Studi Analisis Kebutuhan Air Sektor Non-Domestik Kategori Industri Kecil Di Sentra Pengrajin Batik Motif Medan Chapter III V

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilakukan pada Oktober 2016 di Sentra UMKM
pengrajin batik khas Sumatera Utara yang bertempat di Jl. Letda Sudjono,
Medan Tembung. Lokasi kegiatan di Jl. Letda Sudjono, masuk Jl. Bersama
Gg. Musyawarah No 2.

Lokasi penelitian

Gambar 3. 1 Lokasi pengerajin ardhina batik motif medan

39
Universitas Sumatera Utara

Gambar 3. 2 Ardhina Batik Motif Medan
3.2. Sentra Pengrajin Batik Motif Medan
Ardhina Batik Motif Medan memiliki dua jenis batik yang
dikembangkan adalah batik tulis dengan motif khas Jawa serta batik cap
atau cetak dengan motif Gorga atau khas Batak. Produksi batik dari sentra
ini sering dipamerkan pada acara-acara pameran yang diadakan di Sumatera

Utara dan beberapa sudah mendapat pesanan dari beberapa instansi
pemerintah untuk pakaian seragam.
UMKM Ardhina Batik Motif Medan (BMM) yang meproduksi kain
batik khas Sumatera Utara. Batik dengan motif yang disesuaikan dengan
lima etnis Batak yang ada di Sumatera Utara yaitu Mandailing Tapanuli
Utara (Toba) Simalungun Karo Pakpak Dairi dan Tapanuli Tengah.
Ardhina Batik Motif Medan tahun 2009.

Gambar 3. 3 Manajemen Produksi Ardhina Batik Motif Medan
Aspek produksi dan Manajemen dari usaha pembuatan kain batik oleh
mitra kerja sama terdiri dari tiga aspek yaitu perencanaan produksi,
pengendalian produksi dan pengawasan produksi. Pada aspek produksi
meliputi jenis produk berupa kain untuk bakal baju dengan jumlah produksi
rata-rata perhari 10 meter utuk tiap motif dengan jumlah motif yang
dihasilkan rata-rata perhari 2-3 motif.
Pengendalian produksi meliputi penjadwalan kerja yaitu untuk Ardhina

40
Universitas Sumatera Utara

Batik Motif Medan dengan jam kerja dari Senin sampai Sabtu dari jam
08.00– 17.00 WIB, Ardhina Batik Motif Medan terdiri dari 9 orang pekerja
yang merupakan masyarakat sekitar. Pemasaran batik melalui reseller dan
dijual di galeri-galeri batik.
Pengawasan produksi meliputi kualitas dan standar produk yang
dihasilkan, produk yang dihasilkan sudah dipamerkan di beberapa acara
dan sudah dipasarkan ke berbagai daerah serta dipesan oleh beberapa
instansi pemerintah sebagai baju seragam. Kisaran harga untuk per lembar
kain batik yang dipasarkan sekitar 150 ribu sampai dengan 300 ribu rupiah,
untuk cost produksi rata-rata 100 ribu sampai dengan 200 ribu rupiah per
lembar.
Proses produksi kain batik terdiri dari tiga tahapan yaitu pewarnaan,
pemberian malam (lilin) pada kain dan pelepasan lilin pada kain. Jika
proses pewarnaan dan pemberian malam selesai maka malam dilunturkan
dengan proses pemanasan. Batik yang telah jadi direbus hingga malam
menjadi leleh dan terlepas dari air. Proses perebusan ini dilakukan dua kali,
yang terakhir dengan larutan soda ash untuk mematikan warna yang
menempel pada batik, dan menghindari kelunturan. Setelah perebusan
selesai, batik direndam air dingin dan dijemur. Proses pembatikan tersebut
menghasilkan limbah cair batik yang menimbulkan masalah pada

lingkungan jika tidak dikelola. Limbah cair batik dibuang begitu saja ke
saluran drainase tanpa memikirkan dampaknya. Keterbatasan air bersih
untuk proses pewarnaan dan pelontoran (perebusan) memerlukan jumlah air
yang cukup banyak, hal tersebut akan menambah biaya produksi. Seperti

41
Universitas Sumatera Utara

kita ketahui bahwa UMKM selalu terkendala dengan modal.
3.3. Metodologi Penelitian
3.3.1.

Jenis Penelitian
Penelitian yang dilakukan jl. Letda sudjono jl. Bersama Gg. Musyawarah

no.2 Medan termasuk jenis penelitian eksperimen.

3.3.2.

Kerangka Penelitian

Mulai

Tinjauan Pustaka
Pengumpulan Data

Data Primer
-

Data jumlah produksi
harian
Data pengujian sampel
limbah sesudah dan
sebelum penyaringan
(BOD, COD, TSS, TDS,
PH, Suhu)

Data Sekunder
-

Data pemakaian dan

biaya kebutuhan air dari
PDAM

42
Universitas Sumatera Utara

Pengolahan Data
-

Metode Analisis Kebutuhan Air
Metode Daur Ulang Limbah Cair Batik
Metode Perhitungan Biaya
Metode Perhitungan Komponen Instalasi

Kesimpulan dan Saran

Selesai

3.3.3.

Tahapan Penelitian

Tugas akhir ini dimulai dengan survei lokasi. setelah mendapat lokasi,
peneliti melakukan referensi atau studi literatur yang berkaitan dengan studi
analisis pengolahan sektor air non domestik kategori industri kecil di sentra
pengerajin batik motif medan. Setelah mempelajari literatur yang ada,
peneliti melakukan pengumpulan data yang di butuhkan. Data yang diambil
yaitu data primer dan sekunder, data primer berupa :
-

Data jumlah produksi harian

-

Data pengujian sampel limbah sesudah dan sebelum penyaringan
(BOD, COD, TSS, TDS, PH, Suhu)

43
Universitas Sumatera Utara

Sedangkan data sekunder yang diambil adalah :
-

Data kebutuhan dan biaya pemakaian air dari PDAM

Data – data tersebut akan diolah dengen beberapa metode yaitu :
1. Metode analisis kebutuhan air
2. Metode daur ulang limbah cair batik
3. Metode perhitungan biaya
4. Metode perhitungan komponen instalasi
Setelah data – data diolah, maka didapatkan hasil analisa biaya produksi
batik. Kemudian peneliti dapat memberi kesimpulan dan saran terhadap
biaya produksi batik dan pencemaran lingkungan.
3.4. Metode Analisis Kebutuhan Air

3.5. Metode Daur Ulang Limbah Cair Batik
Metode yang digunakan untuk menyelesaikan masalah tersebut adalah
Metode elektrokoagulasi. Secara singkat berikut cara kerja sistem yang
digunakan adalah.
1) Limbah batik hasil pencucian batik yang selesai direbus, lalu

dimasukkan ke dalam bak pengumpul limbah cair.
2) Kemudian limbah batik dimasukkan dalam bak elektrokoagulasi,
kemudian bisa ditambahkan 250 gr garam untuk mempercepat
proses elektrokoagulasi untuk setiap 100 L limbah batik.

44
Universitas Sumatera Utara

3) Elektroda-elektroda pada bak elektrokoagulasi dihubungkan dengan
sumber arus DC melalui voltmeter.
4) Proses elektrokoagulasi limbah batik dijalankan dan dihentikan jika
larutan sudah menjadi jernih.
5) Penambahan garam dapur untuk mempercepat proses elektrokoagulasi.
6) Air limbah yang terdapat pada bak elektrokoagulasi setelah waktu
tertentu maka dialirkan ke bak pengendapan. pada bak pengendapan
akan diendapkan dalam kurun waktu satu malam.
7) Limbah hasil pengendapan kemudian dialirkan ke bak filtrasi.
8) Setelah melewati serangkaian filterisasi maka air akan dialirkan ke
bak penampung.
9) Begitu terus prosesnya selanjutnya sampai dengan air yang keluar

jernih agar dapat digunakan kembali untuk proses pekerjaan
pembuatan batik motif Medan.

3.6. Metode Perhitungan Biaya
Dengan adanya pemakaian alat pengolahan limbah tentunya terdapat influence
terhadap perhitungan biaya untung dan rugi. Analisa biaya pada penelitian ini
dilakukan dalam jangka waktu sebulan, dengan memfokuskan perhitungan pada
penggunaan air, biaya pembuatan alat dan peningkatan nilai jual.
Dimensi alat pengolahan limbah disesuaikan dengan penggunaan air pada
proses produksi seperti bak elektrokoagulasi, bak pengendap, banyaknya
lempengan katoda-anoda yang digunakan dan lain sebagainya. Keberadaan alat
dapat meningkatkan nilai jual dari kain batik. Keuntungan perbulan dari nilai jual

45
Universitas Sumatera Utara

tersebut diakumulasi dengan biaya pembuatan alat dan biaya dari volume air yang
masih digunakan (diluar penggunaan air daur ulang).

BAB IV

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1. Analisis Kebutuhan Air
4.1.1. Kebutuhan Air Proses Produksi
Penggunaan air pada produksi batik digunakan pada proses
pewarnaan, perebusan, dan pencucian. Dari hasil interview dan survei
lapangan langsung, total produksi rata-rata kain batik perharinya adalah 10
potong kain dengan penggunaan 15 ember dengan kapasitas ± 0.1 m 3. Oleh
karena itu, kebutuhan air proses produksi perharinya adalah 15 x 0.1 = 1,5
m3dan perbulannya sebesar 15 x 0.1 x 30 = ± 45 m 3 (dengan perhitungan
30 hari/ bulan)

46
Universitas Sumatera Utara

4.1.2.

Suplai Air untuk Proses Produksi
Kebutuhan air pada proses produksi tidak hanya digunakan pada

proses tersebut diatas, tetapi juga pada proses sekunder lainnya. Total
suplai air yang digunakan dilihat dari tagihan rekening air Perusahaan
Daerah Air Minum (PDAM) pabrik seperti pada gambar dibawah.

Gambar 4. 1 Rekening tagihan air PDAM
Dari tagihan rekening air tersebut diperoleh suplai air rata-rata untuk proses
produksi sebesar 63 m3. Dengan asumsi pemakaian sekunder sebesar ± 20
m3
4.2.

Analisis Daur Ulang Limbah Cair

4.2.1. Analisis Kondisi Limbah Cair Batik
Dari survei lapangan diambil sampel limbah pengolahan seperti pada
Gambar 4.2.

Dari hasil uji laboratorium Balai Teknik Kesehatan

Lingkungan dan Pengendalian Penyakit (BTKLPP) Kelas I Medan
diperoleh kandungan limbah cair batik berdasarkan PerMenLH No. 05
Tahun 2014 Lamp. XLVII tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha
seperti pada Tabel. 5.1

47
Universitas Sumatera Utara

Gambar 4. 2 Sampel Limbah

48
Universitas Sumatera Utara

Gambar 4. 3 Hasil penyaringan
Tabel. 5.1 Hasil uji laboratorium Balai Teknik Kesehatan Lingkungan dan
Pengendalian Penyakit (BTKLPP) Kelas I Medan
Tabel 4. 1 Hasil Analisa Penurunan Kandungan Parameter Limbah
Parameter
No.
1
2
3
4
5
6

COD
BOD
TSS
TDS
PH
Suhu

Hasil Analisa
Sebelum
Setelah
Penyaringan Penyaringan
1132 mg/L
14.19
362.2 mg/L
4.54
7020 mg/L
14
3120 mg/L
1815
9.38
6.7
20 C
23

Baku mutu limbah cair
industri batik
100 mg/L
50 mg/L
200 mg/L
2000 mg/L
6-9
38 C

Setelah dilakukan penyaringan terdapat perubahan pada warna
seperti pada Gambar 4.3 dan penurunan kandungan parameter limbah
seperti yang tercantum pada Tabel 4.1.
4.2.2. Analisis Proses Elektrokoagulasi
Aplikasi metode elektrokimia untuk lingkungan dan laboratorium
pada umumnya didasarkan pada proses elektrolisis, yakni terjadinya reaksi
kimia dalam suatu sistem elektrokimia akibat pemberian arus listrik dari
suatu sumber luar. Proses elektrokoagulasi merupakan gabungan dari
proses elektrokimia dan proses flokulasi-koagulasi. Proses ini dapat
menjadi pilihan metode pengolahan limbah radioaktif dan limbah B3 cair
fase air alternatif mendampingi metode-metode pengolahan yang lain yang
telah dilaksanakan.

49
Universitas Sumatera Utara

Sebuah arus yang dilewatkan ke elektroda logam maka akan
mengoksidasi logam (M) tersebut menjadi logam kation (M+), sedangkan
air akan mengalami reduksi menghasilkan gas hidrogen (H2) dan ion
hidroksi (OH). Persamaan reaksi elektrokoagulasi adalah sebagai berikut :
M

 M+ + ne

:

Anoda ………………….. (1)

2H2O+ 3e

 2OH- + H2 :

Katoda …………………. (2)

Kation menghidrolisis di dalam air membentuk sebuah hidroksi
dengan spesies dominan yang tergantung pada kondisi pH larutan. Kation
bermuatan tinggi mendestabilisasi beberapa partikel koloid dengan
membentuk polivalen polihidroksi komplek. Senyawa komplek ini
mempunyai sisi yang mudah diadsorbsi, membentuk gumpalan (aggregates)
dengan polutan. Pelepasan gas hidrogen akan membantu pencampuran dan
pembentukan flok. Flok yang dihasilkan oleh gas hidrogen akan
diflotasikan kepermukaan reaktor. Sebuah reaktor elektrokoagulasi adalah
sel elektrokimia dimana anoda korban (biasanya menggunakan aluminium
atau besi) digunakan sebagai agen akoagulan (Matteson et al).
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi proses elektrokoagulasi ini
antara lain:
a. Kuat arus
Pengolahan limbah nikel dengan rapat arus 40, 50, 60, dan 70
mA/cm2 menghasilkan penurunan kontaminan nikel sebesar
95% dan Cu sebesar 98% pada rapat arus 70 mA/cm2. Ini
dikarenakan rapat arus merupakan elektron yang berpindah
setiap satuan luas. Sehingga semakin besar rapat arus maka

50
Universitas Sumatera Utara

elektron yang berpindah maka semakin besar, hal ini akan
menyebabkan pembentukan koagulan yang terbentuk akan
semakin banyak.
b. Jenis Elektroda
Pada penelitian yang dilakukan ada 3 elektrode yang digunakan
yaitu Fe, Zn, serta Al. Setiap jenis elektrode ini memberikan
pengaruh yang berbeda-beda. Hasil terbaik pada penelitian ini di
dapat pada logam Al dengan penurunan TSS sebesar 95,3%,
sedangkan untu Fe terjadi penurunan sebesar 94,39% dan Zn
sebesar 91,96%. Penggunaan jenis elektrode ini dipengaruhi
kereaktifan logam serta pembentukan koagulan untuk mengikat
kotoran yang ada.
c. Waktu
Percobaan elektrokoagulasi dengan variasi waktu 10, 15, 20, 25.
dan 30 menit. Dalam elektrokoagulasi semakin lama waktu
proses maka penurunan parameter pencemaran akan semakin
baik. Ini juga sesuai hukum faraday yang menyatakan semakin
lama waktu proses.
Proses Elektrokoagulasi menggunakan bak dengan material stainless
steel dan dilengkapi elektroda yang juga terbuat dari stainless steel yang
tersusun sebanyak 15 material katoda anoda. Proses elektrokoagulasi terjadi
selama 120 menit hingga terjandinya koagulasi pada limbah. Berikut
gambar bak elektrokoagulasi dan prosesnya.

51
Universitas Sumatera Utara

Gambar 4. 4 Bak elektrokoagulasi

Gambar 4. 5 Proses elektrokoagulen

52
Universitas Sumatera Utara

Gambar 4. 6 Proses elektrokoagulen pada material anoda katoda
4.2.3. Analisis Proses Pengendapan
Proses pengendapan dimaksudkan agar limbah yang mengalami
koagulasi terpisah dengan air. Pengendapan dilakukan di bak pengendap
selama 24 jam dan setelah itu limbah yang menggumpal akan berada
didasar bak pengendap dan air berada diatasnya. Kapasitas bak pengendap
disesuaikan dengan pemakaian air produksi batik selama 1x24 jam. Berikut
adalah gambar bak pengendap dan limbah sebelum dan sesudah mengalami
proses pengendapan.

Gambar 4. 7 Bak pengendap

53
Universitas Sumatera Utara

(a)

(b)

Gambar 4. 8 (a) Limbah sebelum mengalami pengendapan. (b)
Limbah sesudah mengalami pengendapan
4.2.4. Analisis Proses Filtrasi
Filtrasi(penyaringan) adalah pembersihan partikel padat dari suatu
fluida dengan melewatkan pada medium penyaringan yang diatasnya
padatan akan terendapkan. Rentang filtrasi pada industry mulai dari
penyaringan sederhana hingga pemisahan yang kompleks. Fluida yang
difiltrasi berupa cairan.
Filtrasi merupakan pembersihan partikel padat dari suatu fluida
dengan melewatkannya pada medium penyaringan. Pada penelitian ini
limbah yang sebelumnya diendapkan pada bak pengendapdialirkan kedalam
bak filtrasi. Bak filtrasi terdiri dari 1 (satu) buah bak yang memiliki
kapasitas sebesar 200 liter dalam keadaan kosong sebelum diisi material

54
Universitas Sumatera Utara

filtrasi. Berikut gambar bak filtrasi untuk proses filter air hasil
pengendapan.

Gambar 4. 9 Bak Filtrasi
Bak filtrasi tersebut memiliki tinggi sekitar 100 cm akan diisi material
untuk proses filtrasi yang terdiri dari (dari dasar bak ke atas permukaan)
yaitu pasir, coral, ijuk dan kerikil. Untuk material pasir diisi dengan ketebalan 15
cm, coral diisi dengan ketebalan 10 cm, ijuk diisi dengan ketebalan 10 cm dan
kerikil diisi dengan ketebalan 10 cm. Berikut gambar material yang akan diisi
pada bak filtrasi.

55
Universitas Sumatera Utara

(a)

(b)

Gambar 4. 10 (a) Proses pencucian material . (b) Material filtrasi yang sudah
bersih
Limbah yang telah difiltrasi akan berubah baik dari segi kandungan dan
warnanya seperti yang terlihat pada tabel 4.1 dan gambar 4.11. Limbah
tersebut dapat digunakan kembali dalam proses produksi dan mengurangi
penggunaan air PDAM.

Gambar 4. 11 Limbah yang telah mengalami proses filtrasi

56
Universitas Sumatera Utara

4.3 Analisis Dimensi Pengolahan Limbah
4.3.1 Analisis Bak Elekrokoagulasis
Proses elektrokoagulen berlangsung selama 120 menit, maka dalam
satu hari dapat dilakukan 12 kali proses elektrokoagulen. Dengan kapasitas
penggunaan air sebesar 1,5 m3

perharinya, maka

dimensi

bak

elektrokoagulasi minimum sebesar 0,125 m3 (12 kali). Pada penelitian ini
digunakan dimensi bak sebesar 0,35 m3. Oleh karena itu, proses
elektrokoagulen dapat dilakukan 5 kali perharinya.

Gambar bak

eletrokuagulasi terdapat pada gambar 4.4 dengan dimensi 1,5x0,5x0,5 m .

4.3.2 Analisis Bak Pengendap
Pengendapan berlangsung selama 1x24 jam, maka dimensi bak
pengendap harus disesuaikan dengan pemakaian air perhari. Dengan
kapasitas penggunaan air sebesar 1,5 m3 perharinya, maka dimensi bak
pengendap yang digunakan sebesar 1,53 m3 dengan dimensi 1,7x1x0.9 m
seperti yang terdapat pada gambar 4.7
4.4 Analisis Biaya Produksi

4.4.1 Analisis Biaya dengan Suplai Air dari PDAM

Total biaya penggunaan air untuk proses produksi perbulannya
merupakan uraian dari tagihan rekening air PDAM Tirtanadi sebagai
berikut

57
Universitas Sumatera Utara

Jumlah (m3)

Harga air /m3 (Rp) Total (Rp)

Pemakaian total

63

2.300

144.900

Pemakaian Sekunder

20

2.300

46.000

Proses produksi

98.900

4.4.2 Analisis Air dengan Suplai Air Daur Ulang
Pengendapan berlangsung selama 1x24 jam, maka dimensi bak
pengendap harus disesuaikan dengan pemakaian air perhari. Dengan
kapasitas penggunaan air sebesar 1,5 m3 perharinya, maka dimensi bak
pengendap yang digunakan sebesar 1,53 m3 dengan dimensi 1,7x1x0.9 m
seperti yang terdapat pada gambar 4.7

4.4.3 Analisis Perbandingan Biaya dengan Suplai Air PDAM dan Daur
Ulang
Alat pengolahan limbah ini dapat mengurangi pemakaian air dalam
proses produksi pembuatan kain batik karena air yang telah diolah dapat
digunakan kembali. Selain itu, keberadaan alat ini juga dapat meningkatkan
harga jual karena pabrik dapat memperoleh sertifikat AMDAL dari dan
harga jual dapat meningkat sebesar. Dari analisa biaya diatas, kita dapat
melihat selisih pengeluaran dalam priode bulanan pabrik sebesar. Namun
apabila kita kalkulasikan dengan peningkatan harga jual sebesar dan

58
Universitas Sumatera Utara

produksi batik perharinya sebesar 15 buah, maka dalam bulan pertama
pabrik sudah dapat menutupi modal pembuatan alat dan memperoleh
keuntungan di bulan selanjutnya.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil pada Tugas Akhir yang berjudul “Studi
Analisis Kebutuhan Air Sektor Non-Domestik Kategori Industri Kecil di Sentra
Pengrajin Batik Motif Medan” adalah
1. Jumlah kebutuhan air untuk proses produksi batik sebesar 45 m3 perbulan
2. Terjadi penurunan terhadap kandungan limbah cair batik seperti yang
tercantum pada Tabel 5.1

59
Universitas Sumatera Utara

No.

Parameter

1
2
3
4
5
6

COD
BOD
TSS
TDS
PH
Suhu

Hasil Analisa
Sebelum
Setelah
Penyaringan Penyaringan
1132 mg/L
14.19
362.2 mg/L
4.54
7020 mg/L
14
3120 mg/L
1815
9.38
6.7
20 C
23

Baku mutu limbah cair
industri batik
100 mg/L
50 mg/L
200 mg/L
2000 mg/L
6–9
38 C

3. Bedasarkan kebutuhan air produksi diperoleh desain bak elektrokoahgulasi
sebasar1,5x0,5x0,5 m 1,7x1x0.9 m dan bak pengendap sebesar 1,7x1x0.9 m.
4. Biaya produksi penggunaan air dari suplai PDAM sebesar Rp. 98.900,
sedangkan dari PDAM dan proses daur ulang sebesar Rp. 10.748.800.
5.2. Saran
Saran untuk hasil Tugas Akhir yang berjudul “Studi Analisis Kebutuhan
Air Sektor Non-Domestik Kategori Industri Kecil di Sentra Pengrajin Batik Motif
Medan” adalah
1. Agar proses elektrokoagulen berjalan lebih cepat power supply sebaiknya
diganti dengan kapasitas 24 volt 10 ampere dan lempengan stainless steel
diganti dengan logam Seng, karena memiliki sifat penghantar listrik yang
lebih baik.
2. Biaya pembuatan alat ini masih tergolong mahal bila dilimpahkan terhadap
pengrajin tradisional. Untuk penelitian selanjutnya agar lebih memberikan
inovasi-inovasi baru terkhusus dalam hal pengurangan biaya.

60
Universitas Sumatera Utara