PENANGANAN LIMBAH CAIR RUMAH PEMOTONGAN HEWAN DENGAN METODE
ELEKTROKOAGULASI
Aristya Fitri Ardhani (L2C 306012) dan Dwi Ismawati (L2C 306023)
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro
Abstrak
Penanganan limbah cair Rumah Pemotongan Hewan (RPH) dapat dilakukan secara biologis baik
aerobik maupun anaerobik, teknik terbaru yang kini telah dikembangkan untuk pengolahan
limbah cair RPH yaitu teknik elektrokoagulasi. Elektrokoagulasi merupakan proses koagulasi
atau penggumpalan dengan tenaga listrik melalui proses elektrolisa untuk mengurangi atau
menurunkan ion-ion logam dan partikel-partikel didalam air. Penelitian ini bertujuan untuk
Mempelajari pengaruh parameter waktu terhadap kinerja sistem elektrokoagulasi serta
menentukan kondisi operasi optimum untuk pengolahan limbah cair. Pengolahan limbah cair
RPH. dilakukan secara batch, yaitu limbah ditempatkan dalam sel elektrolisa kemudian
dijalankan selama waktu tertentu lalu dianalisa kadar total suspended solid, total disolved solid,
pH dan turbidity dengan memvariasikan variabel waktu (0,10, 20, 30, sampai konstan). Dari hasil
penelitian didapatkan kadar TSS dan TDS yang semakin turun dan efisisensi removal yang
semakin besar mengindikasikan bahwa air limbah tersebut memiliki kualitas yang semakin
baik.Dimana dengan mrnggunakan empat buah elektroda akan menunjukkan waktu operasi yang
pendek untuk mencapai efisiensi removal yang maksimum, dari pada menggunakan dua buah
elektroda. Dengan empat buah elektroda membutuhkan waktu operasi 70 menit dan removal TSS
dan TDS maksimum 99%, sedangkan dua buah elektroda mrmbutuhkan waktu operasi 90 menit
dengan removal TSS dan TDS maksimum 98 %.
Kata kunci : elektrokoagulasi,efisiensi removal
Abstract
The processing of slaughterhouse wastewater (PSW) can be conducted by biologis either through
aerobik and also anaerobik, nowadays have been developed by a new method for processing of
PSW that is technique elektrokoagulasi. Electrocoagulation can become one of the solution of this
problem. Electrocoagulation is process of coagulation or cloting electrically through process of
electrolyse to lessen or degrade ion of underwater particle and metal. The purpose of this research
is Learn influence of time parameter, summed up electrode to performance of system of
elektrokoagulasi and also determine condition of optimum operation for slaughterhouse
wastewater processing. The processing of PSW is processed in the batch, that is waste placed in
electrolyse cell later;then run during certain time then analysed a total rate of suspended solid,
total disolved solid, pH and turbidity. Variable to be perceived is time operate for maximum and
sum up used electrode. From the result of researchment we can get the rate of TSS and TDS which
progressively descend and ever greater efisisensi removal indication that water of the waste own
quality which good progressively. Where by using four electrode will show short operation time to
reach maximum efficiency removal, from at using the two electrode. With four electrode require
time operate is 70 minute and removal TS and TDS maximum 99%, while two electrode require
time operate is 90 minute with removal TSS And TDS maximum 98 %.
Keyword : Electrocoagulation, efficiency removal
PENDAHULUAN
Pencemaran lingkungan yang terjadi akibat limbah usaha pemotongan hewan perlu mendapatkan
perhatian. Berbagai upaya perlu dilakukan untuk mengantisipasi pembuangan limbah di
sembarang tempat (saluran irigasi), dengan harapan kelestarian lingkungan hidup tetap bermanfaat
bagi hidup dan kehidupan manusia serta makhluk hidup lainnya. Elektrokoagulasi merupakan
proses koagulasi atau penggumpalan dengan tenaga listrik melalui proses elektrolisa untuk
mengurangi atau menurunkan ion-ion logam dan partikel-partikel didalam air.
Untuk mengurangi pencemaran air, maka diperlukan pengolahan limbah terlebih dahulu sebelum
limbah tersebut dibuang ke sungai. Secara konvensional, pengolahan limbah cair RPH biasanya
dilakukan secara biologis baik secara aerobik maupun anaerobik.Sekarang telah dikembangkan
metode baru untuk pengolahan limbah cair RPH yaitu teknik elektrokoagulasi. Teknik ini telah
dipakai untuk mengatasi permasalahan limbah industri tekstil (Hafni, Kartini Noor, 2007),
pengolahan air gambut (Suaib, Syamsul Bachri, 2007), air limbah rumah tangga (Pouet, M.F.,
dkk., 1995), cairan dari sampah (Tsai, C.T., dkk., 1997), dan limbah cair kimiawi dari industri
fiber (Lin, S.H., 1998). Teknik elektrokoagulasi memiliki beberapa kelebihan yaitu peralatan
sederhana, mudah dalam pengoperasian, waktu reaksi singkat, tidak memerlukan bahan kimia
tambahan, dan hanya menghasilkan padatan dalam jumlah kecil. Di samping itu, selama proses
elektrokoagulasi, kandungan garam tidak bertambah secara signifikan sebagaimana terjadi pada
pengolahan secara kimiawi (Mollah, M.Y.A., dkk, 2001).
Prinsip dasar dari elektrokoagulasi adalah reaksi reduksi dan oksidasi (redoks). Dalam suatu sel
elektrokoagulasi, peristiwa oksidasi terjadi di elektroda (+) yaitu anoda, sedangkan reduksi terjadi
di elektroda (-) yaitu katoda. Yang terlibat reaksi dalam elektrokoagulasi selain elektroda adalah
air yang diolah yang berfungsi sebagai larutan elektrolit.
Bila elektroda sel elektrokoagulasi dialiri listrik arus searah, akan terjadi kemungkinan reaksi
kimia sebagai berikut:
o Reaksi oksidasi di anoda
Al Al3+ + 3e E0 = 1,66 V
2 H2O 4H+ + O2 + 4e E0 = - 1,23 V
o Reaksi reduksi di katoda
2 H2O + 2e 2OH- + H2E0 = - 0,83 V
Al3+ + 3e Al E0 = - 1,66 V
Untuk proses elektrokoagulasi digunakan elektroda yang dibuat dari aluminium (Al), karena
logam ini mempunyai sifat sebagai koagulan yang baik. Aluminium yang berasal dari kata latin
alumen, ditemukan oleh Hans Christian. Aluminium adalah logam berwarna keperakan,
mempunyai berat atom = 26,98154, titik leleh = 660,370C, titik didih =24670C , densitas = 2,702
g/cm3 dan konduktivitas listrik = 0,377.106/cm.Ω.
Elektrokoagulasi mampu menyisihkan berbagai jenis polutan dalam air, yaitu partikel tersuspensi,
logam-logam berat, produk minyak bumi, warna pada zat pewarna, larutan humus, dan
deflouridasi air. Selain itu, elektrokoagulasi dapat digunakan untuk pengolahan awal teknologi
membran seperti reverse osmosis. Pada penelitian ini akan dikaji pengaruh berbagai parameter
operasi antara lain kombinasi jenis elektroda serta waktu operasi terhadap kinerja sistem
pengolahan air limbah RPH secara elektrogoakulasi.
METODE
Bahan yang digunakan untuk percobaan adalah limbah cair pemotongan hewan. Penelitian
dilakukan dengan variabel tetap kecepatan pengadukan 400 rpm, waktu reaksi 10 menit, volume
reaktor 1000 ml dan perbandingan konsentrasi limbah dan air adalah 2:3yaitu 400 ml limbah dan
600 ml air. Dengan memvariasikan jumlah elektroda yang digunakan yaitu empat buah elektroda
(Al-Fe, Al-Fe) dan dua buah elektroda (Al-Fe). Sebagai pencuci elektroda digunakan HCl 30%.
Percobaan dimulai dengan mengencerkan limbah dengan perbandingan tersebut. Kemudian
dialirkan arus listrik dalam elektroda sehingga terjadi reaksi dan terbentuk flokulan. Reaksi
dijalankan pada suhu ruangan 32oC dengan pengadukan menggunakan magnetik stirer. Hasil
pengolahan disaring setiap waktu reaksi kemudian dianalisa kadar TSS dan TDS, serta diukur pH
menggunakan pH meter dan diukur hingga nilai turbidity konstan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengolahan limbah sapi secara kimiawi dapat dilakukan dengan metode elektrokoagulasi. Pada
penelitian yang dilakukan dengan menggunakan variable tetap yaitu volume limbah 1000 ml
dengan perbandingan konsentrasi limbah dan air adalah 2:3, kecepatan pengadukan 400 rpm, jenis
elektroda berupa besi (Fe) dan alumunium (Al), dengan perubahan waktu 10 menit sampai
diperoleh turbidity konstan. Hasilnya dapat dilihat pada data-data dibawah ini.
• Hasil analisa limbah awal
Total suspended solid awal Al-Fe (2-2)
Al-Fe (1-1)
= 57210 ppm
= 52650 ppm
Total disolved awal
pH awal
Al-Fe (2-2)
Al-Fe (1-1)
= 51420 ppm
= 53930
= 6.9
• Gambar 1. Grafik Hunbungan Waktu Operasi vs % Removal TSS
• Gambar 2. Grafik Hunbungan Waktu Operasi vs % Removal TDS
Proses kerja elektrokoagulasi pada pengolahan limbah mengindikasikan terjadinya proses
pengurangan padatan dalam limbah. Pada penggunaan empat buah elektroda terjadi penurunan
TSS dari 3910 sampai 190 ppm dan TDS dari 3190 sampai 140 ppm, penghilangan 99,6391% dan
99,7277%. Penurunan TSS dan TDS sebanding dengan waktu reaksi, dimana semakin lama reaksi
berlangsung maka padatan yang terduksi semakin besar. Sedangkan menggunakan dua buah
elektroda mampu menurunkan TSS dari 6670 sampai 1510 ppm, dan TDS dari 3570 sampai 1660
ppm. Penurunan 98.26855% TSS dan 97.1831% TDS. Dimana waktu yang dibutuhkan untuk hasil
recovery maksimal dengan empat buah elektroda lebih singkat yaitu 70 menit, sedangkan dengan
dua buah elektroda membutuhkn waktu 90 menit. Penggunaan empat buah elektroda menunjukkan
hasil yang lebih efektif dari pada menggunakan dua buah elektroda. Hal ini ditunjukkan dengan
penurunan kadar TSS dan TDS serta recovery yang lebih besar dari pada dengan dua buah
elektroda.Dan waktu reaksi relative lebih pendek dari pada dua buah elektroda.
Dalam proses elektrokoagulasi terjadi oksidasi alumunium Al(OH)3.Arus listrik yang dialirkan
melalui elektroda akan menimbulkan elektrokimia. Dalam proses elektrolisa ini pada katoda akan
dihasilkan gas hidrogen dan ion hidroksida. Sedangkan pada anoda akan terjadi reaksi oksidasi ion
sisa asamnya. Karena dalam proses elektrokoagulasi ini banyak menghasilkan gelembung-
gelembung gas H2, O2 dan Cl maka gas tersebut akan terangkat naik ke atas permukaan
(Tjokrokusumo, 1995).
• Gambar 3. Grafik Hunbungan Waktu Operasi vs pH
Pada grafik diatas menujukkan bahwa pH cenderung naik. Penggunaan empat buah elektroda
menunjukkan kenaikan pH yang lebih besar yaitu rata-rata menjadi 7,80. Sedangkan dengan dua
buah elektroda, pH rata-rata menjadi 7,05 dengan waktu yang lebih lama.
pH larutan dipengaruhi oleh waktu operasi elektrokoagulasi. Dimana pH berkisar antara 6-8.
Dengan bertambahnya waktu pH limbah cenderung naik. Hal ini menunjukkan terjadinya
pembentukan Al(OH)3 yang berbentuk presipitat yang tidak larut dalam air sehingga akan
membantu mempercepat proses koagualsi. Oleh karena itu semakin lama waktu operasi,
konsentrasi limbah akan semakin berkurang.
• Gambar 4. Grafik Hunbungan Waktu Operasi vs Turbidity
Pada grafik menunjukkan bahwa turbidity semakin menurun dengan bertambahnya waktu operasi.
Hal ini menunjukkan pengaruh positif dari proses elektrokoagulasi, dimana larutan menjadi
semakin jernih.
Waktu operasi yang semakin lama akan menyebabkan limbah yang terduksi semakin besar,
sehingga padatan-padatan dalam limbah semakin berkurang. Dengan berkurangnya padatan dalam
limbah, maka limbah yang telah diolah menjadi jerih. Hal ini ditunjukkan dengan semakin
kecilnya nilai turbiditas.
KESIMPULAN
1. Penggunaan empat buah elektroda lebih cepat terbentuk flok-flok.
2. Waktu yang dibutuhkan untuk pengolahan limbah dengan empat buah elektroda lebih
pendek dari pada dengan dua buah elektroda.
3. Hasil pengolahan limbah dengan empat buah elektroda lebih jernih dibandingkan
dengan menggunakan dua buah elektroda.
SARAN
Adanya kekurangan-kekurangan dalam penelitian ini maka disarankan beberapa hal sebagai
berikut :
1. Elektroda harus rutin dibersihkan karena terbentuk lapisan oksida yang dapat menurunkan
efisiensi elektrokoagulasi
2. Ukuran reaktor perlu diperhatikan, karena akan mempengaruhi gerakan gelembung dan
efektivitas flotasi.
UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih kami sampaikan kepada Jurusan Teknik Kimia yang telah memberikan tempat untuk
melakukan penelitian. Kepada Bapak Budiyono selaku dosen pembimbing penelitian dan Bapak
Abdullah selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Diponegoro. Juga kami menyampaikan
terimakasih kepada pihak-pihak yang telah membantu hingga selesainya penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA
Borja, R., C.J. Banks, Z. Wang, A. Mancha, Anaerobic digestion of slaughterhouse wastewater
using a combination sludge blanked and filter arrangement in a single reactor, Bioresour.
Technol. 65 (1998) 125–133.
Hafni, Kartini Noor. 2007. Pengolahan Air Buangan Pencelupan Tekstil dengan Proses
Elektrokoagulasi Memakai Elektroda Aluminium. http:
Holt, P., Barton, G., Mitchel, C., 1999, Electrocoagulation As A Wastewater Treatment, The
University of Sydney
Jenie, B.S.K., dkk.1990. Penanganan Limbah Industri Pangan. Kanisius: Yogyakarta
Lin, S.H. and C.S. Lin, Reclamation of wastewater effluent from a chemical fiber plant,
Desalination 120 (1998) 185–195.
Masse, D., and L. Masse, The effect of temperature on slaughterhouse wastewater treatment in
anaerobic sequencing batch reactors, Bioresour. Technol. 76 (2001) 91–98.
Mollah, M.Y.A., R. Schennach, J.P. Parga, D.L. Cocke, Electrocoagulation(EC)-science and
applications, J. Hazard. Mater. B84 (2001) 29–41.
No Name, 2007, BPPT Kembangkan Teknologi Produksi Bersih Di RPH Cakung, http:
Nunez, L.A., and B. Martinez, Anaerobic treatment of slaughterhouse wastewater in an expanded
granular sludge bed (EGSB) reactor, Water Sci. Technol. 40 (1999) 99–106.
Pouet, M.F. and A. Grasmick, Urban wastewater treatment by electrocoagulation and flotation,
Water Sci. Technol. 31 (1995) 275–283.
Powell Water System, Inc, Electrocoagulation vs Chemical Coagulation,
http://www.powellwater.com/ec-technology.htm
Rajeswari, K.V. , M. Balakrishnan, A. Kansal, Kusum Lata, dan V.V.N Kishore, (2000), State of
the art oa anaerobic digestion technology for industrial wastewater treatment, Renewable
and Sustainable Energy Reviews, 4(2000), 135-156
Suaib, Syamsul Bachri. 2007. Pengaruh Rapat Arus Listrik, Jumlah dan Jenis Elektroda terhadap
Efektifitas Penurunan Warna pada Air Gambut dengan Proses Elektrokoagulasi. http:
Tsai, C.T., S.T. Lin, Y.C. Shue, P.L. Su, Electrolysis of soluble organic matter in leachate from
landfills, Water Res. 31 (1997) 3073– 3081.
Widya, I Nyoman. 2007. Perlu Telaah Mutu Limbah Usaha Potong Hewan dan Unggas.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar