pengolahan limbah cair industri batik dengan disertasi€¦ · pengolahan limbah cair industri...

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

I

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI BATIK DENGANMEMANFAATKAN FITOREMEDIASI ECENG GONDOK

DENGAN ADSORBEN AMPAS TEBU, SEKAM PADI, DANARANG BAMBU

DISERTASI

Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Gelar DoktorProgram Studi Ilmu Lingkungan

Minat Utama Pengelolaan Sumber Daya Alam

Oleh

KOOSDARYANI

T 630809004

PASCASARJANA

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2019


II

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI BATIK DENGAN

MEMANFAATKAN FITOREMEDIASI ECENG GONDOK

DENGAN ADSORBEN AMPAS TEBU, SEKAM PADI, DAN

ARANG BAMBU

DISERTASI

Oleh

KOOSDARYANI

T 630809004

Komisi Nama Tanda TanggalPembimbing Tangan

Promotor Prof. Drs. Suranto, M.Sc., Ph.D.NIP 195708201985031004 ................. ..................

Ko-Promotor I Prof. Dr. Ir. Edi Purwanto, M.Sc.NIP 196010081985031001 .................. ..................

Ko-Promotor II Dr. Mohammad Masykuri, M.Si.NIP 196811241994031001 .................. ...................

Telah dinyatakan memenuhi syarat

pada tanggal ..............................

Kepala Program Doktor Ilmu LingkunganPascasarjana UNS

Prof. Drs. Suranto, M.Sc., Ph.D.NIP 195708201985031004


III

PERNYATAAN KEASLIAN DAN PERSYARATAN PUBLIKASI

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa:

1. Disertasi yang berjudul: “Pengolahan Limbah Cair Industri Batik dengan

Memanfaatkan Fitoremediasi Eceng Gondok dengan Adsorben Ampas Tebu,

Sekam Padi, dan Arang Bambu” ini adalah karya penelitian saya sendiri dan

tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk

memperoleh gelar akademik serta tidak terdapat karya atau pendapat yang

pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang tertulis dengan

acuan yang disebutkan sumbernya, baik dalam naskah karangan dan daftar

pustaka. Apabila ternyata di dalam naskah Disertasi ini dapat dibuktikan

terdapat unsur-unsur plagiasi, maka saya bersedia menerima sangsi, baik

Disertasi beserta gelar Doktor saya dibatalkan serta diproses sesuai dengan

peraturan perundang-undangan yang berlaku.

2. Publikasi sebagian atau keseluruhan isi Disertasi pada jurnal atau forum

ilmiah harus menyertakan tim pembimbing sebagai author dan Pascasarjana

UNS sebagai institusinya. Apabila saya melakukan pelanggaran dari

ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia mendapatkan sanksi akademik

yang berlaku.

Surakarta, Juli 2019

Mahasiswa

KOOSDARYANI


IV


V

PRAKATA

Penulis mengucapkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang

telah melimpahkan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian

dan menyusun Laporan Disertasi yang berjudul: “Pengolahan Limbah Cair

Industri Batik dengan Memanfaatkan Fitoremidiasi Eceng Gondok dengan

Adsorben Ampas Tebu, Sekam Padi, dan Arang Bambu”.

Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan

terima kasih kepada:

1. Prof. Dr. Jamal Wiwoho, S.H., M.Hum., Rektor Universitas Sebelas Maret

Surakarta,

2. Prof. Drs. Sutarno, M.Sc., Ph.D., Direktur Program Pascasarjana Universitas

Sebelas Maret Surakarta,

3. Prof. Dr. Agus Kristiyanto, M.Pd., Wakil Direktur I dan penguji yang telah

memberikan masukan kepada penulis,

4. Prof. Drs. Suranto, M.Sc, Ph.D., Kepala Program Studi S3 Ilmu Lingkungan

Universitas Sebelas Maret Surakarta, dan Promotor yang telah memberikan

bimbingan kepada penulis,

5. Prof. Dr. Ir. Edi Purwanto, M.Sc., Ko-Promotor 1 yang telah memberikan


6. Dr. Mohammad Masykuri, M.Si., Ko-Promotor 2 yang telah memberikan


7. Prof. Dr. Ir. M. Th. Sri Budiastuti, M.Si., penguji dari dalam UNS yang telah


8. Prof. Dr. rer. nat. Sajidan, M.Si., penguji dari dalam UNS yang telah


9. Prof. Dr. agr. H. Moh. Amin, S.Pd., M.Si., penguji dari luar UNS yang telah


10. Laboratorium Balai Besar Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian

Penyakit (BBTKLPP) Yogyakarta,


VI

11. Ayahanda KPH. Suryonagoro, almarhum RM. Kunto Wibhowo, S.E. (suami),

RM. Aditya Bayu Wihascaryo, S.E. dan dr. Ellya (anak dan menantu), Kapten

Inf. RM. Bimo Satriyo Condro Wicaksono dan dr. Gemi Nastiti (anak dan

menantu), serta keluarga besar penulis yang telah memberikan dukungan,

12. UKM Batik di Pekalongan, yang telah mengijinkan penulis mengambil

sampel air limbah batiknya,

13. Dr. techn. Ir. Sholihin As’ad, M.T., Dekan Fakultas Teknik UNS, yang

banyak memberikan dukungan kepada penulis,

14. Rekan-rekan dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS, yang

telah memberikan dukungan kepada penulis,

15. Bayu Kusuma Jati, S.T., Chrisna Justice Wicaksana, S.T., Putut Sugianto

,S.T., Nafisah (Sipil '16), Kiki (Sipil '15), Faisal (Sipil' 15), Ulya (Sipil ’15)

Sigit Suharyono, A.Md., yang telah membantu memperlancar penulisan

disertasi,

16. Teman-teman mahasiswa angkatan 2009 Program Doktor Ilmu Lingkungan,

Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan

dukungan dan semangat dalam memperlancar studi,

17. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah banyak

memberikan bantuan pemikiran, saran dan motivasi studi,

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam disertasi ini,

namun penulis berharap disertasi ini dapat memberikan manfaat bagi ilmu

lingkungan khususnya dan ilmu pengetahuan pada umumnya.

Surakarta, Agustus 2019


VII

RINGKASAN

Koosdaryani. T630809004. Pengolahan Limbah Cair Industri Batik denganMemanfaatkan Fitoremidiasi Eceng Gondok dengan Adsorben Ampas Tebu,Sekam Padi, dan Arang Bambu. Disertasi. Program Doktor Ilmu LingkunganPascasarjana Universitas Sebelas Maret. Promotor: Prof. Drs. Suranto, M.Sc.,Ph.D. Kopromotor I: Prof. Dr. Ir. Edi Purwanto, M.Sc Kopromotor II: Dr.Mohammad Masykuri, M.Si.

Industri kecil batik banyak berkembang di beberapa kota di Indonesia saatini. Peningkatan aktivitas industri batik memiliki dampak samping berupapeningkatan pencemaran air di lingkungan sekitar. Indikasi pencemaranlingkungan yang disebabkan oleh air limbah industri batik dapat ditemukan disungai-sungai yang merupakan sumber utama kegiatan pertanian, perikanan danyang utama menjadi sumber air baku air bersih.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kemampuan fitoremidiasieceng gondok dengan adsorben ampas tebu, sekam padi, dan arang bambu, dalammeningkatkan kualitas air dengan menurunkan nilai BOD, COD, TSS , dan TDSair limbah, setelah melalui bak reaktor batch yang berisi eceng gondok sertamelalui reaktor kolom yang berisi ampas tebu, sekam padi dan arang bambu. Darisisi pemilihan bahan, eceng gondok memiliki keuntungan karena merupakangulma air yang sangat merugikan perairan. Ampas tebu dan sekam padi jugamerupakan limbah pertanian yang hanya dibuang saja, sedangkan arang bambumudah didapat dan mudah dibuat. Air limbah batik diperoleh dari sentra industrikecil batik di Wiradesa Pekalongan.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa, air limbah industri batik yang diolahmenggunakan bak reaktor batch berisi eceng gondok serta melalui reaktor kolomyang masing-masing berisikan ampas tebu, sekam padi dan arang bambu mampumereduksi zat warna serta menurunkan nilai BOD, COD, TSS dan TDS.Penyerapan air limbah industri batik oleh eceng gondok dan arang bambu mampumereduksi paling besar penurunannya terhadap nilai BOD, COD, TSS dan TDS.Hal ini ditunjukkan dengan penurunan nilai pH dan konduktivitas pada tipe kolom3 (kolom arang bambu) sebesar 2,9 dan 2491 µmhos/cm untuk konduktivitas.Dengan demikian, diharapkan hasil penelitian yang penulis lakukan dapatbermanfaat sebagai bahan acuan dan dapat diterapkan sebagai model pengolahanair limbah industri batik di Indonesia yang gampang dan murah penerapannya.


VIII

SUMMARY

Koosdaryani. T630809004. Liquid Waste Processing of the Batik Industry byUtilizing Hyacinth Phytoremediation with Adsorbent Sugar Cane, Rice Huskand Bamboo Charcoal. Disertasi. Program Doktor Ilmu LingkunganPascasarjana Universitas Sebelas Maret. Promotor: Prof. Drs. Suranto, M.Sc.,Ph.D. Kopromotor I: Prof. Dr. Ir. Edi Purwanto, M.Sc Kopromotor II: Dr.Mohammad Masykuri, M.Si.

The batik industry “home industry” has been developed in several cities inIndonesia today. The increasing number of activities, in this case, can increasewater pollution in the surrounding environment. Environmental pollution causedby batik industrial wastewater found in rivers which are the main source ofagriculture, fisheries, and clean water necessity.

The purpose of this study is to define the phytoremediation ability of waterhyacinth with adsorbent of bagasse, rice husk, and bamboo charcoal, in improvingwater quality by reducing the amount of BOD, COD, and TDS of wastewater aftergoing through batch reactor containing water hyacinth and column reactorcontaining bagasse, rice husk and bamboo charcoal. Material selection, waterhyacinth is a water weed that is very detrimental to the waters, bagasse and ricehusk are wastes that are only thrown away, while bamboo charcoal is easilyavailable and easy to process. The sampling locations is Wiradesa, Pekalongan.The reason why sampling in those cities is because of their color characteristicstailored to the cultural customs of each local area.

The results showed that wastewater of batik industry put into the batchreactor water hyacinth and through columns reactor containing bagasse, rice husk,and bamboo charcoal were able to reduce dyes and reduce the amount of BOD,COD, TSS, and TDS.The absorption of batik industrial wastewater by waterhyacinth and bamboo charcoal can be reducing the significant amount of BOD,COD, TSS, and TDS.A decrease in pH value and conductivity in column 3 type(bamboo charcoal column) of 2.9 and 2491 µmhos/cm for conductivity indicatesthe reducing amount of BOD, COD, TSS, and TDS. Thus, it is expected that theresearch results that the authors can do can be useful as reference material andapplied as an easy and inexpensive model for the batik industry wastewatertreatment in Indonesia.


IX

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ......................................................................................... I

HALAMAN PENGESAHAN..........................................................................II

PERNYATAAN KEASLIAN PROPOSAL DISERTASI........................... IV

PRAKATA ....................................................................................................... V

RINGKASAN ...............................................................................................VII

DAFTAR ISI .................................................................................................. IX

DAFTAR TABEL ........................................................................................XII

DAFTAR GAMBAR .................................................................................. XIII

BAB I. PENDAHULUAN............................................................................. 1

A. Latar Belakang ..............................................................................1

B. Batasan Masalah............................................................................4

C. Rumusan Masalah..........................................................................5

D. Tujuan Penelitian ..........................................................................5

E. Manfaat Penelitian.........................................................................6

BAB II. LANDASAN TEORI........................................................................ 7

A. Tinjauan Pustaka............................................................................7

1. Limbah Cair Batik ..................................................................7

2. Kadar BOD dan COD Air Limbah .........................................8

a. Pengertian BOD dan COD ................................................8

b. Metode Pengukuran BOD dan COD .................................9

3. Pengelolaan Limbah Cair Batik ..............................................11

4. Penyaluran Limbah Cair Batik ...............................................16

a. Eceng Gondok ...................................................................16

5. Penyaringan Limbah Cair Industri Tekstil Batik ....................18

a. Ampas Tebu ......................................................................18


X

b. Sekam Padi ........................................................................19

c. Arang Bambu ....................................................................21

6. Persyaratan Mutu Air Limbah ................................................23

B. Landasan Teori...............................................................................25

1. Limbah Cair Industri Tekstil Batik ........................................25

2. Parameter Air Limbah Batik ..................................................26

3. Pengolahan Limbah Cair ........................................................32

4. Ukuran Butir Media ................................................................36

5. Baku Mutu Air Limbah Cair Industri Tekstil dan Batik.........39

C. Asas-Asas Ilmu Lingkungan .........................................................39

D. Kerangka Pemikiran ......................................................................43

BAB III. METODE PENELITIAN .................................................................44

A. Pendekatan Penelitian....................................................................44

B. Lokasi Penelitian ...........................................................................44

C. Populasi Penelitian ........................................................................46

D. Teknik Pengambilan Bahan Uji ....................................................46

E. Identifikasi Variabel Penelitian .....................................................46

F. Definisi Operasional Variabel Penelitian ......................................46

G. Alat dan Bahan ..............................................................................48

H. Cara Kerja .....................................................................................49

I. Diagram Alir Penelitian ................................................................51

BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ..............................52

A. Identifikasi Proses Pengujian ........................................................52

1. Tanaman Uji Coba ..................................................................55

2. Lokasi Sampling Limbah Batik ..............................................56

3. Pertimbangan Budaya .............................................................57

4. Pemilihan Material Reaktor Kolom ........................................58

B. Analisis Scanning Electronic Microscope (SEM) .........................58

1. Ampas Tebu ............................................................................59


XI

2. Sekam Padi .............................................................................60

3. Arang Bambu .........................................................................60

4. Identifikasi Ukuran Sel Ampas Tebu, Sekam Padi dan Arang

Bambu ....................................................................................61

C. Pemeriksaan Warna .......................................................................61

D. Pemeriksaan pH ............................................................................63

E. Pemeriksaan Konduktivitas ..........................................................64

F. Pemeriksaan BOD ........................................................................65

G. Pemeriksaan COD ........................................................................66

H. Pemeriksaan TSS .........................................................................67

I. Pemeriksaan TDS .........................................................................68

J. Identifikasi Hasil Pengujian dengan Bahan Baku Mutu Air ........70

K. Aspek Ekonomi ............................................................................73

L. Aspek Lingkungan .......................................................................74

M. Aplikasi dan Keberlanjutan ..........................................................75

N. Kebaharuan Penelitian ..................................................................76

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................78

A. Kesimpulan ...................................................................................78

B. Saran .............................................................................................79

DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................80

LAMPIRAN 1 Dokumentasi ..............................................................................88

LAMPIRAN 2 Hasil Pemeriksaan Laboratorium ............................................91

LAMPIRAN 3 Publikasi ...................................................................................102


XII

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Hasil Penelitian Penghilangan Warna pada Zat Warna Azo

Menggunakan Media Mikroba Rhizosfer Yang Hidup Di Perakaran

Eceng Gondok ................................................................................... 13

Tabel 2. Komposisi Kimia Sekam Padi ........................................................... 20

Tabel 3. Baku Mutu Air Limbah Tekstil Batik ................................................ 24

Tabel 4. Hasil Penelitian Sebelumnya Mengenai Pengolahan Limbah Cair

Batik dengan Melalui Media Penyaringan yang Berbeda-Beda ...... 28

Tabel 5. Contoh Penelitian Sebelumnya Mengenai Pengolahan Limbah Cair

Batik.................................................................................................... 29

Tabel 6. Model Saringan Pasir Penelitian Sebelumnya ................................... 36

Tabel 7. Perbandingan Ukuran Sel dari Keempat Jenis Limbah Organik yang

Diamati dengan SEM ......................................................................... 61

Tabel 8. Rekapitulasi Hasil Pengujian Tipe 1 (Ampas Tebu) .......................... 70

Tabel 9. Rekapitulasi Hasil Pengujian Tipe 2 (Sekam Padi) ........................... 71

Tabel 10.Rekapitulasi Hasil Pengujian Tipe 3 (Arang Bambu) ....................... 72

Tabel 11.Rekapitulasi Hasil Pengujian Tipe 4 (Campuran) ............................. 73

Tabel 12.Rekapitulasi Unit Cost Model ........................................................ 74


XIII

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Eceng Gondok ............................................................................. 17

Gambar 2. Ampas Tebu .................................................................................. 19

Gambar 3. Sekam Padi ................................................................................... 20

Gambar 4. Arang Bambu ............................................................................. 23

Gambar 5. Asas Lingkungan Hidup ............................................................... 42

Gambar 6. Kerangka Pemikiran ...................................................................... 43

Gambar 7. Peta Pengambilan Sampel di Provinsi Jawa Tengah, Indonesia.... 45

Gambar 8. Peta Lokasi Pengambilan Sampel di Kabupaten Pekalongan,

Provinsi Jawa Tengah, Indonesia .................................................. 45

Gambar 9. Reaktor Batch ................................................................................ 48

Gambar 10. Reaktor Kolom Adsorben ............................................................. 49

Gambar 11. Diagram Alir Penelitian ................................................................. 51

Gambar 12. Bak Reaktor Batch Perakaran Eceng Gondok ............................... 52

Gambar 13. Reaktor Kolom Media Ampas Tebu.............................................. 53

Gambar 14. Reaktor Kolom Media Sekam Padi .............................................. 53

Gambar 15. Reaktor Kolom Media Arang Bambu ........................................... 54

Gambar 16. Reaktor Kolom Media Campuran.................................................. 54

Gambar 17. Permukaan Ampas Tebu pada Foto SEM (Scanning Electron

Microscopy) ................................................................................... 59

Gambar 18. Scanning Electron Microscope (SEM) Sekam Padi ...................... 60


XIV

Gambar 19. Scanning Electron Microscope (SEM) dari Arang Bambu ........... 60

Gambar 20. Nilai Warna.................................................................................... 62

Gambar 21. Perubahan pH Setelah Dilakukan Penyerapan............................... 63

Gambar 22. Hasil Pengukuran Nilai Konduktivitas .......................................... 64

Gambar 23. Kadar Nilai BOD ........................................................................... 66

Gambar 24. Kadar Nilai COD ........................................................................... 67

Gambar 25. Kadar Nilai TSS............................................................................. 68

Gambar 26. Kadar Nilai TDS ............................................................................ 69

pengolahan limbah cair industri batik dengan disertasi€¦ · pengolahan limbah cair industri...

Documents