Pkm Ala Ala (5).docx

PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

DESAIN TEKNOLOGI TEPAT GUNA PENGOLAHAN AIR LIMBAH KANTIN TRISAKTI

BIDANG KEGIATAN: PKM - P

Disusun Oleh : Muhammad Akmal Muliawan

082001700036

Laurensius Marcell

082001700031

Sharmaina Fadhillah

082001800059

UNIVERSITAS TRISAKTI JAKARTA BARAT 2018

1

BAB I LATAR BELAKANG

1.1 Latar Belakang Kegiatan rumah makan pada umumnya menghasilkan buangan berupa limbah cair. Beberapa sumber pencemar yang terkandung di dalam limbah cair rumah makan bakso ini diantaranya minyak/lemak, detergen, bakteri patogen, padatan organic dan anorganik. (Said,2002:379). sampah makanan adalah jumlah sampah yang dihasilkan pada saat proses pembuatan makanan maupun setelah kegiatan makan yang berhubungan dengan prilaku penjual dan konsumennya. (Parfit et al., 2010) . Keberadaan limbah cair yang mengandung zat organik yaitu COD dan TSS perlu diantisipasi, karena bila limbah cair ini dibiarkan ke badan air secara terus menerus, akan menimbulkan berbagai dampat negatif yang merugikan manusia yaitu timbulnya bau busuk dan sarang berbagai bakteri sumber penyakit perairan dan kualitas badan air tidak sesuai dengan peruntukkannya (Said,2002:379). Air limbah bekas makanan juga dapat menurunkan nilai estetika (keindahan) karena akan mengakibatkan munculnya bau busuk dan pemandangan yang kurang sedap (Sugiharto, 1987) Limbah cair rumah makan adalah limbah yang berasal dari kegiatan operasional suatu rumah makan, yakni mulai dari proses mempersiapkan bahan makanan yang meliputi pemilahan dan pencucian bahan baku, pada proses pengolahan makanan, serta proses pembersihan peralatan memasak dan peralatan makan sesudah selesai makan dan pada akhir kegiatan setiap hari (Said, 2002:380). Limbah cair tanpa pengolahan tidak dapat gunakan sebagai air bersih, oleh karena itu limbah diolah terlebih dahulu agar dapat dijadikan air bersih yang dapat digunakan untuk suatu kegiatan metode yang dapat dilakukan untuk mengurangi air limbah adalah dengan filtrasi (Sutrisno, 2006). Filtrasi

2

merupakan pemisahan solid-liquid dengan cara melewatkan liquid melalui media

berpori

menghilangkan

atau

bahan-bahan

sebanyak-banyaknya

berpori

untuk

butiran-butiran

menyisihkan halus

zat

atau padat

tersuspensi dari liquida, (Sutrisno, 2006). Dalam proses filtrasi terdapat kombinasi antara beberapa proses yang berbeda. Proses-proses tersebut meliputi: (1) Mechanical straining, (2)Sedimentasi, (3) Adsorpsi, (4) Aktifis kimia, (5) Aktifis biologi (Edahwati, 2013). Penelitian ini mengupayakan suatu metode pengolahan air limbah yaitu filtrasi dan sekaligus adsorpsi dengan menggunakan filter zeolit, karena terbukti efektif untuk menurunkan nilai dari parameter kebutuhan oksigen kimiawi (COD) (Rachmawan,2014), juga mampu bertindak sebagai penyaring pengotor yang terdapat di dalam air limbah. Salah satu filter yang sering digunakan adalah zeolit alam (ZA). Mineral ini memiliki kemampuan adsorpsi yang baik terhadap amonia (Li et al., 2007), serta mampu mengadsorpsi besi dan mangan (Rahman & Hartono, 2004). Filter lain yang dapat dimanfaatkan adalah pasir silika (PS), karena PS mampu menurunkan nilai kekeruhan dari air (Makhmudah &Notodarmojo,2009).

1.2 Rumusan Masalah 1. Apakah teknologi filtrasi dan adsorpsi dengan menggunakan zeolite dan pasir silica dapat diaplikasikan dalam daur ulang air limbah? 2. Bagaimana metode teknologi filtrasi dan adsorpsi dengan menggunakan zeolite dan pasir silica yang efektif sehingga diperoleh alat yang dapat mendaur ulang air limbah sisa dagangan makanan? 3. Bagaimana metode pembuatan teknologi filtrasi dan adsorpsi dengan menggunakan zeolite alam dan pasir silica dan pengujian yang efisien sehingga didapatkan alat untuk mendaur ulang air limbah domestik menjadi air bersih? 4. Apa desain teknologi filtrasi dan adsorpsi dengan menggunakan zeolite dan pasir silica yang menjadi teknologi tepat guna ini?

3

1.3 Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai dari Penelitian ini adalah terciptanya teknologi tepat guna yang ramah lingkungan, efisien dan dapat dijangkau oleh berbagai lapisan masyarakat dengan hasil output yang memiliki kualitas tinggi. Selain itu, agar dapat membantu menyediakan air bersih bagi masyarakat yang dan selanjutnya air hasil pengolahan tersebut dapat dimanfaatkan sebagai sumber air pada kegiatan lain.

1.4 Manfaat Penelitian Program penelitian ini memberikan alternatif dan solusi untuk pengolahan air limbah usaha dagangan makan. Realisasi teknologi filtrasi dan adsorpsi dengan menggunakan ziolet dan pasir silika mampu mengurangi pencemaran yang ditimbulkan oleh air limbah usaha dagangan makanan sehingga dapat tercipta lingkungan yang sehat. Selain itu, air olahannya dapat dimanfaatkan untuk kegiatan lain seperti menumbuhkan biji-bijian dan tumbuhan.

1.5 Luaran terealisasinya penelitian ini adalah keberhasilan penerapan teknologi filtrasi dan adsorpsi dengan menggunakan zeolite dan pasir silika dengan memperhatikan parameter kualitas air yang baik. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan alternatif untuk menangani air limbah bekas usaha dagang makanan. Luaran dari penelitian ini juga adalah artikrl ilmiah dan jurnal ilmiah

4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kandungan air limbah usaha keci dagangan makanan dan parameternya

Sifat fisika yang bekaitan dengan pencemaran air adalah suhu, warna, bau, rasa dan kekeruhan. Suhu air limbah umumnya lebih tinggi dibandingkan suhu air normal, karena kadar oksigen terlarut dalam limbah lebih rendah dari pada kadar oksigen terlarut pada air normal. Timbulnya warna pada air disebabkan oleh adanya bahan organik terlarut dan tersuspensi termasuk diantaranya yang bersifat koloid. Dengan demikian, diketahui bahwa intensitas warna berbanding lurus dengan konsentrasi polutan dalam limbah, yang artinya intensitas warna dapat memperlihatkan kualitas suatu limbah. Bau dan rasa pada air limbah timbul karena adanya penguraian bahan-bahan organik terlarut secara mikrobiologis. Kekeruhan adalah ciri lain dari limbah cair yang disebabkan oleh partikel tersuspensi dalam limbah yang menimbulkan dampak negatif paling nyata yaitu turunnya daya serap air akan cahaya matahari, sehingga proses kehidupan biota perairan terganggu (Uyun, 2012).

pengetahuan mengenai kualitas air buangan adalah satu hal yang perlu dipahami. Kualitas air buangan dibedakan menjadi: Karakteristik biologi polutan dalam limbah juga akan mempengaruhi sifat kimia air yaitu adanya perubahan derajad keasaman (pH) serta tingginya nilai Biological Oxygen Demand (BOD) dan nilai Chemical Oxygen Demand (COD) imbah. Derajad keasaman air merupakan salah satu faktor yang sangat mempengaruhi aktivitas kehidupan dalam perairan. Terjadinya perubahan pH pada air tercemar adalah akibat dari penguraian berbagai polutan organik yang terdapat dalam limbah, sehingga akan mempengaruhi nilai COD dan BOD. pH, COD dan BOD ketiganya merupakan parameter

5

kualitas limbah karena dapat 9 menyatakan kadar oksigen yang dibutuhkan dalam menguraikan polutan organic dalam limbah (Uyun, 2012). Persyaratn Fisik Limbah Cair ( Subagoyo, 2009 ) 1. Air tidak berbau 2. Tidak berwarna Persyaratan Kimia 1. pH Netral 2. menagndung bahan kimia beracun seperti kapur dan ammonium Karakteristik Limbah cair yang tidak berbahaya (Efendi dan Hefni. 2003 ) 1. Tidak berbau dan tidak berwarna 2. Suhu sebaiknya yang sejuk Karakteristik Air Kotor ( Subagoyo, 2009 ) 1. Berwarna kotor 2. Sangat berbau Filtrasi adalah proses menghilangkan padatan tersuspensi dari air dengan melewatkan air melalui membran permeabel atau bahan yang berpori. Air tanah secara alami disaring ketika mengalir melalui lapisan tanah berpori. Namun, air permukaan dan air tanah di bawah air permukaan menjadi sasaran kontaminasi dari banyak sumber. Beberapa kontaminan menimbulkan ancaman bagi kesehatan manusia, dan penyaringan adalah salah satu metode tertua dan paling sederhana untuk menghilangkannya. Undang-undang federal dan negara bagian memerlukan banyak sistem air untuk menyaring air mereka. Metode filtrasi termasuk filtrasi pasir lambat dan cepat, filtrasi tanah diatom, filtrasi langsung, filtrasi paket, filtrasi membran, dan filtrasi catridge. Filtrasi alami menghilangkan sebagian besar materi yang tersuspensi dari air tanah ketika air melewati lapisan tanah yang berpori menjadi akuifer. Air permukaan, bagaimanapun, dapat menjadi subjek kontaminasi hewan, manusia, dan industry secara langsung yang dapat menyebabkan penyakit pada manusia, sehingga mereka harus disaring oleh sistem perawatan yang dibangun. Filtrasi biasanya merupakan kombinasi dari proses fisik dan kimia. Membran semipermeabel menghilangkan beberapa partikel dengan menjebaknya

6

di antara butiran media filter (seperti pasir). Adhesi adalah proses yang sama pentingnya karena partikel tersuspensi menempel pada permukaan butiran filter atau material yang diendapkan sebelumnya. Proses biologis juga penting dalam sistem filter pasir lambat. Filter ini membentuk kulit filter yang mengandung mikroorganisme yang menjebak dan memecah alga, bakteri, dan bahan organik lainnya sebelum air mencapai media filter itu sendiri. BOD adalah jumlah oksigen terlarut (Dissolved Oxygen (DO)) yang diperlukan untuk dekomposisi biologis bahan organik. Oksigen yang dikonsumsi terkait dengan jumlah organik biodegradable. COD adalah ukuran kadar oksigen dari kandungan bahan organik dari sampel yang rentan terhadap oksidasi oleh oksidan kimia yang kuat. Bahan organik yang tidak dapat dioksidasi secara biologis disebut secara biologis tidak aktif. COD memberikan oksigen yang diperlukan untuk oksidasi lengkap dari kedua bahan biodegradable dan non-biodegradable. COD selalu mengoksidasi hal-hal yang tidak dapat diukur oleh BOD. Oleh karena itu, COD selalu lebih tinggi daripada BOD. Senyawa umum yang menyebabkan COD lebih tinggi dari BOD termasuk sulfida, sulfit, tiosulfat dan klorida. (Russel, 2006) 2.2 Proses Adsorpsi menggunakan Zeolit Alam Proses adsorpsi lebih banyak dipakai dalam industri karena mempunyai beberapa keuntungan, yaitu lebih ekonomis dan juga tidak menimbulkan efek samping yang beracun serta mampu menghilangkan bahan-bahan organik. Adsorpsi adalah sebuah proses yang terjadi ketika molekul dari zat cair atau gas terakumulasi pada suatu permukaan padatan/cairan, sehingga membentuk suatu lapisan tipis yang terbentuk dari molekul-molekul atau atom. Hal yang paling penting di dalam proses adsorpsi adalah pemilihan jenis adsorben yang baik Salah satu adsorben yang paling potensial adalah zeolit. Zeolit memiliki beberapa sifat seperti memiliki sifat dehidrasi, pertukaran kation yang cukup tinggi, katalisator yang baik, dan sebagai penjerap senyawa lain (Kundari, et al.; 2010). Peningkatan daya guna atau optimalisasi zeolit sebagai adsorben dapat dilakukan melalui aktivasi. Proses aktivasi bertujuan untuk membersihkan permukaan pori,

7

membuang senyawa pengganggu dan luas permukaan spesifiknya bertambah (Emelda, et al.; 2013).

Adsorpsi terdiri dari 2 macam proses, yaitu : 1. Adsorpsi fisik Adsorpsi fisik merupakan absorpsi dimana gas terlarut dalam cairan penyerap tidak disertai dengan reaksi kimia. Penyerapan terjadi karena adanya interaksi fisik yaitu proses perpindahan massa yang terjadi antara gas yang diadsorbsi dan larutan pengadsorpsi, proses tersebut karena gaya van der waals. Berdasarkan Interaksi molekular antara permukaan adsorben dengan adsorbat, adsorpsi dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu penyerapan secara fisika (adsorpsi) dan penyera-pan secara kimia (absorpsi). Proses adsorpsi fisik terjadi tanpa memerlukan energi aktivasi, sehingga membentuk lapisan jamak (multilayers) pada permukaan adsorben. 2. Adsorpsi kimia. Adsorpsi kimia merupakan adsorpsi dimana gas terlarut dalam larutan penyerap disertai dengan reaksi kimia, contoh adsorpsi ini adalah adsorpsi gas CO2 dengan larutan NaOH, K2CO3 dan sebagainya. Aplikasi dari adsorpsi kimia dapat dijumpai pada proses penyerapan gas CO2 pada pabrik Amonia. Penyerapan ini terjadi karena adanya proses perpindahan massa yang terjadi antara gas yang diadsorpsi dan larutan pengadsorpsi yang disertai dengan reaksi kimia. Salah satu adsorben padat yang banyak digunakan untuk mengadsorpsi gas CO2 adalah zeolite. Penggunaan zeolite untuk adsorben gas CO2 telah banyak dikembangkan, antara lain sintesis zeolite untuk memodifikasi struktur maupun untuk meningkatkan luas permukaan dan pori. Berbagai metode telah digunakan untuk meningkatkan kapasitas adsorpsi zeolite, salah satunya adalah aktivasi menggunakan logam-logam alkali dan alkali tanah melalui proses pertukaran kation (Adriany, 2012; Zhang dkk., 2008).

8

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Lokasi Penelitian Penelitian untuk desain teknologi tepat guna iuntuk pengolahan limbah cair usaha dagang makanan ini dilaksanakan di Laboratorium Lingkungan Fakultas Arsitektur Lansekap dan Teknologi Lingkungan

3.2 Objek Penelitian Objek yang akan diidentifikasi adalah parameter BOD, COD, dan TSS Parameter kualitas air yang diukur yaitu kekeruhan, besi, mangan, dan bakteri

3.3 Waktu Penelitian Penelitian Desain teknologi tepat guna untuk mengelola limbah cair usaha dagang makanan akan dilaksanakan pada bulan 1 hingga 3-5 bulan

3.4 Alat dan Bahan 3.4.1 Bahan yang digunakan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: zeolite alam, arang batok kelapa, pasir, ijuk, batu kerikil, kasa penyekat, limbah cair sampel, MnSO4, FeCl3, MgSO4, H2SO4 pekat, CaCl2, Alkali azida, Larutan Na2S2O3, HgSO4, Buffer fosfat, Indikator amilum, aquades. 3.4.2 Alat yang digunakan Alat-alat yang digunakan antara lain: erlenmeyer 100 ml, gelas ukur 50 ml, pipet ukur, filler,labu ukur 25 ml, labu ukur 100 ml, buret 50 ml, aerator, pipet tetes, beaker glass, botol winkler. Gambar 1. setiap 5 hari sekali selama satu bulan. Penentuan Efisiensi Alat Pengolahan Limbah Cair Menggunakan Metode Filtrasi dan Adsorpsi dalam Penurunan Kadar TSS,

9

BOD, dan COD Limbah Laboratorium Limbah cair laboratorium dialirkan pada

3.5 Desain Alat Alat ini menggunakan ember plastik dengan panjang 20 cm, lebar 20 cm dan tinggi 30 cm . Alat pengolahan limbah Pembuatan atau rancang bangun alat pengolahan limbah cair ini berskala sederhana agar dapat dimanfaatkan masyarakat sekita. Pada bagian ember box plastik tersebut diberi kran. Aliran Masuk masingmasing diberi kasa penyekat dan disusun dengan ketebalan tertentu. Limbah cair sampel dialirkan kedalam alat pengolahan limbah cair dengan metode filtrasi dan adsorpsi.

3.6 Prosedur Analisis 1. Analisis BOD (Biochemical Oxygen Demand) Penentuan BOD dilakukan dengan menggunakan metode titrasi Winkler, Penentuan dilakukan dengan cara larutan sampel dipipet 10 ml dimasukkan ke dalam labu ukur 1000 ml ditambahkan masing-masing 1 ml buffer fosfat, MgSO4, FeCl3, CaCl2 dan diencerkan dengan air suling sampai tanda batas. Larutan tersebut dipindahkan ke dalam beker 1000 ml lalu diaerasi selama 15 menit. Kemudian larutan dimasukkan ke dalam botol winkler, tambahkan masing-masing 1 ml Alkali azida dan MnSO4 10 %, ditutup lalu kocok dengan membolak-balikkan botol winkler. Larutan dibiarkan selama 10 menit lalu dipindahkan ke erlenmeyer. Ditambahkan 1 ml H2SO4 pekat, dikocok dan dititrasi dengan Natrium tiosulfat hingga kuning pucat. Kemudian tambahkan beberapa tetes indikator amilum, dan lanjutkan titrasi sampai warna biru tepat hilang. Penentuan dilakukan dengan cara sampel yang telah diaerasikan pada pengerjaan dimasukkan ke dalam botol winkler dan ditutup rapat (dijaga jangan sampai timbul rongga udara) dan disimpan selama 5 hari.

10

2. Analisis COD (Chemical Oxygen Demand) Penentuan COD dilakukan dengan menggunakan titrasi iodometri. Air suling dipipet 10 ml sebagai blanko dan 10 ml sampel masing-masing dimasukkan kedalam erlenmeyer 250 ml ditambahkan 0,1 gr HgSO4 dan 5 ml KMnO4 0,1 M. Ditutup dengan plastik lalu dipanaskan selama 1 jam dalam penangas air, kemudian didinginkan dan ditambahkan 5 ml KI 10 % dan 10 ml H2SO4 4N. Kemudian dititrasi dengan larutan standar Na2S2O3 0,025 N sampai berwarna kuning pucat, kemudian tambahkan beberapa tetes indikator amilum, dan titrasi dilanjutkan sampai warna biru tepat hilang. 3.Analisis TSS (Total Suspend Solid) TSS ditentukan dengan metode gravimetri. 100 ml akuades disaring dengan kertas saring Whatman nomor 40, kemudian kertas saring tersebut dipanaskan di dalam oven dengan suhu 100 ⁰C selama kurang lebih 1 jam dan didinginkan dalam desikator selama 15 menit, lalu ditimbang sehingga diperoleh berat awal (misalnya: a gram). Kemudian diambil 100 ml sampel air limbah, disaring dengan menggunakan kertas saring yang telah diketahui beratnya, kemudian dikeringkan di dalam oven dengan suhu 105 ⁰C selama 1 jam. Selanjutnya didinginkan dalam desikator selama kurang lebih 15 menit, lalu ditimbang sebagai berat akhir (misalnya: b gram).

11

BAB IV JADWAL DAN ANGGARAN

4.1 Anggaran Biaya Tabel 4.1 Anggaran biaya No.

Jenis Pengeluaran

Biaya (Rp)

1.

Peralatan penunjang

1.327.000

2.

Bahan habis pakai

5.200.000

3.

Perjalanan

400.000

4.

Lain-lain

150.000 Jumlah

7.077.000

4.2 Jadwal kegiatan No

Bulan

Kegiatan

1

Bulan I

Bimbingan dengan dosen kegiatan

2

Bulan II

3

Bulan III

4

Bulan IV

5

Bulan V

12