Perbedaan Efektifitas Karbon Aktif Tempurung Kelapa Dan Arang Kayu
PERBEDAAN EFEKTIFITAS KARBON AKTIF TEMPURUNG KELAPA
DAN ARANG KAYU DALAM MENURUNKAN TINGKAT KEKERUHAN
PADA PROSES FILTRASI PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU
Christina Rony Nayoan1, Noorce Christiani Berek2
Abstract: Waste water treatment is an effort to prevent environmental polution. One of environmental polution is the higher of turbidity rate caused by tofu industry.Therefore it is necessary to process waste water, one of the process is active carbon filtration. According to this research the turbidity rate of tofu waste water is 518,5 mg/L. The purpose of this research to determine the difference of effectivity between coconut shell active carbon and wood carbon in reducing turbidity of waste water filtration process in tofu industry. Research design was the randomized control group pretest-postest. The population of this research were the tofu industry wastewater and using grab sampling method, sample of this research is 30 L of tofu waste water that taken from outlet. The turbidity rate of tofu waste water is filtered with coconut shell active carbon decrease to 76,4 mg/L, and sample is filtered with wood active carbon decrease to 121,7 mg/L, and sample is filtered with the mixed of wood active carbon and coconut shell decrease to 42,07 mg/L. The result of statistic test, there were significant difference between wood active carbon and coconut shell active carbon to decrease turbidity rate at the filtration process in waste water treatment of tofu industrial. The result of Least Significant Difference test, means all of the treatment groups are effective to reducing turbidity rate of tofu industry waste water.
Keywords: Wood active carbon, Coconut shell active carbon, Turbidity rate, Tofu industry waste water.
1
Perbedaan Efektifitas Karbon Aktif Tempurung Kelapa Dan Arang Kayu
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Air merupakan zat utama bagi setiap makhluk hidup di bumi.Manusia tergantung pada air bukan hanya untuk memenuhi kebutuhan makan dan minumnya melainkan juga untuk keperluan pengairan, transpor-tasi pembangkit tenaga, industri dan lain-lain.
Kebijaksanaan pemerintah me-netapkan bahwa pembangunan indu-stri ditujukan untuk memperkokoh struktur ekonomi nasional. Namun di sisi lain industri menimbulkan masalah pembuangan limbah, baik limbah padat, cair maupun gas, yang jika tidak diolah dapat menimbulkangangguan kesehatan.
Pencemaran air yaitu masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi, dan atau komponen lain ke dalam air oleh kegiatan manusia, sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya (Sunu,2001). Pengen-dalian pencemaran adalah suatu kegiatan yang mencakup upaya pencegahan dan atau penanggu-langan dan atau pemulihan, karena air limbah sangat berbahaya terha-dap kesehatan manusia mengingat bahwa banyak penyakit yang dapat ditularkan melalui air limbah. Air limbah ini dapat berfungsi sebagai media pembawa bakteri patogen penyebab penyakit (Sugiharto,1987)
Salah satu bentuk pencemaran air yang dapat menganggu kesehatan masyarakat adalah kekeruhan. Keke-ruhan terjadi disebabkan pada dasar-nya oleh adanya zat-zat koloid yaitu zat yang terapung serta terurai secara halus sekali, hal itu disebabkan pula oleh kehadiran zat organik yang terurai secara halus jasad–jasad renik, lumpur, tanah liat, dan zat koloid yang serupa atau benda terapung yang tidak mengendap dengan segera. Penentuannya bukanlah merupakan ukuran mengenai jumlah benda terapung. Sebagai aturan umum dapat dipakai bahwa semakin luar biasa kekeruhan semakin kuat limbah itu. Sampah industri dapat menambah sejumlah besar zat-zat organik dan anorganik yang menghasilkan keke-ruhan (Mahida.1983).
Industri tahu adalah merupakan industri rumah tangga atau sektor informal yang telah lama dikenal oleh masyarakat Indonesia. Keberadaan industri ini secara ekonomi cukup menguntungkan khususnya bagi pengrajin dan pedagang tahu. Demi-kian pula ditinjau dari segi gizi masyarakat, industri tahu turut menun-jang ketersediaan pangan nabati yang dibutuhkan untuk kesehatan masya-rakat. Berdasarkan indeks angka kecukupan gizi nilai kalori untuk 100 gram tahu adalah 68 Kalori. (DEPKES.1992)
Pencemaran yang disebabkan oleh limbah tahu terjadi karena adanya sifat-sifat fisik, kimia, dan biologi yang menyertai air limbah tahu. Faktor fisik meliputi suhu yang tingginya 37-450 Celcius, warna yang keruh dan kandungan zat tersuspensi serta kotoran yang terlalu tinggi. Faktor kimia berkenaan dengan tingginya kandungan bahan organik, kemudian ditunjang dengan ren-dahnya pH serta tidak ada oksigen terlarut. Sedangkan faktor biologik adalah adanya mikroorganisme yang berkembang akibat tersedianya nutrisi dan faktor-faktor yang memadai. Hal ini dapat menjadi sumber penyakit apabila jenis bakteri yang berkembang biak adalah bakteri patogen.
Hasil analisa pada limbah cair industri tahu yang dilakukan oleh Nurhassan & Pramudyanto (1991) memperlihatkan beberapa kandungan sebagai berikut: (1)Kandungan BOD air limbah tahu sebesar 6.000–8.000 mg/L; (2)Kandungan COD air limbah tahu sebesar 7.500–14.000 mg/L; (3)pH 4-6; (4) suhu 37–450 Celcius; (5)padatan tersuspensi (TSS) 635 – 660 mg/L; (6)Tingkat kekeruhan sebesar 535-585 mg/L.
Karena pada umumnya industri tahu belum mempunyai pengolahan limbah sendiri sehingga mereka membuang air limbah tahu langsung ke badan air, padahal sungai tempat mereka membuang air limbah juga nantinya digunakan sebagai sumber air bersih. Oleh karena itu sesuai dengan Peraturan Pemerintah RI Nomor 20 tahun 1990 kadar maksimum air limbah yang akan dibuang ke badan air untuk parameter kekeruhan adalah 5 NTU (100 mg/L) dan 1000 mg/L untuk zat padat terlarut untuk badan air golongan A dan untuk badan air golongan B mempunyai kadar maksimal untuk zat padat terlarut adalah 1000 mg/L. Dan sesuai dengan Permenkes RI No 416/MENKES/Per/IX/1990kadar mak-simal yang diperbolehkan untuk air bersih adalah 25 NTU (Naphello Turbidity Unit) atau setara dengan 500 mg/L untuk parameter kekeruhan. (Soemirat.2000) Oleh karena itu tingkat kekeruhan dari limbah tahu perlu diolah terlebih dahulu sebelum dibuang ke sungai. Tingkat keke-ruhan dari limbah cair industri tahu dapat dikurangi atau dihilangkan deng-an cara adsorbsi menggunakan karbon aktif. Penggunaan karbon aktif dapat berfungsi untuk mengurangi kadar senyawa organik, warna, bau, rasa dan kekeruhan. (DEPKES.1992)
Widagdo (1994) dalam peneliti-annya mengemukakan bahwa karbon aktif dapat menurunkan kadar hidrogen sulfida pada limbah cair industri penyamakan kulit, dan Asri (1995) dalam penelitiannya menun-jukkan adanya penurunan kadar warna yang bervariasi setelah melalui perlakuan dengan media karbon aktif dan tanpa karbon aktif pada pengolahan limbah cair industri tekstil. Dari penelitian terdahulu tersebut dapat dinyatakan bahwa karbon aktif dapat menurunkan kadar H2S dan warna.Bahan karbon aktif atau arang aktif dapat dibuat hampir dari semua bahan yaitu tumbuh-tumbuhan, bina-tang dan bahan tambang.
Salah satu upaya pencegahan yang dapat dilakukan adalah dengan pengolahan limbah tahu tersebut dengan menggunakan karbon aktif baik dari tempurung kelapa maupun kayu, karena kedua arang aktif ini banyak terdapat di sekitar kita, namun belum digunakan secara maksimal untuk pengolahan air khususnya air limbah.
Rumusan masalah yang dikaji dalam penulisan ini adalah apakah ada perbedaan efektifitas karbon aktif dari tempurung kelapa dan arang dari kayu dalam menurunkan tingkat kekeruhan pada proses filtrasi pengo-lahan limbah cair industri tahu.Adapun tujuan umum dalam pene-litian ini adalah mengetahui perbe-daan efektifitas karbon aktif tempu-rung kelapa dan arang kayu dalam menurunkan tingkat kekeruhan pada proses filtrasi pengolahan limbah cair industri tahu. Sedangkan Tujuan khususnya adalah untuk: (1)Mengukur tingkat kekeruhan limbah cair sebelum difiltrasi dengan karbon aktif;(2)Meng-ukur kemampuan karbon aktif tempu-rung kelapa dalam menurunkan ting-kat kekeruhan limbah cair industri tahu; (3)Mengukur kemampuan arang kayu dalam menurunkan tingkat kekeruhan limbah cair industri tahu; (4)Mengukur kemampuan campuran arang kayu dan karbon aktif tempurung kelapa dalam menurunkan tingkat kekeruhan limbah cair industri tahu; (5)Menganalisis perbedaan ke-mampuan karbon aktif tempurung kelapa dan arang kayu serta campuran karbon aktif tempurung kelapa dan kayu dalam menurunkan tingkat kekeruhan limbah cair industri tahu; (6)Mengetahui kemampuan karbon aktif yang paling efektif dalam menurunkan tingkat kekeruhan lim-bah cair industri tahu; (7)Menganalisis biaya operasional dari arang kayu dan karbon aktif tempurung kelapa serta campuran karbon aktif kayu dan tempurung kelapa dalam menurunkan tingkat kekeruhan limbah cair industri tahu.
Air Limbah
Pengertian Air Limbah
Secara umum yang dimaksud dengan air limbah (wastewater) adalah kotoran dari masyarakat dan rumah tangga dan juga yang berasal dari industri, air tanah, air permukaan serta buangan lainnya. Dengan demikian air buangan ini merupakan hal yang bersifat kotoran umum. (Azwar.1983)
Pengertian limbah adalah air yang tidak bersih dan mengandung berbagai zat yang bersifat memba-hayakan kehidupan manusia atau hewan, dan lazimnya muncul karena perbuatan manusia termasuk industri-alisasi (Kusnoputranto.1984). Limbah adalah buangan cair dari suatu lingkungan masyarakat dan terutama terdiri dari air yang telah dipergunakan yang di dalamnya terdapat benda-benda padat yang terdiri dari zat organik dan anorganik. Buangan cair ini dihasilkan dari proses industri yang menggunakan air dalam jumlah yang sedang sampai banyak. Istilah ini terbatas pada sampah cair karena alasan warna, isinya yang padat, kandungan organik dan anorganik, kadar garam, keasaman, alkalinitas, dan sifat-sifat yang khas yang menimbulkan masalah pencemaran aliran air (Mahida.1983).
Sumber Air Limbah
Menurut Azrul Azwar (1983) Air limbah sebagai sumber pencemar berasal dari: (1)Air limbah rumah tangga, misalnya yang berasal dari daerah perdagangan, daerah peru-mahan; (2)Air limbah industri, jumlah aliran air limbah yang berasal dari industri sangat bervariasi tergantung dari jenis dan besar-kecilnya industri, derajat penggunaan air serta derajat pengolahan air limbah yang ada; (3)Air limbah rembesan dan tambahan
Komposisi Air Limbah
Komposisi air limbah sebagian terdiri dari 99,9 % air dan sisanya meliputi partikel-partikel padat terlarut dan partikel-pertikel padat tidak terlarut sebesar 0,1 %. Partikel-partikel padat terdiri dari zat organik 70 %. Zat-zat organik terdiri dari protein 65 %, karbohidrat 25 % dan lemak 10 %. Sedangkan zat-zat anorganik terdiri dari pasir, garam-garam, dan logam-logam berat (Kusnoputranto.1984).
Air limbah domestik berasal dari pemukiman, terdiri dari tinja, air keruh dan buangan air limbah yang kira-kira mengandung 99,9 % air dan 0,1 % zat padat yang terdiri dari 70 % zat organik (terutama protein , karbohidrat dan lemak), serta kira-kira 30 % zat anorganik (terutama pasir, garam-garam, dan logam-logam berat).
Pengolahan Air Limbah
Pengolahan air limbah bertujuan memperbaiki kualitas air limbah, mengurangi BOD dan partikel ter-campur, serta membunuh mikroor-ganisme patogen. Selain itu juga untuk menghilangkan bahan nutrisi, komponen beracun, dan bahan yang tidak dapat didegradasikan agar kosentrasi yang ada menjadi rendah.
Tujuan lain pengolahan air limbah adalah untuk menghapus, mengurangi atau mengubah zat pencemar dalam bentuk yang kurang atau tidak membahayakan kesehatan. Sebagian besar pengolahan air limbah untuk memperkecil BOD dan zat tersuspensi serta bakteri dalam air limbah.
Secara garis besar kegiatan pengolahan air limbah dapat dike-lompokkan menjadi 6 (enam) bagian antara lain (Sugiharto.1987): (1)Pe-ngolahan pendahuluan (pretreatment); (2)Pengolahan pertama (primary treat-ment); (3)Pengolahan kedua (secon-dary treatment); (4)Pengolahan ketiga (tertiary treatment); (5)Pembunuhan kuman (desinfektion); (6)Pembuangan lanjutan (ultimate disposal)
Dari setiap fase di atas terdapat beberapa jenis pengolahan yang dapat diterapkan. Dari berbagai jenis itu maka akan dipilih salah satu yang diperkirakan memberikan manfaat yang terbaik. Selain itu, perlu diketa-hui juga bahwa untuk mengolah air limbah tidaklah harus selalu mengikuti tahap-tahap yang ada diatas, akan tetapi perlu diadakan penyesuaian dengan kebutuhan yang ada.
Karakteristik Limbah Tahu
Ditinjau dari bahan baku dan bahan pembantu dalam pembuatan tahu maka limbah cair industri tahu mengandung bahan-bahan organik yang mudah mengalami biodegradasi. Limbah cair industri tahu mengandung BOD tinggi. Hal ini berkenaan dengan tingginya kandungan bahan organik misalnya protein, karbohidrat, dan lemak. Limbah cair industri tahu mengandung zat organik dalam bentuk zat terlarut, padatan tersus-pensi atau padatan terendap. Padatan tersuspensi maupun terlarut di alam akan mengalami perubahan fisika, kimia dan hayati yang menghasilkan zat toksik atau tumbuhnya kuman yang membahayakan kesehatan. Lim-bah cair industri tahu bila dibiarkan, warnanya akan berubah coklat kehitaman dan berbau busuk.
Karakteristik lain yang menonjol adalah suhu dan pH. Suhu yang cukup tinggi berasal dari air sisa penggumpalan dan pengepresan. Se-dangkan pH yang rendah karena sisa air yang bercampur asam, disamping telah terjadi perubahan bahan organik menjadi bahan yang bersifat asam. Kandungan nitrogen dan phosphor dalam limbah cair industri tahu relatif cukup, sehingga menguntungkan sebagai nutrisi mikroorganisme. Kekeruhan disebabkan oleh zat padat terlarut dan tersuspensi seperti zat organik, jasad renik dan koloid lainnya yang tidak segera mengendap.
Karbon Aktif
Karbon Aktif Tempurung Kelapa
Pemanfaatan buah kelapa umumnya hanya daging buahnya saja untuk dijadikan kopra, minyak dan santan untuk keperluan rumah tangga, sedangkan hasil sampingan lainnya seperti tempurung kelapa belum begitu dimanfaatkan. Penggunaan tempurung kelapa, sebagian kecil sebagai bahan bakar untuk keperluan rumah tangga, pengasapan kopra, dan lain-lain. Padahal tempurung kelapa dapat diolah menjadi bermacam-macam produk olahan bernilai ekonomi yang bisa menda-tangkan devisa bagi negara. Salah satu produk olahan yang mempunyai prospek cerah adalah arang aktif. Pembuatan arang aktif belum banyak dilakukan, padahal potensi bahan baku, dan potensi pasar cukup besar.
Arang aktif adalah arang yang diproses sedemikian rupa sehingga mempunyai daya serap/adsorbsi yang tinggi terhadap bahan yang berbentuk larutan atau uap (LIPI,2003).Arang aktif dapat dibuat dari bahan yang mengandung karbon baik organik atau anorganik, tetapi biasanya yang beredar dipasaran berasal dari tempurung kelapa, kayu dan batubara.
Saat ini arang aktif telah digunakan secara luas dalam industri kimia, makanan/minuman dan far-masi. Pada umumnya arang aktif digunakan sebagai bahan penyerap dan penjernih. Dalam jumlah kecil di gunakan juga sebagai katalisator.
Karbon aktif kayu
Pada umumnya pembuatan arang aktif kayu berasal dari potongan–potongan besar kayu. Arang merupakan jenis hasil hutan kayu yang dikenakan pungutan IHH (Iuran Hasil Hutan) menurut satuan m3/ton, terutama arang yang berasal dari kayu rimba campuran, yaitu kayu bulat dan atau kayu olahan yang terdiri dari berbagai jenis berasal dari hutan alam tropis. Namun dengan semakin sulit-nya mendapatkan kayu, sekarang dikembangkan pembuatan arang aktif dari limbah industri pengolahan kayu.
Limbah industri pengolahan kayu terdiri dari limbah yang dihasilkan industri kayu lapis, pengergajian dan pengerjaan kayu yang berupa poto-ngan ujung, sebetan, sisa kupasan, tatal dan serbuk gergajian. Umumnya industri pengolahan kayu menggu-nakan kayu seperti Agatis (Agathis spp), Kayu lilin (Xanthophylum spp), Kayu Tusam (Pinus merkusii), Kayu karet (Hevea braziliensis), serta berbagai jenis kayu besar lainnya.
Arang aktif adalah arang yang diolah lebih lanjut pada suhu tinggi sehingga pori-porinya terbuka dan dapat digunakan sebagai bahan ad-sorben (Pari,2003).Kegunaan arang aktif semakin meluas di kalangan industri-industri, karena arang aktif merupakan adsorben yang baik. Umumnya arang aktif digunakan untuk menyaring/menghilangkan bau, war-na, zat pencemar tertentu. Contohnya pada proses pembersihan air buangan arang aktif dapat digunakan untuk mengatur dan membersihkan air buangan dari pencemar, warna, bau dan logam berat tertentu.
Kekeruhan
Sumber kekeruhan air
Air dikatakan keruh bila mengan-dung benda-benda tersuspensi. Kekeruhan dapat disebabkan oleh adanya alga hidup maupun mati atau organisme lain dan umumnya kekeruhan disebabkan oleh lumpur atau tanah liat.
Benda tersuspensi mengandung garam, alga, dan bakteri. Ini semua menyebabkan keruh, berwarna, bera-sa dan bau pada air. Kotoran-kotoran yang terurai dalam air ada juga dalam jumlah besar. Kotoran-kotoran terse-but mengandung garam kalsium, magnesium dan sodium yang menye-babkan rasa tak enak, kesadahan, mengandung alkali, dan sebagainya. Oksidamangan dan besi menga-kibatkan warna air menjadi merah, hitam atau coklat.