Pengaruh Tegangan pada Reaktor Elektrokoagulasi Terhadap Pengolahan Effluent Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Indonesia merupakan salah satu negara terbesar didunia sebagai produsen
Crude Palm Oil (CPO), disusul oleh Malaysia dan Thailand [1]. Namun timbul
beberapa permasalahan baru, yaitu banyaknya limbah yang dihasilkan. Apabila
limbah yang tanpa diolah terlebih dahulu ataupun sudah diolah, akan tetapi belum
memenuhi persyaratan dapat mencemari lingkungan. Hal ini mungkin karena
tidak ada kepedulian dalam mengolah air limbah, disamping itu teknologi
pengolah air limbah yang mudah dan efisien belum ditemukan sehingga belum
bisa diterapkan oleh industri-industri [2].
Pabrik pengolahan kelapa sawit menghasilkan limbah cair dalam jumlah
yang besar, yaitu berkisar antara 600-700 liter/ton tandan buah segar (TBS) atau
sekitar 65% dari TBS. Saat ini diperkirakan jumlah limbah cair pabrik kelapa
sawit (LCPKS) di Indonesia mencapai 28,7 juta ton. Jumlah LCPKS yang besar
dan kandungan bahan organiknya yang tinggi (80%) mengupayakan bagi industri
untukmemanfaatkan limbah yang dapat menghasilkan produk lain, salah satunya
adalah pemanfaatan LCPKS untuk menghasilkan biogas. Walaupun LCPKS
dapat menghasilkan biogas, akan tetapi, dari hasil penelitian LCPKS masih
belum memenuhi standar baku mutu [3]. Karena itu dibutuhkan teknologi
pengolahan lain yang lebih efisien.
Beberapa teknologi pengolahan air limbah yang telah diterapkan umumnya
berupa proses koagulasi-flokulasi melalui penambahan bahan kimia, sedimentasi,
netralisasi, lumpur aktif, dan proses anaerobik. Teknologi ini umumnya digunakan
pada semua jenis limbah industri dengan kandungan limbah yang spesifik. Untuk
limbah yang mengandung logam berat dengan tingkat kelarutan cukup tinggi,
teknologi yang disebutkan diatas tidak efisien dikarenakan biaya bahan kimia
yang dibutuhkan lebih besar untuk mengolah limbah padat yang dihasilkan.
Karena itu dicari salah satu cara yang paling efektif dan murah, yaitu dengan
metode elektrokoagulasi [2].
1
Universitas Sumatera Utara
Elektrokoagulasi merupakan metode yang mampu menghilangkan berbagai
jenis polutan dalam air, seperti partikel tersuspensi, logam berat, warna, larutan
humus, dan deflouridasi air. Metode ini memiliki efisiensi yang cukup tinggi dan
tidak perlu ditambahkan bahan kimia.
Pada limbah cair pabrik kelapa sawit terdapat bahan organik dan
anorganik yang dapat meningkatkan nilai Chemical Oxygen Demand (COD),
Total Solid (TS), dan Total Suspended Solid (TSS). Jika kadar COD, TS, dan TSS
yang tinggi dibuang ke sungai dapat mencemari lingkungan dan ekosistem
didalamnya. Oleh karena itu, diperlukan pengolahan lanjut untuk menurunkan
nilai COD, TS, dan TSS sampai memenuhi baku mutu yang telah ditetapkan oleh
pemerintah.
Tabel
1.1
merupakan
penelitian
terdahulu
tentang
teknik
elektrokoagulasi.
Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu.
No
Penulis
1. Husni (2010)
[3]
2.
3.
Judul
Pengolahan Limbah Cair
Pabrik Kelapa Sawit Effluent
RANUT (Reaktor Anaerobik
Unggun Tetap) Menggunakan
Teknik Elektrokoagulasi
Pengolahan LCPKS Keluaran
Fat Pit, Kolam Anaerobik dan
Reaktor Biogas Dengan
Elektrokoagulasi
Metodologi
Hasil Yang Diperoleh
Voltase : 11-13 • Penurunan COD
V
93,46%
Elektroda : Fe, • Penurunan TSS
Zn, Al
sebesar 95,30%
Voltase : 2-4 V • Penurunan COD
Lama Reaksi :
87,5%
8 jam
TS
• Penurunan
Elektroda : Al
84,84%
• Menghasilkan
biogas
Shivayogimath Treatment of Solid Waste
Voltase : 3, 6, 9 • Penurunan COD
(2013) [5]
Leachate By
V
95,8%
Electrocoagulation Technology Lama Reaksi :
5-40 menit
Ansori (2012)
[4]
Perbedaan yang akan dilakukan pada penelitian ini dibandingkan dengan
yang telah dilakukan sebelumnya, terutama penelitian Husni (2010) sebagai acuan
perbandingan, adalah dilakukan variasi voltase sebesar 7-11 V dengan jarak
elektroda 1,5 cm dan waktu retensi 30, 60, 90, 120, 150 dan 180 menit.
Sedangkan yang dilakukan oleh Husni dengan voltase sebesar 11 V, 12 V dan 13
V, lalu waktu retensi yang tetap yaitu 3 jam dimana waktu retensi akan
mempengaruhi persentase penurunan COD [3]. Material elektroda yang akan
2
Universitas Sumatera Utara
digunakan juga memiliki perbedaan pada jenis dan bentuknya, dimana pada
penelitian Husni (2010) menggunakan 3 jenis material, yaitu : aluminium, seng
dan besi dengan panjang elektroda 15 cm dan lebar elektroda 9 cm, sedangkan
yang akan dilakukan pada penelitian ini hanya menggunakan 1 jenis material
elektroda, yaitu aluminium, dimana aluminium adalah jenis elektroda yang paling
baik untuk proses elektrokoagulasi.
1.2
PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan uraian diatas, maka permasalahan dapat dirumuskan sebagai
berikut:
a. Dalam limbah cair pabrik kelapa sawit terdapat bahan organik dan
anorganik yang dapat meningkatkan kadar COD, TS, dan TSS, yang
dimana jika dibuang secara langsung dapat mencemari lingkungan.
b. Teknologi yang digunakan kurang efektif dan efisien dalam segi biaya
maupun segi waktu untuk menurunkan kadar COD, TS, dan TSS sampai
memenuhi baku mutu limbah cair pabrik kelapa sawit yang ditetapkan
oleh pemerintah.
1.3
TUJUAN PENELITIAN
Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mengetahui efektivitas dari
penggunaan metode elektrokoagulasi dalam mengolah limbah cair pabrik kelapa
sawit effluent kolam anaerobik. Adapun tujuan yang lain adalah sebagai berikut:
a. Untuk mengetahui tegangan dan waktu retensi yang terbaik dalam proses
elektrokoagulasi.
b. Untuk menurunkan kadar COD, TS, dan TSS dari effluent kolam
anaerobik dari limbah cair pabrik kelapa sawit dengan menggunakan
metode elektrokoagulasi agar dapat dibuang ke badan sungai sesuai
dengan baku mutu yang telah ditetapkan oleh pemerintah.
c. Merakit peralatan elektrokoagulasi.
1.4
MANFAAT PENELITIAN
3
Universitas Sumatera Utara
Hasil dari penelitian ini diharapkan bisa memberikan kontribusi kepada ilmu
pengetahuan, dan juga diharapkan bisa memberikan teknologi alternatif dalam
teknik pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit effluent kolam anaerobik yang
lebih efisien dan ramah lingkungan.
1.5
RUANG LINGKUP PENELITIAN
Limbah cair yang diolah dalam penelitian ini adalah limbah cair pabrik
kelapa
sawit
effluent
kolam
anaerobik.
Pengolahan
dilakukan
dengan
menggunakan teknik elektrokoagulasi. Percobaan ini dilakukan dengan berbagai
variasi variabel bebas dengan sebagai berikut :
Tegangan
: 7 V, 8 V, 9 V, 10 V dan 11 V
Jarak antar elektroda : 1,5 cm
Waktu retensi
: 30, 60, 90, 120, 150 dan 180 menit.
Sedangkan waktu pengontakan selama 3 jam. Percobaan dilakukan dalam
reaktor batch dengan volume aktif reaktor 4.500 mL. Variabel terikat yang
diamati dari penelitian ini adalah penurunan kadar Chemical Oxygen Demand
(COD), Total Solid (TS), dan Total suspended solid (TSS). Standar mutu limbah
cair yang digunakan sebagai acuan dan uji kualitas proses adalah Keputusan
Menteri Negara Lingkungan Hidup No.5/Kep-MenLH/2014, tentang Baku Mutu
Limbah Cair Untuk Industri Minyak Sawit.
4
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Indonesia merupakan salah satu negara terbesar didunia sebagai produsen
Crude Palm Oil (CPO), disusul oleh Malaysia dan Thailand [1]. Namun timbul
beberapa permasalahan baru, yaitu banyaknya limbah yang dihasilkan. Apabila
limbah yang tanpa diolah terlebih dahulu ataupun sudah diolah, akan tetapi belum
memenuhi persyaratan dapat mencemari lingkungan. Hal ini mungkin karena
tidak ada kepedulian dalam mengolah air limbah, disamping itu teknologi
pengolah air limbah yang mudah dan efisien belum ditemukan sehingga belum
bisa diterapkan oleh industri-industri [2].
Pabrik pengolahan kelapa sawit menghasilkan limbah cair dalam jumlah
yang besar, yaitu berkisar antara 600-700 liter/ton tandan buah segar (TBS) atau
sekitar 65% dari TBS. Saat ini diperkirakan jumlah limbah cair pabrik kelapa
sawit (LCPKS) di Indonesia mencapai 28,7 juta ton. Jumlah LCPKS yang besar
dan kandungan bahan organiknya yang tinggi (80%) mengupayakan bagi industri
untukmemanfaatkan limbah yang dapat menghasilkan produk lain, salah satunya
adalah pemanfaatan LCPKS untuk menghasilkan biogas. Walaupun LCPKS
dapat menghasilkan biogas, akan tetapi, dari hasil penelitian LCPKS masih
belum memenuhi standar baku mutu [3]. Karena itu dibutuhkan teknologi
pengolahan lain yang lebih efisien.
Beberapa teknologi pengolahan air limbah yang telah diterapkan umumnya
berupa proses koagulasi-flokulasi melalui penambahan bahan kimia, sedimentasi,
netralisasi, lumpur aktif, dan proses anaerobik. Teknologi ini umumnya digunakan
pada semua jenis limbah industri dengan kandungan limbah yang spesifik. Untuk
limbah yang mengandung logam berat dengan tingkat kelarutan cukup tinggi,
teknologi yang disebutkan diatas tidak efisien dikarenakan biaya bahan kimia
yang dibutuhkan lebih besar untuk mengolah limbah padat yang dihasilkan.
Karena itu dicari salah satu cara yang paling efektif dan murah, yaitu dengan
metode elektrokoagulasi [2].
1
Universitas Sumatera Utara
Elektrokoagulasi merupakan metode yang mampu menghilangkan berbagai
jenis polutan dalam air, seperti partikel tersuspensi, logam berat, warna, larutan
humus, dan deflouridasi air. Metode ini memiliki efisiensi yang cukup tinggi dan
tidak perlu ditambahkan bahan kimia.
Pada limbah cair pabrik kelapa sawit terdapat bahan organik dan
anorganik yang dapat meningkatkan nilai Chemical Oxygen Demand (COD),
Total Solid (TS), dan Total Suspended Solid (TSS). Jika kadar COD, TS, dan TSS
yang tinggi dibuang ke sungai dapat mencemari lingkungan dan ekosistem
didalamnya. Oleh karena itu, diperlukan pengolahan lanjut untuk menurunkan
nilai COD, TS, dan TSS sampai memenuhi baku mutu yang telah ditetapkan oleh
pemerintah.
Tabel
1.1
merupakan
penelitian
terdahulu
tentang
teknik
elektrokoagulasi.
Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu.
No
Penulis
1. Husni (2010)
[3]
2.
3.
Judul
Pengolahan Limbah Cair
Pabrik Kelapa Sawit Effluent
RANUT (Reaktor Anaerobik
Unggun Tetap) Menggunakan
Teknik Elektrokoagulasi
Pengolahan LCPKS Keluaran
Fat Pit, Kolam Anaerobik dan
Reaktor Biogas Dengan
Elektrokoagulasi
Metodologi
Hasil Yang Diperoleh
Voltase : 11-13 • Penurunan COD
V
93,46%
Elektroda : Fe, • Penurunan TSS
Zn, Al
sebesar 95,30%
Voltase : 2-4 V • Penurunan COD
Lama Reaksi :
87,5%
8 jam
TS
• Penurunan
Elektroda : Al
84,84%
• Menghasilkan
biogas
Shivayogimath Treatment of Solid Waste
Voltase : 3, 6, 9 • Penurunan COD
(2013) [5]
Leachate By
V
95,8%
Electrocoagulation Technology Lama Reaksi :
5-40 menit
Ansori (2012)
[4]
Perbedaan yang akan dilakukan pada penelitian ini dibandingkan dengan
yang telah dilakukan sebelumnya, terutama penelitian Husni (2010) sebagai acuan
perbandingan, adalah dilakukan variasi voltase sebesar 7-11 V dengan jarak
elektroda 1,5 cm dan waktu retensi 30, 60, 90, 120, 150 dan 180 menit.
Sedangkan yang dilakukan oleh Husni dengan voltase sebesar 11 V, 12 V dan 13
V, lalu waktu retensi yang tetap yaitu 3 jam dimana waktu retensi akan
mempengaruhi persentase penurunan COD [3]. Material elektroda yang akan
2
Universitas Sumatera Utara
digunakan juga memiliki perbedaan pada jenis dan bentuknya, dimana pada
penelitian Husni (2010) menggunakan 3 jenis material, yaitu : aluminium, seng
dan besi dengan panjang elektroda 15 cm dan lebar elektroda 9 cm, sedangkan
yang akan dilakukan pada penelitian ini hanya menggunakan 1 jenis material
elektroda, yaitu aluminium, dimana aluminium adalah jenis elektroda yang paling
baik untuk proses elektrokoagulasi.
1.2
PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan uraian diatas, maka permasalahan dapat dirumuskan sebagai
berikut:
a. Dalam limbah cair pabrik kelapa sawit terdapat bahan organik dan
anorganik yang dapat meningkatkan kadar COD, TS, dan TSS, yang
dimana jika dibuang secara langsung dapat mencemari lingkungan.
b. Teknologi yang digunakan kurang efektif dan efisien dalam segi biaya
maupun segi waktu untuk menurunkan kadar COD, TS, dan TSS sampai
memenuhi baku mutu limbah cair pabrik kelapa sawit yang ditetapkan
oleh pemerintah.
1.3
TUJUAN PENELITIAN
Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mengetahui efektivitas dari
penggunaan metode elektrokoagulasi dalam mengolah limbah cair pabrik kelapa
sawit effluent kolam anaerobik. Adapun tujuan yang lain adalah sebagai berikut:
a. Untuk mengetahui tegangan dan waktu retensi yang terbaik dalam proses
elektrokoagulasi.
b. Untuk menurunkan kadar COD, TS, dan TSS dari effluent kolam
anaerobik dari limbah cair pabrik kelapa sawit dengan menggunakan
metode elektrokoagulasi agar dapat dibuang ke badan sungai sesuai
dengan baku mutu yang telah ditetapkan oleh pemerintah.
c. Merakit peralatan elektrokoagulasi.
1.4
MANFAAT PENELITIAN
3
Universitas Sumatera Utara
Hasil dari penelitian ini diharapkan bisa memberikan kontribusi kepada ilmu
pengetahuan, dan juga diharapkan bisa memberikan teknologi alternatif dalam
teknik pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit effluent kolam anaerobik yang
lebih efisien dan ramah lingkungan.
1.5
RUANG LINGKUP PENELITIAN
Limbah cair yang diolah dalam penelitian ini adalah limbah cair pabrik
kelapa
sawit
effluent
kolam
anaerobik.
Pengolahan
dilakukan
dengan
menggunakan teknik elektrokoagulasi. Percobaan ini dilakukan dengan berbagai
variasi variabel bebas dengan sebagai berikut :
Tegangan
: 7 V, 8 V, 9 V, 10 V dan 11 V
Jarak antar elektroda : 1,5 cm
Waktu retensi
: 30, 60, 90, 120, 150 dan 180 menit.
Sedangkan waktu pengontakan selama 3 jam. Percobaan dilakukan dalam
reaktor batch dengan volume aktif reaktor 4.500 mL. Variabel terikat yang
diamati dari penelitian ini adalah penurunan kadar Chemical Oxygen Demand
(COD), Total Solid (TS), dan Total suspended solid (TSS). Standar mutu limbah
cair yang digunakan sebagai acuan dan uji kualitas proses adalah Keputusan
Menteri Negara Lingkungan Hidup No.5/Kep-MenLH/2014, tentang Baku Mutu
Limbah Cair Untuk Industri Minyak Sawit.
4
Universitas Sumatera Utara