENG
GOLAHA
AN AIR LIIMBAH
INDU
USTRI PENGOLAH
HAN KAY
YU
KETU

UT SUMAD
DA
Jurusann Teknik Kim
mia
Univeersitas Pembbangunan Naasional (UPN
N) “Veteran”” Jawa Timuur
email : ketuutaditya@yaoo.com
Abstrak
Air lim
mbah industri pengolahan
p
k
kayu
menganddung COD (chhemical oxygen demand) 9.500 mg/l, BO
OD
(biological oxygen deemand) 4.800 mg/l,
m
and pH : 7 yang melebbihi standar baaku mutu air limbah,
l
sehingg

gga
diperlukkan pengolahaan untuk mem
menuhi standarr baku mutu. proses pengolahan yang dibutuhkan
d
unttuk
menuru
unkan cod adaalah pengolaha
an dengan meenggunakan prroses kimia deengan penamb
bahan koagulaan.
Dalam penelitian in
ni, proses pen
ngolahan air limbah dilakkukan dalam tangki berpeengaduk dengaan
operasiional secara batch,
b
jenis koaagulan yang dipergunakan
d
seperti
s
aluminium sulfat, ferrri chlorida, dan
da

ferrosulfat dengan vaariasi konsentraasi 25, 50, 1000, 150, dan 2000 mg/l,kecepattan putaran peengaduk 100 rppm
aktu pengadukaan 15, 20, 25, 30, dan 35 m
menit. Hasil peenelitian terbaaik menunjukann jenis koagullan
dan wa
terbaik adalah ferri chlorida
c
dengaan konsentrasii 200 mg/l, waaktu pengadukkan 35 menit, penurunan
p
CO
OD
mencappai 98% dan BOD 95%.
Kata Kunci
Ku
: air limb
bah, koagulan, pengaduk, BO
OD dan COD
1. PEN
NDAHULUAN
N
Industri peng

golahan kayu mempergunaka
m
an air sebagai media untuk pproses pencuciaan, dalam prosses
pencuciian air mengaalami perubahaan sifat akibatt perpindahan komponen liggnin dan bahan
n terlarut dalaam
kayu. Air
A limbah peng
golahan kayu mempunyai
m
kuualitas waSrna merah, mengaandung padatan
n tersuspensi dan
d
terlarut baik yang berrsifat organik maupun
m
anorgaanik. Berdasarkkan analisis labboratorium, airr limbah indusstri
pengolaahan kayu mem
mpunyai konseentrasi COD (chemical
(
oxyg
gen demand) : 9.500 mg/l, BOD

B
(biologiccal
oxygen
n demand) : 4.8800 mg/l dengaan derajat keasaaman (pH) : 7.
Air limbah yang
y
dihasilkann oleh industrii pengolahan kayu
k
mempunyyai konsentrasii COD dan BO
OD
yang melebihi
m
baku mutu
m
yang ditettapkan yakni COD
C
: 150 mg//l, BOD : 75 m
mg/l, dan pH 6-9. Air limbah ini
i
menjad

di permasalahaan bagi industtri pengolahann kayu jika diibuang langsuung ke lingkunngan (badan air
a
penerim
ma). Dalam ranngka menghinddari terjadinya pencemaran liingkungan akibbat pembuangaan air limbah, air
a
limbah dengan konseentrasi polutan seperti COD dan BOD yan
ng melebihi bakku mutu diharruskan dilakukkan
d
ke linggkungan.
pengolaahan sebelum dibuang
Penurunan konsentrasi
k
poolutan COD ddan BOD dapaat dilakukan ddengan prosess kimia maupuun
biologi,, dalam penelittian ini penuruunan konsentraasi polutan CO
OD dan BOD dilakukan
d
deng
gan proses kim
mia
(koagullasi/flokulasi).

Tujuan peneelitian ini adallah mengkaji kinerja berbagai jenis koaggulan (aluminiium sulfat, feerri
chloridaa, dan ferro sullfat) dalam pen
nyisihan konsenntrasi COD daan BOD air lim
mbah industri peengolahan kayuu.
2. LAN
NDASAN TEO
ORI
2.1 KUALITAS AIR
R LIMBAH IN
NDUSTRI PEN
NGOLAHAN KAYU
Air lim
mbah industri pengolahan
p
kay
yu merupakan air limbah hassil proses penccucian kayu, berdasarkan
b
haasil
analisiss laboratorium diketahui kualitas air limbah industri pengoolahan kayu sepperti tercantum
m dalam tabel 1.

1

C.8-1

SEMINAR NASIONAL
L TEKNIK KIIMIA SOEBA
ARDJO BROTOHARDJO
ONO IX
Program Stu
udi Teknik Kimia UPN “V
Veteran” Jawaa Timur
Surabayya, 21 Juni 20012
Tabel 1.
1 Kualitas Air Limbah Industtri Pengolahann Kayu
Parameter

Satuuan

Konsentrassi

COD

mg//l

9.500

BOD

mg//l

4.800

pH
Warna

7
Cokklat tua

Sumberr : Balai besar laboratorium
l

k
kesehatan
surabbaya
2.2. BA
AKU MUTU AIR
A LIMBAH
H INDUSTRI
Baku mutu
m
air limbaah industri meerupakan batas maksimum air limbah yaang diperbolehhkan dibuang ke
lingkun
ngan hidup dari suatu aktifitaas. Berdasarkann surat keputussan Gubernur JJawa Timur No
o 45 tahun 20002,
baku mutu
m
air limbah industri ditetappkan seperti teercantum dalam
m tabel 2
Tabel 2.
2 Baku Mutu Air
A Limbah Inddustri Pengolahhan Kayu

Parameter

S
Satuan

Konsentrrasi

COD

m
mg/l

150

BOD

m
mg/l

75

pH

6-9

Sumberr : SK Gubernuur Jawa Timur No 45 Tahun 2002
2
Berdasaarkan kualitas air limbah inddustri pengolahhan kayu dan baku
b
mutu yanng ditetapkan oleh
o
pemerintaah,
maka air
a limbah indu
ustri pengolahaan kayu harus dilakukan penngolahan terlebbih dahulu sebeelum dibuang ke
lingkun
ngan (badan airr).
2.3. PE
ENGOLAHAN
N AIR LIMBA
AH
Pengolaahan air limbaah bertujuan unntuk menurunkkan konsentrassi polutan yangg terkandung dalam
d
air limbah
hingga mencapai bataas yang diijinkaan sesuai dengaan baku mutu air limbah inddustri
a limbah daapat dilakukann dengan prosses fisik, kim
mia, dan biolo
ogi. Proses fissik
Proses pengolahan air
merupaakan proses peemisahan padaatan seperti pasir, plastik, keertas dan sebaggainya, prosess fisik dilakukkan
dengan unit operasi seperti
s
screening, sedimentaasi, comminuttoor, dan grit chhamber. Prosess pengolahan air
a
kan dengan penambahan bah
han kimia kedaalam air limbah
h yang bertujuuan
limbah dengan prosess kimia dilakuk
untuk menurunkan
m
ko
onsentrasi padaatan tersuspenssi dan terlarut baik
b yang bersiifat organik maaupun anorganiik.
Unit opperasi pada pen
ngolahan secarra kimia sepertti koagulasi/flookulasi, netraliisasi, injeksi gaas (gas transfeer),
desinfekktan, adsorpsii, pertukaran ion dan sebbagainya. Prosses pengolahaan air limbahh secara bioloogi
merupaakan proses peengolahan air limbah dengann memanfaatkkan mikroorgannisme untuk menguraikan
m
d
dan
mengokksidasi bahan organik dan biodegradable.
b
Unit operasi pengolahan seecara biologi seperti standaard
activateed sludge, conntact stabilizattion, step aerration, extendeed aeration, oxxidation ditch,, trickling filteer,
biofilm tercelup, rotatting biological contactor (RB
BC), contact aeeration (oxidatiion) dan lainnyya.
ENGOLAHAN
N AIR LIMBA
AH SECARA KIMIA
2.4. PE
Pengolaahan air limbahh secara kimiaa dilakukan denngan penambaahan bahan kim
mia kedalam aiir limbah. Prosses
pengolaahan secara kiimia biasanya dikenal denggan proses koaagulasi dan fllokulasi yang bertujuan untuuk
menuru
unkan padatan tersuspensi daan terlarut yanng terkandung dalam air limbbah baik yang bersifat organnik
maupunn anorganik.

C.8-2

SEMINAR NASIONAL
L TEKNIK KIIMIA SOEBA
ARDJO BROTOHARDJO
ONO IX
Program Stu
udi Teknik Kimia UPN “V
Veteran” Jawaa Timur
Surabayya, 21 Juni 20012
2.5. FA
AKTOR-FAKT
TOR YANG BERPENGAR
B
RUH PENGOL
LAHAN SECARA KIMIA
Berbagai faktor yaang perlu dipeerhatikan dalam
m pengolahan air limbah seecara kimia kh
hususnya denggan
proses koagulasi
k
dan flokulasi
f
diantaranya :
a.

Konsentrasi padatan,
p
konsentrasi padatann tersuspensi dan
d terlarut yanng terkandung dalam
d
air limbah
berpengaruh terhadap kebbutuhan bahann koagulan maaupun flokulann. Semakin besar konsentraasi
k
dan flokulan sem
makin kecil dan
d
padatan terssuspensi dan terlarut kebuttuhan bahan koagulan
sebaliknya, hal
h ini disebabbkan pada konnsentrasi padattan yang tingggi jarak antar partikel
p
semakkin
dekat dan meemudahkan prooses penggabunngan. (Eckenfeelder, W, 2000))

b.

Derajat keassaman (pH), derajat keasam
man (pH) air limbah mem
mpengaruhi kin
nerja dari bahhan
koagulan, haal ini disebabbkan setiap jeenis koagulan bekerja efekttif pada rentaang pH tertenttu.
Koagulan aluuminium sulfaat bekerja efekttif pada pH diaatas 6, koagulaan ferro sulfat pada
p
rentang pH
p
4-7, koagulaan ferri chlorid
da pada rentanng pH 3-5, seddangkan senyaawa polimer tiidak dipengaruuhi
oleh pH. (Ecckenfelder, W, 2000)
2

c.

Konsentrasi koagulan, Koonsentrasi koaagulan akan mempengaruhi
m
efiisensi pro
oses pengolahaan,
makin besar dan sebaliknyya.
semakin besar konsentrasi pada umuumnya efisienssi proses sem
g terlalu tingggi dapat menurrunkan derajatt keasaman (ppH) dan efisiennsi
Konsentrasi koagulan yang
masukkan keddalam air limbbah
menjadi renddah hal ini dissebabkan sebaagian besar koaagulan jika dim
akan melepaaskan sifat asam
a
sehinggaa pH air lim
mbah menjadi turun. Konseentrasi koagullan
aluminium sulfat yang diaanjurkan 75 – 2250 mg/l, koaggulan ferro sullfat dianjurkann 70 – 200 mgg/l,
dan koagulann ferri chloridaa 35 – 150 mg/ll (Eckenfelderr, W, 2000)

d.

Kecepatan pengadukan,
p
Kecepatan peengadukan mempengaruhi efisiensi prosses pengolahaan,
kecepatan puutaran pengaduuk yang terlallu tinggi dapatt mengakibatkkan pecahnya flok yang suddah
terbentuk daan akan mem
mpersulit proses sedimentassi, pada umuumnya kecepattan pengadukkan
berkaitan deengan waktu pengadukan. Pada proses koagulasi ddibutuhkan keccepatan putarran
pengaduk yaang tinggi tetap
pi waktu pengaaduk yang relattif cepat (2-15 menit), sedanggkan pada prosses
flokulasi dibbutuhkan kecep
patan putaran ppengaduk yangg rendah dan w
waktu pengaduukan yang relaatif
lebih lama (2
20-40) menit. (Metcalf
(M
& Edddy, 2000)

3. ME
ETODE PENE
ELITIAN
Pada peenelitian ini, aiir limbah indusstri pengolahann kayu yang diikaji berasal ddari proses penncucian kayu daari
industrii pengolahan kayu.
k
Air limb
bah sebelum diilakukan prosees pengolahan dilakukan anaalisis konsentraasi
COD, BOD,
B
dan pH yang
y
bertujuan untuk mengettahui kualitas air
a limbah awall. Proses pengoolahan air limbah
secara kimia ini dilaakukan dengann mempergunaakan teknologi tangki berpenngaduk yang dioperasionalk
d
kan
secara batch.
b
Peralatann tangki berpenngaduk yang dipergunakan
d
adalah
a
“Jar Tesst” seperti gamb
bar berikut.
Prosees pengolahann meliputi, airr limbah sebanyak 1000 ml
m
dimasukan kedalam
m beaker glaass, ditambahkkan koagulann :
c
denggan
alumiinium sulfat, ferro sulfat, dan ferri chlorida
konseentrasi bervariaasi 25, 50, 1000, 150, dan 2000 mg/l, dilakukkan
pengaadukan dengan
n kecepatan puutaran pengadu
uk 100 rpm dan
d
waktuu pengadukan 15, 20, 25, 30,
3 dan 35 meenit, serta prosses
pengeendapan selam
ma 1 jam. Filtrrat hasil pengoolahan dilakukkan
analissis untuk menngeahui konseentrasi COD dan BOD serrta
penguukuran pH air
a limbah seetelah dilakukkan pengolahaan.
Padattan (flok) yangg terbentuk dikeringkan selanj
njutnya dibuangg

MBAHASAN
4. HASIL DAN PEM
Berdasarkan hasil penelitiaan dengan berbagai variasi jen
nis koagulan, kkonsentrasi koaagulan dan
waktu pengaadukan, diperolleh hasil peneliitian seperti beerikut.
a. Pengaruh jeniis koagulan, koonsentrasi koaggulan, dan wakktu pengadukann terhadap penyyisihan COD
seperti ditunjuukan pada graffik 1 sampai 5 sseperti berikut :

C.8-3

SEMINAR NASIONAL
L TEKNIK KIIMIA SOEBA
ARDJO BROTOHARDJO
ONO IX
Program Stu
udi Teknik Kimia UPN “V
Veteran” Jawaa Timur
Surabayya, 21 Juni 20012

ngaruh konsenttrasi koagulan terhadap penyisihan COD air limbah indusstri
Grafik 1 sampai 5 meenunjukkan pen
uk setiap jenis koagulan (aluuminium sulfatt, ferri chloridaa, dan ferro su
ulfat) pada wakktu
pengolaahan kayu untu
pengaduukan tertentu., Semakin beesar konsentrassi koagulan yang
y
ditambahhkan, persen penyisihan
p
CO
OD
semakinn besar hal inni disebabkan semakin besaar konsentrasi koagulan yang ditambahkann penggabunggan
partikell berlangsung lebih efektif. Pada konsenttrasi 150 dan 200 mg/l peruubahan penyissihan COD tiddak
signifik
kan cendrung sama, hal ini disebabkan ppenambahan koagulan
k
yangg terlalu besarr mengakibatkkan
penurun
nan derajat keaasaman (pH) sehingga
s
koaguulan tidak bekeerja secara efektif dan sulit membentuk
m
flook.
Konsen
ntrasi koagulan
n yang terbaik untuk penyisihhan COD air limbah
l
industrri pengolahan kayu
k
adalah 200
mg/l, waktu
w
pengadukan 35 menit dengan perseentase penyisih
han COD : 93 % untuk koaggulan aluminiuum
sulfat, 91%
9
untuk koaagulan ferri chllorida, dan 95%
% untuk koagullan ferro sulfatt.
Grafik 6 menunjukann pengaruh wak
ktu pengadukaan terhadap peenyisihan COD
D pada berbagaai jenis koagullan
dengan konsentrasi koagulan
k
200 mg/l, grafik 6 menunjukkaan bahwa sem
makin lama waaktu pengadukkan
kenaikaan penyisihan COD
C
tidak signnifikan hal ini disebabkan kaarena waktu kooagulasi yang efektif
e
berkisarr 2
– 15 meenit.
b.

k
koaagulan, dan waktu
w
pengadukkan terhadap penyisihan
p
BO
OD
Pengaruh jeniis koagulan, konsentrasi
seperti ditunjuukan pada graffik 7 sampai 122 seperti berikuut :

C.8-4

SEMINAR NASIONAL
L TEKNIK KIIMIA SOEBA
ARDJO BROTOHARDJO
ONO IX
Program Stu
udi Teknik Kimia UPN “V
Veteran” Jawaa Timur
Surabayya, 21 Juni 20012

gulan terhadapp penyisihan BOD
B
air limbah
Grafik 7 sampai 11 menunjukkan pengaruh konnsentrasi koag
k
untuk setiiap jenis koaguulan (aluminium
m sulfat, ferri cchlorida, dan ferro
f
sulfat) paada
industrii pengolahan kayu
waktu pengadukan
p
terrtentu. Semakiin besar konsenntrasi koagulann yang ditambaahkan, persen penyisihan
p
BO
OD
semakinn besar hal inni disebabkan semakin besaar konsentrasi koagulan yang ditambahkann penggabunggan
partikell berlangsung lebih efektif. Pada konsenttrasi 150 dan 200 mg/l peruubahan penyissihan BOD tiddak
signifik
kan cenderung sama, hal inni disebabkan penambahan koagulan
k
yangg terlalu besarr mengakibatkkan
penurun
nan derajat keaasaman (pH) sehingga
s
koaguulan tidak bekeerja secara efektif dan sulit membentuk
m
flook.
Konsen
ntrasi koagulan
n yang terbaik untuk penyisihhan BOD air limbah
l
industrri pengolahan kayu
k
adalah 200
mg/l, waktu
w
pengadukan 35 menit dengan perseentase penyisih
han BOD : 92 % untuk koag
gulan aluminiuum
sulfat, 89%
8
untuk koaagulan ferri chllorida, dan 95%
% untuk koagullan ferro sulfatt.
Grafik 12 menunjukaan pengaruh waaktu pengadukkan terhadap peenyisihan BOD
D pada berbagaai jenis koagullan
dengan konsentrasi koagulan
k
200 mg/l, grafik 6 menunjukkaan bahwa sem
makin lama waaktu pengadukkan
B
tidak signnifikan hal ini disebabkan kaarena waktu kooagulasi yang efektif
e
berkisarr 2
kenaikaan penyisihan BOD
– 15 meenit.
5. KES
SIMPULAN DAN
D
SARAN
5.1. Keesimpulan
Berdasaarkan hasil pennelitian dan pem
mbahasan dapaat disimpulkann beberapa hal ddiantaranya :
1.

Jenis koagullan terbaik yanng dipergunakaan dalam penggolahan air lim
mbah industri pengolahan
p
kayyu
adalah koaguulan ferro sulfaat

2.

Konsentrasi ferrosulfat : 20
00 mg/l

3.

nit
W aktu penggadukan 35 men

4.

Penyisihan COD
C
: 95% dann BOD : 95%

5.

Derajat keasaaman air limbaah (pH) : 6.

6.

Kualitas air limbah
l
konsenttrasi COD : 4775 mg/l dan BO
OD : 240 mg//l

C.8-5

SEMINAR NASIONAL
L TEKNIK KIIMIA SOEBA
ARDJO BROTOHARDJO
ONO IX
Program Stu
udi Teknik Kimia UPN “V
Veteran” Jawaa Timur
Surabayya, 21 Juni 20012
5.2. Sarran
Air lim
mbah industri peengolahan kayyu hasil pengollahan masih mengandung CO
OD sebesar 4755 mg/l dan BO
OD
240 mgg/l hal ini maasih diatas bak
ku mutu yang ditetapkan seehingga disarannkan untuk melakukan
m
prosses
pengencceren terlebih dahulu
d
atau meenggunakan prroses pengolahhan secara bioloogi setelah proses kimia.
DAFTA
AR PUSTAKA
A
Eckenfe
felder W. Wesleey, (2000), “Inndustrial Waterr Pollution Conntrol” Mc. Graaw Hill
Metcalff & Eddy, (19985), “Wastewater Engineeriing Treatment Disposal Reuse”, Tata Mc Graw Hill, Neew
Delhi
Montgo
omery J M, (19985), “Water Treatment
T
Princciple and Desig
gn”, John Wileey and Son, Kanada
Reynoldd, Tom D, (19982), “Unit Operation
Op
and P
Processes In Environment
E
E
Engineering”,
Wadsworth Innc,
Californiaa
SK Gu
ubernur , (20022), “Baku Muutu Limbah Caair Bagi Indusstri atau Kegiiatan Usaha Lainnya
L
di Jaw
wa
Timur”, SK
S Gubernur Jawa
J
Timur Noo 45

C.8-6