KARAKTERISASI DAN UJI-PENGOLAHAN(TREATABILITY TEST) AIR LIMBAH TEKSTIL

SECARA BIOLOGI

Milono Poesponegoro

Puslitbang Kimia Terapan - LlPIJI. Cisitu-Sangkuriang, Bandung 40135

INTI SARIKarakterisasi dan uji-pengolahan air limbah tekstil secara

biologi telak dlteliti. Contoh-conton air limbah tekstil diperolebdari sebuab industri blue-jeans di Bandung. Hasil analisis kimiamenunjukkan bahwa di samping mempunyai nilai pH yang tinggl;air Iimbah tekstil juga mengandung cemaran kimia dengan kon-sentrasi yang tinggi. Didapatkan bahwa air limbah tekstil blue-jeans mempunyai nilai pH yang tinggi (PH 12,6), berwama birupekat (OD = 0,80 - 0,88), dengan konsentrasi yang tinggi untukzat padat terlarut (4526 - 4897 mgfl), zat padat tersuspensi (2205- 2412 mg/l), dan kadar abu (2704 - 3074 mg/l); kandunganCOD danBOD5 masing-masing adalah 376 -1538 mg]l dan 143- 575 mgfl. Nisbah BOD5/COD sekitar 0,32 - 0,45 dengan nilairata-rata 0,38.

Kandungan bahan organik contoh-contok air limbah tekstilsangat bervariasi dengan nilai nisbah BOD5/COD kurang dari50%. Uji-pengolahan dengan menggunakan teknik labu-kocokmenunjukkan bahwa air limbah tekstil tersebut dapat diolalisecara biologi apabila di dalam air limbah tekstil tersedia cukupnutrien dan jasad renik. Pengolahan awal air limbali tekstildengan flokulasi kimia dapat menurunkan laju penguraian bahanorganik di dalam air limbah tekstil. Didapatkan bahwa setelali 3hari lnkubasi, kecepatan rata-rata penguralan bahan organikmencapai 174 mglllhari untuk air limbah tekstil yang tidakdiendapkan terlebik dahulu dengan tawas, dan hanya 10mglllhari untuk air limbah tekstil yang diendapkan terlebikdahulu dengan tawas. Penambahan nutrien (nitrogen dan fosfor)ke dalam air limbali tekstil yang tidak diendapkan dengan tawastelah meningkatkan kecepatan rata-rata penguraian bahanorganik dari 174 mglllhari menjadi 240 mglllhari. Didapatkanpula bahwa penambahan nutrien dan inokulum bakteri ke dalamair limbab tekstil yang tidak diendapkan dengan tawasmeningkatkan kecepatan rata-rata penguraian bahan organikdari 174 mglllhari menjadi 247 mglllhari, setelali 3 hari inkubasi.

Uji-pengolahan air limbali tekstil secara biologi denganmenggunakan kolom-aerasi (perforated-plate column) memper-lihatkan bahwa nilai COD efluen terus menerus turun hinggatercapai keadaan stasioner setelab 50 jam proses kontinu, danpada kondisi stasioner proses kontinu menghasilkan efluendengan nilai COD dibawah 100 mgfl. Proses kontinu denganwaktu-tinggal hidrolik (8)2,0 hari menghasilkan efluen dengannilai COD 77 mgfl. Penurunan waktu-tinggal hidrolik ternyatatidak terlalu berpengaruli pada nilai COD efluen yang diperoleh;yaitu 72 mg]l untuk 0 = 1,0 hari dan 56 mg]l untuk 0 = 0,5 hari.Hal ini mungkin erat kaltannya dengan tercapainya efisiensipengolahan yang maksimum, yaitu sekitar 71% untuk waktu-tinggal hidrolik 0,5 - 2,0 hari.

JKTI, VOL. 7, No. 1-2, Desember 1997

ABSTRACTCharacterization and treatability test of textile wastewater

using biological process were studied. Samples of the wastewaterwere obtainedfrom a local blue-jeans textile industry in Bandung.Results of chemical analysis indicated that beside the textilewastewater showed a high pH value, it contained chemicalpollutant in high concentrations. It was found that the textilewastewater of blue jeans has a pH value of 12.6, deep bluecoloured with optical density of 0.80 - 0.88; high in solid con-centrations with the concentration of soluble solids, suspendedsolids and ash content of respectively 4526 - 4897 mgfl, 2205 -2412 mgll, and 2704 - 3074 mgfl; COD of 376 - 1538 mgll andBOD5 of 143 - 575 mgfl. The ratio of BODs/COD was about 0.32- 0.45 with an average value of 0.38.

The concentration of organic materials varied widely fromsample to .sample, with a value of the BODs/COD ratio of lessthan 50%. Tretability test of textile wastewater using shake-flasktechnique showed that the textile wastewater could be treatedsuccessfully by aerobic biological process when a proper balanceof nutrients and suitable organisms were available. Chemicalflocculation pre-trentment was found to lower the rate ofbiological degradation of organic materials contained in thetextile wastewater. It was found that after 3 days of incubation,the mean rate of organic degradation reached 174 mglllday forthe textile wastewater which received no flocculation pre-treatment with alum, and only 10 mglllday for that which receivedflocculation pre-treatment with alum. The addition of nutrient(nitrogen and phosphorous) to the textile wastewater withoutflocculation pre-treatment increased the mean rate of organicdegradation from 174 mglllday to 240 mglllday after 3 days ofincubation. It was also found the nutrient addition and bacterialinoculum to the textile wastewater without flocculation pre-treatment increased the mean rate of organic degradation from174 mglllday to 247 mglllday, after 3 days of incubation.

Treatability test of textile wastewater by a contlnouous culturetechnique using perforated-plate column showed that the COD ofeffluent was constantly dropped and achieved a stationary con-dition after 50 hours of the continous process, and at thestationary phase the continuous process produced effluent withCOD values of less than 100 mgll. Continuous process with ahydraulic retention time (0) of 2.0 day produced effluent with ~COD value of 77 mgll. Reducing the hydraulic retention time didnot much affect the COD value of the effluent, i.e 72 mgfl for 0 =1.0 day, and 56 mgll for 0 = 0.5 day. This could probably due tothe achievement of the maximum efficiency of treatment, t.e.about 71% for the hydraulic retention time of 0.5 - 2.0 day.

33

PENDAHULUAN

Industri tekstil didefinisikan sebagai industri yangbergerak dalam bidang pertekstilan sandang, mulai dariindustri pengbasil baban baku serta tekstil bingga industripengbasil pakaian jadi dan industri pengbasil barang-barang tekstil lainnya [1]. Data kepustakaan [2] me-nunjukkan babwa pada tabun 1986/1987 tercatat sebanyak1844 industri tekstil tersebar di Jawa, Sumatra, Sulawesidan Bali. Setengab dari jumlab industri tekstil yang ada diIndonesia berlokasi di Jawa Barat (917 buah, atau 49,7%),yang sebagian besar berupa industri pertenunan (40,7%),industri pencelupan/penyempurnaan/pencapan (17,7%),disusul kemudian oleh industri perajutan (15,7%) danindustri pakaian jadi (11,5%). DK! Jakarta menempatiurutan kedua setelah Jawa Barat, dengan jumlah industri402 buah (21,8%), kemudian Jawa Tengab291 buahindustri (15,8%).

Industri tekstil nasional tidak saja telah mampumemenuhi kebutuhan tekstil dalam negeri, tetapi produkindustri tekstil bahkan telab menempati peringkat keduasebagai produk andalan ekspor non-migas setelah kayulapis [2]. Pada tahun 1987 produk industri tekstil mencapaiIebih dari US$ 1,0 milyar, dan diproyeksikan untuk meraihnilai ekspor sebesar US$ 6,0 milyar pada tahun 1996.

Pesatnya perkembangan industri tekstil di Indonesiamenimbulkan beban pencemaran kimia yang tinggi ter-hadap lingkungan, sehingga memerlukan upaya penangan-an sungguh-sungguh baik dari pihak industri maupun dariinstansi terkait, Air limbab tekstil mempunyai potensiuntuk mencemari lingkungannya. Selain memiliki tingkatpH yang tinggi, air limbab tekstil pada umurnnya me-ngandung zat warna dan baban organik dengan konsentrasitinggi.

Disamping masib banyak yang belum mempunyaiinstalasi pengolahan air limbab, pengolaban yang dilakukanoleh industri tekstil sering memberikan hasil yang tidakcukup baik, sehingga efluen yang dibuang masih me-ngandung cerna ran kimia dalam konsentrasi yang melebihiambang batas persyaratan yang berlaku [3].

Pada umumnya perlakuan yang dilakukan oleh industritekstil terhadap air limbahnya hanya sekedar melakukanpengendapan zat-zat padat dengan mendiamkan air limbahuntuk sementara waktu di dalam kolam-kolam penampungsebelum dibuang ke badan air terdekat. Perlakuan airlimbah tekstil yang demikian itu tidak dapat diharapkanmemberikan hasil pengolahan yang efektif karena hanyaakan mengendapkan sebagian partikel-partikel tersuspensisecara gravitasi, tetapi kecil pengarubnya baik terbadappenyisihan bahan cemaran yang terlarut maupun koloidal.

Tujuan penelitian ini adalab untuk mengembangkansistem pengolahan air limbah industri tekstil blue-jeansdengan menggunakan proses fisiko-kimia dan biologi.Dalam makalah ini disajikan hasil penelitian karakterisasidan uji-pengolahan air limbah tekstil blue-jeans baik

34

dengan proses fisiko-kimia maupun dengan proses biologi.Pengolaban fisiko-kimia dilakukan secara flokulasi denganmenggunakan tawas, dan pengolaban biologi dilakukansecara aerobik dengan teknik labu-kocok dan teknik kolom-aerasi.

BAHAN DAN METODA

Bahan-Bahan Kimia.Bahan-bahan kimia yang digunakan dalam penelitian

ini adalab dari jenis pro-anal isis, kecuali jika dinyatakanlain.

Medium Asetat.

Komposisi medium Asetat-cair (PH 6,5) yang diguna-kan dalam penelitian ini adalab sebagai berikut: Na-Asetat(lOg/l), NH4CI (5g/l), MgS04.7H20 (0,5g/l), KH2P04(1,5g/l), yeast extract (5g/l), FeS02.7H20 (l,Omg/l),MnS04.4Hp (0,1 mg/l), ZnS04.7H20 (0,1 mg/l),CUS04.7H20 (0,1 mg/l),

Medium Asetat-agar dibuat dengan komposisi yangsarna dengan Medium Asetat-cair, banya saja ditambabdengan Difco-agar sebanyak 15 g/l.

Organisme.Organisme pengolab air limbab yang digunakan dalam

penelitian ini adalah bakteri PL-Ol koleksi PuslitbangKimia Terapan - LIPI, Bandung, isolat dari contoh lumpursaluran pembuangan air limbah industri tekstil di Bandung.Bakteri PL-Ol dibiakkan dan dipelibara pada MediumAsetat-agar pada 30°C selama 10 bari sebelum digunakanatau disimpan dalam lemari pendingin (4°C).

Inokulum bakteri,

(a) Inokulum bakteri yang digunakan dalam uji-pengolabandengan teknik labu-kocok dibuat dalam bentuk sus-pensi, yaitu dengan cara mensuspensikan kultur agarmiring bakteri PL-01 dengan 0,005% larutan Tween-80(lOml/tabung). Inokulasi untuk uji-pengolahan denganteknik labu-kocok dilakukan sebanyak 2ml/300ml airlimbab tekstil.

(b) Inokulum bakteri yang digunakan dalam uji-pengolahandengan teknik kolom-aerasi dibuat dalam bentuk"lumpur-aktif", yaitu dengan cara sebagai berikut:Ke dalam kolom-aerasi yang berisi 6,0 liter Medium

Asetat-cair dan 500 mg/l bubuk karbon aktif (80 - 125mesh) diinokulasikan sebanyak lOml suspensi bakterisebagaimana diuraikan pada butir-(a), dan kemudiandiaerasi (1 vvm) untuk dibiakkan selama 3 hari pad a suhukamar. Pada akhir kultivasi, aerasi dihentikan, cairanmedium dibiarkan tak terganggu, dan lumpur-aktif yangterbentuk dibiarkan tersedimentasi di dasar kolom-aerasi.Setelah didiamkan selama 3 jam, lumpur-aktif dipisahkandari cairan medium melalui saluran pemisah di bawah

JKTI, VOL. 7, No. 1-2, Desember 1997

kolom-aersi, dan disimpan dalam lemari es (4°C). Lumpur-aktif yang dihasilkan dari beberapa kaliulangan kultivasi(lebih dari 3 kali) dikumpulkan, disaring dan dikisatkaridengan menggunakan kertas saring Whatman No.40.Dengan cara demikian, diperoleh inokulum bakteri dalambentuk lumpur-aktif yang berkadar air 80% dengankandungan bakteri 10 x 108 organisme per-gram beratkering.

Inokulasi untuk uji-pengolahan dengan teknik kolom-aerasi dilakukan sebanyak 0,5 g lumpur-aktif per-liter airlimbah.

Koleksi dan analisis contoh air IimbahContoh-contoh air limbah tekstil diambil dari sebuah

industri blue-jeans yang berlokasi di Bandung. Analisisdilakukan dengan cara-cara yang lazim digunakan danmeliputi beberapa parameter, diantaranya: pH, wama, zatpadat terlarut, zat padat tersuspensi, kadar abu, COD danBODs·

Nilai pH cairan ditentukan dengan alat pH-meter; warnaditentukan secara spektrofotometri (1..=660 um); zat padattersuspensi ditentukan secara gravimetri seteIah dilakukanpenyaringan dengan kertas saring Whatman No.40 danpenguapan retentat pada 105°C selama semalam; zat padatterlarut juga ditentukan secara gravimetri dengan jalanpenguapan eluat pada 105°C selama semalam, setelabpenyaringan dengan kertas saring Whatman No. 40; kadarabu juga ditentukan secara gravimetri setelah dilakukanpenguapan dan pengabuan cairan air Iimbah pada 600°C.

Penentuan COD dan BODsKonsentrasi bahan cerna ran organik di dalam air lirnbah

tekstil ditentukan dengan jalan rnenentukan banyaknyaoksigen yang dibutuhkan untuk rnenguraikannya baiksecara kimia,COD, rnaupun secara biologi, BODs,berdasarkan metoda menurut British Standard Methods forWastewater Analysis [4].

Pengendapan dengan tawas

Dalarn penelitian ini larutan 10% (b/v) tawas,Al2(S04h.18H20, digunakan sebagai bahan pengendap.Percobaan pengendapan dilakukan sebagai dinyatakandalam alinea berikut ini:

Nilai pH optimum untuk pengendapan ditentukandengan jalan rnernvariasi pH pengendapan antara 2,0 -11,0, pada konsentrasi tawas 1500 mg/l, Ke dalarn 100 mlair Iimbah tekstil yang berada di dalam gel as pial a 200-mI,ditambahkan larutan tawas hingga mencapai tingkat kon-sentrasi 1500 mg/l, Kemudiannilai pH diatur sesuai dengankeinginan dengan jalan menambahkan Iarutan HCI IN atauNaOH IN. Setelah diaduk rata selama 10 menit, campurandipindahkan ke dalam gelas ukur 100-mI,didia1l1kanse1ama 30 men it, dan kemudian diukur velum endapanyang terbcntuk. Sedangkan konsentrasi tawas yang op-timum untuk pengendapan ditentukan dengan memvariasi

JKTI, VOL. 7, No. 1.2, Desember 1997

konsentrasi tawas yang ditambahkan antara 0 - 4000 mg/l,pada pH optimum. Ke dalam 100 mI air limbab tekstil padapH optimum yang berada di dalam gelas piala 2oo-m1ditambahkan larutan tawas hingga mencapai tingkatkonsentrasi yang diinginkan. SeteIah diaduk rata selama 10menit, campuran dipindahkan ke dalam gelas ukur l00-m1,didiamkan selama 30 menit dan diukur volum endapanyang terbentuk. Supematan yangdiperoleh ditentukan nilaiCOD-nya.

Uji-pengolahan dengan teknik Iabu-kocokUji-pengolahan biologi dengan teknik labu-kocok di-

lakukan dengan menggunakan labu Erlenmeyer 3OO-m1yang berisi 100 ml air limbah tekstil. Nitrogen dan fosformasing ditambahkan .dalam bentuk urea dan KH2P04hingga nisbab COD/N/P senilai 100/3/1.

Setelah diinokulasi, labu ditutup dengan kapas sebeIumdieramkan, agar udara dapat menembus ke dalam labu.Pengeraman dilakukan di dalam inkubator-orbital padasuhu pada 30°C dengan goyangan 200 rpm.

Udara maeuk

!

Silinder perforasi

Lr --P- Efluen

r··· •. ,

Saluran udara

Kolom gelas

r :: ·-1

l.uar a ncait-an/Iumpur

Gambar 1. Skema kolom-aerasi (perforated-plate column) untukpengolahan air Iimbah tekstil secara biologi.

35

Ujl-pengolaban dengan teknik kolom-aerasiUji-pengolahan biologi dengan teknik kolom-aerasi

dilakukan dengan jalan aerasi air limbah tekstil padakolom-aerasi (perforated-plate coloumn) , yang skemanyadisajikan pada Gambar-L Nitrogen dan fosfor masing-masing ditambahkan dalam bentuk urea dan KH2P04hingga nisbah CODJNIP senilai 100/3/1. Air limbah tekstilyang telah dibubuhi nutrien diinokulasi dengan inokulumlumpur-aktif yang mengandung bakteri PL-Ol sebanyak 0,5g/I berat kering. Aerasi dilakukan pada tingkat 0,25 vvm.Kolom-aerasi yang digunakan terbuat dari gel as,berkapasitas 6,0 liter dengan diameter 9,5 em dan tinggi 95em, serta dilengkapi dengan silinder-perforasi diameter 6,5em sebanyak 6 buah.

Untuk proses batch, volum cairan limbah yang diolahtetap pada nilai tertentu tanpa dilakukan penambahancairan baru ke dalam kolom. Sedangkan untuk proseskontinu, ke dalam kolom yang berisi cairan limbah denganvolum tetap ditambahkan secara terus menerus cairanlimbah yang baru sebagai intluen, dengan waktu-tinggalhidrolik yang diinginkan. Air limbah tekstil dimasukkandari bawah ke dalam kolom-aerasi melalui saluran intluen,dengan menggunakan pompa peristaltik. Adanya penam-bahan eairan yang terus menerus dari bawah kolommenyebabkan terjadinya aliran eairan keluar dari bagianatas kolom sebagai etluen, dengan laju alir yang samadengan laju-alir intluen.

Efisiensi pengolahan dihitung berdasarkan formulaberikut ini:

(S, - Se)E(%) = x 100

Si

dimana: E, adalah efisiensi pengolahan dalam persen; Si,adalah nilai COD intluen dalam mg/l; Se, adalahnilai COD etluen dalam mg/l.

HASIL DAN DISKUSIKarakteristik Air Limbah Tekstil

Air limbah tekstil yang dianalisis dalam penelitianini mempunyai karakteristik seperti ditunjukkan dalamTabell.

Tabel I, Karakteristik air limbah tekstil

Contoh air Iimbah tekstilParameter Satuan

A B Rata-rata

pH 12,60 12,60 12,60Warna (00660) mgll 0,80 0,88 0,84Zat padat total mgll 6731,00 7309,00 7020,00Zat padat ter larut mgll 4526,00 4897,50 4711,80Zat padat tesuspensi mgll 2295,00 2411,50 2308,30Kadar abu (600°C) mgll 3074,00 2704,00 2889,30COD mgll 415,75 375,88 395,82BODs mgll 143,32 158,04 150,68

36

Air lirnbah yang dianalisis ini tidak memenuhi bakumutu air lirnbah yang berlaku. Hasil inisesuai dengankepustakaan [3] yang menyatakan bahwa air limbah dariindustri tekstil di Jawa Barat untuk jenis pencelupan/penyempurnaan/pencapan mempunyai karakteristik yangtidak memenuhi baku mutu yang ditetapkan oleh Pemdasetempat [5].

Hasil analisis beberapa eontoh menunjukkan bahwakandungan bahan organik air limbah tekstil sangat ber-variasi, sebagaimana ditunjukkan oleh nilai COD 375,9 -1538 mg/l dan nilai BODs 143,3 - 574,5 mg/l padaTabel2.

Adanya bahan organik yang eukup tinggi konsen-trasinya memberikan peluang bagi penerapan pengolahandengan proses oksidasi biologi terhadap air limbah tekstil,sebagaimana ditunjukkan oleh nisbah BODs/COD airlimbah tekstil sekitar 0,32 - 0,45, dengan nilai rata-rata0,38. Hal ini juga sesuai dengan kepustkaan [3] yangmenunjukkan bahwa nisbah BODs/COD untuk air limbahtekstil yang berlokasi di Jawa Barat bervariasi sekitar 0,10 -0,70 dengan nilai rata-rata 0,35.

Sebagai perbandingan, air kotor (sewage) mempunyainilai COD= 2,3 BODs [6], dan nisbah BODs/COD sekitar0.4 - 0,8 [7]. Hal ini menunjukkan bahwa sewage mem-punyai fraksi bahan organik biodegradable yang lebihtinggi daripada air lirnbah tekstil. Nilai nisbah BODs/CODmerupakan indikasi tingkat biodegradability bahan organiksuatu air limbah.

Tabel 2. Nilai COD, BODs dan rasio BODs/COD untukbeberapa contoh air limbah tekstil

Nila~ mgllContoh air limbah

tekstil COD BODs Nisbah BODs/COD

Contoh 1 1538,0 574,5 0,37

Contoh 2 632,0 281,4 0,45

Contoh3 770,0 245,5 0,32

Contoh4 415,8 143,3 0,35

Contoh5 375,9 158,0 0,42

Rata-rata 439,1 280,5 0,38

Pengendapan dengan tawas.

Pengendapan air Iimbah tekstil seeara sedimentasi biasamaupun secara kimia merupakan praktek yang umumdilakukan di dalam pengolahan air limbah industri. Pengen-dapan air limbah seeara kimia (tlokulasi/koagulasi) selaindipengaruhi oleh jenis bahan pengendapnya, juga sangatdipengaruhi oleh pH dan banyaknya bahan pengendap yangdigunakan. Oleh karena itu nilai optimum untuk pH dankonsentrasi bahan pengendap perlu ditentukan untuk mem-peroleh hasil pengendapan yang efektif dan efisien.

JKTI, VOL. 7, No. 1-2, Desember 1997

750 ,------------------,

600

• MP(A)

• MP(AI)

• MP(AIN)

+ MP(S)

150

~.s 450ooo]! 300

Z

o~--~---~--~---~o 2 6 8

Waktu inkubasi (hari)

Gambar 4. Pengaruh nutrien dah~1'nolrulum pada~.liasII pe-ngolahan air Iimbah tekstil (contoh air Iimbah No.2)dengan teknik labu kocok.

MP(A): tanpa pengendapan dengan tawas, tanpa tambahannutrien dan iookulum; MP(AI): tanpa pengendapan dengantawas, tanpa tambahan nutrien, tetapi dengan tambahan inokulum;MP(AIN): tanpa pengendapan dengan tawas, tetapi dengantambahan nutrien dan inokulum; MP(S): air Iimbah diendapkandengan tawas, tetapi tanpa ditambah dengan nutrien daninokulum.

Berbeda halnya dengan hasil pengolahan contoh airlimbah No.3 yang disajikan pada Gambar S. Pengaruhpenambahan nutrien (nitrogen dan fosfor), inokulumbakteri serta perlakuan pengendapan dengan tawasmemberikan perbedaan yang nyata pada hasil pengolahanair limbah yang bersangkutan. Sebagaimana tampak padaGambar S, setelah 3 hari inkubasi kecepatan rata-ratapenguraian bahan organik mencapai 174 mg/l/hari untuk airlimbah tekstil yang tidak diendapkan terlebih dahuludengan tawas [grafik N(A)], dan hanya 10 mg/l/hari untukair limbah tekstil yang diendapkan terlebih dahulu dengantawas [grafik N(S)]. Penambahan nutrien (nitrogen danfosfor) ke dalam air limbah tekstil yang tidak diendapkan

1000

800

~• N(A)'".s• N(AI)0

0 • N(AIN)0~ + N(S)Z

200

00 2 4 6 8

Waktu inkubasi (hari)

Gambar S. Pengaruh nutrien dan inokulum pada hasil pe-ngolahan air Iimbah tekstil (contoh air Iimbah No.3)dengan teknik labu kocok.

N(A): tanpa pengendapan dengan tawas, tanpa tambahan nutriendan inokulum; N(AI): tanpa pengendapan dengan tawas, tanpatambahan nutrien, tetapi dengan tambahan inokulum; N(AIN):tanpa pengendapan dengan tawas, tetapi dengan tambahan nutriendan inokulum; N(S): air limbah -diendapkan dengan tawas, tetapitanpa ditambah dengan nutrien dan inokulum.

38

dengan tawas telah meningkatkan kecepatan rata-ratapenguraian bahan organik dari 174 mgJI/hari [grafik N(A)]menjadi 240 mgJI/hari [grafik N(AI)]. Didapatkan pulabahwa penambahan nutrien dan inokulum bakteri ke dalamair limbah tekstil yang tidak diendapkan dengan tawasmeningkatkan kecepatan rata-rata penguraian bahanorganik dari 174 mg/l/hari [grafik N(A)] menjadi 247mg/l/hari [grafik N(AIN)], setelah 3 hari inkubasi. Didugacontoh air limbah tekstil ini tidak cukup mengandungnitrogen, fosfor dan jasad renik sehingga penambahannitrogen, fosfor dan inokulum bakteri dapat meningkatkanlaju penguraian bahan organik, dibandingkan dengan hasilyang diperoleh dari pengolahan air limbah asalnya yangtidak ditambahkan nitrogen, fosfor dan inokulum bakteri.

Hasil dari Gambar 4 dan Gambar 5 menunjukkanbahwa masing-masing contoh air limbah dapat berbeda satudengan lainnya karena beda dalam konsentrasi nitrogen,fosfor dan kandungan bakteri untuk pengolahannya.Penambahan bakteri yang sesuai dan aktif, terpenuhinyakondisi nutrien di dalam air limbah serta kondisi lingkung-an yang mendukung pertumbuhan bakteri yang optimum,merupakan pra-syarat terlaksananya penguraian bahanorganik secara biologi yang efektif dan efisien di dalampengolahan air limbah [12,13].

Tidak seperti halnya dengan sewage, air limbah tekstiltidak selalu mengandung nutrien yang cukup dan jasadrenik yang memadai untuk menghasilkan penguraian bahanorganik secara biologi yang efektif. Dalam keadaandemikian, perlu dilakukan penambahan nutrien dan jasadrenik pada air limbah tekstil yang bersangkutan sebelumdilakukan pengolahan biologi. Nutrien yang perluditambahkan pada umumnya adalah nitrogen dan fosfor,karena kedua unsur tersebut vital dalam metabolisme jasadrenik dan sering tidak tersedia dalam jumlah yang cukup didalam air limbah. Dalam penelitian ini diterapkan penam-bahan nitrogen dan fosfor sehingga nisbah COD/N/Pmenjadi senilai 100/3/1.

Di dalam pengolahan biologi, secara spesifik yangdimaksud dengan nutrien adalah nitrogen dan fosfor,karena trace elements dan mineral yang dibutuhkan untukpertumbuhan mikroorganisme pada umurnnya telahterkandung di dalam air limbah [14]. Kepustakaan[7,8,11,14] juga menyebutkan bahwa sebagai ketentuanumum (rule-of thumb) di dalam pengolahan biologi di-butuhkan 5 kg nitrogen dan 1 kg fosfor untuk setiap 100 kgBODs. Hal ini menunjukkan bahwa di dalam pengolahanair limbah secara biologi diperlukan nisbah BODs/N/Psekitar 100/5/1. Di dalam penelitian ini digunakan nisbahCOD/N/P= 100/3/1 dengan pertimbangan bahwa nilai CODpada umumnya lebih tinggi daripada nilai BODs berkenaandengan adanya fraksi bahan organik yang non-biodegra-dable dalam air limbah.

Sewage mengandung nitrogen dan fosfor masing-masing sekitar 20 - 85 mg/l dan 6 - 20 mg/l; sedangkankandungan BOD5 dan COD masing-masing adalah 100 -

JKTI, VOL. 7, No. 1-2, Desember 1997

300 mg/l dan 250 - 1000 mg/l [7] Hal ini menunjukkanbahwa sewage mempunyai kandungan nitrogen dan fosforyang cukup dibandingkan dengan bahan organik yang ada.Sewage juga mempunyai kandungan bakteri yang tinggi,yaitu sekitar 108 organisme per-100ml [15]. Oieh karenaitu, pengolahan sewage secara biologi pada umumnya tidakmemerlukan penambahan nirogen, fosfor maupun ino-kulum bakteri.

Perlakuan-awal flokulasi kimia perlu dipertimbangkanpenerapannya terhadap air limbah tekstil blue-jeans yangakan diolah secara biologi, karena perlakuan flokulasicenderung menurunkan laju penguraian bahan organik.Apabila diperlukan, flokulasi hendaknya dilakukan setelahberakhimya proses biologi. Kepustakaan menyatakanbahwa flokulasi dengan tawas dapat mereduksi kandunganbahan organik dan inorganik dengan terbentuknya lumpuryang mengendap. Lebih dari 90% fosfor terlarut dalamsewage dapat hilang terflokulasi dengan tawas [9,11].

Menurut Gasner [13], pengolahan air limbah industrisecara efektif pada umumnya memerlukan penambahaninokulum mikroorganisme yang sesuai dengan sifat danjenis bahan organik di dalam air limbah yang akandiuraikan.

I

Uji-pengolahan dengan Teknik Kolorn-aeraslUji-pengolahan secara batch menunjukkan bahwa

pengolahan air limbah tekstil menurunkan COD efluen dari770 mg/l menjadi 360 mg/l dalam waktu aerasi 43 jam(Gambar 6). Pada tahap penelitian ini, setelah 43 jamaerasi pengolahan secara batch air Iimbah tekstil dihentikandan diteruskan dengan proses kontinu dengan waktu tinggalhidrolik (8) yang berbeda, yaitu 8=2,0 hari (mulai dari 0jam hingga 238 jam aerasi), 9=1,0 hari (mulai dari 238 jamhingga 399 jam aerasi), dan 9=0,5 hari (mulai dari 399 jamhingga 586 jam aerasi).

800 ~------- - --------

:f 700

i 600 -

"=C>8500U~Z 400

•I • Nilai COD]•

•3ooL--~--~--~--~-~

o 10 20 30 40Waktu aerasi (Jam)

50

Gambar 6. Perubahan nilai COD efluen dalam pengolahan airIimbah tekstil secara batch, pada kolom-aerasi.

Sebagaimana ditunjukkan oleh Gambar 7, uji-pengolahan air limbah tekstil secara biologi denganmenggunakan kolom-aerasi memperlibatkan bahwa nilaiCOD terus menerus turun hingga tercapai keadaanstasioner setelah 50 jam proses kontinu pada 8=2,0 dan

JKTI, VOL. 7, No. 1-2, Desember 1997

pada kondisi stasioner proses kontinu menghasil eOuendengan nilai COD dibawah 100 mg/l. Proses kontinudengan waktu-tinggal hidrolik 2,0 hari menghasilkan efluendengan nilai COD 77 mg/l. Penurunan waktu-tinggalhidrolik ternyata tidak terlalu berpengaruh pada nilai CODefluen yang diperoleh, yaitu 72 mg/l untuk 8= 1,0 hari, dan56 mg/l untuk 8= 0,5 hari. Hal ini mungkin erat kaitannyadengan tercapainya efisiensi pengolahan yang maksimumdalam pengolahan air limbah tersebut (Gambar 8).Sebagaimana ditunjukkan oleh Gambar 8, efisiensi peng-olahan terus meningkat dan tercapai keadaan stasionersetelah 50 jam proses kontinu, dengan nilai efisiensipengolahan rata-rata 71% dalam perioda stasioner untukwaktu-tinzzal hidrolik 0.5 - 2.0 hari .

500 -r-----------------,

400

o~--~---~---~--~o 150 300

Lama aerasi (Jam)450 600

Gambar 7. Perubahan nilai COD efluen pada pengolahan airIimbah tekstil secara kontinu, pada kolom-aerasidengan waktu-tinggal hidrolik 0::2,0 hari (0 - 238jam), 0::1,0 hari (238 - 399 jam) dan 0=0,5 hari (399 -586 jam).

Data A: Nilai COD efluen;a: Permulaan waktu-tinggal hidrolik 1,0 hari;b: Permulaan waktu-tinggal hidrolik 0,5 hari.

100a b

~ 80 • • 1 I"~\!t 1> Tc: ("V'-\ 'J''- -,s-:'"s: 60'""0 I • DataA r'"c:"a. 40."c:."-=III 20 ,

OL---~---~--~ __--~o 150 300 450

Lama aerasi (Jam)600

Gambar 8. Perubahan nilai efisiensi pengolahan biologi airlimbah tekstil secara kontinu, pada kolorn-aerasidengan waktu-tinggal hidrolik 0::2,0 hari (0 - 238jam), 8=1,0 hari (238 - 399 jam) dan 0=0,5 hari (399- 586 jam).

Data A: Efisiensi pengolahan (%)8: Permulaan waktu-tinggal hidrolik 1,0 hari;b: Permulaan waktu-tinggal hidrolik 0,5 hari.

39

KESIMPUIAN1. Air limbab tekstil blue-jeans mempunyai nilai pH yang

tinggi (PH 12,6), berwarna biru pekat (00= 0,80 -0,88), dengan konsentrasi yang tinggi untuk zat padatzat padat terlarut (4526,0 - 4897,0 mg/l), zat padattersuspensi (2205 - 2412 mg/l) dan kadar abu (2704 -3074 mg/l); sedangkan kandungan COD dan BODsmasing-masing adalab 376 - 1538 mg/l dan 143 - 575mg/l. Nisbab BODs/COD sekitar 0,32 - 0,45 dengannilai rata-rata 0,38.

2. Pengendapan air limbab tekstil blue-jeans dengan tawas_sangat dipengaruhi oleb pH dan konsentrasi tawas.Pengendapan dengan tawas mencapai optimum pada pH8,0 dan konsentrasi tawas sekitar 1500 mg/l, Padakondisi optimum tersebut sekitar 57% bahan organikterendapkan dari air limbab tekstil yang mempunyainilai COD-awal 770 mg/l.

3. Air limbab tekstil blue-jeans dapat diolah secara biologidengan proses aerobik. Pengendapan dengan tawassebagai suatu perlakuan sebelum pengolahan biologidapat menurunkan laju penguraian bahan organik airlimbah tekstil blue-jeans. Penambahan nitrogen danfosfor yang cukup (misalnya COD/N/P = 100/3/1), sertapenambahan inokulum bakteri diperlukan untuk mem-peroleb hasil yang efektif dan efisien dalam pengolahanair limbab tekstil blue-jeans secara biologi.

4. Uji-pengolaban air limbah tekstil secara kontinu denganmenggunakan kolom aerasi menunjukkan bahwa nilaiCOD efluen mencapai keadaan stasioner setelah 50 jamaerasi, dan pada keadaan stasioner proses kontinumenghasilkan efluen dengan nilai COD 77 mg/l untukwaktu-tinggal hidrolik (0) 2,0 hari, Penurunan waktu-tinggal hidrolik tidak terlalu berpengaruh pada nilaiCOD efluen yang diperoleh, yaitu: 72 mg/l untuk 0= 1,0hari, dan 56 mg/l untuk 0= 0,5 hari.

5. Efisiensi pengolahan yang maksimum dicapai setelah50 jam proses kontinu, dengan tingkat rata-rata 71%untuk waktu-tinggal hidrolik 0,5 - 2,0 hari.

DAFTAR PUSTAKA1. Tim Studi Kebijaksanaan IPTEK. Studi Kebijaksanaan

Ilmu Pengetahuan dan Teknologi. Kasus Industri Kecil.Jakarta, Lembaga IImu Pengetahuan Indonesia, 1983.

2. Departemen Perindustrian R.I. Buku Petunjuk IndustriTekstilNasional1987. Jakarta, 1989.

40

3. Tim Pelaksana Program Kali Bersih - 1awa Barat.Pemantauan Kualitas Air Limbah .dalam RangkaProgram Kali Bersib (PROKASIH), Tahun 1989 -1990.Bandung, Pemda Tk. I Propinsi 1awaBarat

4. Department of The Environment - UK. Analysis of Raw,Potable and Wastewaters. London, Her Majesty'sStationary Office, 1972.

5. SK Gubernur Kepala Daerab Tk. I - 1awa Barat. No.'5660.31/SK/694-BKPMD/82, Tentang cara-cara pe-ngendalian dan kriteria pencemaran lingkungan akibatindustri. Lampiran I.

6. E. Malikides.' The sewage treatment and disposalproblem in Cyprus in the absence of sewage systems:Limassol case study - Evaluation of compromisesolutions. WaterSci.Technol., 21(1), pp77-86, (1989).

7. Metcalf and Eddy, Inc. Wastewater Engineering:Collection, Treatment and Disposal. New Delhi, TataMcGraw-Hill Co, 1978.

8. T.H.Y. Tebbut. Principles of Water Quality Control.2nd.Ed., Oxford, Pergamon Press, (1979).

9. H. Odegaard. Appropriate technology for wastewatertreatment in coastal areas. Water Sci. Technol. WI),ppl-17, (1979)

10.1. McNicholas. Treatment of industrial eflluents. In:Water Pollution Control Technology, London, HerMajesty's Stationary Office, Chapter 9, pp92-102,1979.

11. S.P. Mahajan. Pollution Control in Process Industries.New Delhi, Tata McGraw-HillPublishing CompoLtd.,1985.

12 P.V.R. Subrahmanyam and N. Shivaram. Trends inbiotechnology for pollution control in India. UNEP Ind.AndEnv., Oct/Nov/Dec., pp13-15, (1978).

13.L.L. Gasner. Microorganisms for waste treatment. In:Peppler, HJ. and D. Perlman (Eds.). MicrobialTechnology. Vol.Z, New York, Academic Press, pp211-222, (1979).

14.M.B. Dureau. The treatment of liquid wastes. Part 2.Food Technol. Austral., 30(2), pp488-492, (1978).

15.D.G.M. Roberts. The principles of public healthengineering. In: Water Pollution Control Technology,London, Her Majesty's Stationary Office, Chapter 3,pp22-36,1979.

JKTI, VOL. 7, No. 1-2, Desember 1997