Download - Pengolahan Limbah Cair Kertas Dan Pulp Dengan Menggunakan Aerasi Dan Tekanan Filter Karbon Aktif
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR KERTAS DAN PULP DENGAN
MENGGUNAKAN AERASI DAN TEKANAN FILTER KARBON
AKTIF
(UTS PENCEGAHAN PENCEMARAN)
DISUSUN OLEH
MAHATHIR NUR MUHAMMAD
1407119411
TEKNIK KIMIA S1 2014
PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS RIAU
2015
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan industri saat ini tidak hanya meningkatkan kesejahteraan
masyarakat saja, namun juga dapat menimbulkan eksternalitas negatif. Hal ini
disebabkan karena selain menghasilkan produk sebagai hasil akhir proses produksi,
kegiatan juga menghasilkan limbah sebagai sisa proses produksi. Limbah industri
akan berdampak negative bagi lingkungan jika tidak diolah dengan tepat karena
akan menimbulkan pencemaran lingkungan yang melewati daya dukung lingkungan
dapat menurunkan kualitas lingkungan dan selanjutnya dapat membahayakan
kehidupan dan kesehatan mahluk hidup.
Industri pulp dan kertas adalah salah satu jenis industri di Indonesia yang
berkembang baik secara kualitas maupun kuantitas untuk memenuhi kebutuhan
kertas dalam negeri dan kebutuhan ekspor. Industri pulp dan kertas adalah industri
yang menghasilkan bubur kertas (pulp) dan kertas yang menggunakan kayu sebagai
bahan utama proses produksi. Sebagai bahan penunjang dalam proses produksi juga
digunakan senyawa kimia sebagai pelarut ataupun pemutih seperti H2SO3. Larutan
H2SO3 digunakan dalam proses pembentukan bubur kertas dari kayu lapis (Vesilind
dan Peirce 1994).
Limbah Industri pulp dan kertas terdiri dari tiga fase yaitu fase cair, padat dan
gas. Limbah cair adalah air limbah yang dihasilkan dari proses pembuatan pulp dan
kertas yang menggunakan air sebagai pelarut bahan kimia atau untuk proses
pencucian. Sementara limbah padat berasal dari sisa atau residu pengolahan limbah
cair serta sisa kayu (chips) dari proses pengolahan kayu. Limbah gas berupa fly ash
dihasilkan pada proses boiler. Setiap fase limbah tersebut diolah diminimalisasi
konsentrasinya dengan berbagai metode pengolahan limbah.
Banyaknya kebutuhan air dalam proses, maka industri ini akan menghasilkan
limbah cair yang cukup besar pula. Limbah cair yang dikeluarkan dari industri pulp
dan kertas akan mengandung kontaminasi dari bahan baku produksi (kayu) dan
bahan-bahan kimia pembantu proses serta hasil dalam proses produksi. Dalam
menjalankan proses produksinya perusahaan ini menghasilkan limbah dengan
kadar pencemaran yang masih diatas ambang batas buangan limbah industri pulp
dan kertas.
Pencemaran air oleh industri pulp dan kertas dapat merugikan di bidang
ekonomi dan sosial, seperti adanya bahan-bahan pengotor pada perairan, sehingga
menyebabkan perairan tersebut tidak dapat dimanfaatkan untuk perikanan, tempat
rekreasi maupun untuk pemanfaatan yang lain. Di samping itu juga dapat
menghilangkan atau menurunkan sumber-sumber kehidupan seperti pada nelayan
dan sanitasi lingkungan khusus di badan air.
Bahan pencemar yang terdapat dalam limbah cair pulp dan kertas adalah sisa
bahan kimia yang dipakai pada proses pulping. Pulp yang dihasilkan dari proses
semacam ini hanya 40% dari total berat masa kayu, sedangkan sekitar 60 %
dikeluarkan sebagai limbah bahan organik terlarut atau air limbah (Fiedler et al.
1990). Beberapa bahan kimia yang digunakan pada proses pulp adalah NaCl,
Na2SO4, Na2CO3, Na2S, Sulfur, NaOH dan CaCO3.
Banyaknya bahan kimia yang digunakan pada saat proses pulp sehingga
banyak pula sisa bahan kimia yang terdapat dalam limbah cairnya. Bila limbah cair
tersebut langsung dibuang kebadan air, tentu merusak ekosistem yang ada di badan
tersebut. Dengan demikian perlu teknologi tepat guna untuk mengurangi bahan
pencemar dari industri pulp dan kertas.
1.2 Perumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh aerasi dan tekanan pompa terhadap pengolahan air
limbah pulp dan kertas ?
2. Bagaimana konsentrasi pH, TDS, NH3, dan COD dari limbah pulp dan kertas
sebelumdan setelah proses filterisasi ?
1.3 Ruang Lingkup
1. Menggunakan limbah pulp dan kertas yang berasal dari industri pulp dan
kertas didaerah Karawang.
2. Alat yang digunakan adalah prototype yang didalamnya terdapat arang
aktif.
3. Waktu aerasi yang digunakan ada 15, 30, 45 menit dengan tekanan 0, 20,
dan 40 Psi
4. Analisa terhadap parameter pH, TDS, NH3, dan COD.
1.4 Tujuan Penelitian
1. Mengkaji pengaruh aerasi dan tekanan pompa terhadap pengolahan air
limbah pulp dan kertas.
2. Identifikasi konsentrasi pH, TDS, NH3, dan COD dari limbah pulp dan
kertas sebelum dan setelah proses filterisasi.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Bahan Pencemar Lingkungan
Pencemaran adalah peristiwa adanya penambahan bermacam-macam bahan
sebagai hasil dari aktivitas manusia ke dalam lingkungan yang biasanya
memberikan pengaruh berbahaya terhadap lingkungan (saeni M,S, 1989). Menurut
Odum (1971), pencemaran adalah perubahan-perubahan sifat fisik, kimia dan
biologi yang tidak dikehendaki pada udara, tanah dan air. Perubahan tersebut dapat
menimbulkan bahaya bagi kehidupan manusia atau spesies-spesies yang berguna,
proses-proses industri, tempat tinggal dan peninggalan budaya atau dapat merusak
sumber bahan mentah meliputi pencemaran kimiawi yang dapat berupa bahan-
bahan organic, mineral, zat-zat beracun, pencemaran biologis yang dapat
disebabkan oleh berkembang biaknya organisme makro yang berbahaya atau
gabungan dari kedua bahan pencemaran tersebut.Sedangkan yang disebut zat
pencemaran adalah zat yang mempunyai pengaruh penurunan nilai lingkungan.
Kontaminasi tidak digolongkan zat sebagai pencemar bila tidak menimbulkan
penurunan kualitas lingkungan (Saeni M.S 1989).
2.2. Industri Pulp dan Kertas
Secara garis besar sumber pencemaran yang dihasilkan oleh industri pulp dan
kertas ini dapat dibagi dalam du kelompok, yaitu dari proses pembuatan kertas.
Sedang proses pembuatan pulp dan proses pembuatan kertas tersebut adalah
sebagai berikut :
1. Proses Pembuatan Pulp
Bahan baku pembuatan pulp adalah kayu, sedangakan kertas bekas hanya
dikenakan proses penghancuran saja bersama air dengan menggunakan
pengaduk yang dilengkapi dengan pisau. Pada pembuatan pulp, kayu dengan
panjang kurang lebih 1,5-2,0m ditumpuk pada tempat penampungan kayu
selama sekitar 30 hari untuk proses pengeringan dan oksidasi getah kayu
secara alami. Selanjutnya kayu dibawa ke unit pembuatan serpihan kayu
(chip) yang dilakukan secara mekanik, kemudian dibawa ke unit pulping.
Secara garis besar proses pembuatan pulp adalah sebagai berikut:
a. Persiapan bahan baku yang meliputi pengulitan, penyerpihan dan
penimbunan.
b. Pembuatan pulp yang dilakukan melalui beberapa tahap, yaitu
pemasakan, penyaringan, pencucian, pemutihan (jika diperlukan) dan
pembersihan.
c. Pemulihan bahan kimia.
d. Pembuatan lembaran pulp dimesin pengering (jika pulp akan dibawa
keluar dari pabrik)
2. Proses pembuatan kertas
Proses pembuatan kertas secara garis besar terdiri dari:
a. Persiapan bahan baku. Tahap ini hanya dilakukan pada pabrik kertas
yang tidak memproduksi pulp sendiri yang meliputi tahapan
pembuburan lembaran pulp, pembersihan dan penghalusan pulp,
pelarutan bahan serta pencampuran bahan tambahan pembantu proses.
b. Pembentukan lembaran kertas dimesin kertas.
c. Pengeringan kertas.
2.3. Proses Produksi Pulp dan Kertas
Proses pembuatan kertas dapat dibagi menjadi tiga tahap utama yaitu
pembuatan pulp (pulping), persiapan stok dan pembuatan kertas. Proses Pulping
diawali dengan pemotongan kayu gelondongan menjadi potongan kayu kecil atau
chip pada mesin pemotong (chipper). Selanjutnya chip atau potongan kayu tersebut
dimasak (digesting) pada boiler. Proses digesting adalah proses penghancuran chips
dengan mengunakan panas yang dikontrol pada temperatur tertentu. Pada proses
ini dihasilkan polutan berupa fly ash atau partikel debu. Proses pemasakan ini
dilakukan secara kontinu agar dihasilkan kualitas pulp yang lebih baik dan seragam
(Lesmono, 2005).
Pada proses pulping secara kimia dengan basa, proses kraft, menggunakan
natrium hidroksida dan natrium sulfit untuk memecahkan ikatan serat selulosa
dengan senyawa organik lainnya dengan pemanasan 150 - 200°C. Pulp yang
dihasilkan dari proses semacam ini hanya 40% dari total berat masa kayu.
Sedangkan sekitar 60% dikeluarkan sebagai limbah bahan organik terlarut atau air
limbah (Fielder et al. 1990). Beberapa jenis bahan kimia yang digunakan pada
proses pulping PT. Indah Kiat Pulp dan Kertas Karawang, Riau berikut adalah
penggunaan bahan kimia per-ton pulp: NaCl sebanyak 77.055 kg, Na2SO4; 9.83 kg,
Na2CO3, 0.286 kg, Na2S; 0.003 kg, sulfur; 1.682 kg, NaOH; 7.476 kg dan CaCO3;
59.192 kg.
Persiapan stok adalah proses penghubung antara proses pembuatan pulp dan
proses pembuatan kertas. Pulp serat pendek disaring kemudian dibersihkan dan
dihaluskan. Sementara pulp serat panjang hanya dihaluskan saja. Selanjutnya kedua
jenis pulp tersebut dicampur pada wadah pencampur. Kemudian dibersihkan
dengan menggunakan bahan kimia seperti anti-foam dan anti septik. Setelah proses
pembersihan selesai dilanjutkan dengan proses penyaringan setelah itu stok siap
diproses menjadi kertas.
Sebelum dimasukkan ke dalam mesin kertas, pulp dilarutkan ke dalam air
sehingga membentuk larutan kental (slurry) agar dapat dipompa menuju mesin
kertas. Hasil olahan dari mesin kertas adalah kertas dalam bentuk lembaran. Pada
proses berikutnya, lembaran kertas akan melalui mesin press dan unit pengering
dengan menggunakan uap. Selanjutnya kertas akan digulung pada mesin calender
sehingga menghasilkan gulungan kertas. Setelah itu kertas dapat diolah sesuai
dengan kebutuhannya.
2.4. Limbah Pulp dan Kertas
Secara umum dapat dikatankan bahwa bahan mentah dalam industri pulp dan
kertas, akan diolah hingga menjadi produk yang diinginkan dan menghasilkan
bahan residu atau sisa dari proses produksi, yang selanjutnya disebut limbah
industri pulp dan kertas. Limbah industri pulp dan kertas terdiri dari tiga fase yaitu
limbah padat, cair dan partikel debu (fly ash). Ketiga jenis limbah tersebut harus
dikelola dengan cara yang tepat. Pengelolaan limbah bertujuan untuk mengurangi
kadar zat yang berlebihan, sehingga bahan yang dibuang ke lingkungan tidak
menyebabkan pencemaran lingkungan. Limbah cair diolah agar dihasilkan air
buangan yang memenuhi standart yang telah ditetapkan oleh pemerintah.
Pengelolaan limbah berupa partikel atau debu bertujuan agar dapat mengurangi
kadar debu di dalam emis gas yang dikeluarkan dari proses produksi. Limbah padat
dikelola dengan cara applikasi pada tanah.
2.5. Penanggulangan Pencemaran Limbah Industri
Karena pencemaran lingkungan mempunyai dampak yang sangat luas dan
sangat merugikan manusia, maka perlu diusahakan pengurangan pencemaran
lingkungan atau bila mungkin meniadakannya sama sekali menurut wardana (1995)
usaha untuk mengurangi dan menanggulangi pencemaran tersebut ada dua macam
cara utama, yaitu penanggulangan secara non teknis, dan penanggulangan secara
teknis. Melalui kedua cara penanggulangan tersebut diharapkan pencemaran
lingkungan akan jauh berkurang dan kualitas hidup manusia dapat lebih baik.
1. Penanggulangan secara Non Teknis.
Menurut Wardana (1995) yang disebutpenanggulangan non teknis disini,
yaitu suatu usaha untuk mengurangi dan menanggulangi pencemaran
lingkungan dengan caa menciptakan peraturan perundangan yang dapat
direncanakan, mengatur dan mengawasi segala macam bentuk kegiatan
industri dan teknologi sedemikian rupa sehingga tidak terjadi pencemaran
lingkungan. Peraturan perundangan yang dimaksud hendaknya dapat
memberikan gambaran secara jelas tentang kegiatan industri dan teknologi
yang akan dilaksanakan di suatu tempat yang antara lain :
a. Penyajian informasi lingkungan (PIL),
b. Analisis mengani dampak lingkungan (AMDAL),
c. Perencanaan kawasan kegiatan industri dan teknologi
d. Pengaturan dan pengawasan kegiatan,
e. Menanamkan perilaku disiplin.
2. Penanggulangan secara Teknis.
Menurut Wardana (1995) apabila suatu kegiatan berdasarkan kajian
AMDAL (analisis Mengenai Dampak Lingkungan) ternyata dapat diduga
bahwa kemungkinan akan timbul pencemaran lingkungan, maka langkah
berikutnya adalah memikirkan penanggulangannya secara teknis. Banyak
macam dan cara yang dapat ditempuh dalam penanggulangan secara teknis.
Adapun criteria yang digunakan dalam memilih dan menentukan cara yang
akan digunakan dalam penanggulangan secara teknis tergantung pada faktor
berikut :
a. Mengutamakan keselamatan lingkungan.
b. Teknologinya telah dikuasai.
c. Secara teknis dan ekonomis dapat dipertanggung-jawabkan (Wardana,
1995)
Berdasarkan kriteria tersebut diatas, diperoleh beberapa cara dalam hal
penanggulangan secara teknis, antara lain adalah sebagai berikut :
a. Mengubah proses,
b. Mengganti sumber energy,
c. Mengelola limbah
d. Menambah alat bantu.
Keempat macam cara penanggulangan secara teknis tersebut diatas dapat
berdiri sendiri-sendiri, atau bila dipandang perlu dapat pula dilakukan
bersama-sama, tergantung dari hasil kajian dan kondisi di lapangan
(Wardana, 1995).
2.6. Aerasi
Aerasi adalah proses pemasukan udara ke dalam air (AWWA,1984), contoh
yang sangatsederhana dan umum dapat dilihat pada air terjun atau aliran air yang
turbulen. Turbulensi tersebut akan membawa atau membuat air kontak dengan
udara dan melarutkannya kedalam air. Proses aerasi tersebut dapat menghilangkan
unsur-unsur pencemar atau mineral yang tidak diinginkan keberadaannya dalam
air. Untuk meningkatkan kelarutan oksigen atau udara kedalam air pada prinsifnya
dapat dilakukan dengan dua cara yaitu:
1. Membuat air kontak dengan udara
Pada proses ini air diaduk sedemikian rupa atau diturbulensikan sehingga
butir-butir air terangkat ke udara dan permukaannya dapat kontak dengan
udara. Semakin banyak butiran yang dibentuk semakin luas permukaan yang
dapat dikontak dengan udara. Contoh buatan adalah pengadukan air secara
mekanis dengan putaran pengaduk yang cukup cepat (rpm) atau membuat air
terpancurkan (dibuatkan naik keatas dan dijatuhkan bebas).
2. Memasukkan udara atau oksigen kedalam air
Udara secara kontimu dimasukan kedalam air dengan tekanan melalui
material yang porous atau nosel. Macam-macam bentuk aerasi yaitu; (1) air
dikontakan ke udara, (2) udara masuk ke air, (3) kombinasi aerator.
Keberadaan air limbah di alam dapat mempengaruhi keadaan manusia baik
secara langsung maupun tidak langsung diantaranya menurut Djabu (1990)
adalah:
a. Pengaruh air limbah terhadap kesehatan
Lingkungan yang tidak sehat akibat tercemar air buangan dapat
menyebabkan gangguan kesehatan masyarakat. Air buangan dapat menjadi
media tempat berkembangnya mikroorganisme patogen larva nyamuk
ataupun serangga lainnya yang menjadi media transmisi penyakit,
terutama penyakit-penyakit yang penurannya melalui air yang tercemar
seperti kholera, typhus abdominalis, dicentri baciler dan sebagainya. Bahan
kimia juga dapat menimbulkan gangguan kesehatan baik melalui minuman
maupun makanan. Jenis bahan kimia yang dapat menimbulkan gangguan
kesehatan antara lain Cadmium, Pb, Merkuri, Chrom, Cobalt, Cyanida,
Hidrokarbon, Minyak dan lemak, nikel, Arsen, seng dan Tembaga.
b. Pengaruh air limbah terhadap lingkungan
Pencemaran badan-badan air menimbulkan masalah teknis, biologis,
bakteriologis dan estetika dengan berbagai tingkat tergantung keadaan
pencemarnya. Flora dan fauna aquatis akan mempengaruhi pencemaran
tanah yang makin meluas baik oleh kotoran padat maupun cairan
penyebab masyarakat dapat terkena infeksi dan infestasi cacing. Depkes
(1975) pencemaran oleh zat kimia makin hebat lebih-lebih dengan
ditemukanya zat-zat sinthetis tiap tahun untuk penggunaan domestik,
pertanian dan industi zat-zat beracun dapat menggagu ekosistem apabila
berkumpul pada organisme aquatis yang dimakan manusia.
c. Pengaruh limbah terhadap sosial ekonomi
Lingkungan hidup manusia sangat mempengaruhi bukan hanya
kesehatan fisik saja tetapi juga kesehatan mental dan sosial pada manusia.
Kesehatan lingkungan yang buruk menyebabkan perasaan yang tidak
nyaman dan tidak menyenangkan. Sebagai akibatnya kesehatan manusia
terganggu dan menjadi kurang produktif.
2.7. Arang Aktif
Arang aktif atau karbon aktif adalah karbon yang diproses sedemikian rupa
sehingga mempunyai daya serap yang tinggi. Bahan dasar yang digunakan untuk
pembuatan karbon aktif yaitu sekam padi, bagasse, serbuk gergaji, tempurung
kelapa dan lain-lain.
Karbon aktif terdiri dari lempengan-lempengan datar yang atom C-nya terikat
secara kuat dalam satu sisi heksagon. Lempengan-lempengan ini bertumpuk
membentuk kristal dengan sisa hidrokarbon yang tertinggal di permukaannya.
Dengan menghilangkan hidrokarbon, permukaannya menjadi aktif. Aktivitas dapat
mengubah daya serap yang rendah menjadi tinggi.
Proses pembuatan arang aktif dapat dibagi menjadi dua tingkatan proses yaitu
karbonisasi (pengarangan) dan aktivitas karbon. Menurut Fardiaz (1992) karbon
aktif yang sekarang banyak digunakan untuk pengolahan limbah cair industri dapat
berbentuk butiran (granular) atau berbentuk bubuk (tepung). Karbon aktif
berbentuk granular dapat diaktifkan kembali untuk digunakan selanjutnya, yaitu
dengan cara memanaskan di dalam pembakar ganda, selama reaktivasi terjadi
kehilangan karbon sebanyak kira-kira 5%. Karbon berbentuk granular dapat dicuci
sedangkan yang berbentuk bubuk (amorf) tidak dapat dicuci sehingga sulit untuk di
regenerasi (Sugiharto, 1987).
Penggunaan karbon aktif berbentuk bubuk dapat dilakukan dengan cara
menaburkan bubuk ini ke dalam saluran yang berasal dari pengolahan biologis.
Pengkontakan ini biasanya dilakukan pada bak tertentu, setelah bubuk tercampur
dengan adanya gaya berat akan mengendap dengan membawa partikel terlarut dan
partikel tercampur. Untuk lebih mempercepat pengendapan dapat juga dibantu
dengan penambahan zat pembantu pengendap. Agar karbon aktif menjadi lebih
ekonomis, maka dapat dipergunakan kembali setelah dipakai dengan cara
melakukan oksidasi pada tekanan tinggi. Pada proses regenerasi ini biasanya akan
hancur sebanyak 5-10%, ukuran partikel 230 mesh serta luas permukaan 1000-
2000 m2/gram dan mempunyai jari1jari antara 20130 mikron (Sugiarto, 1987).
2.8. Filterisasi
Filtrasi atau penyaringan adalah proses penjernihan air dimana air yang
diolah dilewatkan melalui substansi yang berporous. Menurut Huisman (970)
selama dalam proses atau lewat saringan kualitas air akan menjadi baik yaitu dalam
hal (1) kandungan koloidal yang tersuspensi, (2) Menurunnya kandungan Bakteri
dan organisme lain serta (3) perubahan kandungan parameter kimia. Dalam
penggunaanya filtrasi menggunakan bahan-bahan yang stabil seperti pasir, pecahan
batu, gelas dan arang aktif.
2.9. Mekanisme Penyaringan/Filtrasi
Pengurangan partikel kotoran secara keseluruhan dengan proses filtrasi
adalah akibat berbagai penomena dan yang penting yaitu:
1. Penyaringan/pengayakan secara mekanik (straining)
Menyaring kotoran yang melalui celah antara butiran-butiran pasir
tertahan pada permukaan saringan. Saringan dengan ukuran partikel 0,4 mm
akan memberikan ruang celah berdiameter 60 µm, sehingga tidak dapat
menahan partikel koloidal (0,001 – 0,1 µm), bakteri (1-10 µm) atau juga flok
dari besi atau alumunium (20 – 50 µm).
2. Pengendapan
Dalam proses pengendapan partikel-partikel yang lebih halus dari celah
akan jatuh pada permukaan butiran pasir, seperti halnya pengendapan dalam
bak. Pada tangki pengendapan proses pengendapan terjadi di dasar tangki.
Suatu saringan dengan pore space ( ) maka setiap satu m3 saringan butiran-ρbutiran bulat berdiameter (d) akan mempunyai luas permukaan secara kasar
6 (1−ρ )m2
d
Porositas ( ) 0,4 dan diameter butiran 0,8 mm akan mempunyai luas areaρ
permukaan tidak kurang dari 4500 m2 per m3 saringan atau luas 5400 m2
per m3 saringan yang tebalnya 1,2 m. Walaupun hanya sebagian luas
permukaan yang efektif tetapi luas area pengendapan per m2 saringan bisa
dikatakan sebesar 300 m2. Sehingga surface loading sebagian hasil
perhitungan jumlah air yang akan diolah dengan luas area pengendapan
menjadi sangat kecil. Bila Filtrasi rate 5,4 m/jam surface loading (s) tak lebih
dari 0,018 m/jam.
3. Adsorpsi
Sistem Adsorpsi adalah suatu sistem yang memanfaatkan kemampuan zat
padat untuk menyerap suatu zat yang spesifik dan penyerapan itu hanya
terbatas pada permukaan. Hal terjadi karena adanya gaya tarik menarik dari
atom-atom atau molekul-molekul pada lapisan bagian luar zat padat. Sistem
adsorpsi ini terjadi dengan cara mengkontakan larutan/campuran yang
hendak dipisahkan dengan fase yang tidak dapat larut yaitu zat padat yang
mempunyai kemampuan menyerap (adsorben). Proses ini adalah proses
adsorpsi secara fisika, yaitu proses terkonsentrasinya moleku-molekul
adsorbat (zat yang akan diserap) dalam air (misalnya zat organik/anorganik
dan lain-lain) ke permukaan karbon aktif oleh karena adanya gaya tarik-
menarik antara molekul karbon aktif dengan molekul-molekul adsorbat yang
ada dalam larutan. Adsorpsi adalah peristiwa paling penting dalam saringan
cepat yang berpengaruh terhadap kotoran koloidal dan molekul disolved.
Tenaga adsorpsi hanya mampu bekerja pada jarak pendk dan tidak lebih dari
0,01 – 1 µm. Pada permukaan butiran saringan terdapat lapisan film. Tebalnya
saringan tidak lebih dari 90 mm bila suatu saringan dengan butiran material
0,8 mm porositas 40% dan 0,4 ruang per m3 saringan dengan luasӨ
permukaan material 4500 m2.
4. Proses kimia
Proses kimia terjadi terhadap kotoran-kotoran yang larut dalam air yang
kemudian dihancurkan menjadi bentuk atau susunan lebih sederhana, kurang
berbahaya atau diubah bentuk menjadi bahan yang tidak larut, yang kemudian
bisa terpisah dari air setelah pengendapan, tersaring atau
5. Aktifitas biologi
Mikroorganisme yang hidup dipermukaan butiran-butiran saringan terus
mempertahankan hidupnya. Maka untuk kelangsungan hidupnya mereka
memerlukan makanan yang diperoleh dari bahan-bahan organik dan nutrisi
yang melewatinya. Makanan diperlukan untuk proses kehidupan serta untuk
pertumbuhannya dengan mengubah kotoran laut dan koloidal menjadi benda
hidup. Tingkat perbandingannya sebagai berikut:
Ammonia→ Nitrat → Nitrit dan menjadi Air, CO2 dan lain-lain mineral yang
keluar lewat effuen.
Dengan terbatasnya jumlah makanan yang dibawa oleh air baku, maka
sejumlah bakteri tertentu dapat hidup dan tumbuh bahkan sebagian jumlah
lagi akan mati. Sebagian bakteri akan terkuras pada saat backwashing dan
sebagian mati dalam saringan. Sedangkan bahan organik yang dapat dicerna
atau dihancurkan akan diubah bentuk menjadi mineral. Air baku yang diolah
tidak hanya berbahaya dan berguna bagi saringan, tetapi juga mengandung
E.coli dan bakteri pathogen. Sebagian organisme ini akan dipindah dari air
baku kebutiran pasir/saringan melalui proses straining, sedimentasi dan
adsorpsi, serta sebagian bakteri akan lewat dari penyaringan. Dengan
demikian saringan pasir cepat tidak dapat menghasilkan air yang aman
sebagai air minum ditinjau dari segi bakteriologi.
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Jenis Penelitian
Jenis penelitian bersifat eksperimen dan observasi dengan tujuan mengetahui
pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa.Waktu aerasi yang digunakan adalah 15,
30 dan 45 menit sedangkan tekanan pompa 0,20 dan 40 Psi. Model matematika
rancangan percobaan Ral dengan 2 kali ulangan yang digunakan adalah sebagai
berikut (Mattjik dan Sumertajaya):
Y(ijk)t = +Ci+Nj+ (CN)ij +μ εijk
3.2. Analisis
Analisis yang dilakukan dilabotorium adalah analisa dari parameter pH, TDS,
NH3, COD dari masing-masing perlakuan penelitian antara perlakuan waktu aerasi
dengan tekanan pompa.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian terhadap perlakuan waktu aerasi 15, 30 dan 45 menit dan
tekanan pompa 0,20 dan 40 Psi terhadap pulp dan kertas disajikan dalam bentuk
tabel, grafik untuk masing-masing parameter yang dianalisis yaitu NH3, pH, TDS dan
COD.
Pengaruh Waktu Aerasi dan Tekanan Pompa Terhadap paremeter NH3
Hasil analisis pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap paremeter
NH3 dapat dilihata pada tabel 1 dan Gambar 1 dapat dilihat hasil analisis NH3
limbah pulp dan kertas setelah proses filterisasi dengan karbon aktif dengan
perlakuan waktu aerasi dan dan tekanan pompa cendrung kandungan NH3
menurun dari semua perlakuan. Pada perlakukan awal (A) NH3 pulp dan kertas
sebesar 1,73 mg/l setelah proses filterisasi dengan karbon aktif yang
diberiperlakuan aerasi selama 15 menit dan tanpa tekanan pompa kandungan NH3
menurun menjadi 1,4 mg/l dengan penurunan sebesar 19%.
Perlakuan filterisasi dengan tanpa tekanan pompa dengan waktu aerasi 30
mennit menjadi 1,55 mg/l dengan prosentasi penurunan sebesar 33%. Sedangkan
pada waktu aerasi 45 tanpa tekanan pompa kandungan NH3 sebesar 0,67 mg/l
dengan penurunan kandungan NH3 sebesar 56%. filterisasi dengan karbon aktif
yang diberi perlakuan aerasi selama 15 menit dan tekanan pompa 20 Psi kandungan
NH3 menurun menjadi 43,93 mg/l dengan penurunan sebesar 56%. Perlakuan
filterisasi dengan tekanan pompa 20 Psi dengan waktu aerasi 30 menit menjadi
0,745 mg/l dengan prosentasi penurunan sebesar 56%. Sedangkan pada waktu
aerasi 45 dengan tekanan pompa 20 psi kandungan NH3 sebesar 0,58 mg/l dengan
penurunan kandungan NH3 sebesar 66%. filterisasi dengan karbon aktif yang diberi
perlakuan aerasi selama 15 menit dan tekanan pompa 40 Psi kandungan NH3
menurun menjadi 0,79 mg/l dengan penurunan sebesar 54%. Perlakuan filterisasi
dengan tekanan pompa 40 Psi dengan waktu aerasi 30 menit menjadi 0,8 mg/l
dengan prosentasi penurunan sebesar 55%. Sedangkan pada waktu aerasi 45
dengan tekanan pompa 40 psi kandungan NH3sebesar 0.575 mg/l dengan
penurunan kandungan NH3sebesar 67%. Peosentasi penurunan kandungan NH3
yang terbesar adalah pada perlakuan filterisasi pada tekanan 40 Psi dengan waktu
aerasi 45 menit sedangkan prosentase penurunan NH3 terendah terjadi pada
perlakuan filterisasi tanpa tekanan dan waktu aersi 15 menit. Hal ini menunjukan
bahwa durasi waktu aerasi dan besaran tekanan pompa mempengaruh nilai NH3.
Menurut Suprihatin (2000) hal ini disebabkan tekanan pompa pada permukaan
filter sehingga banyak partikel yang terakumulasi.
Tabel 1. Hasil analisis Pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap
paremeter NH3 pulp dan kertas
Gambar 1. Grafik Pengaruh waktu aerasi dan tekananpompa terhadap paremeter
NH3
Hasil Analisis sidik ragam menujukan bahwa dari setiap perlakuan terhadap
parameter NH3 tidak ada perbedaan atau tidak signifikan. Hasil analisi
s sidik ragam dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2 Hasil uji varian pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap
paremeter NH3
Pengaruh Waktu Aerasi dan Tekanan Pompa Terhadap paremeter pH
Hasil analisis pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap paremeter
pH dapat dilihata pada tabel 3 dan Gambar 2 dapat dilihat hasil analisis pH limbah
pulp dan kertas setelah proses filterisasi dengan karbon aktif dengan perlakuan
waktu aerasi dan dan tekanan pompa kaandungan pH air limbah tidak dipen
garuh oleh waktu aerasi maupun tekanan poma yang diberikan. Ph limbah pulp dan
kertas rata netral (pH 7). Hal ini disebabkan pada proses filterisasi tidak
menambahkan bahan kimia dan tidak adanya proses koagulasi maupun disinfeksi
pada proses tersebut. Jika ada perubahan penurunan nilai pH biasanya
persentasenya kecil yang disebabkan oleh aktifitas mikroorganisme aerob yang
dapat hidup pada kondisi tersebut. Penurun pH terbesar terjadi pada perlakuan
aerasi selama 30 menit dan filterasi dari pasir silika danarang aktif yaitu sebesar
0,086%. Begitu pula mendapat Darpito (1999) yang menyatakan bahwa pH air
minum dipengaruhi oleh proses kimia untuk koagulan, disinfeksi dan pelun
akan air.
Tabel 3. Hasil analisis pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap
paremeter pH pulp dan kertas
Gambar 2. Grafik pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap parameter
pH
Pengaruh Waktu Aerasi dan Tekanan Pompa Terhadap paremeter TDS
Hasil analisis pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap paremeter
TDS dapat dilihata pada tabel 4 dan Gambar 3 dapat dilihat hasil analisis TDS limbah
pulp dan kertas setelah proses filterisasi dengan karbon aktif dengan perlakuan
waktu aerasi dan dan tekanan pompa cendrung kandungan TDS menurun
darisemua perlakuan. perlakukan awal (A) TDS pulp dan kertas sebesar 684 mg/l
setelah proses filterisasi dengan karbon aktif yang diberi perlakuan aerasi selama
15 menit dan tanpa tekanan pompa kandungan TDS menurun menjadi 680 mg/l
dengan penurunan sebesar 0,58%. Perlakuan filterisasi dengan tanpa tekanan
pompa dengan waktuaerasi 30 mennit menjadi 655 mg/l dengan prosentasi
penurunan sebesar 4,24%. Sedangkan pada waktu aerasi 45 tanpa tekanan pompa
kandungan TDS sebesar 655,5 mg/l dengan penurunan kandungan TDS sebesar
7,75%. filterisasi dengan karbon aktif yang diberi perlakuan aerasi selama 15 menit
dan tekanan pompa 20 Psi kandungan TDS menurun menjadi 631 mg/l dengan
penurunan sebesar 7,75%. Perlakuan filterisasi dengan tekanan pompa 20 Psi
dengan waktu aerasi 30 menit menjadi 6,20 mg/l dengan prosentasi penurunan
sebesar 9,36%. Sedangkan pada waktu aerasi 45 dengan tekanan pompa 20
psikandungan TDS sebesar 574 mg/l dengan penurunan kandungan TDS sebesar
16,08%. Filterisasi dengan karbon aktif yang diberi perlakuan aerasi selama 15
menit dan tekanan pompa 40 Psi kandungan TDS menurun menjadi 737 mg/l
dengan penurunan sebesar 21,39%. Perlakuan filterisasi dengan tekanan pompa 40
Psi dengan waktu aerasi 30 menit menjadi 524 mg/l dengan prosentasi penurunan
sebesar 23,39%. Sedangkan pada waktu aerasi 45 dengan tekanan pompa 40 psi
kandungan TDS sebesar 511,5 mg/l dengan penurunan kandungan TDSsebesar
25,2%. Peosentasi penurunan kandungan TDS yang terbesar adalah pada perlakuan
filterisasi pada tekanan 40 Psi dengan waktu aerasi 45 menit sedangkan prosentase
penurunan TDS terendah terjadi pada perlakuan filterisasi tanpa tekanan dan waktu
aersi 15 menit. Hal ini menunjukan bahwa durasi waktu aerasi dan besaran tekanan
pompa mempengaruh nilai TDS.Herlambang (2000) kandungan TSD yang tinggi
akan mengganggu kelangsungan proses karena penyumbatan dalam penyaringan,
pompa, pipa pembawa dan inlet.
Tabel 4. Hasil analisis pengaruh waktu dan tekanan pompa terhadap parameter TDS
pulp dan kertas
Gambar 3. Grafik penagruh waktu aerasi dan tekanan pompa tehadap parameter
TDS
Hasil analisi sidik ragam menunjukkan bahwa dari setiap perlauan terhadap
parameter TDS tidak ada perbedaan atau tidak signifikan. Hasil analisis sidik ragam
dapat dilihat pada tabel 5.
Tabel 5. Hasil uji varian pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap
parameter TDS pulp dan kertas
Pengaruh Waktu Aerasi dan Tekanan Pompa Terhadap paremeter COD
Chemical oxygen demand (COD) atau kebutuhan oxygen kimia adalah jumlah
oxygen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat zat organis yang ada dalam sampel
air dimana pengoksidasi kalium bromida (K2Cr2O7) digunakan sebagai sumber
oksigen (Urich,2003).
Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat zat organis dan
anorganis yang secara alamiah dapat dioksidasi yang mengakibatkan berkurangnya
oksigen terlarut dalam air. Hasil analisis pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa
terhadap paremeter COD dapat dilihata pada tabel 6 dan Gambar 4 dapat dilihat
hasil analisis COD limbah pulp dan kertas setelah proses filterisasi dengan karbon
aktif dengan perlakuan waktu aerasi dan dan tekanan pompa cendrung kandungan
COD menurun dari semua perlakuan. Pada perlakukan awal (A) COD pulp dan kertas
sebesar 393 mg/l setelah proses filterisasi dengan karbon aktif yang diberi
perlakuan aerasi selama 15 menit dan tanpa tekanan pompa kandungan COD
menurun menjadi 287,5 mg/l dengan penurunan sebesar 27,21%. Perlakuan
filterisasi dengan tanpa tekanan pompa dengan waktu aerasi 30 mennit menjadi
242 mg/l dengan prosentasi penurunan sebesar 38,73%. Sedangkan pada waktu
aerasi 45 tanpa tekanan pompa kandungan COD sebesar 237 mg/l dengan
penurunan kandungan COD sebesar 42,53%. filterisasi dengan karbon aktif yang
diberi perlakuan aerasi selama 15 menit dan tekanan pompa 20 Psi kandungan COD
menurun menjadi 237 mg/l dengan penurunan sebesar 42,53%. Perlakuan
filterisasi dengan tekanan pompa 20 Psi dengan waktu aerasi 30 menit menjadi 186
mg/l dengan prosentasi penurunan sebesar 52,91%. Sedangkan pada waktu aerasi
45 dengan tekanan pompa 20 psi kandungan COD sebesar 162 mg/l
denganpenurunan kandungan COD sebesar 58,99%. filterisasi dengan karbon aktif
yang diberi perlakuan aerasi selama 15 menit dan tekanan pompa 40 Psi kandungan
COD menurun menjadi 156,5 mg/l dengan penurunan sebesar 60,38%. Perlakuan
filterisasi dengan tekanan pompa 40 Psi dengan waktu aerasi 30 menit menjadi
132,5 mg/l dengan prosentasi penurunan sebesar 66,46%. Sedangkan padawaktu
aerasi 45 dengan tekanan pompa 40 psi kandungan COD sebesar 105 mg/l dengan
penurunan kandungan NH3 sebesar 73,42 %. Peosentasi penurunan kandungan
COD yang terbesar adalah pada perlakuan filterisasi pada tekanan 40 Psi dengan wa
ktu aerasi 45 menit sedangkan prosentase penurunan COD terendah terjadi pada
perlakuan filterisasi tanpa tekanan dan waktu aersi 15 menit. Hal ini menunjukan
bahwa durasi waktu aerasi dan besaran tekanan pompa mempengaruh nilai COD.
Hal ini disebabkan oleh proses aerasi, dimana proses aerasi dapat menyebabkan
kenaikan jumlah oksigen terlarut dalam air yang digunakan untuk mengoksidasi
unsur pencemar zat zat organis dan anorganis yang terdapat dalam air limbah
domestik, dengan bertambahnya jumlah oksigen terlarut maka proses
pengoksiadasian dapat menjadi lebih baik. Selain itu proses aerasi jumlah pertikal
zat organis tersuspensi pada air limbah yang telah dilewatkan filter karbon
aktif sudah berkurang konsentrasinya karena diikat oleh gaya absorpsi fisik atau
gaya van der waals dari karbon aktif tersebut (Meryam Muwarni, 1999) sedangkan
menurut (Joseph, 1991) hal ini dapat disebabkan terjadinya proses oksidasi
senyawa kimia yang terdapat dalam air limbah terutama bila menggunakan filter
arang aktif.
Tabel 6. Hasil analisis pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap
paremeter COD pulp dan kertas
Gambar 4. Grafik pengaruh waktu aerasi dan tekanan pompa terhadap parameter
COD pulp dan kertas
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari hasil penelitian ini adalah:
1. Waktu aerasi dan tekanan pompa mempengaruhi prosentasi penurunan
parameter TDS hingga 25,22%, NH3 hingga 66,76%, dan COD hingga
73,42% dari limbah pulp dan kertas.
2. pH sebelum dan setelah di proses berada di pH netral sedangkan TDS dari
684 mg/l hingga 511,5 mg/l, NH3 dari 1,73 mg/l hingga 0,79 mg/l, COD
dari 395 hingga mg/l hingga 105 mg/l
5.2. Saran
Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya diberikan waktu sirkulasi dalam
proses filterisasi diatas 10 menit sehingga hasilnya akan lebih terlihat antar
perlakuan.
Daftar Pustaka
Azwar. Azrul. 1986. Pengantar Ilmu Kesehatan Lingkungan. Mutiara Sumber Widya.
Jakarta.
Benfield dan Randall. 1980. Biological Process Design For Waste Water Treatment.
Virginia Polytecnic Institute and State University. New York.
Darpito, Hening. 1999. Kualitas Air Dalam Teknik Penyehatan.Unit Peminatan
Teknik Penyehatan. Jakarta
Departemen Kesehatan Republic Indonesia. 1975. Pembuangan Air Kotor (Disposal
Of Community Waste Water) Terjemahan (Jakarta Depkes R.I)
Djabu. U. 1990. Pedoman Bidang Studi Pembuangan Tinja dan Air Limbah.
PUSDIKNAKES. Jakarta.
Djajadiningrat. 1992. Pengendalian Pencemaran Limbah Industri. Jurusan Teknik
Lingkngan. ITB. Bandung.
Fiedler, H., O. Hutzinger, and C.W. Timms.1990 Dioxines; sources of environmental
load and human exposure.Toxicol. Environ. Chem. 29:1571234.
Herlambang. 2000. Teknologi Pengolahan Air Limbah secara Aerob (Kajian Asfek
Pemilihan Teknologi). Bahan Pelatihan Teknologi Pengolahan Air Limbah Cair.
BPPT. Jakarta.
Lesmono, T. 2005. Kajian Pemanfaatan Limbah Sludge IPAL Industri Pulp dan Kertas
sebagai Pupuk Tanaman.[Thesis]. Program Pascasarjana, Institut Pertanian
Bogor.
Mattjik, A.A dan M. Sumertajaya.2000. Perancangan Percobaan Dengan Aplikasi SAS
dan Minitab. IPB Press, Bogor.
Meryam Muwarni, 1999. Efektifitas Karbon bubuk untuk mengabsorpsi untuk logam
Fe dan Zn. UI.
Saeni M.S. 1989. Kimia Lingkungan. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan,
Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Pusat Antar UniversitasIlmu Hayat IPB.
Bogor.
Sugiharto. 1987. Dasar1dasar Pengolahan Air limbah. Universitas Indonesia. Jakarta.
Vesilind.P.A., and J.J. Peirce. 1994. EnvironmentalEngineering. Buttenwo Heinemam.
USA.
Wardana W.A, 1995. Dampak Pencemaran Lingkungan. Andi Offset. Yogyakarta.