MAKALAH UNIT PROSES PENGOLAHAN LIMBAH CAIR BATIK MENGGUNAKAN AEROBIC ROUGHING FILTER UNTUK MENURUNKAN KADAR COD (Chemical Oxygen Demand) DAN WARNA
DOSEN PEMBIMBING :
BADARUDDIN MU’MIN, MT
NIP 19884118 200812 2 003
OLEH : GINA LOVASARI
H1E108020
M.SADIQUL IMAN
H1E108059
PROGAM STUDI S-1 TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT BANJARBARU 2011
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah penulis penulis panjatkan kehadirat kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunai-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah dengan judul Pengolahan Limbah Cair Batik Menggunakan Aerobic Roughing Filter Untuk Menurunkan Kadar COD (Chemical Oxygen Demand) dan Warna ini.
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas mata kuliah Unit Proses. Penyusunan makalah ini berdasarkan format yang telah diberikan. Namun demikian, penulis menyadari keterbatasan yang dimiliki dalam penyusunan makalah ini sehingga makalah ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar makalah ini menjadi lebih baik. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Badaruddin Mu’min, M.T selaku dosen pengajar dan pembimbing dalam penyusunan makalah ini. Penulis mengharapkan agar makalah ini dapat digunakan sebagaimana mestinya dan juga dapat bermanfaat bagi kita semua.
Banjarbaru, Januari 2011
Penulis
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Salah satu sektor industri yang berkembang pesat di Indonesia salah satunya adalah sektor industri batik. Dalam proses produksinya, industri batik banyak menggunakan bahan-bahan kimia dan air. Penggunaan bahan kimia biasanya pada saat proses pewarnaan maupun pencelupan kain batik. Keberadaan polutan yang terdapat pada limbah cair industri batik ini dapat berupa padatan tersuspensi, bahan kimia maupun zat organik. Pembuangan limbah cair industri batik biasanya memiliki konsentrasi biological oxygen demand (BOD) dan chemical oxygen demand (COD) maupun warna yang melebihi baku mutu yang
telah ditetapkan oleh pemerintah. Oleh karena itu pengolahan limbah cair industri batik perlu diterapkan, sebab jika limbah langsung dibuang ke badan air penerima maupun lingkungan, maka penurunan kualitas lingkungan dan kerusakan ekosistem sekitar industri batik tidak dapat dihindari. Limbah cair industri batik kemudian dijadikan suatu penelitian dalam pengolahan limbah dengan menggunakan aerobic roughing filter aliran horisontal dalam menghilangkan kadar COD dan warna pada limbah cair industri batik agar ramah lingkungan.
1.2 Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk mengetahui seberapa efektif penggunaan aerobic roughing filter aliran horisontal dalam menghilangkan kadar COD dan warna pada limbah cair industri batik.
1.3 Manfaat
Manfaat dari pembuatan makalah ini adalah dapat memberikan informasiinformasi mengenai proses pengolahan limbah cair batik secara aerobic roughing filter aliran horisontal dalam menghilangkan kadar COD dan warna, sehingga
menjadi salah satu teknologi alternatif yang dapat diterapkan oleh pemilik industri batik untuk mengurangi pencemaran lingkungan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Proses Pembuatan Batik Secara Umum
Teknik membuat batik adalah proses pekerjaan dari mori batik sampai menjadi kain batik. Proses pengolahan batik secara umum meliputi: 1. Proses Persiapan Bahan Baku a. Persiapan Bahan Baku Mori Proses persiapan bahan baku mori terdiri dari proses-proses penyediaan mori, perendaman, pengetelan, penganjian tipis, penghalusan permukaan mori dan pemolaan. Adapun maksud dari tahapan di atas dapat dijelaskan sebagai berikut : perendaman dan pengetelan, dimaksudkan untuk menstabilkan dimensi, terhilangkan kanji dan zat finish lain, penganjian tipis dilakukan untuk mendapatkan permukaan yang rata, sehingga memudahkan proses pembatikan dan penghilangan lilin batik, penghalusan permukaan mori dilakukan agar pemolaan dapat lebih mudah dilaksanakan. b. Persiapan Bahan Baku Lilin Proses persiapan bahan baku lilin batik, lilin batik dibuat dari bermacam-macam
bahan
yang
dicampur
menjadi
satu
dengan
perbandingan tertentu sesuai dengan sifat lilin yang di kehendaki. Bahanbahan yang digunakan dalam pembuatan lilin batik terdiri dari gondorukem, damar mata kucing, parafin, lilin tawon, gajih atau lemak binatang, minyak kelapa, dan lilin batik bekas lorodan, tetapi tidak semua bahan tersebut di atas ada dalam pembuatan lilin batik. 2. Proses Pembatikan Adalah proses pelekatan lilin batik pada mori batik sesuai dengan pola yang diinginkan. Ada beberapa cara, antara lain : a. Pelekatan lilin secara tulis dengan alat canting tulis, urutan pengerjaannya sebagai berikut:
Pembatikan Klowong,
Pembatikan Isen-isen.
b. Pembatikan Tembokan, pengerjaannya sebagai berikut:
Pembatikan Klowong,
Pembatikan Isen-isen,
Pembatikan Tembokan.
Ketiga tahapan pembatikan dengan alat canting tulis dikerjakan pada dua permukaan. c. Pelekatan lilin dengan alat cap, urutan pengerjaannya adalah sebagai berikut :
Pencapan Klowong dan Isen-isen.
Pencapan Tembokan. Untuk bahan mori yang tebal dan rapat kedua urutan pengecapan
dilakukan pada kedua permukaan bahan, sedangkan untuk bahan mori yang tipis pengecapan dilakukan hanya pada satu permukaan saja. 3. Proses Pewarnaan Proses pewarnaan batik dilakukan pada suhu kamar dan secara garis besar dilakukan dengan dua cara, yaitu : a. Pewarnaan secara coletan, jenis warna yang digunakan antara lain zat warna rapid, zat warna indigosol dan zat warna reaktif. b. Pewarnaan secara celupan, zat warna yang digunakan dalam pewarnaan batik secara celupan antara lain zat warna napthol, zat warna indanthrene, zat warna reaktif dan zat warna soga alam. 4. Proses Pelepasan Lilin Batik Terdiri dari 2 cara pelepasan, yaitu a. Proses kerokan (proses pelepasan sebagian lilin) adalah proses pelepasan sebagian batik cengan cara dikerok dan untuk penyempurnaan proses ini diperlukan adanya penyikatan dimana terlebih dahulu dalam larutan kostik soda. b. Proses lorodan (proses pelepasan seluruh lilin) adalah proses pelepasan lilin batik dengan cara direbus dalam air mendidih yang diberi kanji atau soda atau natrium silikat tergantung jenis bahan zat warna yang digunakan supaya proses pelepasan lilin secara keseluruhan dapat sempurna.
5. Proses Penyelesaian Maksud dari proses penyelesaian adalah memperbaiki penampilan produk batik yang dihasilkan, termasuk meningkatkan ketahanan warna dan pengemasan (Anonim, 1997 dalam Purwaningsih, 2008).
Gambar 2.1. Alur Proses Pembuatan Batik Beserta Limbahnya (Sumber : Anonim, 1997 dalam Purwaningsih, 2008). 2.2 Limbah Industri Batik
Kualitas limbah cair industri batik sangat tergantung jenis proses yang dilakukan, pada umumnya limbah cair bersifat basa dan kadar organik yang tinggi yang disebabkan oleh sisa-sisa pembatikan. Pada proses pencelupan (pewarnaan) umumnya merupakan penyumbang sebagian kecil limbah organik, namun menyumbang wama yang kuat, yang
mudah terdeteksi, dan hal ini dapat mengurangi keindahan sungai maupun perairan. Pada proses persiapan, yaitu proses nganji atau penganjian, menyumbang zat organik yang banyak mengandung zat padat tersuspensi. Zat padat tersuspensi apabila tidak segera diolah akan menimbulkan bau yang tidak sedap dan dapat digunakan untuk menilai kandungan COD dan BOD. Kebanyakan penggunaan bahan pencelup dengan struktur molekul organik yang stabil tidak dapat dihancurkan dengan proses biologis, untuk menghilangkan warna air limbah yang efisien dan efektif adalah dengan perlakuan secara biologis, fisik dan kimia (Alaerts, 1984 dalam Purwaningsih, 2008).
2.3 Karakteristik Air limbah Batik
Karakteristik air limbah dapat digolongkan dalam sifat fisika, kimia dan biologi. Dengan mengetahui jenis polutan yang terdapat dalam air limbah, dapat ditentukan unit proses yang dibutuhkan. a. Karakter Fisika Karakter fisika air limbah meliputi temperatur, bau, warna, dan padatan. Temperatur menunjukkan derajat atau tingkat panas air limbah yang diterakan kedalam skala. Bau merupakan parameter yang subyektif. Pengukuran bau tergantung pada sensitivitas indera penciuman seseorang. Adanya bau yang lain pada air limbah, menunjukkan adanya komponenkomponen lain di dalam air tersebut. Misalnya, bau seperti telur busuk menunjukkan adanya hidrogen sulfida. Pada air limbah, warna biasanya disebabkan oleh adanya materi disolved, suspended, dan senyawa-senyawa koloidal, yang dapat dilihat dari spektrum warna yang terjadi. Padatan yang terdapat di dalam air limbah dapat diklasifikasikan menjadi floating, settleable, suspended atau dissolved .
b. Karakter kimia Karakter kimia air limbah meliputi senyawa organik dan senyawa anorganik. Senyawa organik adalah karbon yang dikombinasi dengan satu atau lebih elemen-elemen lain (O, N, P, H). Saat ini terdapat lebih dari dua juta senyawa organik yang telah diketahui. Senyawa anorganik terdiri atas
semua kombinasi elemen yang bukan tersusun dari karbon organik. Karbon anorganik dalam air limbah pada umumnya terdiri atas sand , grit , dan mineral-mineral, baik suspended maupun dissolved . Misalnya: klorida, ion hidrogen, nitrogen, fosfor, logam berat dan asam. c. Karakter Biologis Mikroorganisme ditemukan dalam jenis yang sangat bervariasi h ampir dalam semua bentuk air limbah, biasanya dengan konsentrasi 105-108 organisme/ml. Kebanyakan merupakan sel tunggal yang bebas ataupun berkelompok
dan
mampu
melakukan
proses
kehidupan
(tumbuh,
metabolisme, dan reproduksi). Secara tradisional, mikroorganisme dibedakan menjadi binatang dan tumbuhan. Namun, keduanya sulit dibedakan. Oleh karena itu, mikroorganisme kemudian dimasukkan kedalam kategori protista, status yang sama dengan binatang ataupun tumbuhan. Virus diklasifikasikan secara terpisah. Keberadaan bakteri dalam unit pengolahan air limbah merupakan kunci efisiensi proses biologis. Bakteri juga berperan penting untuk mengevaluasi kualitas air (Purwaningsih, 2008).
2.4 Pengaruh Limbah Industri Batik Terhadap Lingkungan
Pengelolaan lingkungan adalah usaha atau upaya agar tanah, air dan udara tidak tercemar oleh air buangan, sehingga tidak menimbulkan pencemaran potensial lebih lanjut pada penderita pencemaran potensial yaitu manusia dan mahluk hidup lain. Sehingga dapat disimpulkan bahwa tujuan pengelolaan lingkungan adalah terkendalinya dan terpeliharanya kesehatan secara m enyeluruh (Sumarwoto, 1993 dalam Purwaningsih, 2008). Lingkungan hidup adalah kesatuan dengan kesemua benda, daya, keadaan dan makhluk hidup, termasuk manusia dan perilakunya, yang mempengaruhi kelangsungan hidup dan kesejahteraan manusia serta mahluk hidup lainnya (Rusidana, 2006 dalam Purwaningsih, 2008). Air bekas cucian pembuatan batik yang menggunakan bahan-bahan kimia banyak mengandung zat pencemar/racun yang dapat mengakibatkan gangguan terhadap lingkungan, kehidupan manusia, binatang maupun tumbuh-tumbuhan. Zat warna dapat mengakibatkan penyakit kulit dan yang sangat membahayakan
adalah dapat mengakibatkan kanker kulit (Sugiharto, 1987 dalam Purwaningsih, 2008). Dengan banyaknya zat pencemar yang ada di dalam air limbah, akan menyebabkan menurunnya kadar oksigen yang terlarut dalam air. Hal ini mengakibatkan matinya ikan dan bakteri-bakteri di dalam air, juga dapat menimbulkan kerusakan pada tanaman atau tumbuhan air, sehingga proses self purification yang seharusnya dapat terjadi pada air limbah menjadi terhambat
(Sugiharto, 1987 dalam Purwaningsih, 2008). Semakin banyak zat organik dalam perairan akan mengalami pembusukan akibat selanjutnya adalah timbulnya bau hasil penguraian zat organik. Di samping bau yang ditimbulkannya, maka menumpuknya ampas akan memerlukan tempat yang banyak dan mengganggu keindahan tempat di sekitarnya. Dan selain bau dan tumpukan ampas yang mengganggu, maka warna air limbah yang kotor akan menimbulkan gangguan pemandangan (Purwaningsih, 2008).
2.5 Parameter-Parameter Penelitian 2.5.1 Chemical Oxygen Demand (COD)
Untuk menyatakan kualitas air dibutuhkan beberapa parameter yang terkait. Salah satu diantaranya adalah Chemical Oxygen Demand (COD) atau Kebutuhan Oksigen Kimia (KOK) yang didefinisikan sebagai jumlah oksigen (mgO2) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik yang ada dalam sampel air atau banyaknya oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat organik menjadi CO2 dan H2O. Pada reaksi oksigen ini hampir semua zat yaitu sekitar 85% dapat teroksidasi menjadi CO2 dan H2O dalam suasana asam, sedangkan penguraian secara biologi (BOD) tidak semua zat organik dapat diuraikan oleh bakteri (Fardiaz, 1992 dalam Purwaningsih, 2008). Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat-zat organik yang secara alamiah dapat dioksidasikan melalui proses mikrobiologis, dan mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut didalam air. (Alaerts, 1984 dalam Purwaningsih, 2008). Menurut Metcalf and Eddy (1991) dalam Purwaningsih, (2008), COD adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi senyawa organik
dalam air, sehingga parameter COD mencerminkan banyaknya senyawa organik yang dioksidasi secara kimia. Tes COD digunakan untuk menghitung kadar bahan organik yang dapat dioksidasi dengan cara menggunakan bahan kimia oksidator kuat dalam media asam. Beberapa bahan organik tertentu yang terdapat pada air limbah, kebal terhadap degradasi biologis dan ada beberapa diantaranya yang beracun meskipun pada kosentrasi yang rendah. Bahan yang tidak dapat didegradasi secara biologis tersebut akan didegradasi secara kimiawi melalui proses oksidasi, jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi tersebut dikenal dengan Chemical Oxygen Demand (COD) (Cheremisionoff and Elizabeth, 1981 dalam Purwaningsih,
2008). COD merupakan salah satu parameter indikator penting untuk pencemar di dalam air yang disebabkan oleh limbah organik, keberadaan COD di dalam lingkungan sangat ditentukan oleh limbah organik, baik yang berasal dari limbah rumah tangga maupun industri, secara umum konsentrasi COD yang tinggi dalam air menunjukkan adanya bahan pencemar organik dalam jumlah banyak. Kadar COD dalam air limbah berkurang seiring dengan berkurangnya konsentrasi bahan organik yang terdapat dalam air limbah, kosentrasi bahan organik yang rendah tidak selalu dapat direduksi dengan metode pengolahan yang konvensional. Perairan dengan nilai COD yang tinggi tidak diinginkan bagi kepentingan perikanan dan pertanian, nilai COD pada perairan yang tidak tercemar biasanya kurang dari 20 mg/l, sedangkan pada perairan tercemar dapat lebih dari 200 mg/l dan pada limbah industri dapat mencapai ± 60.000 mg/L. Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat-zat organis yang secara alamiah dapat dioksidasi melalui proses mikrobiologis, dan mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut didalam air oleh karena itu kosentrasi COD dalam air harus memenuhi ambang batas yang ditentukan sesuai dengan industri masing-masing (SK GUB. DIY No: 281/KPTS/1998 dalam Purwaningsih, 2008). Analisis BOD dan COD dari suatu air limbah dan menghasilkan nilai-nilai yang berbeda karena kedua uji mengukur bahan yang berbeda. Nilai COD selalu
lebih tinggi dari nilai BOD. (Jenie & Rahayu, 1993 & Effendi 2003 dalam Purwaningsih, 2008). Perbedaan diantara kedua nilai disebabkan banyak faktor antara lain : a. Bahan kimia yang tahan terhadap oksidasi biokimia tetapi tidak t ahan terhadap oksidasi kimia seperti lignin. b. Bahan kimia yang dapat dioksidasi secara kimia dan peka terhadap oksidasi biokimia tetapi tidak dalam uji BOD5 seperti sellulosa, lemak berantai panjang atau sel-sel mikroba. c. Adanya bahan toksik dalam limbah yang akan mengganggu uji BOD tetapi tidak uji COD. Menurut Benefield (1982) dalam Purwaningsih (2008), perbedaan COD dan BOD dapat dilihat sebagai berikut : a. Angka BOD adalah jumlah komponen organik biodegradable dalam air buangan, sedangkan tes COD menentukan total organik yang dapat teroksidasi, tetapi tidak dapat membedakan komponen biodegradable / non biodegradable.
b. Beberapa substansi inorganik seperti sulfat dan tiosulfat, nitrit dan besi ferrous yang tidak akan terukur dalam tes BOD akan teroksidasi aleh kalium dikromat, membuat nilai COD – inorganik yang menyebabkan kesalahan dalam penetapan komposisi organik dalam laboratorium. c. Hasil COD tidak tergantung pada aklimasi bakteri sedangkan pada tes BOD sangat dipengaruhi aklimasi seeding bakteri. Untuk mengetahui jumlah bahan organik di dalam air dapat dilakukan suatu uji yang lebih cepat dibandingkan dengan uji BOD, yaitu berdasarkan reaksi kimia dari suatu bahan oksidan yang disebut uji COD. Uji COD yaitu suatu uji yang menetukan jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bahan oksidan seperti kalium dikhromat (K2Cr2O7) atau kalium permanganat (KMnO4) sebagai sumber oksigen atau Oxidizing Agent yang digunakan untuk mengoksidasi bahan-bahan organik yang terdapat didalam air. (Droste, 1997 dalam Purwaningsih, 2008). Air yang telah tercemar limbah organik sebelum reaksi oksidasi berwarna kuning, dan setelah reaksi oksidasi berubah menjadi warna hijau. Jumlah oksigen yang diperlukan untuk reaksi oksidasi terhadap limbah organik seimbang dengan
jumlah Kalium bichromat yang digunakan pada reaksi oksidasi. Semakin banyak Kalium bichromat yang digunakan pada reaksi oksidasi, berarti semakin banyak
oksigen yang diperlukan. Uji COD pada umumnya menghasilkan nilai kebutuhan oksigen yang lebih tinggi dibandingkan dengan uji BOD, karena bahan-bahan yang stabil terhadap reaksi biologi dan mikroorganisme dapat ikut teroksidasi dalam uji COD. Selulosa adalah salah satu contoh yang sulit diukur melalui uji BOD karena sulit dioksidasi melalui reaksi biokimia, akan tetapi dapat diukur melalui uji COD.
2.5.2 Warna
1. Pengertian Zat Warna Zat warna adalah senyawa yang dapat dipergunakan dalam bentuk larutan atau dispersi kepada suatu bahan lain sehingga berwarna. Warna dalam air dapat disebabkan oleh adanya ion-ion metal alam, yaitu besi (Fe) dan mangan (Mn), humus yang dihilangkan terutama untuk penggunaan air industri dan air minum. Warna yang biasanya diukur adalah warna sebenarnya atau warna nyata, yaitu warna setelah kekeruhan dihilangkan, sedangkan warna nampak adalah warna yang tidak hanya disebabkan oleh zat terlarut dalam air tapi juga zat tersuspensi (Darnianti, 2008). Pemeriksaan warna ditentukan dengan membandingkan secara visual warna
dari
sampel
dengan
larutan
standart
warna
yang
diketahui
konsentrasinya. Air limbah yang baru dibuat biasanya berwarna abu-abu apabila senyawa-senyawa organik yang ada mulai pecah oleh bakteri. Oksigen terlarut dalam limbah direduksi sampai menjadi nol dan warnanya berubah menjadi hitam (gelap). Pada kondisi ini dikatakan bahwa air limbah sudah busuk. Dalam menetapkan warna tersebut dapat pula diduga adanya pewarna tertentu yang mengandung logam-logam berat. (Departemen Perindustrian, 1987 dalam Darnianti, 2008). Menurut Wisnu Arya Wardhana (1995) dalam Mulyadi (2009), zat warna merupakan suatu bahan yang digunakan untuk mewarnai suatu subsrat, misalnya tekstil, kapas, tembok, plastik, kulit ,bahan makanan dan sebagainya. Tersusun dari Chromogen dan Auxochrome Chromogen adalah senyawa
aromatik yang mengandung chromopore, yaitu zat pemberi warna yang berasal dari radikal kimia seperti nitroso (-NO), nitro (-NO 2), azo (-N=N), etilen (-C=C – ), karbonil
(-C=O), karbon – nitrogen (-C=NH dan -CH=N),
belerang (-C=S dan -C – S – S – C – ). Gugus auksokrom adalah gugus yang mengaktifkan kerja kromofor dan memberikan daya ikat terhadap serat yang diwarnainya. Gugus auksokrom yang termasuk golongan kation : -NH 2; -NH; -
-NMe2; + NMe2Cl .dan gugus auksokrom yang termasuk golongan anion : -SO3H; -OH; -COOH, seperti -O-; -SO3(Isminingsih dan Djufri, 1978 dalam Mulyadi 2009). Warna merupakan akibat suatu bahan terlarut atau tersuspensi dalam air,
disamping
adanya
bahan
pewarna
tertentu
yang
kemungkinan
mengandung logam berat. Warna air limbah menunjukan kualitasnya, air limbah yang baru akan berwarna abu-abu, dan air limbah yang sudah basi atau busuk akan berwarna gelap (Mahida, 1984 dalam Purwaningsih, 2008). Warna tertentu dapat menunjukkan adanya logam berat yang terkandung dalam air buangan. Yang dimaksud zat warna adalah senyawa yang dapat dipergunakan dalam bentuk larutan, sehingga penampanya berwarna. Warna air limbah dapat dibedakan menjadi dua, yaitu warna sejati dan warna semu. Warna yang disebabkan oleh warna organik yang mudah larut dan beberapa ion logam disebut warna sejati, jika air tersebut mengandung kekeruhan atau adanya bahan tersuspensi dan juga oleh penyebab warna sejati, maka warna tersebut dikatakan warna semu (Chatib, 1998 dalam Purwaningsih, 2008). Dan juga karena adanya bahan-bahan yang tersuspensi yang termasuk bersifat koloid. Berdasarkan studi yang dilakukan oleh Black dan Cristman (1979) dalam Purwaningsih (2008) ditemukan bahwa organik di dalam air limbah adalah koloid yang bermuatan negatif. Zat warna adalah suatu senyawa yang kompleks yang dapat dipertahankan di dalam jaringan molekul-molekul. Zat warna merupakan gabungan dari zat organik yang tidak jauh, sehingga zat warna harus terdiri dari chromogen sebagai pembawa warna dan Auxochrome sebagai pengikat antara warna dan serat. Chromogen adalah senyawa aromatik yang berisi
Crhomopore, yaitu zat pemberi warna yang berasal dari radikal kimia, seperti
kelompok azo (N=N). agar warna dapat masuk dengan baik ke kedalam bahan yang akan diberi warna, maka diperlukan bahan dari Auxochrome, yaitu radikal
yang
memudahkan
terjadinya
pelarutan,
misalnya
kelompok
pembentuk garam – NH2 atau OH (Wardhana, 1995 dalam Purwaningsih, 2008). Kecerahan dipengaruhi oleh warna air, semakin dalam penetrasi sinar matahari dapat menembus lapisan air, semakin produktif pula perairan tersebut. Hal ini seiring dengan banyaknya fitoplankton di perairan tersebut. Kekeruhan ialah suatu istilah yang digunakan untuk menyatakan derajat kegelapan di dalam air yang disebabkan oleh bahan-bahan yang melayang. Kekeruhan sangat berhubungan erat dengan warna perairan, sedangkan konsentrasinya sangat mempengaruhi kecerahan dengan cara membatasi transmisi sinar matahari kedalamnya. Akibat biologis dari kekeruhan adalah menurunnya aktifitas fotosintesa tumbuhan, karena, fotosintesis secara langsung tergantung pada cahaya. Kekeruhan merupakan salah satu faktor penting yang menyangkut produktifitas perairan, serta alir an energi. Warna yang timbul pada perairan disebabkan oleh buangan industri di hulu sungai atau dapat juga berasal dari bahan hancuran sisi-sisi tumbuhan oleh bakteri. Santaniello (1971) dalam Purwaningsih (2008) menyatakan bahwa industri-industri yang mengeluarkan warna adalah industri kertas dan pulp, tekstil, petrokomia, dan kimia, air yang digunakan oleh masyarakat umum diijinkan dengan kriteria bahwa air tersebut mengandung tidak lebih dari 75 unit warna (standar kobal-platinum), sedangkan yang disarankan tidak lebih dari 10 warna. Hal ini penting mengingat zat-zat warna banyak mengandung logam-logam berat yang bersifat toksis. Dismping bersifat toksis, fotosintesis juga terhambat di perairan yang mengandung 50 warna. 2. Penggolongan Zat Warna Jenis zat warna ada dua, yaitu: a. Zat Warna Alam Zat warna alam adalah zat warna yang berasal dari alam, baik yang berasal dari tanaman, hewan, maupun bahan metal.
Zat warna yang berasal dari tumbuhan Tumbuhan-tumbuhan penghasil zat pewarna alami yang tumbuh di Indonesia kurang lebih sebanyak 150 jenis tanaman, tetapi yang paling efektif untuk dapat digunakan san dapat diproduksi menjadi powder maupun dalam bentuk pasta hanya beberapa jenis saja. Zat warna dari tumbuhan yang biasanya digunakan antara lain: indigofera (warna biru), Sp Bixa orrellana (warna orange purple), Morinda citrifolia (warna kuning).
Zat warna yang berasal dari hewan Jenis hewan yang biasa dijadikan zat warna antara lain: Kerang (Tyran purple), Insekta ( Ceochikal), dan Insekta warna merah ( Loe).
b. Zat Warna Sintesis Zat warna sintesis adalah zat warna buatan dengan bahan dasar buatan, misalnya: Hirokarbon Aromatik dan Naftalena yang berasal dari batubara. Hampir semua zat warna yang digunakan dalam industri batik merupakan zat warna sintetik, karena zat warna jenis ini mudah diperoleh dengan komposisi yang tetap, mempunyai aneka warna yang banyak, mudah cara pemakaiannya dan harganya relatif tidak tinggi. Menurut Susanto (1973) dalam Purwaningsih (2008), zat warna yang digunakan dalam proses pembatikan adalah sebagai berikut: a. Zat Warna Napthol Zat warna napthol adalah suatu zat warna tekstil yang dapat dipakai untuk mencelup secara cepat dan mempunyai warna yang kuat. Zat warna napthol adalah suatu senyawa yang tidak larut dalam air yang terdiri dari dua komponen dasar, yaitu berupa golongan napthol AS ( Anilid Acid ) dan komponen pembangkit warna, yaitu golongan diazonium yang
biasanya disebut garam. Kedua komponen tersebut bergabung menjadi senyawa berwarna jika sudah dilarutkan. Zat warna napthol disebut sebagai Ingrain Coours karena terbentuk di dalam serat dan tidak terlarut di dalam air karena senyawa yang terjadi mempunyai gugus azo. Zat warna Naphtol dibedakan menjadi :
Beta Naphtol (Zat Es) Adalah zat warna azo yang lama, jumlah warnanya terbatas yang ada hanya merah. Orange, biru dan hijau hampir tidak ada. Golongan zat ini mempunyai ketahanan luntur yang baik, juga tahan chlor tetapi tidak begitu tahan terhadap gosokan. Zat warna golongan ini sering disebut zat warna es atau ice colour .
Naphtol As Adalah zat warna azo yang baru, jumlah warnanya banyak dimana hampir semua warna ada. Senyawa-senyawa naphtol As mempunyai daya serap terhadap sellulosa sehingga proses pengeringan setelah pencelupan dengan senyawa tersebut tidak perlu dikerjakan lagi. Demikian pula tahan gosok dan hasil celupan lebih baik karena naphtol As sedikit mengadakan migrasi ke dalam garam diazonium sewaktu proses pembangkitan.
b. Zat Warna Indigosol Zat warna indigosol disebut juga zat warna bejana larut, yaitu leuco esier natrium dari zat warna yang telah distabilkan, dalam proses
pencelupannya perlu dibangkitkan warnanya dengan dioksidasi sehingga berubah menjadi bentuk yang tidak larut dan berwarna. c. Zat Warna Reaktif Zat warna reaktif adalah suatu zat warna yang dapat mengadakan teaksi dengan serat, sehingga zat warna tersebut merupakan bagian dari serat. Zat warna reaktif merupakan golongan zat warna yang mempunyai gugus aktif, sehingga dengan bahan utama akan terjadi hubungan secara chemical lingkage. Oleh karena itu hasil pencelupan zat warna teaktif
mempunyai ketahanan cuci yang sangat baik dan lebih kilap dari zat warna direk. d. Zat Warna Indanthreen Zat warna indanthreen merupakan salah satu zat warna bejana yang berupa puder berwarna, tidak larut dalam air. Supaya larut dalam air, perlu ditambahkan larutan kostik soda dan Natrium hidrosulfit sebagai zat pereduksi.
2.6 Roughing Filter (RF)
Dalam pengolahan limbah cair dapat digunakan dengan berbagai instalansi, yang salah satunya adalah instalansi aerobic roughing filter . Dari berbagai studi maupun aplikasi di lapangan diketahui bahwa aerobic roughing filter bisa digunakan untuk pengolahan limbah cair. Aerobic roughing filter
merupakan suatu unit pengolahan yang menggunakan batu krikil yang mempunyai ukuran antara 4-20 mm yang dapat digunakan untuk memisahkan padatan dalam air dan mampu mengurangi beban organik yang tinggi. Sebagai salah satu alternatif pengolahan limbah cair, maka penggunaan aerobic roughing filter perlu dilakukan penelitian tentang kinerja instalansi aerobic roughing filter
aliran horizontal sebagai alternatif pengolahan (Kasam et al, 2009). Kombinasi roughing filter dengan filter aliran lambat yang digunakan sebagai pengolahan air sungai dengan kekeruhan 150 NTU mampu menurunkan kekeruhan 88-95%. Instalansi roughing filter juga dapat digunakan sebagai pengolahan air minum yang mengandung kekeruhan, total suspended solid (TSS), dan Fe (Jafari Dastanaie et al, 2007 dalam Kasam et al, 2009). Roughing
filter (RF)
merupakan
pengolahan
pendahuluan
untuk
menurunkan kekeruhan air di mana air melewati bak dengan media yang kasar seperti kerikil atau gerabah. RF ini sudah dipakai lebih dari 25 negara di antaranya Argentina, Bolivia, Madagaskar, Ghana, India, Australia, dan sebagainya. RF kebanyakan digunakan sebagai pengolahan pendahuluan untuk meremoval partikel dalam jumlah besar dan lebih sulit untuk menafsirkan peningkatan efisiensi dari pengolahan berikutnya seperti filter lambat (Levine et al, 1985 dalam Titistiti & Hadi, 2010). Roughing filter biasanya menggunakan kerikil dengan diameter yang
berbeda – beda, pada bagian mukanya menggunakan kerikil dengan diameter besar, pada bagian berikutnya menggunakan kerikil dengan diameter yang lebih kecil, demikian seterusnya. Sehingga pada tiap – tiap bagian tersebut menyaring padatan dengan diameter yang berbeda – beda pula (Wegelin,1996 dalam Titistiti & Hadi, 2010). Prinsip dasar kerja roughing filter dapat dilihat pada gambar 2.2 di bawah ini.
Gambar 2.2 Konsep Prinsip Kerja Roughing Filter Dibandingkan Dengan Sedimentasi ( Sumber : Titistiti & Hadi, 2010).
Instalansi roughing filter seringkali diprioritaskan sebagai teknologi pretreatment untuk kebutuhan air perkotaan. Dimana tipe filter yang berbeda juga
dikembangkan untuk pengolahan pada kualitas air baku yang berbeda. Prefilter dan roughing filter secara ekstensif juga digunakan pada rencana penyediaan air pada beberapa Negara berkembang, dan rencana air bawah tanah di Negara industri. Intake filter mampu mereduksi material padatan 50-70% dan roughing filter mampu memisahkan material partikulat 90% lebih (Wegelin & Martin, 1996 dalam Kasam et al, 2009).
BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Metode Penelitian 3.1.1 Persiapan Instalansi
Instalansi roughing filter yang digunakan dalam penelitian ini dibuat dari bahan kayu yang dilapisis plastik, berukuran panjang 85 cm, lebar 35 cm, dan tinggi 25 cm dan terdiri dari dua kompartemen. Media yang digunakan berbentuk gravel, dimana kompartemen I diameter gravel 10 mm dan kompartemen II diameter gravel 5 mm, seperti gambar 3.1. adapun desain dari instalansi adalah sebagai berikut : Panjang (L) = 85 cm, lebar (W) = 35 cm, Tinggi (H) = 25 cm Volume : L x W x H = (85 x 35 x 25) = 74375 cm3 = 0,074 m3. Waktu detensi (Td) direncanakan 6 jam, sehingga debit aliran (Q) = Vol/Td, Q = 0,074/6 = 0,0123 m3/jam (Kasam et al, 2009).
Gambar 3.1 Desain Instalansi Aerobic Roughing Filter (Sumber : Kasam et al, 2009). 3.1.2 Runing dan Sampling
Air limbah batik yang berasal dari industri Nakula Sadewa, Triharjo, Sleman, dimasukkan kedalam bak netralisasi yang berfungsi sebagai bak penampung, selanjutnya dialirkan melalui kompartemen I dan kompartemen II. Sedangkan pengambilan sampel dilakukan pada outlet kompartemen I dan outlet kompartemen II. Adapun untuk pengujian COD, sampel diambil setiap dua hari yaitu hari ke-1, 3, 5, 7 dan 9. Sedangkan untuk uji warna dilakukan setiap hari sampai hari ke-10. Pengujian sampel berdasarkan metode spectrofotometri dengan
refluks tertutup (SNI 06-6989.2-2004) untuk analisis COD dan metode Pengujian
Kualitas Fisika Air (SK SNI M-03-1989-F) (Kasam et al, 2009).
3.2 Hasil
Setelah dilakukan running dan pengujian terhadap sampel pada outlet kompartemen I dan II, maka diketahui konsentrasi COD dan warna seperti pada tabel 3.1, gambar 3.2 dan gambar 3.3. Tabel 3.1 Konsentrasi Warna pada Inlet dan Outlet
(Sumber : Kasam et al, 2009).
Gambar 3.2 Konsentrasi COD pada Berbagai Waktu Operasi Instalansi (Sumber : Kasam et al, 2009).
Gambar 3.3 Konsentrasi Warna pada Berbagai Waktu Operasi Instalansi (Sumber : Kasam et al, 2009).
3.3 Pembahasan
Berdasarkan hasil pengujian seperti yang ditunjukkan pada tabel 3.1 dan gambar 3.2 terjadi penurunan konsentrasi COD walaupun tidak signifikan. Penurunan konsentrasi COD hanya 3,077 % dari inlet 1034,105 mg/l dan outlet 998,750 mg/l. Hasil ini jelas belum memenuhi standar baku mutu limbah cair untuk industri batik menurut SK GUB. DIY No: 281/KPTS/1998 yaitu 100 mg/l. Penurunan konsentrasi ini dapat disebabkan oleh kemampuan dari kerikil yang digunakan sebagai media filtrasi dalam menyaring zat-zat yang ada dalam limbah. Penurunan konsentrasi COD dikarenakan flok yang terbentuk oleh ion senyawa organik berikatan dengan ion koagulan yang bersifat positif. Penurunan konsentrasi yang tidak signifikan ini disebabkan karena terjadinya penyumbatan atau clogging di dalam instalasi yang dapat mengakibatkan terakumulasinya bahan organik, sehingga akan mempercepat laju aliran limbah sampai ke outlet yang mengakibatkan kurangnya waktu tinggal limbah cair dalam instalasi. Tolok ukur COD dapat digunakan untuk mengetahui banyaknya oksigen yang diperlukan untuk menguraikan bahan organik. Makin besar kadar oksigen yang dibutuhkan untuk menguraikan bahan organik, maka kadar COD juga akan semakin tinggi. Berdasarkan hasil pengujian yang ditunjukkan pada gambar 3.3 perubahan konsentrasi warna yang terjadi juga tidak signifikan. Pada gamabr 3.3 terlihat terjadinya penurunan dan kenaikan konsentrasi warna. Hasil rata-rata data dari penelitian, penurunan konsentrasi parameter warna sebesar 3,628 % dari
konsentrasi inlet 311,481 PtCo dan konsentrasi outlet 296,208 PtCo. Hasil ini jelas belum memenuhi standar baku mutu warna menurut SK GUB. DIY No: 281/KPTS/1998 yaitu 50 PtCo. Tidak stabilnya perubahan konsentrasi warna ini disebabkan oleh zat warna yang digunakan oleh industri batik ini lebih banyak menggunakan pewarna dari bahan sintetik (azo/naphtol) daripada bahan alami (indigofera) sehingga proses transfer udara tidak mampu untuk memecah ikatan zat warna yang ada dalam limbah batik tersebut. Karena zat warna sintetik hanya dapat diuraikan dengan melakukan penambahan zat kimia lain yang dapat mendegradasi zat warna tersebut. Biodegradasi senyawa azo dapat terjadi dalam sistem anaerob dan aerob. Tahap pertama degradasi adalah pembelahan kelompok azo pada kondisi anaerob, sehingga terjadi penghilangan warna. Tahap kedua pada kondisi aerob, senyawa aromatik sederhana dapat didegradasi melalui hydroxylation dan membuka cincin. Tahap ini dilakukan untuk mendekomposisi lebih lanjut kemungkinan amina aromatic yang bersifat racun dan karsinogenik. Perombakan warna pada pengolahan anaerob dapat dilakukan pada kondisi pH 6-7 dan temperatur 45°C. Pada tahap anaerob tidak hanya warna yang dapat dihilangkan, tetapi juga bahan yang sulit diuraikan secara biologi dapat didegradasi menjadi bahan yang mudah diuraikan secara biologi. Penurunan konsentrasi yang tidak signifikan dikarenakan di dalam reaktor aerobic roughing filter aliran horizontal ini tidak terjadi pengolahan air limbah
batik secara maksimal.
BAB IV PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah yang telah dilakukan, dapat ditarik kesimpulan yaitu : 1. Instalasi roughing filter dengan aliran horizontal tidak dapat menurunkan konsentrasi COD dan warna secara signifikan yang disebabkan adanya clogging serta bahan pewarna sintetis yang cukup sulit didegradasi dengan
gravel ukuran besar serta waktu detensi yang relative singkat. 2. Penurunan konsentrasi COD 3,077 % dari konsentrasi inlet 1034,105 mg/l dan konsentrasi outlet 998,750 mg/l. Hasil ini masih berada diatas baku mutu yaitu 100 mg/l. 3. Sedangkan penurunan konsentrasi warna sebesar 3,628 % dari konsentrasi inlet 311,481 PtCo dan konsentrasi outlet 296,208 PtCo. Parameter ini juga masih berada di atas baku mutu yaitu 50 PtCo.
4.2 Saran
Untuk para pemilik industri batik dapat mengaplikasikan pengolahan imbah cair batik dengan aerobic roughing filter untuk teknologi yang ramah lingkungan.
DAFTAR PUSTAKA
Darnianti. 2008. Penurunan Kadar Warna Limbah Cair Industri Pencucian Jeans dengan Kitosan dan Jamur Lapuk Putih (Trametes versicolor). http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/4409/1/09E00132.pdf Diakses tanggal 29 Desember 2010 Kasam, Andik Yulianto & Aulia Eka Rahmayanti. 2009. Penurunan COD dan Warna pada Limbah Cair Industri Batik dengan Menggunakan Aerobic Roughing Filter Aliran Horizontal. http://jurnal.pdii.lipi.go.id/admin/jurnal/61092731.pdf Diakses tanggal 28 Desember 2010 Muljadi. 2009. Efisiensi Instalansi Pengolahan Limbah Cair Industri Batik Cetak dengan Metode Fisika-Kimia dan Biologi Terhadap Penurunan Parameter Pencemar (BOD, COD, dan logam Berat Krom (Cr)) (Studi Kasus di Desa Butulan Makam Haji Sukoharjo). http://tk.uns.ac.id/file/Ekuilibrium/Volume%208%20No%201/2009%20vo l%208%20no%201%20hal%2007%20-%2016.pdf Diakses tanggal 29 Desember 2010 Purwaningsih, Indah. 2008. Pengolahan limbah Cair Industri Batik CV. Batik Indah Raradjonggrang Yogyakarta dengan Metode Elektrokoagulasi ditinjau dari Parameter Chemical Oxygen Demand (COD) dan Warna. http://www.diskusiskripsi.com/2010/05/pengolahan-limbah-cair-industribatik.html Diakses tanggal 29 Desember 2010 Titistiti, Astika & Wahyono Hadi. 2010. Pengaruh Roughing Filter dan Slow Sand Filter dalam Pengolahan Air Minum dengan Air Baku dari Intake Karangpilang terhadap Parameter Kimia. http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10102-Paper.pdf Diakses tanggal 29 Desember 2010
