Pencegahan Pencemaran (limbah batik)

1

PENCEGAHAN PENCEMARAN

PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI BATIK

DISUSUN OLEH :

NABILA AGNASIA D/1206202085

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIA

2014

2

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan YME, karena berkat rahmat dan hidayah-

Nya saya dapat menyelesaikan paper ini. Paper ini berisikan tentang pengolahan limbah industri

batik yang banyak menjadi masalah di Indonesia. Selama ini, pengolahan limbah batik tidak

terlalu dikenal oleh masyarakat padahal batik sudah menjadi ciri khas Indonesia dia mata dunia.

Oleh kareana itu paper ini dibuat agar muncul ide-ide baru dari tunas penerus bangsa mengenai

metode pengolahan industri batik.

Terima kasih saya ucapkan kepada kedua orang tua yang sangat saya sayangi dan Pak

Heri selaku pengampu mata kuliah pencegahan pencemaran yang telah membimbing saya

selama pembuatan paper ini; teman-teman Departemen Teknik Kimia khususnya angkatan 2012

yang selalu mendukung dan membantu proses penyelesaian paper ini; dan semua pihak yang

terlibat dalam pembuatan paper yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu di sini.

Semua ide dan isi dari karya ini terinspirasi dari keadaan masyarakat Indonesia dan saya

bermaksud untuk meningkatkan kualitas lingkungan di Indonesia. Semoga paper ini akan

bermanfaat bagi warga Universitas Indonesia pada khususnya dan masyarakat Indonesia pada

umumnya disamping sebagai salah satu tugas mata kuliah Pencegahan Pencemaran

Depok, April 2014

Penulis

3

DAFTAR ISI

Kata Pengantar 1

Daftar isi 2

Bab I Pendahuluan

1.1.Latar Belakang . 4

1.2.Rumusan Masalah . 4

1.3. Tujuan Penulisan 5

1.4.Manfaat Penulisan . 5

Bab II Tinjauan Pustaka

2.1. Pengertian Batik 6

2.2. Jenis Batik 6

2.3. Proses Pembuatan Batik 7

2.4. Pewarna Batik 8

2.5. Dampak Limbah Industri Batik . 10

Bab III Teknologi Pengolahan Limbah

3.1. Penangan (minimisasi) Limbah Batik 12

3.2. Pengolahan Limbah Cair Batik .. 13

Bab IV Desain dan Perhitungan IPAL

4.1. Desain IPAL Industri Batik . 17

4.2. Perhitungan IPAL Industri Batik 18

BAB V Hasil Pengolahan Limbah

5.1. Baku Mutu Limbah .. 28

4

5.2. Perbandingan hasil pengolahan

dengan baku mutu .. 29

BAB VI Kesimpulan dan Saran

6.1. Kesimpulan 30

6.2. Saran 30

Daftar Pustaka 31

5

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Batik merupakan salah satu warisan kebudayaan Indonesia yang sudah terkenal akan

keunikannnya dimata Internasional. . Batik dari Indonesia mendapat pengakuan sebagai Warisan

Kemanusiaan untuk Budaya Lisan dan Nonbendawi (Masterpieces of the Oral and Intangible

Heritage of Humanity) dari UNESCO sejak tahun 2 Oktober 2009. Sejak diakui oleh dunia

internasional itulah mata dunia makin tertuju pada Indonesia sebagai penghasil batik. Sebenarnya

sudah sejak beberapa tahun kebelakang, bahkan sebelum batik diakui oleh UNESCO, proses

pembuatan batik mulai berkembang pesat sehingga metode pembuatan batik semakin

berkembang dengan menawarkan semua kelebihan dan kekurangannya. Dengan adanya beberapa

metode yang dapat diterapkan dalam pembuatan batik itulah yang menjadi acuan dalam

membuat sebuah industri pembuatan batik. Pengakuan secara internasional pun akhirnya

memaksa industri pembuatan batik untuk makin berkembang dan membenahi diri dalam upaya

untuk meningkatkan kualitas batik yang dihasilkannya.

Faktanya ada wajah kelam dari indahnya batik Indonesia yakni limbah cair yang dihasilkan

industri batik. Limbah air batik mengandung kandungan BOD dan COD yang diatas ambang

batas yang ditentukan KepMen LH No.51/MENLH/10/1995. Kandungan BOD dan COD dari

limbah tekstil yang dilaporkan oleh sekitar yang berada diatas ambang batasnya yaitu 60 mg/L

dan 150 mg/L. Melihat tingginya parameter air limbah dari hasil industri batik, maka diperlukan

adanya suatu instalasi penanganan air limbah (IPAL) untuk mengurangi dampak negatif dari

limbah tersebut.

1.2. Rumusan masalah

Proses produksi batik dapat menimbulkan bahaya baik bagi lingkungan maupun bagi

manusia karena manusia tidak dapat dipisahkan dengan lingkungan. Prinsip dalam pengelolaan

6

lingkungan adalah meminimalkan dampak negatif dan memaksimalkan dampak positif yang

terjadi. Untuk mengeliminasi dampak negatif dan mengoptimalkan dampak positif, setiap

kegiatan pembangunan harus ditelaah aspek kelayakan lingkungannya. Maka pada paper mata

kuliah pencegahan pencemaran ini dibuat dalam rangka menjawab pertanyaan yang menjadi

rumusan permasalahan yaitu:

Bagaimana sistem IPAL yang cocok untuk pengolahan limbah industri batik?

Bagaimana desain IPAL yang paling efisien dan efektif dalam mengolah limbah dari industri

batik?

1.3. Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan paper ini adalah untuk memberikan suatu desain sistem IPAL

dengan harapan agar dapat digunakan untuk mengolah limbah industri batik dan tekstil

1.4. Manfaat Penulisan

Manfaat dari penulisan paper ini adalah untuk mengetahui proses pengolahan limbah

industri batik dan untuk mengetahui rancangan dari setiap unit IPAL yang dapat menghasilkan

pengolahan dengan nilai efisiensi dan efektivitas yang tinggi

7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Batik

Batik merupakan salah satu warisan kebudayaan Indonesia yang sudah terkenal akan

keunikannnya dimata Internasional. Batik sendiri memiliki definisi yang telah disepakati pada

Konvensi Batik di Yogyakarta tahun 1997 sebagai proses penulisan gambar atau ragam hias pada

media apapun dengan menggunakan lilin batik (wax/malam) sebagai alat perintang warna. Lilin

batik merupakan bahan yang dipakai untuk menutup permukaan kain menurut gambar motif kain

sehingga permukaan yang tertutup tersebut tidak terwanai saat dilakukan pewarnaan. Kata

batik sendiri berasal dari bahasa Jawa yang berarti menulis dan titik yang bermakna titik.

2.2. Jenis Batik

Batik memiliki beberapa jenis yang dibedakan berdasarkan cara pembuatannya yaitu batik

tulis dan batik cap. Batik tulis adalah jenis batik yang cara pembuatannya paling konvensional

dan paling pertama ditemukan. Batik tulis dapat dibuat pada skala industri kecil sampai

menengah. Corak pada batik tulis dibuat dengan cara menggambar corak dengan tangan

menggunakan canting yang diisi dengan malam (lilin). Batik jenis ini memakan waktu

pembuatan sekitar 2-3 bulan tergantung tingkat kerumitan corak serta panjang media yang

digunakan. Disebabkan karena waktu pembuatan yang lama dan kerumitannya tersebut batik

tulis memiliki harga pasaran yang lebih tinggi namun memiliki ciri khas serta keunikan

tersendiri. Keunikan yang dimaksud disini adalah kemungkinan corak pada batik tersebut hanya

dibuat untuk satu batik saja sehingga dapat dikatakan sebagai limited edition.

Seiring waktu berjalan makin banyak metode untuk membuat batik, salah satu jenisnya

adalah batik cap. Batik cap banyak diterapkan pada industri menengah dan industri besar. Pada

jenis ini corak batik dibuat dengan mencetak corak sesuai dengan cetakannya sehingga tidak

perlu ditulis dengan tangan. Batik cap memiliki efisiensi dalam proses pengerjaannya maka tidak

diperlukan waktu yang lama untuk membuat satu helai kain batik. Efisiensi ini ditunjang dengan

8

skala pembuatannya yang berada pada skala industri besar yang membuat semakin banyaknya

batik yang dihasilkan pada selang waktu tertentu. Efisiensi dari proses pembuatan tersebut juga

menyebabkan harga batik cap terbilang jauh lebih murah dibandingkan dengan batik tulis.

Dengan segala kelebihan yang dimiliki oleh batik cap membuat industri batik cap makin marak

di Indonesia.

2.3. Proses Pembuatan Batik

Proses pembuatan batik secara garis besar untuk tiap jenis batik adalah sama yaitu meliputi

3 tahapan yakni pemberian lilin(malam) pada media, pewarnaan, dan pelepasan malam dari

media. Apabila dilihat dari segi jenis batik, proses pembuatan batik hanya memiliki perbedaan

pada tahap pemberian lilin selebihnya secara garis besar adalah sama.

A. Pemberian lilin (malam)

Sebelum tahap ini dilakukan, proses pembuatan batik diawali dengan menyiapkan

bahan/media dari proses pembatikan. Media yang digunakan untuk membatik biasanya

merupakan kain mori. Kain mori adalah bahan baku kain batik yang terbuat dari kain sutera.

Selanjutnya untuk jenis batik tulis dapat dilakukan proses penggambaran pola atau sketsa

dari corak batik yang akan ditulis di atas kain. Pada batik cap proses penggambaran pola

tidak ada karena seperti yang diketahui bahwa jenis ini memiliki cetakan tersendiri yang

memberikan pola. Setelah corak pada batik tulis selesai digambar proses selanjutnya adalah

memberikan lilin atau malam yang sudah dipanaskan pada sketsa corak tersebut. Pada batik

tulis, lilin diberikan dengan menggunakan canting dan lilin diberikan pada semua sketsa

corak yang sudah dibuat. Pada batik cap proses pemberian lilin dilakukan dengan

mencelupkan cetakan corak pada wadah yang berisi lilin panas. Cetakan direndam kurang

lebih 2 cm dibawah permukaan lilin panas kemudian cetakan diangkat dan cetakan ditekan

pada kain sehingga corak pada cetakan muncul pada kain mori. Setelah semua corak pada

batik tulis telah dilapisi lilin dan semua kain tertutupi corak dari cetakan pada batik cap,

maka proses pembuatan dilanjutkan pada proses pewarnaan.

B. Pewarnaan

9

Setelah lilin telah diberikan pada media maka proses dilanjutkan dengan pewarnaan

media. Secara umum jenis pewarna yang digunakan pada proses pewarnaan batik dibagi

menjadi 2 jenis yakni pewarna alami dan kimia yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan

tiap batik yang dihasilkan. Proses pewarnaan diawali dengan memanaskan larutan pewarna

agar tercampur dengan rata kemudian media batik dengan lilin dicelupkan pada pewarna

panas tersebut. Proses pewarnaan batik dimulai dengan pewarnaan warna muda terlebih

dahulu hal ini disebabkan apabila ada kesalahan dalam pewarnaan dapat dihilangkan

warnanya dengan warna yang lebih tua. Setelah proses pewarnaan pertama dilakukan maka

pewarna akan memberikan warna pada bagian yang tidak tertutupi dengan lilin dan bagian

dengan lilin akan tetap tidak berwarna. Selanjutnya media batik dikeringkan dan kemudian

dilakukan pemberian lilin pada bagian yang ingin dipertahankan warnanya. Pencelupan

kedua pun dilakukan untuk memberikan warna yang lebih tua pada bagian-bagian yang

dikehendaki. Proses pewarnaan kemudian dilakukan berulang-ulang hingga warna paling tua

pada bagian tertentu dari media sudah diberikan dan motif warna yang diinginkan telah

didapatkan. Setelah proses pewarnaan selesai maka media batik akan tertutupi dengan lilin

sehingga harus dilakukan proses pelunturan lilin dari media yang akan dijelaskan pada

tahapan berikutnya

C. Pelepasan malam dari media batik

Proses selanjutnya dari pembuatan batik adalah proses peluruhan lilin dari media.

Proses ini dapat dilakukan dengan berbagai cara yakni antara lain adalah pengerikan malam

dengan pisau, melumuri dengan bensin, media disetrika sehingga lilin meleleh, dan

perebusan media. Pada pembuatan batik konvensional yang banyak digunakan adalah

perebusan. Pada perebusan media direbus dalam air mendidih dan untuk mempercepat proses

peluruhan dapat digunakan katalis yakni soda abu. Perbandingan jumlah soda abu yang

dimasukkan per volum air yang digunakan adalah 1 sendok soda abu untuk tiap 10 liter air.

Setelah semua lilin hilang, media dicuci kembali untuk menghilangkan residu lilin yang

bersisa dan terakhir batik yang sudah jadi dijemur untuk mengeringkannya.

2.4. Pewarna Batik

10

Batik yang dikenal masyarakat Indonesia awalnya hanya memiliki warna-warna natural

seperti cokelat, merah bata, dan sebagainya namun seiring berkembanganya zaman sekarang

dapat ditemukan batik dengan warna-warna yang tidak ditemukan di alam seperti merah jambu,

biru, ungu dan sebagainya. Adanya perbedaan warna tersebut disebabkan adanya perbedaan jenis

pewarna yang digunakan, yakni pewarna alami dan pewarna kimia. Pewarna alami adalah

pewarna yang berasal dari bahan-bahan yang dapat ditemukan di alam, sedangkan pewarna

kimia adalah pewarna yang dihasilkan dari proses sintesis dari bahan-bahan kimia yang dibuat

industri pewarna. Pewarna alami pada industri batik dapat menggunakan lamtoro, andong

Cordyline fruticosa (L) A. Cheval., sereh Cymbopogon citratus, daun katuk sauropus

androgynus, bunga pacar air Impatiens balsamina, daun jati Tectona grandis L.f., jambu keling

Syzygium cumini, dan sebagainya. Pewarna kimia yang banyak digunakan adalah Napthol dan

garam Diazol sebagai pembangkit warna. Perbedaan pewarna alami dan pewarna kimia

dijelaskan pada tabel sebagai berikut

Tabel 1 diatas menjelaskan perbedaan antara pewarna alami dan kimia, dapat dilihat bahwa

pewarna kimia memiliki banyak kelebihan dibandingkan dengan pewarna alami. Oleh karena itu

industri batik sekarang lebih banyak menggunakan zat warna kimia dibandingkan alami terutama

dilihat dari prinsip industri yang menekan biaya produksi serendah-rendahnya untuk

menghasilkan untung besar.

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya bahwa industri batik lebih banyak menggunakan

pewarna yang dinamakan naftol. Naftol sendiri merupakan turunan naftalen sehingga naftol

merupakan jenis fenol dan larut dalam larutan basa. Struktur kimia dari naftol sangat mirip

dengan pewarna azo namun perbedaannya adalah naftol tidak memiliki gugus sulfonik larut.

Dalam pewarna naftol terdapat senyawa alizarin atau dihydroxyanthraquinone yaitu senyawa

No Aspek Pembanding Pewarna Alami Pewarna Kimia

1 Bahan Alami dari alam Bahan Kimia

2 Jenis warna yang dihasilkan Sedikit Banyak

3 Warna yang dihasilkan Tidak tegas Tegas

4 Proses pembuatan Sulit Mudah

5 Harga Mahal Murah

Tabel 1. Perbandingan Pewarna alami dan kimia dari berbagai aspek pembanding

11

organik dengan rumus Cr14H8O4 yang telah digunakan sepanjang sejarah sebagai pewarna merah

yang menonjol, terutama untuk pencelupan kain tekstil. (Permana,A.F. 2013). Bila menggunakan

zat warna ini warnanya muncul saat didalam serat pada pencelupan dan merupakan hasil reaksi

komponen senyawa naftol dengan senyawa diazonium. Zat warna naftol juga disebut ingrain

colors karena terbentuk didalam serat dan tidak larut didalam air. Napthol yang banyak

digunakan dalam industri batik antara lain adalah Napthol AS.G, Napthol AS.BO, Napthol AS,

Napthol AS.BR, Napthol AS.D, Napthol AS.LB, Napthol AS.GR, Napthol AS.BS. Gambar

berikut akan menjelaskan struktur kimia dari nafthol

2.5. Dampak Negatif Limbah Industri Batik

Dibalik warna-warni dari batik, industri batik atau tekstil merupakan penyumbang terbesar

tiga dari komposisi air limbah di Indonesia. Limbah sendiri didefinisikan sebagai segala sesuatu

buangan yang dihasilkan dari aktivitas mahluk hidup, sedangkan limbah cair atau air limbah

adalah buangan dari aktivitas manusia yang berwujud cairan. Limbah dari industri batik

didominasi berasal dari proses pencelupan dan penghilangan lilin yang berupa cairan. Limbah

industri batik tersebut memiliki dampak negatif bagi manusia maupun lingkungan. Bahan

pewarna batik yakni naftol memiliki senyawa alizarin yang mengandung unsur krom dan unsur

inilah yang berbahaya bagi mahluk hidup.

Krom adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cr dan

nomor atom 24. Kromium hasil industri batik dan kegiatan manusia lainnya sebagian besar akan

berakhir di perairan atau tanah. Kromium dalam tanah akan melekat dengan partikel tanah

sehingga menyebabkan krom tidak dapat bergerak, begitu pula pada perairan krom akan menjadi

endapan dan hanya sebagian kecil yang pada akhirnya akan larut. Perairan akan menjadi keruh

Gambar 1. Struktur kimia naftol ( sumber : www.iqac.csic.es )

12

dan berbau serta dapat membunuh organisme yang ada didalamnya. Apabila dikonsumsi manusia

maka air itu akan menyebabkan berbagai penyakit mulai dari gatal-gatal, mual, hingga kanker.

13

BAB III

TEKNOLOGI PENGOLAHAN LIMBAH

3.1. Penanganan (Minimisasi Limbah)

Limbah yang dihasilkan oleh industri batik harus diolah terlebih dahulu sebelum dapat

dibuang ke lingkungan. Sebelum dilakukan tindakan pengolahan limbah ada baiknya dilakukan

upaya untuk meminimalisasi pengeluaran limbah. Minimalisasi limbah sebenarnya lebih

menguntungkan dibandingkan mengolah limbah karena dengan melakukan minimalisasi, suatu

industri dapat mengurangi ongkos produksi, karena biaya untuk pengolahan limbah ditiadakan,

bahkan dapat menghasilkan pendapatan lebih akibat kenaikan produksi. Apabila suatu industri

sudah melakukan upaya minimisasi limbah namun limbah yang dihasilkan masih tetap diambang

batas normal untuk dibuang ke lingkungan, maka pengolahan limbah tetap harus dilaksanakan.

Kesinambungan antara minimisasi dan pengolahan limbah merupakan upaya suatu industri untuk

menjaga kelestarian lingkungan sekitar pabrik.

Penanganan limbah dari industri batik dapat dilakukan dengan melakukan modifikasi

bahan baku serta modifikasi proses. Seperti yang sudah diketahui bahwa pada proses pembuatan

batik lebih banyak digunakan pewarna kimia dibanding pewarna alami dikarenakan segala

kelebihannya yang dijelaskan pada tabel 1. Faktanya penggunaan pewarna kimia justru

penyumbang kandungan toksik terbesar pada limbah batik sehingga menghasilkan limbah yang

berbahaya. Untuk menangani tingkat toksin yang terlampau tinggi maka diperlukan sebuah

tindakan penanganan yaitu modifikasi bahan baku menjadi pewarna alami. Pewarna alami yang

digunakan berasal dari tumbuhan yang biodegradable sehingga tidak akan membahayakan

lingkungan. Selain itu, pewarna alami juga tidak mengandung logam berat yang berbahaya bagi

manusia. Dengan segala alasan tersebutlah pada industri batik paling cocok untuk dilakukan

modifikasi bahan pewarna menjadi pewarna alami. Pewarna alami dapat digunakan dari daun

katuk, daun lamtoro, bahkan dari limbah teh hijau seperti yang dilaporkan oleh Padmasari,A.K.

tahun 2012.

14

Selain dengan modifikasi bahan pewarna, minimisasi dilakukan dengan mengganti proses

penghilangan malam dengan yang lebih ramah lingkungan. Proses penghilangan malam yang

dilakukan selama ini paling banyak dilakukan adalah dengan perebusan dengan soda abu.

Menurut MSD, soda abu atau natrium karbonat dapat menyebabkan bahaya yakni iritasi kulit,

iritasi mata dan iritasi paru-paru. Oleh karena itu sebaiknya proses penghilangan malam diganti

dengan metode lain yang lebih aman seperti penyetrikaan malam hingga meleleh yang dapat

mengurangi penggunaan bahan kimia dalam industri batik.

3.2 Pengolahan Limbah Cair Industri Batik

Pengolahan limbah cair pada industri biasanya dibagi menjadi tiga tahap yaitu pengolahan

primer, sekunder dan tersier. Pengolahan primer adalah tahapan yang berfungsi untuk

menyisihkan polutan yang berupa padatan (solids). Padatan yang dimaksud adalah padatan yang

dapat mengendap (settleable solids) maupun padatan yang dapat terapung (floatable solids).

Mekanisme penyisihan padatan di dalam pengolahan primer dilakukan melalui proses fisika

yang dapat berupa pengendapan (settling, sedimentation) atau pengapungan (flotation).

Pengolahan sekunder adalah pengolahan secara biologis dengan memanfaatkan aktivitas

mikroorganisme seperti bakteri, alga, jamur dan protozoa. Mikroba tersebut mengkonsumsi

polutan organik biodegradable dan mengkonversi polutan organik tersebut menjadi

karbondioksida, air dan energi untuk pertumbuhan dan reproduksinya, yang secara umum

bertujuan untuk mengkoagulasikan serta mengambil padatan koloid yang tidak bisa mengendap.

Pengolahan tersier adalah pengolahan lanjutan setelah pengolahan primer dan sekunder apabila

pada kedua proses tersebut tidak dapat menghilangkan substansi tertentu. Pengolahan tersier

biasanya jarang digunakan akibat biaya pelaksanaan yang tinggi.Pada pengolahan industri batik

dapat digunakan berbagai macam metode pengolahan salah satunya adalah dengan kombinasi

screening koagulasi dan lumpur aktif dengan diagram alir proses IPAL (Instanlasi

Pengolahan Air Limbah) ditunjukan oleh gambar 2.

15

3.2.1. Screening

Screening adalah proses penyaringan benda-benda yang biasanya padat dan mengapung di

atas air. Tahap penyaringan (screening) merupakan cara yang efisien dan murah untuk

menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar. Pada industri batik, screening digunakan

untuk menyaring padatan-padatan yang terbawa dari proses pencelupan dan peluruhan lilin

seperti benang dari kain batik serta lilin yang diluruhkan. Screen yang digunakan adalah jenis

trash track yang banyak digunakan untuk menyaring air limbah industri.

3.2.2. Koagulasi

Koagulasi adalah proses penggumpalan partikel koloid akibat adanya penambahan bahan

kimia sehingga partikel-partikel tersebut bersifat netral dan membentuk endapan akibat adanya

gaya grafitasi. Koagulan digunakan pada proses pengolahan limbah cair sebagai pembentuk

Gambar 2. Diagram alir proses pengolahan limbah batik

16

padatan dari partikel yang ingin dihilangkan dari kandungan air limbah. Koagulan memiliki tiga

kunci sifat, yaitu:

1. Kation bervalensi tiga (Trivalent cation)

Koloid biasanya ditemukan dialam dalam bentuk negatif, oleh karena itu diperlukan

kation untuk menetralkan bentuknya. Kation bervalensi tiga ini merupakan kation yang

paling efektif.

2. Tidak beracun (Nontoxic)

3. Tidak dapat dilarutkan pada pH netral.

Koagulan yang ditambahkan harus mengendap diluar dari larutan sehingga konsentrasi

yang tinggi dari ion-ionnya tidak tertinggal dalam air.

Pada proses pengolahan limbah industri batik ini digunakan koagulan FeSO4 atau disebut

dengan Besi (II) Sulfat serta tawas atau Al2(SO4)3. Kedua koagulan tersebut diaplikasikan

terhadap dua jenis koagulasi pada pengolahan ini yakni koagulasi I dan koagulasi II. Koagulasi I

bertujuan untuk menghilangkan warna pada air limbah industri batik sedangkan koagulasi II

berfungsi untuk mengurangi padatan tersuspensi yang ada di air limbah sehingga air limbah yang

dikeluarkan memiliki padatan tersuspensi dengan konsentrasi yang kecil.

3.2.3. Sedimentasi

Sedimentasi merupakan proses pengendapan padatan tersuspensi dalam cairan akibat

adanya gaya gravitasi. Selain gaya gravitasi, sebenarnya ada 3 jenis gaya yang yang

menyebabkan proses sedimentasi yakni gaya gravitasi, gaya apung, dan gaya dorong. Cepat atau

lambatnya proses sedimentasi dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu berat jenis air, berat jenis

partikel padatan, viskositas air, aliran dalam bak pengendapan, serta bentuk dan ukuran partikel.

Sedimentasi pada proses pengolahan limbah batik dilakukan sebanyak 3 kali yakni setelah proses

koagulasi I, setelah proses aerasi, dan setelah proses koagulasi II. Sedimentasi setelah proses

koagulasi dilakukan untuk mengendapkan substansi yang sudah terpadatkan oleh koagulan

sehingga kosentrasi dari substansi tersebut tidak tertinggal pada aliran air. Pada proses aerasi,

sedimentasi digunakan untuk mengendapakan substansi yang telah didegradasi oleh bakteri

sehingga dihasilkan padatan yang disebut lumpur aktif yang akan digunakan kembali untuk

proses aerasi berikutnya.

3.2.4. Sistem aerasi

17

Aerasi merupakan proses yang bertujuan untuk meningkatkan kontak antara udara dengan

air. Pada prakteknya, proses aerasi terutama bertujuan untuk meningkatkan konsentrasi oksigen

di dalam air limbah. Dikarenakan tujuan aerasi adalah untuk meningkatkan kontak udara dan air,

maka bakteri yang digunakan adalah bakteri aerob yakni bakteri yang hidup pada lingkungan

yang kaya dengan O2. Bakteri yang dijumpai pada proses aerasi adalah dari genus pseudomonas,

bacillus, dan sebagainya. Dengan adanya kontak udara dan air tersebut maka bahan organik

dalam suatu limbah akan berkurang konsentrasinya. Selain diperlukan untuk proses metabolisme

bakteri aerob, kehadiran oksigen juga bermanfaat untuk proses oksidasi senyawa-senyawa kimia

di dalam air limbah serta untuk menghilangkan bau. Pada proses pengolahan limbah batik ini

digunakan extended aeration yakni suatu sistem di mana pemberian oksigen dilakukan dengan

cara menyemburkan oksigen ke dalam cairan dengan mengunakan blower.

18

BAB IV

DESAIN DAN PERHITUNGAN IPAL

4.1. Desain IPAL Industri Batik

Keterangan gambar :

Unit

Penangan Jumlah

Volume Bak

(m3)

Total Volume Debit

(m3/L)

Waktu

Retensi

Koagulasi I 1 2 2 400 7.2 menit

Gambar 3. Skema desain IPAL Industri batik jababeka

Tabel 2. Keterangan pada setiap unit penangan

19

Sedimentasi I 1 16.67 16.67 400 1 jam

Lumpur Aktif

(Aerasi) 1 124.67 124.67 400 7.48 jam

Sedimentasi

II 1 48.3 48.3 400 2.9 jam

Koagulasi II

(tersier) 1 0.694 0.694 400 2.5 menit

Sedimentasi

III 1 21 21 400 1.26 jam

4.2. Perhitungan IPAL

1. Koagulasi I

Neraca massa

Qin = 400 m3/hari

Konsentrasi FeSO4 = 600 ppm

Konsentrasi polimer = 1 ppm

Debit masuk FeSO4 = 13.28 L/jam

Debit masuk polimer = 561.50 L/jam

Waktu tinggal = 7.2 menit

Mencari volume tangki

=

= 4003

7.2

1

24

1

60

= 2 3

Influent

Polimer

FeSO4

effluent

20

Mencari dimensi tangki

Panjang = 3 m

Lebar = 1.5 m

Tinggi = 0.4 m

Free board = 2 1.8 m

= 0.2 m

Mencari dosis (laju penambahan) FeSO4

=

= 13.28

0.6

= 7.968

Mencari dosis (laju penambahan) polimer

=

= 561.50

1. 10 4

= 0.05615

2. Sedimentasi I

Neraca massa

Qin = 400 m3/hari

Waktu tinggal = 1 jam

V = 1.8 m3

Influent effluent

21

BOD masuk = 250 mg/L

Efisiensi = 35%

BOD keluar = 162.5 mg/L

Penurunan turbidity = 64%


=

= 4003

1

1

24

= 16.67 3

Asumsi :

tinggi kerucut 5 m

tinggi tabung 2.5 m

Mencari jari-jari tangki

= +

16.67 = 2 +1

32

16.67 = 3.14 2(2.5) +1

33.14 2(5)

16.67 = 7.85 2 + 5.23 2

16.67 = 13.083 2

2 =16.67

13.083

2 = 1.27

= 1.12

Mencari volume sludge yang dihasilkan

= 64%

= 64% 16.67 3

= 10.66 3

22

3. Lumpur aktif (Aerasi)

Neraca massa

Qin = 400 m3/hari

Waktu tinggal = 7.48 jam

Asumsikan :

MLSS = 2500 mg/L

SVI = 75 mL/g

Yobs = 0.36

Mencari volume bak aerasi

=

= 4003

7.48

1

24

= 124.67 3


Panjang = 8 m

Lebar = 6.2 m

Tinggi = 2.5 m

Influent effluent

Bakteri

Nutrisi ( C, N, P)

V = 124 m3

23

Free board = 124.67 124 m

= 0.67 m

Mencari nilai rasio food to microorganism

=

=

400 3

162.5

2500 124.67

3

= 0.208

Nilai rasio food to microorganism yang dihasilkan adalah sebesar 0.208 per hari yang

menunjukan rasio F/M yang ideal

Mencari nilai produksi lumpur (Yobs)

= ( )

1000

=

0.36 400 3

(162.5 121.875)

1000

= 5.85 /

Mencari O2 yang perlu dimasukkan ke dalam tangki aerasi

2

=

( )

1000. 1.42

2

=

400 3

(162.5 121.875)

1000. (0.7) 1.42 5.85 /

2

= 23.214 / 8.307 /

24

2

= 14.90 /

Mencari udara teroritis yang harus dimasukkan dari blower

3

=

2

1.2 (0.232)

3

=

14.9

1.2 (0.232)

3

= 53.5

Mencari udara actual yang dimasukkan dari blower

3

=

30.08

3

=

53.5

0.08

3

= 6693/

Jadi dibutuhkan blower yang dapat memberikan udara dengan debit sebesar 6693/

4. Sedimentasi II

Neraca Massa

Qin = 400 m3/hari



Influent effluent

Sludge ( kembali ke sedimentasi I )

25


=

= 4003

2.9

1

24

= 48.3 3

Asumsi :

tinggi kerucut 9 m

tinggi tabung 3 m

Mencari jari-jari tangki

= +

48.3 = 2 +1

32

48.3 = 3.14 2(3) +1

33.14 2(9)

48.3 = 9.42 2 + 9.42 2

48.3 = 18.84 2

2 =48.3

18.84

2 = 2.56

= 1.6


= 64%

= 64% 48.3 3

= 30.912 3

5. Koagulasi II ( tersier treatment )

Neraca massa

Al2(SO4)3

Polimer

26

Qin = 400 m3/hari

Konsentrasi Al2(SO4)3 = 200 ppm

Konsentrasi polimer = 0.75 ppm

Debit masuk Al2(SO4)3 = 128.95 L/jam

Debit masuk polimer = 53.21 L/jam

Waktu tinggal = 2.5 menit


=

= 4003

2.5

1

24

1

60

= 0.694 3


Panjang = 2 m

Lebar = 0.85 m

Tinggi = 0.4 m

Free board = 0.694 0.68 m

= 0.014 m

Mencari dosis (laju penambahan) Al2(SO4)3

=

= 128.95

0.2

= 25.79

Influent effluent

V = 0.68 m3

27

Mencari dosis (laju penambahan) polimer

=

= 53.21

7.5. 10 4

= 0.04

6. Sedimentasi III

Neraca massa

Qin = 400 m3/hari




=

= 4003

1.26

1

24

= 21 3

Mencari dimensi volume tangki

Panjang = 5.1 m

Lebar = 2.8 m

Tinggi = 1.45 m

Free board = 21 20.706 m

= 0.294 m

V = 20.7 m3

Influent effluent (air bersih )

Sludge

28


= 64%

= 64% 21 3

= 13.44 3

7. Luas lahan yang dibutuhkan

Apabila diasumsikan perpipaan pada IPAl itu memiliki panjang 15m dan diameter 2 inchi,

maka luas lahan yang dibutuhkan adalah sebesar

= 1 + 2+3 + 4 + 5 + 6 +

= 4.52 + 2.222 + 49.62 + 4.0252 + 1.72 + 14.282 + 4 5.08 (15)

= 85.89 2

29

BAB V

HASIL PENGOLAHAN LIMBAH

5.1. Baku Mutu Limbah

Setelah metode pengolahan limbah cair batik dilakukan perlu dilakukan suatu aktivitas

untuk mengukur keamanan suatu hasil pengolahan limbah. Parameter untuk mengetahui

keamanan dari hasil pengolahan limbah disebut dengan baku mutu lingkungan. Baku mutu

lingkungan adalah toleransi kadar yang dibolehkan bagi zat atau bahan pencemar terdapat di

lingkungan dengan tidak menimbulkan gangguan terhadap makhluk hidup, tumbuhan atau benda

lainnya. Secara umum baku mutu adalah peraturan pemerintah yang berisi spesifikasi dari

jumlah bahan pencemar yang boleh dibuang atau jumlah kandungan yang boleh berada dalam

media ambien. Dalam suatu negara atau bahkan suatu daerah memiliki baku mutu masing-

masing yang mengatur keluaran limbah dari industri dengan parameter-parameter penentunya,

jadi setiap negara dan daerah memiliki kebebasan untuk mengatur mengenai baku mutu dari

setiap limba yang dihasilkan dari industri yang ada di daerah tersebut.

Di Indonesia secara umumnya baku mutu untuk limbah cair Industri tekstil diatur oleh baku

mutu no Kep-51/MENLH/10/1995 tentang limbah cair bagi kegiatan industri yang dibuat tanggal

23 Oktober 1995. Isi dari baku mutu tersebut akan diberikan sebagai berikut:

Parameter Kadar maksimum

(mg/L)

BOD 60

COD 150

TSS 50

Fenol Total

Krom Total

0.5

1

Tabel 3 . Baku mutu limbah cair industri tekstil

30

5.2. Perbandingan Limbah Hasil Pengolahan dengan Baku Mutu

Berdasarkan hasil pengolahan data didapatkan kandungan hasil pengolahan limbah industri

batik di jababeka sesuai kasus yaitu sebagai berikut:

Dari hasil tersebut didapatkan efisiensi rata-rata dari setiap parameter yaitu sebesar 85%. Nilai

efisiensi overall rata-rata yang didapatkan dari IPAL ini sudah sesuai dengan harapan/rancangan

awal perancangan IPAL yakni antara 85-90%.

Amonia Total

(NH3-N)

8.0

Sulfida (sebagai S) 0.3

Minyak dan

Lemak

30

PH 6.0 - 9.0

Parameter Hasil Pengolahan Baku mutu

BOD 40 60

COD 100 150

TSS 38 50

PH 6.8 6.0 - 9.0

Tabel 4. Perbandingan hasil pengolahan limbah dengan baku mutu

31

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1. Kesimpulan

Berdasarkan penjelasan serta dan perhitungan, maka dapat disimpulkan bahwa :

Proses pengolahan limbah batik dengan menggunakan sistem IPAL yang terdiri dari

metode fisika, biologi, dan kimia dapat mengurangi sekitar 85% parameter air limbah

Nilai BOD yang dihasilkan dari proses pengolahan limbah adalah 40 mg/L

Luas lahan minimum yang dibutuhkan untuk membuat IPAL ini adalah sebesar 85.89

m2

6.2. Saran

Karena pada paper ini digunakan debit limbah yang kecil, maka sebaiknya diperlukan

adanya pengkajian lebih lanjut untuk menerapkan sistem ini pada skala industri besar

32

DAFTAR PUSTAKA

Darmono. 1995. Logam dalam Sistem Biologi Mahluk Hidup, UI Press Jakarta.

Deborde, M & U. Von Gunten. 2008. Reaction Of Chlorine With Inorganic And Organic

Compounds During Water Treatment-Kinetics And Mechanisms: A critical review. Water

Research. 42: 13-15.

Dinatha, N.M. 2013. Degradasi Limbah Tekstil Menggunakan Jamur Lapuk Putih Daedaleopsis

eff. Confragosa. Tesis. Departemen Matematika dan IPA. Universitas Udayana

Herlambang, A. dan Wahjono, H.D. 1999. Teknologi Pengolahan Limbah Tekstil dengan Sistem

Lumpur Aktif. Jakarta : Direktorat Teknologi Lingkungan

Metcalf & Eddy. 2003. Wastewater Treatment and Reuse. Fourth Edition. Mc-Graw Hill Higher

Education

Nugroho, S. 2013. Elektrodegradasi Indigosol Golden Yellow Irk dalam Limbah Batik dengan

Elektroda Grafit.

Riyanto. Penemuan Teknik Baru Untuk Pengolahan Limbah Batik. Fakultas Matematika dan

Ilmu pengetahuan Alam. Universitas Islam Indonesia

W.Wesley Eckenfelder, Jr. Industrial Water Pollution Control, second Edition. Mc Graw Hill

Book Company, Chapter 3

Pencegahan Pencemaran (limbah batik)

Documents