Pengaruh Jarak Antara Elektroda Pada Reaktor Elektrokoagulasi Terhadap Pengolahan Effluent Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
PENGARUH JARAK ANTARA ELEKTRODA PADA
REAKTOR ELEKTROKOAGULASI TERHADAP
PENGOLAHAN EFFLUENT LIMBAH CAIR
PABRIK KELAPA SAWIT
SKRIPSI
Oleh
EDY SAPUTRA
110405100
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
JULI 2016
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH JARAK ANTARA ELEKTRODA PADA
REAKTOR ELEKTROKOAGULASI TERHADAP
PENGOLAHAN EFFLUENT LIMBAH CAIR
PABRIK KELAPA SAWIT
SKRIPSI
Oleh
EDY SAPUTRA
110405100
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
JULI 2016
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH JARAK ANTARA ELEKTRODA PADA
REAKTOR ELEKTROKOAGULASI TERHADAP
PENGOLAHAN EFFLUENT LIMBAH CAIR
PABRIK KELAPA SAWIT
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi
ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan
sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya
ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima
sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, Juli 2016
Edy Saputra
NIM 110405100
i
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
PENGARUH JARAK ANTARA ELEKTRODA PADA
REAKTOR ELEKTROKOAGULASI TERHADAP
PENGOLAHAN EFFLUENT LIMBAH CAIR
PABRIK KELAPA SAWIT
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah
diujikan pada sidang ujian skripsi pada 22 Juli 2016 dan dinyatakan memenuhi
syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui,
Medan,
Juli 2016
Koordinator Skripsi
Dosen Pembimbing
Ir. Renita Manurung, M.T
NIP.19681214 199702 2 002
Farida Hanum, S.T, M.T
NIP. 19780610 200212 2 003
Dosen Penguji I
Dosen Penguji II
Dr. Ir. Iriany, M.Si
NIP. 19640613 199003 2 001
Dr. Maulida, S.T, M.Sc
NIP.19700611 199702 2 001
ii
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan
rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini
merupakan skripsi dengan judul “Pengaruh Jarak Antara Elektroda 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 memberikan informasi mengenai cara merangkai peralatan
reaktor elektrokoagulasi skala laboratorium dan memberikan informasi mengenai
jarak antara elektroda dan waktu retensi terbaik terhadap penurunan kadar COD,
TS dan TSS serta memberikan sumbangan ilmu pengetahuan mengenai teknik
elektrokoagulasi dalam mengolah limbah cair pabrik kelapa sawit effluent kolam
anaerobik yang lebih ekonomis, efesien dan ramah lingkungan agar dapat
memenuhi baku mutu yang ditetapkan oleh pemerintah sehingga dapat dibuang ke
badan air.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini, penulis banyak
mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan
terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:
1.
Farida Hanum, S.T, M.T selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak
memberikan ilmu dan arahan dalam pelaksanaan penelitian.
2.
Ir. Renita Manurung, M.T selaku Koordinator Skripsi Departemen Teknik
Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3.
Dr. Ir. Iriany, M.Si dan Dr. Maulida, S.T, M.Sc selaku Dosen Penguji
yang telah memberikan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi
ini.
4.
Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.
iii
Universitas Sumatera Utara
5.
Dr. Halimatuddahliana, S.T, M.Sc selaku Dosen Pembimbing Akademik
yang senantiasa memberikan arahan dan motivasi selama menyelesaikan
perkuliahan.
6.
Ir. M. Ansori Nasution, M.Sc dan Pak Nasri selaku Pembimbing Penelitian
di Pusat Penelitian Kelapa Sawit yang telah memberikan ilmu dan arahan
dalam pelaksanaan penelitian.
7.
Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen
Teknik Kimia yang telah memberikan banyak sekali ilmu yang berharga
dan bantuan kepada penulis selama menjalankan perkuliahan.
8.
Rekan penelitian William dan sahabat-sahabat saya yaitu Yunella Amelia
Siagian, Palimeita, Maria Kristiani Pasaribu, Annisa Maharani Singgih dan
Margaretha Siagian.
9.
Teman sejawat, adik dan abang/kakak senior serta teman-teman stambuk
2011 terkhusus Happy Liani Kaban, Klaudia Kathryn Youzer Marbun,
Nora Panjaitan, Henny Dian Diana Tampubolon, Dessy Mieko
Purnamasari Turnip, Fitri Siregar, Ekuino Simanungkalit, Tri Putra
Pasaribu, Windi Monica Surbakti, Golda Claudia Simanjuntak, Pri Hartini,
Khairul Fahmi, Dasa Haryuwibawa, Endah Hutabarat dan Rizka Rinda
Pramasti yang telah banyak memberikan banyak dukungan, semangat, doa,
pembelajaran hidup dan kenangan tak terlupakan kepada penulis.
10. Semua orang yang telah membantu penulis hingga penyusunan skripsi ini,
yang tidak dapat ditulis namanya satu per satu.
Penulis menyadari bahwa laporan hasil penelitian ini masih jauh dari sempurna,
oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan
skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu
pengetahuan.
Medan,
Juli 2016
Penulis
Edy Saputra
iv
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Skripsi ini saya persembahkan untuk :
Ibu & Ayah Tercinta
Amy & Alm. Rustam
Keluarga Angkat Penulis
Mawo Zaiyar & Alm. Pakwo Harun
Saudara Penulis
Rudy Hartono, Suwandy & Fendy
Mereka adalah motivasi terbesar dan sumber energi bagiku.
Kekuatan cinta dan kasih sayang tak terhingga yang
diberikan kepadaku tiada mungkin dapat kubalas melainkan
hanya diwakili oleh kata terima kasih melalui selembar
kertas yang memberikan penghormatan terbesar bagi
mereka.
Sekiranya Tuhan selalu memberikan nikmat kesehatan dan
kebahagiaan yang melimpah bagi mereka.
v
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama
: Edy Saputra
NIM
: 110405100
Tempat, Tanggal lahir : Takengon, 28 Agustus 1993
Nama Orang Tua
: Rustam dan Amy
Alamat Orang Tua:
Jalan Pasar Inpres No. 423, Kecamatan Bebesen,
Aceh Tengah
Asal Sekolah:
• TK Budi Dharma Takengon 1998 - 1999
• SD Budi Dharma Takengon 1999 - 2005
• SMP Negeri 1 Takengon 2005 - 2008
• SMA Sutomo 1 Medan 2008 - 2011
Pengalaman Organisasi/Kerja:
1. Panitia Natal Teknik Kimia 2012 sebagai anggota Seksi Acara.
2. Panitia Natal Teknik Kimia 2013 sebagai anggota Seksi Dana.
3. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara periode 2014/2015 sebagai anggota Bidang
Sosial dan Rohani.
4. Panitia Penerimaan Mahasiswa Baru Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara Tahun 2014 sebagai anggota Bidang Pertolongan Pertama
Pada Kecelakaan serta Kebersihan.
5. Panitia Malam Keakraban Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Universitas
Sumatera Utara Tahun 2014 sebagai koordinator Bidang Pertolongan
Pertama Pada Kecelakaan.
6. Panitia Natal Teknik Kimia 2014 sebagai anggota Seksi Acara.
7. Kerja praktek di Perseroan Terbatas Perkebunan Nusantara IV
(PERSERO) Unit Usaha Sawit Langkat tahun 2015.
vi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Limbah cair dari pabrik kelapa sawit (LCPKS) terus bertambah seiiring dengan
meningkatnya produksi minyak kelapa sawit di Indonesia. Teknik pengolahan
limbah cair pabrik kelapa sawit dengan menggunakan kolam anaerobik kurang
efisien, membutuhkan lahan yang luas selain itu limbah cair pabrik kelapa sawit
belum memenuhi baku mutu yang ditetapkan oleh pemerintah. Oleh karena itu
diperlukan teknologi alternatif lain seperti teknik elektrokoagulasi sebagai
teknologi lanjutan dalam mengolah limbah cair effluent kolam anaerob pabrik
kelapa sawit. Elektrokoagulasi merupakan sistem pengolahan air limbah yang
mampu menghilangkan polutan dan menghasilkan gas hidrogen secara bersamaan
sebgai pendapatan untuk mengimbangi biaya operasi. Penelitian ini bertujuan
untuk mengetahui pengaruh dan jarak antara elektroda terbaik terhadap parameter
polutan seperti chemical oxygen demand (COD), total solid (TS) dan total
suspended solid (TSS). Jenis material elektroda yang digunakan adalah
aluminium, dimensi reaktor 12 x 12 x 36 cm dengan waktu operasi 3 jam, voltase
10 volt, variasi jarak antara elektroda sebesar 0,5; 1,0; 1,5 dan 2,0 cm. Sampel
yang digunakan berasal dari pabrik kelapa sawit PT. PP London Sumatra di
Bagerpang, Tanjung Morawa. Hasil penelitian diperoleh persentase penurunan
COD, TS dan TSS tertinggi adalah 72,897 % pada 1,0 cm; 67,292 % pada 1,5 cm
dan 96,429 % pada 1,5 cm. Jarak antara elektroda terbaik adalah 1,5 cm.
Kata kunci: elektrokoagulasi, jarak antara elektroda, LCPKS, COD, TS
vii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Liquid waste from palm oil mill (LCPKS) continues to grow concurrently with the
increased production of palm oil in Indonesia. Technical processing of palm oil
mill effluent using anaerobic ponds less efficient, require large areas besides palm
oil mill effluent not meet quality standards set by the government. Therefore we
need another alternative technologies such as electrocoagulation as advanced
technology in processing wastewater effluent from an anaerobic column.
Electrocoagulation is a wastewater treatment system that is capable of eliminating
pollutants and produce hydrogen gas simultaneously as revenue to offset
operating costs. This study aims to determine the effect and the best inter
electrode distance to reduce pollutant parameters such as chemical oxygen
demand (COD), total solids (TS) and total suspended solids (TSS). The type of
electrode material used is aluminum, the reactor dimensions 12 x 12 x 36 cm with
3 hours of operating time, voltage 10 volts, variations of inter electrode distance
0.5; 1.0; 1.5 and 2.0 cm. Samples were taken from palm oil mill PT. PP London
Sumatra in Bagerpang, Tanjung Morawa. The results obtained by the percentage
reduction in COD, TSS TS and the highest was 72.897% at 1.0 cm; 67.292% at
1.5 cm and 96.429% at 1.5 cm. Best distance between the electrodes was 1.5 cm.
Keywords: electrocoagulation, inter electrode distance, LCPKS, COD, TS
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
v
RIWAYAT HIDUP PENULIS
vi
ABSTRAK
vii
ABSTRACT
viii
DAFTAR ISI
ix
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR TABEL
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
xiv
DAFTAR SINGKATAN
xv
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
3
1.3 TUJUAN PENELITIAN
3
1.4 MANFAAT PENELITIAN
4
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1 LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT DI INDONESIA
5
2.2 BAKU MUTU DAN KARAKTERISTIK LIMBAH CAIR
PABRIK KELAPA SAWIT
5
2.3 PENGOLAHAN LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT
7
2.4 ELEKTROLISIS DAN ELEKTROKOAGULASI
7
2.4.1 Elektrolisis
7
2.4.2 Elektrokoagulasi
8
2.4.3 Prinsip Kerja Elektrokoagulasi
9
2.4.4 Jenis Plat Elektrokoagulasi
9
2.4.5 Pengaruh Jarak Antara Elektroda Pada Reaktor
Elektrokoagulasi
10
ix
Universitas Sumatera Utara
2.4.6 Kelebihan Teknik Elektrokoagulasi
10
2.4.7 Kelemahan Teknik Elektrokoagulasi
11
2.5 KOAGULASI DAN FLOKULASI
11
2.6 PARAMETER UTAMA YANG DIAMATI
12
2.6.1 Chemical Oxygen Demand (COD
12
2.6.2 Total Solid (TS)
12
2.6.3 Total Suspended Solid (TSS)
12
2.7 ANALISIS EKONOMI
13
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
14
3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
14
3.2 ALAT DAN BAHAN PERCOBAAN
14
3.2.1 Bahan
14
3.2.2 Peralatan
14
3.2.3 Perancangan Reaktor
15
3.2.3.1 Dimensi Reaktor
15
3.2.3.2 Elektroda
16
3.3 RANCANGAN PENELITIAN
16
3.4 TATA CARA PENGAMBILAN SAMPEL
17
3.4.1 Sampling Effluent
17
3.4.2 Sampling Hasil Elektrokoagulasi
18
3.5 PROSEDUR PENELITIAN
18
3.5.1 Perangkaian Reaktor Elektrokoagulasi
18
3.5.2 Preparasi Limbah Kolam Anaerobik
18
3.5.3 Pelaksanaan Penelitian
18
3.6 ANALISA DATA
19
3.7 FLOWCHART
20
3.7.1 Flowchart Prosedur Penelitian
20
3.7.2 Flowchart Prosedur Analisa COD
21
3.7.3 Flowchart Prosedur Analisa TS
22
3.7.4 Flowchart Prosedur Analisa TSS
22
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
23
4.1 KARAKTERISTIK AWAL LIMBAH CAIR EFFLUENT
KOLAM ANAEROBIK
23
x
Universitas Sumatera Utara
4.2 PERANCANGAN REAKTOR ELEKTROKOAGULASI
23
4.3 PERANCANGAN REAKTOR ELEKTROKOAGULASI
24
4.3.1 Pengaruh Jarak Antara Elektroda Terhadap Perubahan
COD
24
4.3.2 Pengaruh Jarak Antara Elektroda Terhadap Perubahan TS
26
4.3.3 Pengaruh Jarak Antara Elektroda Terhadap Perubahan TSS
27
4.4 PERBANDINGAN HASIL DENGAN BAKU MUTU
LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT
29
4.4.1 Perbandingan Hasil COD Dengan Baku Mutu
29
4.4.2 Perbandingan Hasil TS Dengan Baku Mutu
29
4.4.3 Perbandingan Hasil TSS Dengan Baku Mutu
30
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
31
5.1 KESIMPULAN
31
5.2 SARAN
31
DAFTAR PUSTAKA
32
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 3.1
Rancangan dan Spesifikasi Reaktor Elektrokoagulasi
15
Gambar 3.2
Bentuk dan Ukuran Plat Elektroda Aluminium
16
Gambar 3.3
Flowchart Prosedur Penelitian
20
Gambar 3.4
Flowchart Prosedur Analisa COD
21
Gambar 3.5
Flowchart Prosedur Analisa TS
22
Gambar 3.6
Flowchart Prosedur Analisa TSS
22
Gambar 4.1
Visual Reaktor Elektrokoagulasi dan 4 (empat) Lembar Plat
yang Digunakan
24
Gambar 4.2
Grafik Selisih Penurunan COD Terhadap Waktu Retensi
25
Gambar 4.3
Grafik Selisih Penurunan TS Terhadap Waktu Retensi
26
Gambar 4.4
Grafik Selisih Penurunan TSS Terhadap Waktu Retensi
28
Gambar L3.1 (a) Bak Kaca, (b) Plat Aluminium, (c) Supply DC dan
(d) Perakitan Alat Yang Sudah Selesai
46
Gambar L3.2 (a) Pengetesan Alat Sebelum Dijalankan dan (b) Pengetesan
Alat Sesudah Dijalankan
47
Gambar L3.3 Tempat Limbah Tempat Limbah Pabrik Kelapa Sawit PT. PP
London Sumatra di Bagerpang, Tanjung Morawa
47
Gambar L3.4 Sampel Olahan Limbah PKS
48
xii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1
Daftar Penelitan Terdahulu
2
Tabel 2.1
Baku Mutu Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
6
Tabel 2.2
Karakteristik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Pabrik Kelapa
Sawit PT. PP London Sumatra di Bagerpang
6
Tabel 3.1
Kombinasi Pada Setiap Satuan Percobaan
17
Tabel 4.1
Karakteristik Limbah Awal PT. PP London Sumatra di
Bagerpang
23
Tabel 4.2
Hasil Perbandingan COD dengan Baku Mutu
29
Tabel 4.3
Hasil Perbandingan TS dengan Baku Mutu
30
Tabel 4.4
Hasil Perbandingan TSS dengan Baku Mutu
30
Tabel L1.1
Baku Mutu Limbah SNI
38
Tabel L1.2
Data Penurunan COD
39
Tabel L1.3
Data Penurunan TS
40
Tabel L1.4
Data Penurunan TSS
41
xiii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN
38
L1.1 DATA BAKU MUTU LIMBAH
38
L1.2 DATA HASIL PENELITIAN SAMPEL EFFLUENT DARI
PABRIK KELAPA SAWIT PT. PP LONDON SUMATRA
DI BAGERPANG, TANJUNG MORAWA
38
L1.2.1 Data Penurunan COD
38
L1.2.2 Data Penurunan TS
39
L1.2.3 Data Penurunan TSS
40
LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN
42
L2.1 PERHITUNGAN COD
42
L2.1.1 Perhitungan Nilai COD
42
L2.1.2 Perhitungan Persentase Penurunan COD
42
L2.2 PERHITUNGAN TS
43
L2.2.1 Perhitungan Nilai TS
43
L2.2.2 Perhitungan Persentase Penurunan TS
44
L2.3 PERHITUNGAN TSS
44
L2.3.1 Perhitungan Nilai TSS
44
L2.3.2 Perhitungan Persentase Penurunan TSS
45
LAMPIRAN 3 DOKUMENTASI PENELITIAN
46
L3.1 GAMBAR RANGKAIAN PERAKITAN PERALATAN
46
L3.2 GAMBAR PROSES PENGETESAN ALAT
47
L3.3 TEMPAT PENGAMBILAN LIMBAH
47
L3.4 SAMPEL OLAHAN
48
xiv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGAKATAN
BOD
Biological Oxygen Demand
COD
Chemical Oxygen Demand
CPO
Crude Palm Oil
DO
Dissolved Oxygen
IOPRI
Indonesian Oil Palm Research Institute
LCPKS
Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
PKS
Pabrik Kelapa Sawit
POME
Palm Oil Mill Effluent
PPKS
Pusat Penelitian Kelapa Sawit
TDS
Total Dissolved Solids
TS
Total Solid
TSS
Total Suspended Solid
SNI
Standar Nasional Indonesia
xv
Universitas Sumatera Utara
REAKTOR ELEKTROKOAGULASI TERHADAP
PENGOLAHAN EFFLUENT LIMBAH CAIR
PABRIK KELAPA SAWIT
SKRIPSI
Oleh
EDY SAPUTRA
110405100
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
JULI 2016
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH JARAK ANTARA ELEKTRODA PADA
REAKTOR ELEKTROKOAGULASI TERHADAP
PENGOLAHAN EFFLUENT LIMBAH CAIR
PABRIK KELAPA SAWIT
SKRIPSI
Oleh
EDY SAPUTRA
110405100
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
JULI 2016
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH JARAK ANTARA ELEKTRODA PADA
REAKTOR ELEKTROKOAGULASI TERHADAP
PENGOLAHAN EFFLUENT LIMBAH CAIR
PABRIK KELAPA SAWIT
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi
ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan
sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya
ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima
sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, Juli 2016
Edy Saputra
NIM 110405100
i
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
PENGARUH JARAK ANTARA ELEKTRODA PADA
REAKTOR ELEKTROKOAGULASI TERHADAP
PENGOLAHAN EFFLUENT LIMBAH CAIR
PABRIK KELAPA SAWIT
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah
diujikan pada sidang ujian skripsi pada 22 Juli 2016 dan dinyatakan memenuhi
syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui,
Medan,
Juli 2016
Koordinator Skripsi
Dosen Pembimbing
Ir. Renita Manurung, M.T
NIP.19681214 199702 2 002
Farida Hanum, S.T, M.T
NIP. 19780610 200212 2 003
Dosen Penguji I
Dosen Penguji II
Dr. Ir. Iriany, M.Si
NIP. 19640613 199003 2 001
Dr. Maulida, S.T, M.Sc
NIP.19700611 199702 2 001
ii
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan
rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini
merupakan skripsi dengan judul “Pengaruh Jarak Antara Elektroda 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 memberikan informasi mengenai cara merangkai peralatan
reaktor elektrokoagulasi skala laboratorium dan memberikan informasi mengenai
jarak antara elektroda dan waktu retensi terbaik terhadap penurunan kadar COD,
TS dan TSS serta memberikan sumbangan ilmu pengetahuan mengenai teknik
elektrokoagulasi dalam mengolah limbah cair pabrik kelapa sawit effluent kolam
anaerobik yang lebih ekonomis, efesien dan ramah lingkungan agar dapat
memenuhi baku mutu yang ditetapkan oleh pemerintah sehingga dapat dibuang ke
badan air.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini, penulis banyak
mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan
terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:
1.
Farida Hanum, S.T, M.T selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak
memberikan ilmu dan arahan dalam pelaksanaan penelitian.
2.
Ir. Renita Manurung, M.T selaku Koordinator Skripsi Departemen Teknik
Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3.
Dr. Ir. Iriany, M.Si dan Dr. Maulida, S.T, M.Sc selaku Dosen Penguji
yang telah memberikan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi
ini.
4.
Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.
iii
Universitas Sumatera Utara
5.
Dr. Halimatuddahliana, S.T, M.Sc selaku Dosen Pembimbing Akademik
yang senantiasa memberikan arahan dan motivasi selama menyelesaikan
perkuliahan.
6.
Ir. M. Ansori Nasution, M.Sc dan Pak Nasri selaku Pembimbing Penelitian
di Pusat Penelitian Kelapa Sawit yang telah memberikan ilmu dan arahan
dalam pelaksanaan penelitian.
7.
Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen
Teknik Kimia yang telah memberikan banyak sekali ilmu yang berharga
dan bantuan kepada penulis selama menjalankan perkuliahan.
8.
Rekan penelitian William dan sahabat-sahabat saya yaitu Yunella Amelia
Siagian, Palimeita, Maria Kristiani Pasaribu, Annisa Maharani Singgih dan
Margaretha Siagian.
9.
Teman sejawat, adik dan abang/kakak senior serta teman-teman stambuk
2011 terkhusus Happy Liani Kaban, Klaudia Kathryn Youzer Marbun,
Nora Panjaitan, Henny Dian Diana Tampubolon, Dessy Mieko
Purnamasari Turnip, Fitri Siregar, Ekuino Simanungkalit, Tri Putra
Pasaribu, Windi Monica Surbakti, Golda Claudia Simanjuntak, Pri Hartini,
Khairul Fahmi, Dasa Haryuwibawa, Endah Hutabarat dan Rizka Rinda
Pramasti yang telah banyak memberikan banyak dukungan, semangat, doa,
pembelajaran hidup dan kenangan tak terlupakan kepada penulis.
10. Semua orang yang telah membantu penulis hingga penyusunan skripsi ini,
yang tidak dapat ditulis namanya satu per satu.
Penulis menyadari bahwa laporan hasil penelitian ini masih jauh dari sempurna,
oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan
skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu
pengetahuan.
Medan,
Juli 2016
Penulis
Edy Saputra
iv
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Skripsi ini saya persembahkan untuk :
Ibu & Ayah Tercinta
Amy & Alm. Rustam
Keluarga Angkat Penulis
Mawo Zaiyar & Alm. Pakwo Harun
Saudara Penulis
Rudy Hartono, Suwandy & Fendy
Mereka adalah motivasi terbesar dan sumber energi bagiku.
Kekuatan cinta dan kasih sayang tak terhingga yang
diberikan kepadaku tiada mungkin dapat kubalas melainkan
hanya diwakili oleh kata terima kasih melalui selembar
kertas yang memberikan penghormatan terbesar bagi
mereka.
Sekiranya Tuhan selalu memberikan nikmat kesehatan dan
kebahagiaan yang melimpah bagi mereka.
v
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama
: Edy Saputra
NIM
: 110405100
Tempat, Tanggal lahir : Takengon, 28 Agustus 1993
Nama Orang Tua
: Rustam dan Amy
Alamat Orang Tua:
Jalan Pasar Inpres No. 423, Kecamatan Bebesen,
Aceh Tengah
Asal Sekolah:
• TK Budi Dharma Takengon 1998 - 1999
• SD Budi Dharma Takengon 1999 - 2005
• SMP Negeri 1 Takengon 2005 - 2008
• SMA Sutomo 1 Medan 2008 - 2011
Pengalaman Organisasi/Kerja:
1. Panitia Natal Teknik Kimia 2012 sebagai anggota Seksi Acara.
2. Panitia Natal Teknik Kimia 2013 sebagai anggota Seksi Dana.
3. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara periode 2014/2015 sebagai anggota Bidang
Sosial dan Rohani.
4. Panitia Penerimaan Mahasiswa Baru Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara Tahun 2014 sebagai anggota Bidang Pertolongan Pertama
Pada Kecelakaan serta Kebersihan.
5. Panitia Malam Keakraban Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Universitas
Sumatera Utara Tahun 2014 sebagai koordinator Bidang Pertolongan
Pertama Pada Kecelakaan.
6. Panitia Natal Teknik Kimia 2014 sebagai anggota Seksi Acara.
7. Kerja praktek di Perseroan Terbatas Perkebunan Nusantara IV
(PERSERO) Unit Usaha Sawit Langkat tahun 2015.
vi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Limbah cair dari pabrik kelapa sawit (LCPKS) terus bertambah seiiring dengan
meningkatnya produksi minyak kelapa sawit di Indonesia. Teknik pengolahan
limbah cair pabrik kelapa sawit dengan menggunakan kolam anaerobik kurang
efisien, membutuhkan lahan yang luas selain itu limbah cair pabrik kelapa sawit
belum memenuhi baku mutu yang ditetapkan oleh pemerintah. Oleh karena itu
diperlukan teknologi alternatif lain seperti teknik elektrokoagulasi sebagai
teknologi lanjutan dalam mengolah limbah cair effluent kolam anaerob pabrik
kelapa sawit. Elektrokoagulasi merupakan sistem pengolahan air limbah yang
mampu menghilangkan polutan dan menghasilkan gas hidrogen secara bersamaan
sebgai pendapatan untuk mengimbangi biaya operasi. Penelitian ini bertujuan
untuk mengetahui pengaruh dan jarak antara elektroda terbaik terhadap parameter
polutan seperti chemical oxygen demand (COD), total solid (TS) dan total
suspended solid (TSS). Jenis material elektroda yang digunakan adalah
aluminium, dimensi reaktor 12 x 12 x 36 cm dengan waktu operasi 3 jam, voltase
10 volt, variasi jarak antara elektroda sebesar 0,5; 1,0; 1,5 dan 2,0 cm. Sampel
yang digunakan berasal dari pabrik kelapa sawit PT. PP London Sumatra di
Bagerpang, Tanjung Morawa. Hasil penelitian diperoleh persentase penurunan
COD, TS dan TSS tertinggi adalah 72,897 % pada 1,0 cm; 67,292 % pada 1,5 cm
dan 96,429 % pada 1,5 cm. Jarak antara elektroda terbaik adalah 1,5 cm.
Kata kunci: elektrokoagulasi, jarak antara elektroda, LCPKS, COD, TS
vii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Liquid waste from palm oil mill (LCPKS) continues to grow concurrently with the
increased production of palm oil in Indonesia. Technical processing of palm oil
mill effluent using anaerobic ponds less efficient, require large areas besides palm
oil mill effluent not meet quality standards set by the government. Therefore we
need another alternative technologies such as electrocoagulation as advanced
technology in processing wastewater effluent from an anaerobic column.
Electrocoagulation is a wastewater treatment system that is capable of eliminating
pollutants and produce hydrogen gas simultaneously as revenue to offset
operating costs. This study aims to determine the effect and the best inter
electrode distance to reduce pollutant parameters such as chemical oxygen
demand (COD), total solids (TS) and total suspended solids (TSS). The type of
electrode material used is aluminum, the reactor dimensions 12 x 12 x 36 cm with
3 hours of operating time, voltage 10 volts, variations of inter electrode distance
0.5; 1.0; 1.5 and 2.0 cm. Samples were taken from palm oil mill PT. PP London
Sumatra in Bagerpang, Tanjung Morawa. The results obtained by the percentage
reduction in COD, TSS TS and the highest was 72.897% at 1.0 cm; 67.292% at
1.5 cm and 96.429% at 1.5 cm. Best distance between the electrodes was 1.5 cm.
Keywords: electrocoagulation, inter electrode distance, LCPKS, COD, TS
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
v
RIWAYAT HIDUP PENULIS
vi
ABSTRAK
vii
ABSTRACT
viii
DAFTAR ISI
ix
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR TABEL
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
xiv
DAFTAR SINGKATAN
xv
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
3
1.3 TUJUAN PENELITIAN
3
1.4 MANFAAT PENELITIAN
4
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1 LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT DI INDONESIA
5
2.2 BAKU MUTU DAN KARAKTERISTIK LIMBAH CAIR
PABRIK KELAPA SAWIT
5
2.3 PENGOLAHAN LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT
7
2.4 ELEKTROLISIS DAN ELEKTROKOAGULASI
7
2.4.1 Elektrolisis
7
2.4.2 Elektrokoagulasi
8
2.4.3 Prinsip Kerja Elektrokoagulasi
9
2.4.4 Jenis Plat Elektrokoagulasi
9
2.4.5 Pengaruh Jarak Antara Elektroda Pada Reaktor
Elektrokoagulasi
10
ix
Universitas Sumatera Utara
2.4.6 Kelebihan Teknik Elektrokoagulasi
10
2.4.7 Kelemahan Teknik Elektrokoagulasi
11
2.5 KOAGULASI DAN FLOKULASI
11
2.6 PARAMETER UTAMA YANG DIAMATI
12
2.6.1 Chemical Oxygen Demand (COD
12
2.6.2 Total Solid (TS)
12
2.6.3 Total Suspended Solid (TSS)
12
2.7 ANALISIS EKONOMI
13
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
14
3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
14
3.2 ALAT DAN BAHAN PERCOBAAN
14
3.2.1 Bahan
14
3.2.2 Peralatan
14
3.2.3 Perancangan Reaktor
15
3.2.3.1 Dimensi Reaktor
15
3.2.3.2 Elektroda
16
3.3 RANCANGAN PENELITIAN
16
3.4 TATA CARA PENGAMBILAN SAMPEL
17
3.4.1 Sampling Effluent
17
3.4.2 Sampling Hasil Elektrokoagulasi
18
3.5 PROSEDUR PENELITIAN
18
3.5.1 Perangkaian Reaktor Elektrokoagulasi
18
3.5.2 Preparasi Limbah Kolam Anaerobik
18
3.5.3 Pelaksanaan Penelitian
18
3.6 ANALISA DATA
19
3.7 FLOWCHART
20
3.7.1 Flowchart Prosedur Penelitian
20
3.7.2 Flowchart Prosedur Analisa COD
21
3.7.3 Flowchart Prosedur Analisa TS
22
3.7.4 Flowchart Prosedur Analisa TSS
22
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
23
4.1 KARAKTERISTIK AWAL LIMBAH CAIR EFFLUENT
KOLAM ANAEROBIK
23
x
Universitas Sumatera Utara
4.2 PERANCANGAN REAKTOR ELEKTROKOAGULASI
23
4.3 PERANCANGAN REAKTOR ELEKTROKOAGULASI
24
4.3.1 Pengaruh Jarak Antara Elektroda Terhadap Perubahan
COD
24
4.3.2 Pengaruh Jarak Antara Elektroda Terhadap Perubahan TS
26
4.3.3 Pengaruh Jarak Antara Elektroda Terhadap Perubahan TSS
27
4.4 PERBANDINGAN HASIL DENGAN BAKU MUTU
LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT
29
4.4.1 Perbandingan Hasil COD Dengan Baku Mutu
29
4.4.2 Perbandingan Hasil TS Dengan Baku Mutu
29
4.4.3 Perbandingan Hasil TSS Dengan Baku Mutu
30
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
31
5.1 KESIMPULAN
31
5.2 SARAN
31
DAFTAR PUSTAKA
32
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 3.1
Rancangan dan Spesifikasi Reaktor Elektrokoagulasi
15
Gambar 3.2
Bentuk dan Ukuran Plat Elektroda Aluminium
16
Gambar 3.3
Flowchart Prosedur Penelitian
20
Gambar 3.4
Flowchart Prosedur Analisa COD
21
Gambar 3.5
Flowchart Prosedur Analisa TS
22
Gambar 3.6
Flowchart Prosedur Analisa TSS
22
Gambar 4.1
Visual Reaktor Elektrokoagulasi dan 4 (empat) Lembar Plat
yang Digunakan
24
Gambar 4.2
Grafik Selisih Penurunan COD Terhadap Waktu Retensi
25
Gambar 4.3
Grafik Selisih Penurunan TS Terhadap Waktu Retensi
26
Gambar 4.4
Grafik Selisih Penurunan TSS Terhadap Waktu Retensi
28
Gambar L3.1 (a) Bak Kaca, (b) Plat Aluminium, (c) Supply DC dan
(d) Perakitan Alat Yang Sudah Selesai
46
Gambar L3.2 (a) Pengetesan Alat Sebelum Dijalankan dan (b) Pengetesan
Alat Sesudah Dijalankan
47
Gambar L3.3 Tempat Limbah Tempat Limbah Pabrik Kelapa Sawit PT. PP
London Sumatra di Bagerpang, Tanjung Morawa
47
Gambar L3.4 Sampel Olahan Limbah PKS
48
xii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1
Daftar Penelitan Terdahulu
2
Tabel 2.1
Baku Mutu Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
6
Tabel 2.2
Karakteristik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Pabrik Kelapa
Sawit PT. PP London Sumatra di Bagerpang
6
Tabel 3.1
Kombinasi Pada Setiap Satuan Percobaan
17
Tabel 4.1
Karakteristik Limbah Awal PT. PP London Sumatra di
Bagerpang
23
Tabel 4.2
Hasil Perbandingan COD dengan Baku Mutu
29
Tabel 4.3
Hasil Perbandingan TS dengan Baku Mutu
30
Tabel 4.4
Hasil Perbandingan TSS dengan Baku Mutu
30
Tabel L1.1
Baku Mutu Limbah SNI
38
Tabel L1.2
Data Penurunan COD
39
Tabel L1.3
Data Penurunan TS
40
Tabel L1.4
Data Penurunan TSS
41
xiii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN
38
L1.1 DATA BAKU MUTU LIMBAH
38
L1.2 DATA HASIL PENELITIAN SAMPEL EFFLUENT DARI
PABRIK KELAPA SAWIT PT. PP LONDON SUMATRA
DI BAGERPANG, TANJUNG MORAWA
38
L1.2.1 Data Penurunan COD
38
L1.2.2 Data Penurunan TS
39
L1.2.3 Data Penurunan TSS
40
LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN
42
L2.1 PERHITUNGAN COD
42
L2.1.1 Perhitungan Nilai COD
42
L2.1.2 Perhitungan Persentase Penurunan COD
42
L2.2 PERHITUNGAN TS
43
L2.2.1 Perhitungan Nilai TS
43
L2.2.2 Perhitungan Persentase Penurunan TS
44
L2.3 PERHITUNGAN TSS
44
L2.3.1 Perhitungan Nilai TSS
44
L2.3.2 Perhitungan Persentase Penurunan TSS
45
LAMPIRAN 3 DOKUMENTASI PENELITIAN
46
L3.1 GAMBAR RANGKAIAN PERAKITAN PERALATAN
46
L3.2 GAMBAR PROSES PENGETESAN ALAT
47
L3.3 TEMPAT PENGAMBILAN LIMBAH
47
L3.4 SAMPEL OLAHAN
48
xiv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGAKATAN
BOD
Biological Oxygen Demand
COD
Chemical Oxygen Demand
CPO
Crude Palm Oil
DO
Dissolved Oxygen
IOPRI
Indonesian Oil Palm Research Institute
LCPKS
Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
PKS
Pabrik Kelapa Sawit
POME
Palm Oil Mill Effluent
PPKS
Pusat Penelitian Kelapa Sawit
TDS
Total Dissolved Solids
TS
Total Solid
TSS
Total Suspended Solid
SNI
Standar Nasional Indonesia
xv
Universitas Sumatera Utara