PENURUNAN KADAR BOD DAN TOTAL PHOSPAT PADA LIMBAH LAUNDRY DENGAN TEKNOLOGI BIOFILM YANG MENGGUNAKAN MEDIA FILTER SERAT PLASTIK DAN TEMBIKAR YANG TERSUSUN SECARA RANDOM Dennys sandi sihite *) , Sri Sumiyati, ST, MSi**) , Ir. Mochtar Hadiwidodo, M.Si**)
Abstract : Many of the contaminants found in the wastewater laundry, one of which is the BOD (Biological Oxygen Demand) and Total Phospat , as for the determination of BOD and Total Phospat contaminant concentration is found to be above both threshold concentration of water emissions . Biofilm is one form of waste treatment technology . Biofilm is a group of cells of microorganisms , especially bacteria that attaches At one surface and covered by a sticker issued by the bacteria . With the biofilm attached to the plastic and ceramic fibers are expected to assist in the reduction of BOD and Total Phospat laundry waste water . The use of plastic and ceramic fiber as the filter media is based on the ability of the filter media both form biofilm on the surface. Biofilm technology could reduce the concentrations of BOD and Total Phospat found in laundry wastewater ( laundry ) meets with General highest efficiency that is 61.52 % for BOD parameter with a large concentration of 73.52 mg / L and 73.61 % for Total Phospat parameters with large concentrations of 1.9 mg / L. The decrease in BOD and total phosphate concentration in the biofilm using filter media technology pottery and plastic fibers are arranged randomly influenced by time of 5 hours each lowest-making occurs at retrieval time to the clock-25 hours is equal to 74.8 mg / L for BOD and retrieval time clock to -10 for total phosphate at a concentration of 1.9 mg / L. Keywords : biofilm, BOD, Total Phospat, anaerobic-aerobic PENDAHULUAN Peningkatan pertumbuhan di kota besar dengan budaya kerja yang tinggi membuat tingkat ketergantungan masyarakat terhadap usaha jasa yang membantu mereka meyelesaikan pekerjaan rumah selagi mereka berada di luar rumah atau di tempat kerja akan tinggi. Hal ini Meningkatnya pertumbuhan usaha laundry yang mengakibatkan peningkatan pula terhadap jumlah buangan yang dihasilkan, dalam hal ini limbah yang dihasilkan adalah limbah cair. Limbah cair yang berasal dari berbagai usaha Laundry skala Besar sampai usaha laundry skala rumah
*) Program Studi Teknik Lingkungan FT Undip Jl. Prof. H. Sudarto, SH Tembalang Semarang
tangga. Peningkatan jumlah limbah yang dihasilkan akan berdampak lansung kepada lingkungan apabila tidak dikelola dan diolah dengan baik. Banyak bahan pencemar yang terdapat didalam limbah laundry, salah satunya adalah BOD (Biological Oxygen Demand) dan Total Phospat. Penggunaan serat plastik dan tembikar sebagai media filter didasarkan pada kemampuan kedua media filter tersebut membentuk biofilm pada permukaannya. Khusus untuk serat plastik, pada penelitian ini digunakan serat plastik yang berasal dari limbah plastik yang sudah tidak terpakai.
STUDI PUSTAKA Industri Pencucian Pakaian (Laundry) Industri pencucian pakaian merupakan industri tergolong industri kecil dan industri rumah tangga. Meskipun Industri pencucian pakaian termasuk industri kecil dan industri rumah tangga tetapi memiliki tingkat perkembangan pesat di kota besar yang memiliki penduduk yang sebagaian besar adalah pekerja bahkan sudah merambah ke kota kecil. Masyarakat pekerja yang membutuhkan waktu lebih untuk pekerjaannya dan tidak mempunyai waktu luang untuk pekerjaan rumah tangga sehingga menimbulkan peminatan tinggi terhadap jasa pekerjaan rumah tangga seperti pencucian pakaian. Biofilm Proses pengolahan air limbah dengan proses biofilm atau biofilter tercelup dilakukan dengan cara mengalirkan air limbah ke dalam reaktor biologis yang didalamnya diisi dengan media penyangga untuk pengembangbiakan mikroorganisme dengan atau tanpa aerasi. (Kementrian Kesehatan RI, 2011) Kondisi anaerob-aerob Lingkungan aerob yaitu lingkungan dimana kadar oksigen terlarut (DO) didalam air terdapat cukup banyak, sehingga oksigen merupakan faktor pembatas. Lingkungan anaerob merupakan kebalikan dari aerob, yaitu pada lingkungan ini tidak terdapat oksigen terlarut atau ada dalam
*) Program Studi Teknik Lingkungan FT Undip Jl. Prof. H. Sudarto, SH Tembalang Semarang
konsentrasi yang sangat rendah, sehingga oksigen menjadi faktor pembatas berlangsungnya proses metabolisme aerob. Pengolahan air limbah dengan proses Biofilter Anaerob-Aerob adalah proses pengolahan air limbah dengan cara menggabungkan proses biofilter anaerob dan proses biofilter anaerob. Keunggulan proses biofilm Pengolahan air limbah dengan proses biofilm mempunyai beberapa keunggulan antara lain Pengoperasiannya mudah, lumpur yang dihasilkan sedikit, dapat digunakan untuk pengolahan limbah dengan konsentrasi rendah maupun tinggi, tahan terhadap fluktuasi jumlah air limbah maupun fluktuasi konsentrasi, dan pengaruh penurnunan suhu terhadap pengolahan kecil. Biofilter Proses pengolahan air limbah dengan proses biofilm atau biofilter tercelup dilakukan dengan cara mengalirkan air limbah ke dalam reaktor biologis yang didalamnya diisi dengan media penyangga untuk pengembangbiakan mikroorganisme dengan atau tanpa aerasi. Untuk proses anaerobik dilakukan tanpa pemberian udara atau oksigen. Posisi media biofilter tercelup di bawah permukaan air (Pujiastuti, 2009). METODOLOGI PENELITIAN Penelitian ini dilakukan pada skala laboratorium untuk mengetahui efisiensi penyisihan BOD dan phospat. Limbah yang digunakan berasal dari
Industri Laundry di Tembalang Selatan, Tembalang, Semarang. Jangka waktu dalam penelitian ini adalah 23 hari yaitu 21 hari proses seeding dan aklimatisasi dan 2 hari running dengan 5 variasi waktu pengambilan. Penelitian ini dimulai pada tanggal 30 Agustus 2013. Penelitian terbagi menjadi tiga tahap, yaitu tahap persiapan, tahap pelaksanaan penelitian, dan analisis data. Pada tahap persiapan dilakukan desain reaktor meliputi dimensi dan persiapan media filter. Tahap selanjutnya tahap seeding & aklimatisasi dan running. Sebelum digunakan dalam proses pengolahan air limbah, media biofilter Serat Plastik dan Tembikar, terlebih dulu dilakukan proses Seeding selama 21 hari. Seeding dilakukan dengan cara mengalirkan air limbah dan starter (bibit mikroba) secara kontinue ke dalam reaktor yang telah berisi biofilter random untuk aklimatisasi. Menurut penelitian sebelumnya, EM4 dapat di pakai sebagai starter (Ilman, 2013). Seeding dan aklimatisasi Proses seeding dan aklimatisasi dilakukan sambil menganalisis kadar COD air limbah setiap hari nya. Menurut Pohan (2006:49) Jika efisiensi penurunan COD konstan atau tidak mengalami perubahan signifikan (sekitar 14 hari) maka proses seeding dan aklimatisasi selesai yang berarti permukaan Serat Plastik dan Tembikar telah diselimuti mikroorganisme dan siap dipakai untuk penelitian. Namun pada
*) Program Studi Teknik Lingkungan FT Undip Jl. Prof. H. Sudarto, SH Tembalang Semarang
penelitian ini proses seeding dan aklimatisasi selama 21 hari. Running Setelah pembibitan mikroba berhasil dilaksanakan, maka penelitian siap dilaksanakan. Air limbah dimasukkan ke dalam tangki pengendap awal kemudian dialirkan ke reaktor (bak ekualisasi, reaktor anaerob, reaktor aerob, dan bak pengendap akhir). Parameter BOD dan COD pada masing masing reaktor diukur pada masing masing dengan memvariasikan waktu pengambilan yaitu 5 jam, 10 jam , 15 jam, 20 jam, dan 25 jam berdasarkan perhitungan waktu tinggal.
Tahap penelitian dapat dilihat pada diagram alir berikut ini. MULAI
PERSIAPAN ANALISIS KARAKTERISTIK AWAL LIMBAH
- DESAIN REAKTOR SKALA LABORATORIUM - PEMBUATAN REAKTOR
PENGKONDISIAN LIMBAH (SEEDING & AKLIMATISASI)
Konsentrasi COD RUNNING
Konsentrasi BOD
kenaikan suhu yang menyebabkan peningkatan laju pengolahan yang semakin cepat sehingga efisiensi pengolahan meningkat. Efisiensi mengalami penurunan pada waktu pengambilan jam ke-15 yaitu jam 18.00 wib, penurunan efisiensi ini disebabkan oleh penurunan suhu sehingga laju reaksi menurun yang berakibat pada turunnya laju pengolahan pada jam ini. Pada jam ini efisiensi berada pada persentase efisiensi terendah yaitu pada efisiensi 25%. Pada waktu pengambilan ke-20 dan ke-25 mengalami kenaikan. Kenaikan ini disebabkan sudah stabilnya suhu pada jam-jam ini sehingga laju reaksi pengolahan sudah meningkat stabil Dapat diihat bahwa terjadi penurunan yang cukup signifikan terhadap kadar BOD dari limbah laundry yang dialirkan pada reaktor tersebut.
Konsentrasi Phospat No
TGL
PENGOLAHAN DAN
KESIMPULAN dan SARAN
SELESAI
ANALISIS DAN PEMBAHASAN a. Parameter BOD Pada proses running ini terjadi kenaikan efisiensi pada waktu pengambilan jam ke 5 dan ke-10 yaitu jam 08.00 wib dan jam 13.00 wib. Kenaikan efisiensi disebabkan oleh
*) Program Studi Teknik Lingkungan FT Undip Jl. Prof. H. Sudarto, SH Tembalang Semarang
1
20-Sep
2
20-Sep
3 4 5
Waktu pengambilan (jam ke-)
Suhu (°C) 5
BOD (mg/l) Efisiensi
In
Out
29
193
81.6
57.72
10
29
192
76.4
60.21
20-Sep
15
28
192
80.6
58.00
20-Sep
20
28
191
79.1
58.59
21-Sep
25
28
192
74.8
61.04
b. Parameter Phospat Pada proses running terjadi kenaikan efisiensi pada waktu pengambilan jam ke 5, ke-10, dan ke15 yaitu jam 08.00 wib, jam 13.00 wib, jam 18.00 wib. Kenaikan efisiensi disebabkan oleh kenaikan suhu yang menyebabkan peningkatan laju pengolahan yang semakin cepat sehingga efisiensi pengolahan meningkat. Efisiensi mengalami penurunan pada waktu pengambilan jam ke-20 yaitu jam 23.00 wib, suhu pada jam ini mengalami penurunan sehingga efisiensi menurun yang disebabkan oleh kecepatan reaksi menurun sehingga pengolahan menurun, efisiensi naik kembali pada waktu pengambilan jam ke-25 yaitu jam 04.00 wib, meskipun pada jam ini suhu belum mengalami kenaikan suhu yang tinggi tetapi laju reaksi mulai meningkat lagi seiring dengan peningkatan suhu. N o
TGL
1
20-Sep
2
20-Sep
3
Waktu pengambilan (jam ke-) 5
Suhu (°C)
Phospat (mg/l) In
efisiensi
Out
29
7.1
2.1
70.42
10
29
7
2.1
70.00
20-Sep
15
28
7.1
2
71.83
4
20-Sep
20
28
7.2
1.9
73.61
5
21-Sep
25
28
7.1
2
71.83
KESIMPULAN Dari hasil penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan,dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Teknologi biofilm menggunakan media filter tembikar dan serat plastik yang tersusun secara random mampu menurunkan konsentrasi BOD dan Total Phospat yang terdapat pada limbah pencucian pakaian (laundry) yang sudah memenuhi baku mutu yang ditetapkan oleh Perda Jateng No.5 Tahun 2012. Besar efisiensi terbaik yaitu 61.52% untuk parameter BOD dengan besar konsentrasi 73.52 mg/L dan 73.61% untuk parameter Total Phospat dengan besar konsentrasi 1.9 mg/L. 2. Penurunan Konsentrasi BOD dan Total dipengaruhi oleh waktu Pengambilan.Konsentrasi BOD dan Total Phospat terendah terjadi pada waktu Pengambilan jam ke-25 jam yaitu sebesar 74.8 mg/L untuk BOD dan waktu pengambilan jam ke-10 untuk Total Phospat dengan konsentrasi sebesar 1.9 mg/L. Konsentrasi BOD dan Total Phospat tertinggi terjadi pada waktu pengambilan jam ke-5 yaitu masing-masing sebesar 81.6 mg/L dan 2.1 mg/L. SARAN 1. Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mencari waktu tinggal optimum dalam pengolahan menggunakan biofilm. 2. Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui ketebalan lapisan biofilm.
*) Program Studi Teknik Lingkungan FT Undip Jl. Prof. H. Sudarto, SH Tembalang Semarang
DAFTAR PUSTAKA Alaerts, G. 1984. Metoda Penelitian Air. Surabaya : Usaha Nasional. Andersson, Sofia. 2009. Characterization of Bacterial Biofilms for Wastewater Treatment. School of Biotechnology : Stockholm. Anonim. 2003. Sodium Tripolyphosphate (STPP) CAS: 7758-29-4. Human & Environmental Risk Assessment on ingredients of European household cleaning products (HERA). Benefield, Larry D and Randall, Clifford W. 1980. Biological Process Design for Wastewater Treatment. Prentice-Hall Bitton, G. 1994. Wastewater Microbiology. Wiley & Sons. De Oude, N. T. 1992. The Handbooks of Environmental Chemistry : Detergents. Springer-Verlag. Ginting, Ir. Perdana. 2007. Sistem Pengelolaan Lingkungan Dan Limbah Industri, Cetakan pertama. Bandung: Yrama Widya. Herlambang, Arie dan Said, Nusa Idaman.2010. Penurunan Kadar Zat Organik dalam Air Sungai dengan Biofilter Tercelup Struktur Sarang Tawon. BPPT : Jakarta Indriyati, 2003. Jurnal proses Pembenihan (Seeding) dan Aklimatisasi pada reaktor Tipe Fixed Bed. BPPT : Jakarta
*) Program Studi Teknik Lingkungan FT Undip Jl. Prof. H. Sudarto, SH Tembalang Semarang
Jamilah. 2003. Biofilm, Sebagai Mikrolingkungan Bakteri yang Unik. Kelair, 2010. Pengolahan Air Limbah Domestik DKI. BPPT press : Jakarta Metcalf dan Eddy. 2003. Wastewater Engineering and Reuse. 4th Edition New York : McGraw Hill Peraturan Daerah Provinsi Jawa Tengah No. 5 Tahun 2012 Modul Praktikum Laboratorium lingkungan. Program Studi teknik Lingkungan. Universitas Diponegoro 2008. Monroe, D. 2007. Looking for Chinks in the Armor of Bacterial Biofilms. PLoS Biology Pohan, Nurhasmawaty. 2008. Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu dengan Proses Biofilter Aerobik (Tesis). PS Teknik Kimia Universitas Sumatra Utara. Medan Rahmawati, Dessy Ika. 2008. Penurunan Kandungan Phosphat pada Limbah Cair Industry Pencucian Pakaian (Laundry) Menggunakan Karbon Aktif dari Sampah Plastik dengan Metode Batch dan Kontinyu. Teknik Lingkungan UNDIP, Semarang. Ruliasih, M dan Herlambang, A. 2003. Proses Denitrifikasi system biofilter untuk pengolahan air limbah yang mengandung nitrat. Jakarta : BPPT Said, Nusa Idaman. 2005. Penggunaan media serat plastic pada
proses biofilter tercelup untuk pengolahan air limbah rumah tangga non toilet. Jakarta : BPPT Said, Nusa Idaman. 2005. Aplikasi BioBall untuk Media Biofilter studi kasus Pengolahan Air Limbah Pencucian Jeans. JA Vol : 1. Jakarta. Said Nusa Idaman. 2010. Pengolahan Air Limbah dengan Proses Biofiter Tercelup. BPPT : Jakarta Saputro, A Dwi dan Karnaningroem, Nieke. 2011. Aplikasi Filter dengan Media Tembikar dan Marmer untuk Pengolahan Air Tanah dekat sungai. Surabaya : ITS Sarwono, Jonathan. 2012. Metode Riset Skripsi Pendekatan Kuantitatif (Menggunakan Prosedur SPSS) Tuntunan Praktir Menyusun Skripsi. PT Elex Media Komputindo. Jakarta Siregar SA. 2005. Instalasi Pengolahan Air Limbah. Yogyakarta: Kanisius. Sostar-Turk, S, et al. 2004. Implementing Hygiene Monitoring System in Hospital laundries in Order to Reduce Microbal Contamination of Hospital Textile. University of Maribor Sudarno. 2010. Jurnal perkembangan Biofilm Nitrifikasi di Fixed Bed reactor pada Salinitas Tinggi. UNDIP : 2010 Suryana. 2010. Metodologi Penelitian : Model Praktis Penelitian
*) Program Studi Teknik Lingkungan FT Undip Jl. Prof. H. Sudarto, SH Tembalang Semarang
Kualitas dan Kuantitas. Universitas Penelitian Indonesia. Tchobanoglous, G., (1981), Waste Water Engineering Collection and Pumping Waste Water, Mc.Graw-Hill Book Co., New York. Watnick, Paula dan Koller, Roberto. 2000. Biofilm, City of Microbes. Jurnal. Journals.ASM.org Wardhana, W. A. 195. Dampak Pencemaran Lingkungan. Yogyakarta. Penerbit Andi Widiyani, platika. 2010. Dampak dan Penangan Limbah Detergen. IPB
