PENGOLAHAN AIR LIMBAH PENCELUPAN INDUSTR

55

BAB 1
PENDAHULUAN
I.

LATAR BELAKANG
Proses pencelupan di bidang tekstil kini mengalami perkembangan yang
pesat. Mulai dari teknologi pencelupannya, zat warna, zat pembantu dan
rekayasa teknologi lainnya. Kini semua komponen komponen tersebut
didapat dengan mudah dengan hasil yang maksimal. Misalnya zat warna.
Kini terdapat zat warna sintesis hasil pengkoplingan dua atau lebih
senyawa sehingga membentuk partikel berwarna yang memiliki daya ikat
terhadap serat tekstil. Semula zat warna dibuat dari ekstraksi bahan alami
yang penggunaannya sangat sulit dan memakan waktu yang lama
sehingga produksinya menjadi rendah. Berbeda dengan zat warna sintesis
yang lebih cepat dan praktis pengguaannya serta daya celupnya yang
tinggi sehingga produksinya lebih meningkat.
Teknologi pencelupan pun semakin pesat dengan dikembangkannya mesin
mesin pencelupan yang mampu menampung bahan dalam skala besar.
Teknologi teknologi ini disamping menghasilkan kapasitas produksi yang

tinggi, tetapi juga menghasilkan limbah atau pencemaran yang tinggi
sehingga mempengaruhi kondisi lingkungan hidup. Dengan semakin
tingginya kapasitas produksi tekstil yang seiring dengan semakin
bermunculannya pabrik pabrik tekstil maka kadar pencemaran pun
semakin tinggi sehingga perlu proses penanggulangan limbah sebelum
dibuang ke lingkungan.
Zat warna sintetis yang kini marak digunakan merupakan zat warna
dengan inti azo dan antrakwinon dimana inti azo ( - N = N - ) ini digunakan
85% sebagai pewarna tekstil. Zat warna ini memiliki gugus ikatan rangkap
yang kuat dan sulit untuk didegradasi sehingga menimbulkan pencemaran
apabila sisa hasil pencelupannya dibuang begitu saja ke lingkungan. Uap
sisa pencelupannya pun berbahaya apabila terhirup karena menyebabkan
iritasi pernafasan sehingga sebelum uapnya dibuang maka dilakukan
pengolahan terlebih dahulu.

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

1

55

Parameter yang dapat digunakan untuk mengetahui kadar pencemaran
lingkungan adalah BOD,COD dan juga TSS. Ketiga parameter tersebut
dapat menunjukan besarnya tingkat pencemaran dalam suatu limbah.
Semakin tinggi nilainnya maka semakin besar tingkat pencemarannya
sehingga memerlukan pengolahan yang lebih efektif untuk mengolah
limbah tersebut.
Pada saat ini umumnya pengolahan limbah menggunakan metoda
biologimisalnya denganlumpur aktif. Pada proses pengolahan dengan
lumpur aktif, senyawa organik diuraikan secara biologis oleh aktifitas
mikroba yang tumbuh tersuspensi kedalam cairan didalam bioreaktor.
Mikroba dalam reaktor tumbuh karena adanya oksigen akibat adanya
reaksi antara lumpur aktif dengan udara dan limbah sehingga mikroba
dapat hidup dan mendegradasi zat organik yang terkandung dalam limbah.
Mekanisme yang digunakan melalui dua tahap yaitu penyerapan secara
fisika – kimiawi dan juga Interaksi antar partikel – partikel terlarut sehingga
akan

menjadi

suspensi

yang

kemudian

akan

terpisahkan

air

limbah.Selanjutnya yaitu tahap stabilisasi yang dapat berlangsung secara
paralel melalui penyerapan polutan organik yang di uraikan menjadi gas
CO2 dan juga H2O oleh aktifitas mikroba. Proses lumpur aktif sangat sensitif
terhadap perubahan kondisi dan lonjakan beban polutan.
Kelemahan dari pengolahan dengan lumpur aktif adalah timbulnya lumpur
yang berlebihan dari sisa proses pengolahan limbahnya sehingga masih
menimbulkan pencemaran. Untuk itu dilakukan aktifasi lumpur aktif dengan

karbon aktif yang sekaligus dapat menurunkan volume lumpur hasil
pengolahan limbah.Penambahan karbon aktif ke dalam lumpur aktif
berfungsi menyerap warna secara adsorbsi, selain itu juga membantu
pertumbuhan lumpur aktif yaitu sebagai media sehingga biomassa lumpur
aktif bertambah. Dengan adanya penambahan karbon aktif ke dalam
sistem pengolahan lumpur aktif, akan terjadi interaksi penyerapan yang
sinergi antara partikel biomassa lumpur aktif dengan karbon aktif yang
mengakibatkan kapasitas penyerapan dan reduksi polutan organik menjadi
lebih besar. Selanjutnya adanya serbuk karbon aktif dapat pula merendam

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

2

55

efek racun ataupun lonjakan beban sehingga sistem lumpur aktif dapat
diperhatikan lebih stabil.
Dalam rangka menyelesaikan masalah lumpur kimia yang dihasilkan dari

proses pengolahan limbah dengan cara pengolahan secara biologi dengan
lunpur lumpur aktif, maka dilakukan penelitian peningkatan kinerja lumpur
aktif dengan penambahan karbon aktif dalam pengolahan air limbahnya.
II.

RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang diatas, maka dapat dirumuskan beberapa
masalah yang akan dipecahkan dalam makalah ini yaitu diantaranya
bagaimana cara mengolah limbah dari industri tekstil pencelupan yang
memiliki kandungan COD yang tinggidengan pengolahan secara biologi
menggunakan lumpur aktif. Pengolahan ini dapat menurunkan kadar COD,
namun menghasilkan lumpur kimia yang berlebihan sehingga memerlukan
mikroorganisme lebih untuk dapat mengurai lumpur tersebut. Selain
beracun, lumpur tersebut juga dapat mencemari lingkungan. Oleh karena
itu, diperlukan penambahan karbon aktif dan penambahan waktu aerasi
dengan lumpur aktif sehingga sisa lumpur tersebut mengalami reaksi balik
dan diolah kembali dengan sisa mikrorganisme berlebih sehingga lumpur
kimia berkurang. Berdasarkan hal tersebut maka dilakukan suatu
pengolahan pada limbah tekstil untuk mengetahui kondisi optimal yang baik
dari penggunaan waktu aerasi dalam proses pengolahan limbah.

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

3

55

III.

MAKSUD DAN TUJUAN

III.1 MAKSUD
Maksud dari percobaan ini adalah untuk mengolah limbah dari industri
tekstil

dengan

pengolahan

secara

biologi

menggunakan

karbon

aktifdengan baik dan benar.
III.2 TUJUAN
Tujuan dari praktikum ini adalah :


Untuk dapat melakukan pengolahan pada air limbah dari industri
basah tekstil dengan pengolahan secara biologi menggunakan lumpur
aktif yang diaktifasi dengan menggunakan karbon aktif.



Untuk mengetahui kondisi optimum dari pengunaan waktu aerasi yang

berbeda pada pengolahan air limbah dengan menggunakan lumpur
aktif yang diaktifasi dengan karbon aktif pada variasi waktu 0 - 24– 48–
72 – 240 jam.



Untuk mendapatkan air limbah hasil pengolahan yang sesuai dengan
baku mutu limbah untuk dapat dibuang ke lingkungan yang diuji
dengan evaluasi COD.

IV.

KERANGKA PEMIKIRAN
Pengolahan air limbah industri tekstil dengan lumpur aktif merupakan
pengolahan secara biologi. Pengolahan ini menggunakan lumpur aktif
untuk menghasilkan mikroorganisme yang akan mengoksidasi zat organik
dalam air limbah industri tekstil. Pada dasarnya air limbah industri tekstil
mengandung zat organik yang juga bersifat racun apabila langsung
dibuang ke lingkungan, sehingga perlu pengolahan terlebih dahulu. Zat
organik dapat dioksidasi oleh mikroorganisme sehingga menghasilkan CO2

dan H2O yang dapat dibuang ke lingkungan. Mikroorganisme didapat
dengan adanya supply oksigen dari aerator yang tersuspensi dalam air
limbah sehingga mikroorganisme tersebut dapat tumbuh dan mampu
mengoksidasi zat organik.

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

4

55

Pengolahan

air

limbah

dengan

menggunakan

lumpur

aktif

dapat

menghasilkan lumpur kimia berlebihan, sehingga digunakan karbon aktif
untuk mengurangi limbah kimia berlebihan dari hasil pengolahan air limbah
industri tekstil. Pengurangan lumpur kimia ini dilakukan dengan melengkapi
aerator dengan umpan balik. Selain itu, karbon aktif dapat menyerap racun
dari kandungan air limbah. Karbon aktif ditambahkan pada air limbah dan
lumpur aktif yang juga dapat mensupply oksigen sehingga proses oksidasi
zat organik menjadi lebih baik. Oleh karena itu, supply oksigen tidak hanya
didapat dari aerasi, tetapi juga dari penambahan karbok aktif sehingga
biomassa lumpur aktif bertambah. Penambahan karbon aktif dapat
menghilangkan pigmen warna pada limbah sisa pencelupan dan bahan
beracun serta meningkatkan ketahanan mikroba dalam air limbah dan yang
paling penting adalah mengurangi kadar BOD dan COD dengan

memperbaiki pengendapan zat organik.
Ketika karbon aktif ditambahkan dalam lumpur aktif, maka terbentuk flok
dari jasad renik atau mikroorganisme dari semula tersebar menjadi
berkumpul. Kemudian zat organik dapat menempel dipermukaan flok
karena adanya penyerapan zat organik atau adsorpsi zat organik. Lalu flok
akan mendegradasi zat organik dengan menghasilkan CO2 dan H2O.
Semakin tinggi konsentrasi karbon aktif yang ditambahkan pada lumpur
aktif maka oksidasi zat organik menjadi semakin besar karena kadar
oksigen yang dihasilkan sebagai sumber energi mikroorganisme lebih
banyak seiring dengan semakin banyaknya lumpur aktif yang terbentuk dari
penambahan karbon aktif, flok yang terbentuk pun semakin banyak
sehingga pemisahan zat organik dari air semakin baik. Nilai COD pun
semakin rendah seiring dengan berkurangnya kadar zat organik sehingga
efisiensi pengolahannya semakin baik. Selain itu, karbon aktif pun dapat
mengurangi lumpur kimia akibat dari reaksi absorpsi zat organik dengan
adanya udara yang berlebih atau kaya udara sehingga terjadi reaksi umpan
balik dimana lumpur kimia berlebih ini mengalami return sludge sehingga
dapat berkurang. Lumpur kimia yang tersisa dapat dibuang setelah
melewati bak pengendapan atau clarifier karena volumenya telah
berkurang.

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

5

55

Waktu kontak antara karbon aktif dan air limbah pada waktu aerasi
mempengaruhi hasil pengolahan limbah. Dimana semakin lama waktu
aerasi maka semakin lama kontak antara karbon aktif dalam air limbah
sehingga penyerapan zat organik semakin banyak karena semakin banyak
oksigen sehingga semakin banyak pula mikroorganisme yang hidup untuk
mengoksidasi zat organik.
Oleh karena itu, dengan semakin tingginya konsentrasi karbon aktif dan
wakru aerasi maka nilai COD menurun, pigmen warna yang mengendap
semakin banyak, racun banyak yang terserap serta H2O dan CO2 yang
dihasilkan semakin banyak. Selain itu, lumpur kimia berlebih dari proses
aerasi dapat dikurangi dengan return sludge sehingga volumenya
berkurang

dan

air

limbah

dapat

dibuang

ke

lingkungan

tanpa

membahayakan lingkungan.
Dengan beberapa keuntungan diatas, maka terdapat keuntungan lain yang
didapat dimana penggunaan metoda biologi ini harganya lebih murah dan
efisiensi pengolahannya dapat mencapai 95% dengan penambahan karbon
aktif.

V.

METODA PENELITIAN
Percobaan yang dilakukan merupakan Skala Labolatorium metoda batch.
Bahan baku yang digunakan sebagai contoh uji adalah air limbah dari
industri basah tekstil yang memiliki kadar COD tinggi sehingga diperlukan
proses pengolahan terlebih dahulu sebelum dibuang ke lingkungan.
Pengolahan dilakukan dengan cara penambahan karbon aktif pada contoh
uji yang telah ditambahkan lumpur aktif dengan beberapa parameter tetap.
Tahapan pengolahan diawali dengan proses aklimatisasi lalu dilanjutkan
dengan percobaan aerasi secara batch. Adapun konsentarsi karbon aktif
yang digunakan adalah 800 ppm dan waktu aerasi 0 - 24 – 48 – 72 – 240
jam.

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

6

55

VI. EVALUASI
PENGUJIAN COD
Adapun karena tujuan pengolahan limbah dengan metode lumpur aktif dan
karbon aktif ini dapat mengurangi kadar dari COD sehingga dapat
mendegradasi limbah yang beracun dan zat organic sehingga air limbah
yang diproses dapat dibuang kelingkungan serta air yang dapat digunakan
kembali. maka pengujian hasil perobaan untuk melihat hasil setelah melalui
proses pengolahan yaitu megetahui kadar COD pada air limbah setelah
pengolahan, serta secara visual dilihat dari warna air limbah dan bau.

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

7

55

BAB II
TEORI DASAR

2.1 Limbah
Limbah tekstil merupakan limbah yang dihasilkan dalam proses pengkanjian,
proses

penghilangan

kanji,

penggelantangan,

pemasakan,

merserisasi,

pencelupan, pencapan dan proses penyempurnaan. Proses penyempurnaan
kapas menghasilkan limbah yang lebih banyak dan lebih kuat dari pada limbah
dari proses penyempurnaan bahan sistesis. Gabungan air limbah pabrik tekstil di
Indonesia rata-rata mengandung 750 mg/Lpadatan tersuspensi dan 500 mg/L
BOD. Perbandingan COD : BOD adalah dalam kisaran 1,5 : 1 sampai 3 : 1.
Pabrik serat alam menghasilkan beban yang lebih besar. Beban tiap ton produk
lebih besar untuk operasi kecil dibandingkan dengan operasi modern yang besar,
berkisar dari 25 kg BOD/ton produk sampai 100 kg BOD/ton. Informasi tentang
banyaknya limbah produksi kecil batik tradisional belum ditemukan.
Serat buatan dan serat alam (kapas) diubah menjadi barang jadi tekstil dengan
menggunakan serangkaian proses. Serat kapas dibersihkan sebelum disatukan
menjadi benang. Pemintalan mengubah serat menjadi benang. Sebelum proses
penenunan atau perajutan, benang buatan maupun kapas dikanji agar serat
menjadi kuat dan kaku. Zat kanji yang lazim digunakan adalah pati, perekat
gelatin, getah, polivinil alkohol (PVA) dan karboksimetil selulosa (CMC).
Penenunan, perajutan, pengikatan dan laminasi merupakan proses kering.
Sesudah penenunan serat dihilangkan kanjinya dengan asam (untuk pati) atau
hanya air (untuk PVA atau CMC). Penghilangan kanji pada kapas dapat memakai
enzim. Sering pada waktu yang sama dengan pengkanjian, digunakan
pengikisan (pemasakan) dengan larutan alkali panas untuk menghilangkan
kotoran dari kain kapas. Kapas juga dapat dimerserisasi dengan perendaman
dalam natrium hidroksida, dilanjutkan pembilasan dengan air atau asam untuk
meningkatkan

kekuatannya.

Penggelantangan

dengan

natrium

hipoklorit,

peroksida atau asam perasetat dan asam borat akan memutihkan kain yang
dipersiapkan untuk pewarnaan. Kapas memerlukan pengelantangan yang lebih

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

8

55

ekstensif daripada kain buatan (seperti pendidihan dengan soda abu dan
peroksida). Pencelupan serat, benang dan kain dapat dilakukan dalam tong atau
dengan memakai proses kontinyu, tetapi kebanyakan pewarnaan tekstil sesudah
ditenun. Di Indonesia denim biru (kapas) dicelup dengan zat warna. Pencapan
memberikan warna dengan pola tertentu pada kain diatas rol atau kasa.
Sumber Limbah :
Larutan penghilang kanji biasanya langsung dibuang dan ini mengandung zat
kimia pengkanji dan penghilang kanji pati, PVA, CMC, enzim, asam.
Penghilangan kanji biasanya memberikan BOD paling banyak dibanding dengan
proses-proses lain. Pemasakan dan merserisasi kapas serta pencelupan semua
kain adalah sumber limbah cair yang penting yang menghasilkan asam, basa,
COD, BOD, padatan tersuspensi dan zat-zat kimia. Proses-proses ini
menghasilkan limbah cair dengan volume besar, pH yang sangat bervariasi dan
beban pencemaran yang tergantung pada proses dan zat kimia yang digunakan.
Pewarnaan dan pembilasan menghasilkan air limbah yang berwarna dengan
COD tinggi dan bahan-bahan lain dari zat warna yang dipakai, seperti fenol dan
logam. Di Indonesia zat warna berdasar logam (krom) tidak banyak dipakai.
Proses pencetakan menghasilkan limbah yang lebih sedikit daripada pewarnaan.
Jenis Limbah :
1.
2.
3.
4.

Logam berat terutama As, Cd, Cr, Pb, Cu, Zn.
Hidrokarbon terhalogenasi (dari proses dressing dan finishing).
Pigmen, zat warna dan pelarut organic.
Tensioactive (surfactant).

Penanganan Limbah :
1. Langkah pertama untuk memperkecil beban pencemaran dari operasi tekstil
adalah program pengelolaan air yang efektif dalam pabrik, menggunakan:


Pengukur dan pengatur laju alir.



Pengendalian permukaan cairan untuk mengurangi tumpahan.



Pemeliharaan alat dan pengendalian kebocoran.



Pengurangan pemakaian air masing-masing proses.



Otomatisasi proses atau pengendalian proses operasi secara cermat.

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

9

55



Penggunaan kembali air limbah proses yang satu untuk penambahan
(make-up) dalam proses lain (misalnya limbah merserisasi untuk
membuat penangas pemasakan atau penggelantangan).



Proses kontinyu lebih baik dari pada proses batch (tidak kontinyu).



Pembilasan dengan aliran berlawanan.

2. Penggantian dan pengurangan pemakaian zat kimia dalam proses harus
diperiksa pula:


Penggantian kanji dengan kanji buatan untuk mengurangi BOD.



Penggelantangan dengan peroksida menghasilkan limbah yang kadarnya
kurang kuat daripada penggelantangan pemasakan hipoklorit.



Penggantian

zat-zat

pendispersi,

pengemulsi

dan

perata

yang

menghasilkan BOD tinggi dengan yang BOD-nya lebih rendah.
3. Zat pewarna yang sedang dipakai akan menentukan sifat dan kadar limbah
proses pewarnaan. Pewarna dengan dasar pelarut harus diganti pewarna
dengan dasar air untuk mengurangi banyaknya fenol dalam limbah. Bila
digunakan pewarna yang mengandung logam seperti krom, mungkin
diperlukan reduksi kimia dan pengendapan dalam pengolahan limbahnya.
Proses penghilangan logam menghasilkan lumpur yang sukar diolah dan
sukar dibuang. Pewarnaan dengan permukaan kain yang terbuka dapat
mengurangi jumlah kehilangan pewarna yang tidak berarti.
2.2 Pengelolaan Air Limbah
Teknologi pengolahan air limbah adalah kunci dalam memelihara kelestarian
lingkungan. Apapun macam teknologi pengolahan air limbah domestik maupun
industri yang dibangun harus dapat dioperasikan dan dipelihara oleh masyarakat
setempat. Jadi teknologi pengolahan yang dipilih harus sesuai dengan
kemampuan teknologi masyarakat yang bersangkutan.
Berbagai teknik pengolahan air buangan untuk menyisihkan bahan polutannya
telah dicoba dan dikembangkan selama ini. Teknik-teknik pengolahan air
buangan yang telah dikembangkan tersebut secara umum terbagi menjadi 3
metode pengolahan:
1. Pengolahan secara fisika

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

10

55

2. Pengolahan secara kimia
3. Pengolahan secara biologi
Untuk suatu jenis air buangan tertentu, ketiga metode pengolahan tersebut dapat
diaplikasikan secara sendiri-sendiri atau secara kombinasi.
1. Pengolahan Secara Fisika
Pada umumnya, sebelum dilakukan pengolahan lanjutan terhadap air
buangan, diinginkan agar bahan-bahan tersuspensi berukuran besar dan
yang mudah mengendap atau bahan-bahan yang terapung disisihkan
terlebih dahulu. Penyaringan (screening) merupakan cara yang efisien dan
murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar. Bahan
tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan
proses pengendapan.

Parameter desain yang utama untuk proses

pengendapan ini adalah kecepatan mengendap partikel dan waktu detensi
hidrolis di dalam bak pengendap.

Gambar 2.1. Skema Diagram Pengolahan Fisik

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

11

55

Proses flotasi banyak digunakan untuk menyisihkan bahan-bahan yang
mengapung seperti minyak dan lemak agar tidak mengganggu proses
pengolahan berikutnya. Flotasi juga dapat digunakan sebagai cara
penyisihan bahan-bahan tersuspensi (clarification) atau pemekatan lumpur
endapan (sludge thickening) dengan memberikan aliran udara ke atas (air
flotation).
Proses filtrasi di dalam pengolahan air buangan, biasanya dilakukan untuk
mendahului proses adsorbsi atau proses reverseosmosis-nya, akan
dilaksanakan untuk menyisihkan sebanyak mungkin partikel tersuspensi dari
dalam air agar tidak mengganggu proses adsorbsi atau menyumbat
membran yang dipergunakan dalam proses osmosa.
Proses adsorbsi, biasanya dengan karbon aktif, dilakukan untuk menyisihkan
senyawa aromatik (misalnya: fenol) dan senyawa organik terlarut lainnya,
terutama jika diinginkan untuk menggunakan kembali air buangan tersebut.
Teknologi membran (reverse osmosis) biasanya diaplikasikan untuk unit-unit
pengolahan kecil, terutama jika pengolahan ditujukan untuk menggunakan
kembali air yang diolah. Biaya instalasi dan operasinya sangat mahal.
2. Pengolahan Secara Kimia
Pengolahan

air

buangan

secara

kimia

biasanya

dilakukan

untuk

menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid),
logam-logam berat, senyawa fosfor, dan zat organik beracun, dengan
membubuhkan bahan kimia tertentu yang diperlukan. Penyisihan bahanbahan tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahanbahan tersebut, yaitu dari tak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan
(flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi, dan
juga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi.

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

12

55

Gambar 2.2. Skema Diagram Pengolahan Secara Kimia
Pengendapan bahan tersuspensi yang tak mudah larut dilakukan dengan
membubuhkan elektrolit yang mempunyai muatan yang berlawanan dengan
muatan koloidnya agar terjadi netralisasi muatan koloid tersebut, sehingga
akhirnya dapat diendapkan. Penyisihan logam berat dan senyawa fosfor
dilakukan dengan membubuhkan larutan alkali (air kapur misalnya) sehingga
terbentuk

endapan

hidroksida

logam-logam

tersebut

atau

endapan

hidroksiapatit. Endapan logam tersebut akan lebih stabil jika pH air > 10,5
dan untuk hidroksiapatit pada pH > 9,5. Khusus untuk krom heksavalen,
sebelum diendapkan sebagai krom hidroksida [Cr(OH)3], terlebih dahulu
direduksi menjadi krom trivalent dengan membubuhkan reduktor (FeSO 4,
SO2, atau Na2S2O5).
Penyisihan bahan-bahan organik beracun seperti fenol dan sianida pada
konsentrasi rendah dapat dilakukan dengan mengoksidasinya dengan klor
(Cl2), kalsium permanganat, aerasi, ozon hidrogen peroksida.
Pada dasarnya kita dapat memperoleh efisiensi tinggi dengan pengolahan
secara kimia, akan tetapi biaya pengolahan menjadi mahal karena
memerlukan bahan kimia.

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

13

55

3. Pengolahan secara biologi
Semua air buangan yang biodegradable dapat diolah secara biologi.
Sebagai pengolahan sekunder, pengolahan secara biologi dipandang
sebagai pengolahan yang paling murah dan efisien. Dalam beberapa
dasawarsa telah berkembang berbagai metode pengolahan biologi dengan
segala modifikasinya.
Pada dasarnya, reaktor pengolahan secara biologi dapat dibedakan atas dua
jenis, yaitu:
1) Reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth reaktor);
2) Reaktor pertumbuhan lekat (attached growth reaktor).
Di dalam reaktor pertumbuhan tersuspensi, mikroorganisme tumbuh dan
berkembang dalam keadaan tersuspensi. Proses lumpur aktif yang banyak
dikenal berlangsung dalam reaktor jenis ini. Proses lumpur aktif terus
berkembang dengan berbagai modifikasinya, antara lain: oxidation ditch dan
kontak-stabilisasi. Dibandingkan dengan proses lumpur aktif konvensional,
oxidation ditch mempunyai beberapa kelebihan, yaitu efisiensi penurunan
BOD dapat mencapai 85%-90% (dibandingkan 80%-85%) dan lumpur yang
dihasilkan lebih sedikit. Selain efisiensi yang lebih tinggi (90%-95%), kontak
stabilisasi mempunyai kelebihan yang lain, yaitu waktu detensi hidrolis total
lebih pendek (4-6 jam). Proses kontak-stabilisasi dapat pula menyisihkan
BOD tersuspensi melalui proses absorbsi di dalam tangki kontak sehingga
tidak

diperlukan

penyisihan

BOD

tersuspensi

dengan

pengolahan

pendahuluan.
Kolam oksidasi dan lagoon, baik yang diaerasi maupun yang tidak, juga
termasuk dalam jenis reaktor pertumbuhan tersuspensi. Untuk iklim tropis
seperti Indonesia, waktu detensi hidrolis selama 12-18 hari di dalam kolam
oksidasi maupun dalam lagoon yang tidak diaerasi, cukup untuk mencapai
kualitas efluen yang dapat memenuhi standar yang ditetapkan. Di dalam
lagoon yang diaerasi cukup dengan waktu detensi 3-5 hari saja.

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

14

55

Di dalam reaktor pertumbuhan lekat, mikroorganisme tumbuh di atas media
pendukung dengan membentuk lapisan film untuk melekatkan dirinya.
Berbagai modifikasi telah banyak dikembangkan selama ini, antara lain:
1) Trickling filter
2) Cakram biologi
3) Filter terendam
4) Reaktor fludisasi
Seluruh modifikasi ini dapat menghasilkan efisiensi penurunan BOD sekitar
80%-90%.
Ditinjau dari segi lingkungan dimana berlangsung proses penguraian secara
biologi, proses ini dapat dibedakan menjadi dua jenis:
1) Proses aerob, yang berlangsung dengan hadirnya oksigen
2) Proses anaerob, yang berlangsung tanpa adanya oksigen
Apabila BOD air buangan tidak melebihi 400 mg/L, proses aerob masih
dapat dianggap lebih ekonomis dari anaerob. Pada BOD lebih tinggi dari
4000 mg/L, proses anaerob menjadi lebih ekonomis.

Gambar 2.3. Skema Diagram Pengolahan Secara Biologi

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

15

55

Dalam prakteknya saat ini, teknologi pengolahan limbah cair mungkin tidak
lagi sesederhana seperti dalam uraian di atas. Namun pada prinsipnya,
semua limbah yang dihasilkan harus melalui beberapa langkah pengolahan
sebelum dibuang ke lingkungan atau kembali dimanfaatkan dalam proses
produksi,
2.3 Pengolahan dengan Lumpur Aktif
Lumpur aktif (activated sludge) adalah proses pertumbuhan mikroba tersuspensi.
Proses ini pada dasarnya merupakan pengolahan aerobik yang mengoksidasi
material organik menjadi CO2 dan H2O, NH4 dan sel biomassa baru. Proses ini
menggunakan udara yang disalurkan melalui pompa blower (diffused) atau
melalui aerasi mekanik. Sel mikroba membentuk flok yang akan mengendap di
tangki penjernihan. Kemampuan bakteri dalam membentuk flok menentukan
keberhasilan pengolahan limbah secara biologi, karena akan memudahkan
pemisahan partikel dan air limbah. Lumpur aktif dicirikan oleh beberapa
parameter, antara lain, Indeks Volume Lumpur (Sludge Volume Index = SVI) dan
Stirred Sludge Volume Index (SSVI).
Perbedaan antara dua indeks tersebut tergantung dari bentuk flok, yang diwakili
oleh faktor bentuk (Shape Factor = S). Sistem pengolah lumpur aktif baik untuk
domestik maupun industri mengandung 1-5% padatan total dan 95-99% bulk
water (liqour). Pembuangan kelebihan lumpur dilakukan dengan mengurangi
volume lumpur melalui proses pengepresan (dewatering). Konsentrasi besi yang
tinggi konsentrasi besi yang tinggi, 70-90% dalam bentuk Fe (III), ditemukan
dalam lumpur aktif. akumulasi besi dapat berasal dari influent air limbah atau
melalui penambahan FeSO4 yang digunakan untuk menghilangkan fosfor.
Sebagai contoh pengolahan limbah sistem lumpur aktif adalah Unit Pengelolaan
Air Limbah PT. UNITEX. Unit ini mampu mengolah limbah lebih dari 200 m 2 per
hari. Proses pengelolaan terbagi atas tiga tahap pemrosesan, yaitu :
1) ProsesPrimer, meliputi penyaringan kasar, penghilangan warna, equalisasi,
penyaringan halus, pendinginan.
2) Proses Sekunder, biologi dan sedimentasi.
3) Proses Tersier, tahap lanjutan dengan penambahan bahan kimia.

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

16

55

Sistem yang digunakan dalam PAL PT. Unitex merupakan perpaduan antara
proses fisika, kimia dan biologi. Hal yang paling berperan dalam hal
pengurangan bahan-bahan pencemar adalah proses biologi yang menggunakan
sistem lumpur aktif dengan extented aeratio. Selain limbah cair, terdapat juga
limbah padat berupa lumpur yang merupakan hasil samping dari sistem
pengolahan yang digunakan. Lumpur hasil olahan digunakan sebagai bahan
campuran pembuatan coneblock dan batako press serta pupuk organik. Hal ini
merupakan salah satu alternatif dan langkah lebih maju dari PT. Unitex dalam
memanfaatkan kembali limbah padat.
Proses pengolahan limbah dengan metode Biologi adalah metode yang
memanfaatkan mikroorganisme sebagai katalis untuk menguraikan material yang
terkandung di dalam air limbah. Metode pengolahan lumpur aktif (activated
sludge) adalah merupakan proses pengolahan air limbah yang memanfaatkan
proses mikroorganisme tersebut.
Lumpur aktif (activated sludge) adalah proses pertumbuhan mikroba tersuspensi
yang pertama kali dilakukan di Ingris pada awal abad 19. Sejak itu proses ini
diadopsi seluruh dunia sebagai pengolah air limbah domestik sekunder secara
biologi. Proses ini pada dasarnya merupakan pengolahan aerobik yang
mengoksidasi material organik menjadi CO 2 dan H2O, NH4. dan sel biomassa
baru. Udara disalurkan melalui pompa blower (diffused) atau melalui aerasi
mekanik. Sel mikroba membentuk flok yang akan mengendap di tangki
penjernihan
Anna dan Malte (1994) berpendapat keberhasilan pengolahan limbah secara
biologi dalam batas tertentu diatur oleh kemampuan bakteri untuk membentuk
flok, memudahkan pemisahan partikel dan air limbah. Lumpur aktif adalah
ekosistem yang komplek yang terdiri dari bakteri, protozoa, virus, dan organismeorganisme lain.
Pada kesempatan lain Anna dan Malte (1997) menyatakan bahwa proses lumpur
aktif dalam pengolahan air limbah tergantung pada pembentukan flok lumpur
aktif yang terbentuk oleh mikroorganisme (terutama bakteri), partikel inorganik,
dan polimer exoselular. Selama pengendapan flok, material yang terdispersi,
seperti sel bakteri dan flok kecil, menempel pada permukaan flok.

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

17

55

Pembentukan flok lumpur aktif dan penjernihan dengan pengendapan flok akibat
agregasi bakteri dan mekanisme adesi. Selanjutnya dinyatakan pula bahwa
flokulasi dan sedimentasi flok tergantung pada hypobisitas internal dan eksternal
dari flok dan material exopolimer dalam flok, dan tegangan permukaan larutan
mempengaruhi hydropobisitas lumpur granular dari reaktor lumpur anaerobik.

Gambar 2.4 Sistem Lumpur Aktif
1. Tangki aerasi
Oksidasi aerobik material organik dilakukan dalam tangki ini. Efluent pertama
masuk dan tercampur dengan Lumpur Aktif Balik (Return Activated Sludge
=RAS) atau disingkat LAB membentuk lumpur campuran (mixed liqour),
yang mengandung padatan tersuspensi sekitar 1.500 - 2.500 mg/l. Aerasi
dilakukan secara mekanik. Karakteristik dari proses lumpur aktif adalah
adanya daur ulang dari biomassa. Keadaan ini membuat waktu tinggal ratarata sel (biomassa) menjadi lebih lama dibanding waktu tinggal hidrauliknya
(Sterritt dan Lester, 1988). Keadaan tersebut membuat sejumlah besar
mikroorganisme mengoksidasi senyawa organik dalam waktu yang singkat.
Waktu tinggal dalam tangki aerasi berkisar 4 - 8 jam.
2. Tangki Sedimentasi
Tangki ini digunakan untuk sedimentasi flok mikroba (lumpur) yang
dihasilkan selama fase oksidasi dalam tangki aerasi. Seperti disebutkan
diawal bahwa sebaghian dari lumpur dalam tangki penjernih didaur ulang
kembali dalam bentuk LAB kedalam tangki aerasi dan sisanya dibuang untuk
menjaga rasio yang tepat antara makanan dan mikroorganisme (F/M Ratio).

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

18

55

3. Parameter
Parameter yang umum digunakan dalam lumpur aktif (Davis dan Cornwell,
1985; Verstraete dan van Vaerenbergh, 1986) adalah sebagai berikut:
a. Mixed-liqour suspended solids (MLSS). Isi tangki aerasi dalam sistem
lumpur aktif disebut sebagai mixed liqour yang diterjemahkan sebagai
lumpur campuran. MLSS adalah jumlah total dari padatan tersuspensi
yang berupa material organik dan mineral, termasuk didalamnya adalah
mikroorganisma. MLSS ditentukan dengan cara menyaring lumpur
campuran dengan kertas saring (filter), kemudian filter dikeringkan pada
temperatur 1050C, dan berat padatan dalam contoh ditimbang.
b. Mixed-liqour volatile suspended solids (MLVSS). Porsi material organik
pada MLSS diwakili oleh MLVSS, yang berisi material organik bukan
mikroba, mikroba hidup dan mati, dan hancuran sel (Nelson dan
Lawrence, 1980). MLVSS diukur dengan memanaskan terus sampel filter
yang telah kering pada 600 - 650 0C, dan nilainya mendekati 65-75% dari
MLSS.
c. Food - to - microorganism ratio (F/M Ratio). Parameter ini merupakan
indikasi beban organik yang masuk kedalam sistem lumpur aktif dan
diwakili nilainya dalam kilogram BOD per kilogram MLSS per hari (Curds
dan Hawkes, 1983; Nathanson, 1986).
4. Bakteri
Bakteri merupakan unsur utama dalam flok lumpur aktif. Lebih dari 300 jenis
bakteri yang dapat ditemukan dalam lumpur aktif. Bakteri tersebut
bertanggung jawab terhadap oksidasi material organik dan tranformasi
nutrien, dan bakteri menghasilkan polisakarida dan material polimer yang
membantu flokulasi biomassa mikrobiologi. Genus yang umum dijumpai
adalah : Zooglea, Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes, Bacillus,
Achromobacter,

Corynebacterium,

Comomonas,

Brevibacterium,

dan

Acinetobacter, disamping itu ada pula mikroorganisme berfilamen, yaitu
Sphaerotilus dan Beggiatoa, Vitreoscilla yang dapat menyebabkan sludge
bulking.

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

19

55

Karena tingkat oksigen dalam difusi terbatas, jumlah bakteri aktif aerobik
menurun karena ukuran flok meningkat (Hanel, 1988). Bagian dalam flok
yang relatif besar membuat kondisi berkembangnya bakteri anaerobik
seperti

metanogen.

Kehadiran metanogen

dapat

dijelaskan dengan

pembentukan beberapa kantong anaerobik didalam flok atau dengan
metanogen tertentu terhdap oksigen (Wu et al., 1987). Oleh karena itu
lumpur aktif cukup baik dan cocok untuk material bibit bagi pengoperasian
awal reaktor anaerobik.
GENUS

PERSENTASI

KELOMPOK

DARI TOTAL ISOLAT

Comamonas-Pseudomonas

50

Alkaligenes

5,8

Pseudomonas (Kelompok Florescent)

1,9

Paracoccus

11,5

Unidentified (gram negative rods)

1,9

Aeromomas

1,9

Flavobacterium - Cytophaga

13,5

Bacillus

1,9

Micrococcus

1,9

Coryneform

5,8

Arthrobacter

1,9

Aureobacterium-Microbacterium

1,9

Tabel 2.1 Distribusi Bakteri Heteropik Aerobik Dalam Lumpur Aktif Standard
Jumlah total bakteri dalam lumpur aktif standard adalah 10 8 CFU/mg lumpur.
Tabel 2.1. menunjukkan beberapa genus bakteri yang ditemui dalam
standard lumpur aktif. Sebagian besar bakteri yang diisolasi diidentifikasi
sebagai spesies-spesies Comamonas-Psudomonas.
Caulobacter, bakteri bertangkai umumnya ditemukan dalam air yang miskin
bahan organik, dapat diisolasi dari kebanyakan pengolahan limbah,
khususnya lumpur aktif (MacRae dan Smit, 1991).

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

20

55

Gambar 2.5. Distribusi
Zoogloea adalah bakteri yang menghasilkan exopolysaccharide yang
membentuk proyeksi khas seperti jari tangan dan ditemukan dalam air
limbah dan lingkungan yang kaya bahan organik (Norberg dan Enfors, 1982;
Unz dan Farrah, 1976; Williams dan Unz, 1983). Zoogloea diisolasi dengan
menggunakan media yang mengandung m-butanol, pati, atau m-toluate
sebagai sumber karbon. Bakteri ini ditemukan dalam berbagai tahap
pengolahan limbah tetapi jumlahnya hanya 0,1-1% dari total bakteri dalam
mixed liqour (Williams dan Unz, 1983). Kepentingan relatif bakteri ini dalam
air limbah membutuhkan penelitian lebih lanjut.
Flok lumpur aktif juga merupakan tempat berkumpulnya bakteri autotrofik
seperti bakteri nitrit (Nitrosomonas, Nitrobacter), yang dapat merubah
amonia menjadi nitrat dan bakteri fototrofik seperti bakteri ungu non sulfur
(Rhodospilrillaceae), yang dapat dideteksi pada konsentrasi sekitar 105
sel/ml. Bakteri ungu dan hijau ditemukan dalam jumlah yang sangat kecil.
Barangkali, bakteri fototrofik hanya sedikit berperan dalam penurunan nilai
BOD dalam lumpur aktif (Madigan, 1988; Siefert et al., 1978).
5. Fungi
Lumpur aktif biasanya tidak mendukung kehidupan fungi walaupun beberapa
fungi berfilamen kadang-kadang ditemukan dalam flok lumpur aktif. Fungi

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

21

55

dapat tumbuh pesat dibawah kondisi pH yang rendah, toksik, dan limbah
yang kekurangan nitrogen. Genus yang dominan ditemukan dalam lumpur
aktif adalah Geotrichum, Penicillium, Cephalosporium, Cladosporium, dan
Alternaria (Pipes dan Cooke, 1969; Tomlinson dan Williams, 1975). Lumpur
ringan (Sludge Bulking) dapat dihasilkan oleh pertumbuhan yang pesat
Geotrichum candidum, yang dirangsang oleh pH rendah dari limbah yang
asam.
6. Protozoa
Protozoa adalah significant predator dalam lumpur aktif seperti dalam
lingkungan akuatik alam (Curds, 1982; Drakides, 1980; Fenchel dan
Jorgensen, 1977; LaRiviere, 1977). Pemakanan bakteri oleh protozoa dapat
ditentukan dengan eksperimen pemakanan bakteri yang telah diberi 14C atau
35

C atau flouresen (Hoffmann dan Atlas, 1987; Sherr et al, 1987).

Pemakanan bakteri tersebut dapat mereduksi toksikan. Contoh, Aspidisca
costata yang memakan bakteri dalam lumpur aktif dapat menurunkan
Kadmium (Hoffmann dan Atlas, 1987). Protozoa paling sering ditemukan
dalam lumpur aktif adalah Carchesium, Paramecium sp, Opercularia sp,
Chilodenella sp, Vorticella sp, Apidisca sp (Dart dan Stretton, 1980, Edeline,
1988; Eikelboom dan van Buijsen, 1981).
Cilliata. Siliata atau bulu getar digunakan untuk pergerakan dan mendorong
partikel makanan kedalam mulut. Siliata dibagi menjadi tiga, yaitu : Siliata
bebas (free), merayap (creeping), dan bertangkai (stalked). Siliata bebas
(tidak terikat) memakan bakteri bebas yang terbang. Genus yang paling
penting sering ditemukan dalam lumpur aktif adalah Chilodonella, Colpidium,
Blepharisma,

Euplotes,

Paramecium,

Lionotus,

Trachelophyllum,

dan

Spirostomum. Siliata merayap memakan bakteri yang berada dipermukaan
flok lumpur aktif. Dua genus penting, yaitu : Aspidisca dan Euplotes. Cilitas
bertangkai menempel tangkainya pada flok. Tangkai mempunyai myoneme
untuk menangkap mangsa. Contoh siliata bertangkai adalah Vorticella,
Carchesium, Opercularia, dan Epistylis.
7. Rotifers

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

22

55

Rotifers adalah metazoa (organisme bersel banyak) dengan ukuran
bervariasi dari 100 mm - 500 m m. Tubuhnya menancap pada partikel flok
dan sering tercabut dari permukaan flok (Doohan, 1975; Eikelboom dan van
Buijsen, 1981). Rotifers ditemukan dalam instalasi pengolahan air limbah
termasuk dua orde pertama, Bdelloidea (contoh : Philodina spp.,
Habrotrocha spp.) dan Monogononta (contoh : Lecane spp., Notommata
spp.). Peranan rotifers dalam lumpur aktif adalah : (1) menghilangkan bakteri
tersuspensi (contoh : bakteri yang tidak membentuk flok; (2) memberi
kontribusi terhadap pembentukan flok melalui pelet kotoran yang dikelilingi
oleh mukus. Kehadiran rotifers dalam tahap akhir pengolahan limbah sistem
lumpur aktif dikarenakan kenyataan bahwa hewan ini mempunyai siliata
yang kuat yang menolong dalam mencari makan dan menurunkan jumlah
bakteri tersuspensi (membuat air lebih jernih) dan aksi siliatanya lebih kuat
dibandingkan protozoa.
8. Oksidasi Bahan Organik Dalam Tangki Aerasi
Bahan organik dalam air limbah terdapat dalam bentuk terlarut, koloid, dan
fraksi partikel. Bahan organik terlarut sebagai sumber makanan bagi
mikroorganisme heterotrophik dalam mixed liquor. Bahan organik ini cepat
hilang oleh adsorpsi dan proses flokulasi, dan juga oleh absorpsi dan
oksidasi oleh mikroorganisme. Aerasi dalam beberapa jam dapat membuat
perubahan dari BOD terlarut menjadi biomassa mikrobial. Aerasi mempunyai
dua tujuan : (1) memasok oksigen bagi mikroorganisme aerobik, dan (2)
menjaga lumpur aktif agar selalu konstan teragitasi untuk melaksanakan
kontsak yang cukup antara flok dengan air limbah yang baru datang pada
sistem pengolahan limbah. Konsentrasi oksigen yang cukup juga diperlukan
untuk aktifitas mikroorganisme heterotrophik dan autotrophik, khususnya
bakteri nitrit. Tingkat oksigen terlarut harus antara 0,5 - 0,7 mg/l. Proses
nitrifikasi berhenti jika oksigen terlarut dibawah 0,2 mg/l (Dart dan Stretton,
1980). Curds dan Hawkes (1983) membuat ringkasan reaksi degradasi dan
biosintesis yang terjadi dalam tangki aerasi dalam proses lumpur aktif
berikut:

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

23

55

Gambar 2.6 Proses Penghilangan Bahan Organik dalam Sistem Lumpur
Aktif
9. Pengendapan Lumpur
Campuran air dan lumpur (mixed liqour) dipindahkan dari tangki aerasi ke
tangki pengendapan, tempat lumpur dipisahkan dari air yang telah diolah.
sebagian lumpur aktif dikembalikan ke tangki aerasi dan sebagian lagi
dibuang dan dipindahkan ke pengolahan aerobik. Sel mikrobial terjadi dalam
bentuk agregat atau flok, densitasnya cukup untuk mengendap dalam tangki
penjernih. Pengendapan lumpur tergantung ratio F/M dan umur lumpur.
Pengendapan yang baik dapat terjadi jika lumpur mikroorganisme berada
dalam fase endogeneous, yang terjadi jika karbon dan sumber energi
terbatas dan jika pertumbuhan bakteri rendah. Pengendapan lumpur yang
baik dapat terjadi pada rasio F/M yang rendah (contoh : tingginya
konsentrasi MLSS). Sebaliknya, Rasio F/M yang tinggi mengakibatkan
pengendapan lumpur yang buruk.

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

24

55

2.4 Aktifasi Lumpur Aktif dengan Karbon Aktif
Karbon aktif adalah karbon yang di proses sedemikian rupa sehingga pori –
porinya terbuka, dan dengan demikian akan mempunyai daya serap yang tinggi.
Karbon aktif merupakkan karbon yang bebas serta memiliki permukaan dalam
(internal surface), sehingga mempunyai daya serap yang baik. Keaktifan daya
menyerap dari karbon aktif ini tergantung dari jumlah senyawa kabonnya yang
berkisar antara 85 % sampai 95% karbon bebas. Karbon aktif yang berwarna
hitam, tidak berbau, tidak terasa dan mempunyai daya serap yang jauh lebih
besar dibandingkan dengan kabon aktif yang belum menjalani proses aktivasi,
serta mempunyai permukaan yang luas. Karbon aktif ini mempunyai dua bentuk
sesuai ukuran butirannya, yaitu karbon aktif bubuk dan karbon aktif granular
(butiran). Karbon aktif bubuk ukuran diameter butirannya kurang dari atau sama
dengan 325 mesh. Sedangkan karbon aktif granular ukuran diameter butirannya
lebih besar dari 325 mesh.
Karbon aktif merupakan suatu bentuk arang yang telah melalui aktifasi dengan
menggunakan gas CO2, uap air atau bahan-bahan kimia sehingga pori-porinya
terbuka dan dengan demikian daya absorpsinya menjadi lebih tinggi terhadap zat
warna dan bau. Karbon aktif mengandung 5 sampai 15 persen air, 2 sampai 3
persen abu dan sisanya terdiri dari karbon. Karbon aktif berbentuk amorf terdiri
dari pelat-pelat datar, disusun oleh atom-atom C yang terikat secara kovalen
dalam suatu kisi heksagonal datar dengan satu atom C pada setiap sudutnya.
Pelat-pelat tersebut bertumpuk-tumpuk satu sama lain membentuk kristal-kristal
dengan sisa hidrokarbon dan senyawa organik lain yang tertinggal pada
permukaannya. Bahan baku karbon aktif dapat berasal dari bahan nabati atau
turunannya dan bahan hewani. Mutu karbon aktif yang dihasilkan dari tempurung
kelapa mempunyai daya serap tinggi, karena arang ini berpori-pori dengan
diameter yang kecil, sehingga mempunyai internal yang luas. Luas permukaan
arang adalah 2 x 104 cm2 per gram, tetapi sesudah pengaktifan dengan bahan
kimia mempunyai luas sebesar 5 x 106 sampai 15 x 107cm 2 per gram. Ada 2
tahap utama proses pembuatan karbon aktif yakni proses karbonasi dan proses
aktifasi. Dijelaskan bahwa secara umum proses karbonisasi sempurna adalah
pemanasan bahan baku tanpa adanya udara sampai temperatur yang cukup
tinggi untuk mengeringkan dan menguapkan senyawa dalam karbon. Pada

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

25

55

proses ini terjadi dekomposisi termal dari bahan yang mengandung karbon, dan
menghilangkan spesies non karbonnya. Proses aktifasi bertujuan untuk
meningkatkan volume dan memperbesar diameter pori setelah mengalami
proses karbonisasi, dan meningkatkan penyerapan. Pada umumnya karbon aktif
dapat di aktifasi dengan 2 (dua) cara, yaitu dengan cara aktifasi kimia dan aktifasi
fisika.

1.

Aktifasi kimia, arang hasil karbonisasi direndam dalam larutan aktifasi
sebelum dipanaskan. Pada proses aktifasi kimia, arang direndam dalam
larutan pengaktifasi selama 24 jam lalu ditiriskan dan dipanaskan pada suhu
600 – 9000C selama 1 – 2 jam.

2.

Aktifasi fisika, yaitu proses menggunakan gas aktifasi misalnya uap air atau
CO2 yang dialirkan pada arang hasil karbonisasi. Proses ini biasanya
berlangsung pada temperatur 800 – 11000C.

Karbon aktif bersifat sangat aktif dan akan menyerap apa saja yang kontak
dengan karbon tersebut. Karbon Aktif digunakan untuk menjernihkan air,
pemurnian gas, industri minuman, farmasi, katalisator, dan berbagai macam
penggunaan lain. Selain di bidang pengolahan air, karbon aktif dapat digunakan
di berbagai industri seperti pengolahan/tambang emas dengan berbagai ukuran
mesh maupun iondine number. Juga digunakan untuk dinding partisi, penyegar
kulkas, vas bunga, dan ornamen meja. Di balik legamnya, barang gosong itu
ternyata sangat kaya manfaat. Karbon aktif dapat digunakan sebagai bahan
pemucat, penyerap gas, penyerap logam, menghilangkan polutan mikro
misalnya zat organic maupun anorganik, detergen, bau, senyawa phenol dan
lain sebagainya. Pada saringan arang aktif ini terjadi proses adsorpsi, yaitu
proses penyerapan zat - zat yang akan dihilangkan oleh permukaan arang aktif,
termasuk CaCO3 yang menyebabkan kesadahan. Apabila seluruh permukaan
arang aktif sudah jenuh, atau sudah tidak mampu lagi menyerap maka kualitas
air yang disaring sudah tidak baik lagi, sehingga arang aktif harus diganti
dengan arang aktif yang baru.
Untuk mengurangi kesadahan (Hardness) pada air dapat digunakan filtrasi
(penyaringan) dengan media karbon aktif yang memiliki sifat kimia dan fisika, di
antaranya mampu menyerap zat organik maupun anorganik, dapat berlaku

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

26

55

sebagai penukar kation, dan sebagai katalis untuk berbagai reaksi. Karbon aktif
adalah sejenis adsorbent (penyerap), berwarna hitam, berbentuk granule, bulat,
pellet ataupun bubuk. Jenis karbon aktif tempurung kelapa ini sering digunakan
dalam proses penyerap rasa dan bau dari air, dan juga penghilang senyawasenyawa organik dalam air. Air sadah adalah air yang mengandung ion Kalsium
(Ca) dan Magnesium (Mg). Ion-ion ini terdapat dalam air dalam bentuk sulfat,
klorida, dan hidrogenkarbonat. Kesadahan air alam biasanya disebabkan garam
karbonat atau garam asamnya. Kesadahan merupakkan petunjuk kemampuan
air untuk membentuk busa apabila dicampur dengan sabun. Pada air
berkesadahan rendah, air dapat membentuk busa apabila dicampur dengan
sabun, sedangkan air yang berkesadahan tinggi tidak akan membentuk busa.
Kesadahan atau Hardness adalah salah satu sifat kimia yang dimiliki oleh
air.Penyebab air menjadi sadah adalah karena adanya ion-ion Ca 2+, Mg2+. Atau
dapat juga disebabkan karena adanya ion-ion lain dari polyvalent metal (logam
bervalensi banyak) seperti Al, Fe, Mn, Sr dan Zn dalam bentuk garam sulfat,
klorida dan bikarbonat dalam jumlah kecil.

Gambar 2.6 Struktur Karbon Aktif
2.5 Evaluasi Kebutuhan Oksigen Kimia (KOK)
Kebutuhan Oksigen Kimia atau Chemical Oxygen Demand (COD) adalah jumlah
oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik yang ada dalam 1
liter air. Sebagai sumber oksigen digunakan oksidator K2Cr2O7. Nilai KOK atau

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

27

55

juga dikenal dengan COD (Chemical Oxygen Demand) merupakan parameter
pencemaran zat-zat organik secara alamiah dapat dioksidasi melalui proses
mikrobiologi.
Pada analisa COD ini sebagian besar zat organik dioksidasi oleh kalium dikromat
dalam suasana asam mendidih. Reaksi berlangsung kurang lebih 2 jam dengan
menggunakan alat pendingin refluks, agar zat organik yang mudah menguap
tidak hilang.
Kadar klorida yang terlalu tinggi di dalam contoh uji bereaksi akan mengganggu
kerja katalisator Ag2SO4, dan juga dapat bereaksi dengan dikromat sehingga
ketidaktelitian perhitungan nilai COD. Gangguan ini dapat dihilangkan dengan
penambahan HgSO4 sebelum penambahan reagen lain. Ion merkuri akan
bergabung dengan ion klorida membentuk merkuri klorida.
Beberapa keuntungan analisa COD bila dibandingkan dengan analisa BOD
antara lain :
-

Waktu analisa yang hanya 2 jam jauh lebih singkat bila dibandingkan analisa
BOD yang membutuhkan waktu 5 hari.

-

Gangguan dari zat beracun yang berpengaruh pada analisa BOD tidak
mempengaruhi nilai COD.

-

Untuk nilai COD sampai 800 ppm tidak diperlukan pengenceran.

-

Mempunyai tingkat ketelitian hampir 3 kali dari analisa COD.

Untuk memastikan semua zat organik dapat habis dioksidasi oleh kalium
dikromat, maka penambahan kalium dikromat harus berlebih, sehingga pada
akhir titrasi masih tersisa zat pengoksidasi kalium dikromat. Sisa kalium dikromat
tersebut ditentukan melalui titrasi

yang dikenal dengan nama garam Mohr,

dengan blanko, kita dapat mengetahui kadar kalium dikromat awal, sehingga kita
dapat menghitung berapa kalium dikromat yang dipakai mengoksidasi contoh uji.
1. Prinsip Pengujian
Kebanyakan jenis bahan organik dirusak oleh campuran dikromat dan asam
sulfat mendidih, kelebihan dikromat dititrasi dengan ferro amonium sulfat.
Banyaknya bahan organik yang dioksidasi dihitung sebagai oksigen yang
setara dengan kalium dikromat yang terikat.

LAPORAN PRAKTIKUM AIR PROSES & LIMBAH INDUSTRI
TEKSTIL

28

55

2. Prinsip
Sampel air direfluks dengan kalium dikromat dalam lingkungan asam sulfat
pekat selama 2 jam pada suhu diatas 100oC, kelebihan kaliumdikromat
dititrasi dengan larutan baku Ferri amonium

sulfat

(FAS)

dengan

menggunakan indikator ferroin dan pada titik akhir titrasi ditandai dengan
perubahan warna dari kuning hijau kebiruan menjadi coklat kemerahan.
3. Pengganggu
Senyawa alifatik rantai lurus, hidrokarbon aromatik dan piridin tidak dioksidir
dengan sempurna, meskipun cara ini lebih baik dari cara permanganat.
Senyawa alifatik rantai lurus lebih efektif oksidasinya dengan menambahkan
katalisator Ag2SO4, tetapi akan terjadi endapan dengan Iodida, Bromida atau
Panas
Chlorida yang hanya sebagian dioksidasi dalam prosedur ini. Pada oksidasi
hidrokarbon aromatik penambahan katalisator tidak ada manfaatnya berbeda
pada rantai lurus. Kesulitan yang terjadi karena adanya Chlorida dalam
sampel diatasi dengan menambahkan HgSO4 sebelum direfluks. Akan terjadi
kompleks merkuri chlorida yang larut sehingga berkurang kemampuannya
untuk bereaksi lebih lanjut. Reaksi yang terjadi:
Panas
Zat organik + Cr2O72- + H+


Ag+

CO2 + H2O

Perubahan warna pada titik akhir titrasi dimulai dari warna kuning, hijau, biru,
lalu menjadi warna coklat merah (warna coca cola). Guna penambahan batu
didih untuk mempercepat pemanasan dan meratakan panas nyala api.

Digestion Vessel
Tabung kultur
16 x 100 mm
20 x 150 mm
25 x 150 mm
Standar Ampul:
10 mL

Larutan

Total

pereaksi asam

volume

sulfat (mL)

(mL)

1,50
3,00
6,00

3,5
7,0
14,0

7,5
15,0
30,0

1,5