Pengaruh Tegangan pada Reaktor Elektrokoagulasi Terhadap Pengolahan Effluent Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit

PENGARUH TEGANGAN PADA REAKTOR
ELEKTROKOAGULASI TERHADAP PENGOLAHAN
EFFLUENT LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT

SKRIPSI

Oleh

WILLIAM WARDHANA KASIM
100405054

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
APRIL 2016

Universitas Sumatera Utara

PENGARUH TEGANGAN PADA REAKTOR
ELEKTROKOAGULASI TERHADAP PENGOLAHAN

EFFLUENT LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT

SKRIPSI

Oleh

WILLIAM WARDHANA KASIM
100405054

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN M ENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
APRIL 2016

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH TEGANGAN PADA REAKTOR ELEKTROKOAGULASI
TERHADAP PENGOLAHAN EFFLUENT LIMBAH CAIR PABRIK
KELAPA SAWIT
yang dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, sejauh
yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah
dipublikasikan dan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di
lingkungan Universitas Sumatera Utara maupun di Perguruan Tinggi atau instansi
manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya dicantumkan sebagaimana
mestinya.

Medan,

2016

William Wardhana Kasim
NIM 100405054

i

Universitas Sumatera Utara

ii
Universitas Sumatera Utara

PRAKATA
Puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmatNya penulis dapat menyelesaikan laporan hasil penelitian yang berjudul
“Pengaruh Tegangan Pada Reaktor Elektrokoagulasi Terhadap Pengolahan
Effluent Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit”,berdasarkan hasil penelitian yang
penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar
sarjana teknik.
Hasil penelitian ini:
• Penelitian ini melakukan variasi voltase yang lebih banyak, yaitu 7-11 V.


Penelitian ini membantu pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit
sehingga tidak akan membahayakan kehidupan masyarakat.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan hasil penelitian ini penulis


banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan
terima kasih kepada :
1.

Farida Hanum, S.T, M.T selaku Dosen Pembimbing

2.

Dr.Ir.Iriany, M.Si selaku Dosen Penguji

3.

Ir.Lilis Suksesi, M.Sc, Ph.D selaku Dosen Penguji

4.

PPKS yang telah memberikan izin untuk melakukan analisa bahan disana.

5.


M. Ansori Nasution, S.T, M.Sc dari PPKS

6.

PT. PP London Sumatera Indonesia, Tbk. khususnya PKS Kebun
Bagerpang sebagai penyuplai limbah bahan percobaan.
Penulis menyadari bahwa laporan hasil penelitian ini masih banyak

kekurangannya. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang
membangun untuk kesempurnaan laporan hasil penelitian ini.
Medan,

2016

Penulis

iii
Universitas Sumatera Utara

William Wardhana Kasim


DEDIKASI

Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:
1. Kedua orang tua penulis, Kasim dan Boniyem yang tak hentinya
memberikan doa dan dukungan baik moral maupun materil kepada penulis
dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.
2. Seluruh keluarga besar penulis terutama adikku, Violine Wardhana dan
Ivany Wardhana yang tak hentinya memberikan doa kepada penulis dalam
menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.

iv
Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama: William Wardhana Kasim, S.Kom, BIT
NIM: 100405054
Tempat / Tanggal Lahir: Kisaran / 12 Agustus 1992
Nama Orang Tua: Kasim dan Boniyem

Alamat Orang Tua: Jl. Aksara Baru Blok D no. 217, Medan

Asal Sekolah








TK Diponegoro Kisaran tahun 1996 – 1998
SD Diponegoro Kisaran tahun 1998 – 1999
SD Sutomo 1 Medan tahun 1999 – 2004
SMP Sutomo 1 Medan tahun 2004 – 2007
SMA Sutomo 1 Medan tahun 2007 – 2010
IT&B Campus Medan tahun 2010 - 2014

Pengalaman Organisasi / Kerja


• Himatek periode 2013 – 2014 sebagai Anggota
• KMB USU periode 2010-2011 sebagai Anggota
Artikel yang telah dipublikasikan dalam Jurnal/Pertemuan Ilmiah :
• Jurnal Teknik Kimia USU, Vol 4, No.4 (2015) yang berjudul “Aplikasi
Elektrokoagulasi Dalam Pengolahan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit”

v
Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
Produksi minyak sawit mentah (crude palm oil, CPO) di Indonesia terus
meningkat sehingga akan menambah jumlah limbah cair yang dihasilkan.
Teknologi kolam anaerobik telah banyak dikembangkan, namun karakteristik
limbah cair pabrik kelapa sawit belum memenuhi baku mutu limbah cair yang
telah ditentukan oleh pemerintah terutama untuk COD. Karena itu perlu dilakukan
penelitian lanjutan tentang pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit dari kolam
anaerobic dengan teknik elektrokoagulasi. Elektrokoagulasi merupakan metode
yang mampu menyisihkan berbagai jenis polutan dalam air, seperti partikel
tersuspensi, logam berat, warna, larutan humus, dan deflouridasi air dengan
mengalirkan arus listrik kedalam sistem. Penelitian ini bertujuan untuk

mengetahui pengaruh tegangan pada supply DC terhadap kinerja sistem
elektrokoagulasi serta menentukan waktu terbaik untuk pengolahan limbah cair
pabrik kelapa sawit tersebut. Jenis material elektroda yang digunakan adalah
aluminium, dimensi reaktor adalah 12 x 12 x 36 cm dengan waktu retensi limbah
3 jam, jarak antar elektroda 1,5 cm, variasi tegangan supply DC adalah 7, 8, 9, 10
dan 11 volt dengan sampel limbah dari PKS PT. PP London Sumatera di
Bagerpang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa persentase penurunan COD, TS
dan TS paling besar adalah 73,76% pada 9V, 88,97% pada 7V dan 99,9% pada
11V. Hasil penurunan COD yang terbaik pada 9 V dengan waktu operasi 60
menit, hasil penurunan TS yang terbaik didapat pada 7 V dengan waktu operasi
180 menit, akan tetapi belum memenuhi baku mutu, sedangkan penurunan TSS
yang terbaik didapat pada 7 V dengan waktu operasi 30 menit dan hampir
keseluruhan memenuhi baku mutu limbah cair pabrik kelapa sawit sesuai dengan
Kep MenLH No.5 Tahun 2014.
Kata Kunci : Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit, Elektrokoagulasi, COD, TS, TSS

vi
Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT

The production of crude palm oil (crude palm oil, CPO) in Indonesia keep
increasing that also will increase the amount of wastewater that being generated.
Anaerobic pond technology had been developed, but the characteristics of palm oil
mill effluent had not met the effluent standards set by the government, especially
for COD. Therefore it is necessary to do further research on the treatment of palm
oil mill effluent from anaerobic pond with electrocoagulation technique.
Electrocoagulation was a method that capable of removing various kinds of
pollutants in water, the suspended particles, heavy metals, color, solution of soil,
and deflouridize water with an electricity into the system. This study aims to
determine the effect of the supply DC voltage to the electrocoagulation system
performance and determine the best time for the wastewater treatment from palm
oil plant. The type of electrode material used is aluminum, the dimension of the
reactor is 12 x 12 x 36 cm with the retention time of waste 3 hours, the distance
between the electrodes of 1.5 cm, supply DC voltage variation was 7, 8, 9, 10 and
11 volts with samples of the waste from PT. PP London Sumatra Mill at
Bagerpang. The results showed that the percentage reduction in COD, TS and TS
greatest was 73,76 % at 9V, 88.97% at 7V and 99.9% at 11V. The best COD
reduction reached at9V with operation time 60 minutes, reduction of TS was best
obtained at 7 V with operation time 180 minutes, but do not meet quality
standards, while the reduction in TSS was best obtained at 7 V with operation time

30 minutes and almost all met the quality standards for palm oil mill effluent
according with Kep MenLH No.5 2014 .
Keywords : Palm Oil Mill Effluent (POME), Electrocoagulation, COD, TS, TSS

vii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Halaman
i

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
PENGESAHAN

ii

PRAKATA

iii

DEDIKASI

iv

RIWAYAT HIDUP PENULIS

v

ABSTRAK

vi

ABSTRACT

vii

DAFTARISI

viii

DAFTAR GAMBAR

xi

DAFTAR TABEL

xii

DAFTAR LAMPIRAN

xiii

DAFTAR SINGKATAN

xiv

BAB I

BAB II

PENDAHULUAN

1

1.1 Latar Belakang

1

1.2 Perumusan Masalah

3

1.3 Tujuan Penelitian

3

1.4 Manfaat Penelitian

3

1.5 Ruang Lingkup Penelitian

4

TINJAUAN PUSTAKA

5

2.1 Karakteristik dan Baku Mutu Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
5
2.2 Pengolahan LPCKS Dengan Kolam Anaerobik

6

2.3 Elektrokoagulasi Dan Elektrolisis

8

2.3.1 Definisi Elektrolisis

8

2.3.2 Pengaruh Tegangan Listrik Terhadap Elektrokoagulasi 8
2.3.3 Definisi Elektrokoagulasi

9

2.3.4 Proses Elektrokoagulasi

9

2.3.5 Jenis Plat Elektroda

9

2.3.6 Keunggulan Teknik Elektrokoagulasi

11

viii
Universitas Sumatera Utara

2.3.7 KelemahanTeknik Elektrokoagulasi
2.4 Koagulasi dan Flokulasi

12

2.5 Parameter Utama Yang Diamati

13

2.6

BAB III

12

2.5.1Chemical Oxygen Demand (COD)

13

2.5.2Total Solid (TS)

14

2.5.3Total Suspended Solid (TSS)

14

Teknik Sampling

14

2.6.1. Tujuan Pengambilan Sampel

14

2.6.2. Tempat Pengambilan Sampel Bahan Baku

15

2.6.3. Perlengkapan Pengambilan Sampel

15

2.7Analisis Ekonomi

15

METODOLOGI PENELITIAN

17

3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian

17

3.2 Alat Dan Bahan Percobaan

17

3.2.1 Bahan

17

3.2.2 Peralatan

17

3.2.3 Perancangan Reaktor

18

3.2.3.1 Dimensi Reaktor

18

3.2.3.2 Elektroda

18

3.3 Rancangan Penelitian

19

3.4 Tata Cara Pengambilan Sampel

20

3.4.1 Sampling Effluent

20

3.4.2 Sampling Hasil Elektrokoagulasi

21

3.5 Prosedur Penelitian

21

3.5.1 Perangkaian Reaktor Elektrokoagulasi

21

3.5.2 Preparasi Limbah Kolam Anaerobik

21

3.5.3 Pelaksanaan Penelitian

21

3.6 Analisa Data

22

3.7 Flowchart

23

3.7.1 Flowchart Prosedur Penelitian

23

3.7.2 Flowchart Prosedur Analisa COD

24

3.7.3 Flowchart Prosedur Analisa TS

25

ix
Universitas Sumatera Utara

3.7.4 Flowchart Prosedur Analisa TSS
BAB IV

25

HASIL DAN PEMBAHASAN

26

4.1 Karakteristik Awal Limbah Cair Effluent Kolam Anaerobik

26

4.2 Perancangan Reaktor Elektrokoagulasi

26

4.3 Pengaruh Variabel Terhadap Perubahan COD, TS Dan TSS

27

4.3.1 Pengaruh Tegangan Terhadap Perubahan COD

27
4.

3.2Pengaruh Tegangan Terhadap Perubahan TS
28
4.3.3Pengaruh Tegangan Terhadap Perubahan TSS

BAB V

29

4.4Perbandingan Hasil Dengan Baku Mutu
4.4.1 Perbandingan Hasil COD Dengan Baku Mutu
4.4.2Perbandingan Hasil TS Dengan Baku Mutu
4.4.3Perbandingan Hasil TSS Dengan Baku Mutu
KESIMPULAN DAN SARAN

30
30
31
31
32

5.1 Kesimpulan

32

5.2 Saran

32

DAFTAR PUSTAKA

34

LAMPIRAN

37

x
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1 Rancangan dan Spesifikasi Reaktor Elektrokoagulasi

18

Gambar 3.2 Bentuk dan Ukuran Plat Elektroda Aluminium

19

Gambar 3.3 Flowchart Prosedur Penelitian

23

Gambar 3.4 Flowchart Prosedur Analisa COD

24

Gambar 3.6 Flowchart Prosedur Analisa TS

25

Gambar 3.7 Flowchart Prosedur Analisa TSS

25

Gambar 4.1 Rancangan Alat Elektrokoagulasi

27

Gambar 4.2 Grafik Penurunan COD Terhadap Waktu

28

Gambar 4.3 Grafik Penurunan TS Terhadap Waktu

29

Gambar 4.4 Grafik Penurunan TSS Terhadap Waktu

30

GambarL3.1 (a) Bak Kaca, (b) Plat Aluminium, (c) Supply DC dan (d) Perakitan
Alat yang sudah selesai

45

Gambar L3.2 (a) Pengetesan Alat Sebelum Dijalankan dan (b) Pengetesan Alat
Sesudah Dijalankan

46

Gambar L3.3 Tempat Limbah PKS Bagerpang

46

Gambar L3.4 Sampel Olahan Limbah PKS Bagerpang

47

xi
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu

2

Tabel 2.1 Tabel Karakteristik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit PKS Bagerpang5
Tabel 2.2 Baku Mutu Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit

6

Tabel 3.1Kombinasi Pada Setiap Satuan Percobaan

20

Tabel 4.1Karakteristik Limbah Awal

26

Tabel 4.2 Hasil Perbandingan COD Dengan Baku mutu

31

Tabel 4.3 Hasil Perbandingan TS Dengan Baku mutu

31

Tabel 4.4 Hasil Perbandingan TSS Dengan Baku mutu

31

Tabel L1.1Data Persentase Penurunan COD

37

Tabel L1.2 Data Persentase Penurunan TS

38

Tabel L1.3 Data Persentase Penurunan TSS

39

Tabel L1.4 Baku Mutu Limbah

40

xii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 DATA PENELITIAN

37

L1.1 Data PKS Bagerpang

37

L1.1.1Data Persentase Penurunan COD

37

L1.1.2 Data Persentase Penurunan TS

38

L1.1.3Data Persentase Penurunan TSS

39

L1.2 Data Baku Mutu Limbah

40

Lampiran 2 CONTOH PERHITUNGAN

41

L2.1 Perhitungan Kadar COD

41

L2.1.1 Perhitungan Nilai COD

41

L2.1.2 Perhitungan Persentase Penurunan COD

41

L2.2 Perhitungan Kadar TS

42

L2.2.1 Perhitungan NilaiTS

42

L2.2.2 Perhitungan Persentase Penurunan TS

43

L2.3 Perhitungan Kadar TSS

43

L2.3.1 Perhitungan Nilai TSS

43

L2.3.2 Perhitungan Persentase Penurunan TSS

44

Lampiran 3 DOKUMENTASI PENELITIAN

45

L3.1 Gambar Rangkaian Alat

45

L3.2 Pengetesan Alat

46

L3.3 Tempat Pengambilan Sampel

46

L3.4 Sampel Olahan

47

xiii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR SINGKATAN
Al

Aluminium

BOD

Biological Oxygem Demand

COD

Chemical Oxygen Demand

CPO

Crude Palm Oil

LCPKS

Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit

MASS

Mitra Agung Sawita Sejahtera

PKS

Pabrik Kelapa Sawit

SNI

Standar Nasional Indonesia

TBS

Tandan Buah Segar

TS

Total Solid

TSS

Total Suspended Solid

xiv
Universitas Sumatera Utara