J. Tek. Kim. Ling. 2018, 2 (1), 11-16 p-ISSN : 2579-8537,  e-ISSN : 2579-9746 www.jtkl.polinema.ac.id
Corresponding author: Jurusan Teknik Kimia
Diterima: 12 Februari 2018
Politeknik Negeri Malang
Disetujui: 21 Maret 2018 Jl. Soekarno-Hatta No.9, Malang, Indonesia © 2018 Politeknik Negeri Malang
E-mail: anang.takwanto@polinema.ac.id

## Penurunan Kandungan Polutan pada Lindi dengan Metode Elektrokoagulasi-Adsorbsi Karbon Aktif

## Anang Takwanto*, Asalil Mustain, Hadi Priya Sudarminto
Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang E-mail: anang.takwanto@polinema.ac.id

## ABSTRAK
Sampah merupakan suatu masalah yang sering dialami oleh  penduduk di kota-kota besar di Indonesia, dimana dengan semakin bertambahnya jumlah penduduk menyebkan volume sampah menjadi semakin meningkat. Salah satu dampak dari timbunan sampah adalah terbentuknya lindi, dimana lindi yang tidak diolah dengan baik akan menybakan terjadinya pencemaran air tanah.  Penelitian ini bertujuan untuk menurukan kandungan polutan dalam lindi dengan menggunakan metode kombinasi elektrokoagulasi-adsorbsi karbon aktif. Tahapan proses penelitian ini diawali dengan proses elektrogaulasi limbah lindi dengan elektrode besi dan varibabel peubah adalah rapat arus dan kandungan garam pada larutan elektrolitnya, selanjutnya hasil dari proses tersebut di proses lebih lanjut dengan proses adsorbsi  menggunakan  karbon aktif, parameter yang diuji pada produk adalah nilai TSS, BOD, turbidity , dan pH nya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa  proses elektrokoagulasi dapat menurunkan TSS (95% )  dari  24,375  mg/l  menjadi  1,875mg/l  dan  BOD  (91,60%)  dari  893,25  mg/l  menjadi  79,46  mg/l  .  Sedangkan metode  kombinasi  elektrokoagulasi  dan  adsorbsi  karbon  aktif  ini  dikatakan  sangat  efektif  untuk  mengurangi konsentrasi polutan pada lindi pada rapat arus 1,01 mA/cm 2 dan kandungan garam 0,5% dihasilkan penurunan sebesar 77,49% dan setelah  melewati proses adsorbsi karbon aktif dihasilkan penurunan sebesar 91,60%.Hasil tersebut sesuai dengan baku mutu lindi yang dsesuai dengan Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Republik Indonesia No. P.59/Menlhk/Setjen/Kum.1/7/2016
Kata kunci: adsorpsi, air lindi, elektrokoagulasi, karbon aktif

## ABSTRACT
Garbage is a problem that is often experienced by residents in big cities in Indonesia, where with the increasing number of residents increasing the volume of waste is increasing. One of the impacts of waste accumulation is the formation  of  leachate,  where  leachate  that  is  not  treated  properly  will  cause  the  occurrence  of  groundwater contamination. This study aims to reduce pollutant content in leachate by using combination method of activated carbon electrocoagulation. Stages of this research process begins with electrogaulation process of leachate waste with iron electrode and variable variables is the current density and salt content in electrolyte solution, then the results of the process in the process further by adsorption process using activated carbon, the parameters tested on the product is the value of TSS, BOD, turbidity and pH. The results showed that electrocoagulation process could decrease TSS (95%) from 24.375 mg / l to 1.875 mg / l and BOD (91.60%) from 893.25 mg / l to 79.46 mg / l. While the combination method of electrocoagulation and adsorption of activated carbon is said to be very effective to reduce the concentration of pollutants in leachate at a current density of 1.01 mA / cm 2 and 0.5% salt content produced a decrease of 77.49% and after passing the adsorption process of activated carbon produced a decrease of 91.60%. The results are in accordance with the leachate quality standard that is compatible with the Minister of Environment and Forestry Regulation of the Republic of Indonesia No. P.59 / Menlhk / Setjen / Kum.1 / 7/2016.
Keywords : adsorption, leachate, electrocoagulation, activated carbon

## 1.  PENDAHULUAN
Sampah  mempunyai  sifat-sifat  yang  dapat menimbulkan pencemaran terhadap lingkungan,  apabila  tidak  dikelola  dengan baik  maka  akan  mempengaruhi  tingkat kebersihan dan mencemari lingkungan kota, maka  diperlukannya  pengolahan  sampah sebelum dibuang langsung ke lingkungan. Sampah yang disalurkan ke TPA memerlukan  waktu  untuk  mengolahnya sehingga memungkinkan terjadinya penumpukan  sampah  sementara.    Adanya tumpukan  sampah  di  TPA,  volume  sampah cenderung  meningkat  dan  dampak  dari timbunan  sampah  ini    menyebabkan pembusukan sampah yang dapat mengeluarkan  air  yang  disebut  dengan limbah lindi.
Sampah  yang  masuk  ke  TPA  kota  Malang setiap  harinya  mencapai  ±  400  ton  dan ditempat  ini  pengolahan  lindi hanya menggunakan sedimentasi dengan memanfaatkan gaya gravitasi untuk mengendapkan padatan padatan yang ada di dalam  lindi  sehingga  saat  dibuang  tidak mengotori  area sekitar, metode tersebut tidak terlalu efektif karena hanya sedikit mengurangi  kandungan  yang  berbahaya  di dalam lindi karena  kadar COD = 8960 mg/l dan  BOD5  =  3968,293  mg/l  masih  terdapat di  dalam  lindi  [1].  Dari  hasil  pengolahan limbah  lindi  ini  di  TPA  malang  belum memenuhi  baku  mutu  air  bersih  menurut Keputusan Menteri No. 03 Tahun 1991. Dari evaluasi  tersebut  kami  mencoba  untuk meneliti  efektifitas  dari  pengolahan  limbah lindi dengan mengaplikasikan metode elektrokoagulasi dan adsorbsi.
Pada  penelitian  yang  dilakukan  oleh Susilowati [2]  pada proses elektrokoagulasi dengan menggunakan multiplate Fe-Al untuk pengolahan  air  limbah  dari  industri  batik, diperoleh hasil penurunan COD sebesar 68,8 %.  Dengan  hasil  yang  memuaskan  ini  bisa dikatakan  metode  ini  mempunyai  efektifitas lebih baik daripada metode koagulasi biasa. Gandhimati [3] melakukan penelitian menggunakan  3  elektrode  yang  digunakan
yaitu Fe, Zn, serta Al. Setiap jenis elektrode ini  memberikan  pengaruh  yang  berbeda- beda.  Hasil  terbaik  pada  penelitian  ini  di dapat pada logam Al dengan penurunan TSS sebesar  95,3%,  sedangkan  untuk  Fe  terjadi penurunan  sebesar  94,39%  dan  Zn  sebesar 91,96%.  Penggunaan  jenis  elektrode  ini dipengaruhi kereaktifan logam serta pembentukan  koagulan  untuk  mengikat kotoran yang ada.
Elektrokoagulasi merupakan metode pengolahan  air  secara  elektrokimia  dimana pada  anoda  terjadi  pelepasan  koagulan  aktif berupa ion logam (biasanya aluminium atau besi)  ke  dalam  larutan,  sedangkan  pada katoda  terjadi  reaksi  elektrolisis  berupa pelepasan gas hidrogen [4].
Adsorpsi merupakan suatu proses penyerapan  oleh  padatan  tertentu  terhadap zat tertentu yang terjadi pada permukaan zat padat  karena  adanya  gaya  tarik  atom  atau molekul  pada  permukaan  zat  padat  tanpa meresap  ke  dalam.  Karbon  aktif  merupakan adsorben yang mampu menyerap logam berat 3.22 kali lebih besar dari pada silica gel dan karbon  aktif  pun  banyak  di  pasaran  dan harganya sangat terjangkau sehingga mudah untuk diaplikasikan [5].

## 2.  METODE PENELITIAN
Penelitian    ini    menggunakan  metode eksperimental,  yaitu  melakukan  kajian tentang  pengolahan  limbah  cair  (lindi)  dari TPA  di  Malang  menggunakan  metode elektrokoagulasi-adsorpsi  yang  diharapkan dari  penelitian  ini  dapat  menghasilkan  lindi yang  sesuai  standar  baku  mutu  lingkungan. Bahan pencemar yang harus dihilangkan dari lindi  sendiri  adalah turbidity ,  konsentrasi BOD, pH, dan TSS yang jika dibiarkan dapat mencemari  lingkungan  dan  akan  sangat berbahaya  dan  merugikan  berbagai  aspek kehidupan mahluk hidup. Teknik pengumpulan  data  pada  penelitian  ini  yaitu dengan melakukan uji terhadap lindi dengan beberapa  variable  berubah  yaitu  rapat  arus, kandungan garam, dan waktu tinggal proses. Metode  analisis  pada  penelitian  ini  yaitu
dengan melakukan uji kandungan BOD, TSS, turbidity , dan pH  lindi .

## 3.  HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian  ini  dilakukan  menggunakan  lindi [6]  yang  didapat  dari  TPA  yang  berada  di Malang. Penetapan parameter yang digunakan  dalam  percobaan  ini  berdasarkan pada  pertimbangan  besarnya  konsentrasi polutan,  ketersediaan  peralatan  uji/analisa, serta  parameter  dalam  baku  mutu,  dimana pada penelitian ini ditetapkan parameter yang diukur adalah pH, kekeruhan ( turbidity ), TSS ( Total Suspended Solid ), dan BOD
( Biochemical Oxygen Demand ). Dari parameter  tersebut  dapat  dilihat  effisiensi dari metode elektrokoagulasi-adsorbsi untuk pengolahan  lindi  dapat  sesuai  dengan  baku mutu  yang  ditetapkan  oleh  pemerintah ataupun tidak. Elektrolit support yaitu NaCl ditambahkan  pada  proses  elektrokoagulasi. Garam  mineral (NaCl) dipilih karena selain harganya  murah  dan  mudah  didapat  juga mampu  menyisihkan  logam.  NaCl  memiliki tingkat  DHL  yang  cukup  tinggi  sehingga dapat  berfungsi  sebagai  pengikat  DHL optimum yang dapat mempercepat pengikatan koloid menjadi flok-flok oleh ion- ion elektroda.
Dari  rapat  arus  terkecil  (kandungan  garam 0,5%)  yaitu  0,57  mA/cm 2 pH  akhir  setelah dielektrokoagulasi  adalah  7  dan  setelah melewati  proses  adsorbsi  pH  akhir  nya adalah  8  yang  masih  dalam  standar  baku mutu yaitu pH 6-9. Semakin besar rapat arus yang diberikan pada elektroda semakin turun pH  yang  dihasilkan,  hal  ini  dikarenakan seiring dengan berlangsungnya proses elektrokoagulasi  yang menghasilkan dengan ion  hidroksil  (OH-)  akan  meningkatkan  pH dengan sendirinya. Dari segi elektrokoagulasi  tersebut  metode  kombinasi adsorbsi karbon aktif ini juga meningkatkan penurunan pH yang dihasilkan, terbukti pada rapat  arus  1,17  mA/cm 2 dan  1,39  mA/cm 2 dihasilkan pH masing-masing 5 dan 6 tetapi setelah melewati proses adsorbsi pH kembali menjadi pH netral 7.
Gambar 1. Hasil perubahan warna pada lindi
Berdasarkan  gambar  1  dapat  dilihat  apabila proses  elektrokoagulasi  sangat  berpengaruh dalam mengurangi jumlah polutan dalam air lindi, Reaksi katodik yang terjadi oada katoda dengan membentuk gelembung – gelembung gas, maka kotoran – kotoran yang terbentuk di  dalam  air  akan  terangkat  ke  atas permukaan. Flok – flok yang terbentuk lama kelamaan  akan  membesar  menjadi  satu. Kondisi awal dari air lindi berwarna kuning bening,  dan  setelah  proses  elektrokoagulasi dilakukan,  warna  air  lindi  menjadi  bening dengan  jumlah  flok  yang  cukup  banyak  di permukaan dengan endapan yang sedikit. Menurut  [7]    Proses  elektrokoagulasi disebabkan  oleh  adanya  perbedaan  muatan pada  kedua  partikel  tersebut  (zat  warna  dan besi hidroksida).
Semakin  besar  tegangan  yang    diberikan maka semakin besar pula arus yang mengalir pada larutan.  Hal  ini menyebabkan semakin cepat terjadi  reaksi pembentukan hidroksida koagulan  dan  reaksi  dekolorisasi  yang terjadi.
Dari analisa data Tabel 2 dapat dilihat bahwa semakin besar rapat arus yang diberikan pada elektroda  semakin  kecil  kekeruhan  yang dihasilkan.  Hal  ini  dapat  dilihat  dari  setelah melewati  proses  elektrokoagulasi  setiap pertambahan  rapat  arus  (kandungan  garam 0.5%)  dihasilkan  dari  masing  masing  rapat arus  masing  masing  yaitu  37,7,    16,1,  15,4, 8,08,  dan  7,54  NTU.  Begitu  pula  dengan metode adsorbsi karbon aktif juga menurunkan kekeruhan dengan sangat baik

## Tabel 1. Hasil analisa pH
Rapat Arus
(mA/cm 2 ) pH elektrokogaulasi Adsorbsi ke- 0,5% 0.75% 1% 1 2 3 0.57 7 8 7 7 9 8 0.82 7 8 7 7 8 8 1.01 7 7 7 7 7 7 1.17 7 7 7 7 5 7 139 7 7 7 7 6 7
Tabel 2. Hasil analisa kekeruhan air lindi
Rapat Arus (mA/cm 2 ) Turbidity (NTU) Elektrokoagulasi Adsorbsi 0.50% 0.75% 1% 0.50% 0.75% 1% 0.57 37.7 5.08 11.7 3 16.8 15 0.82 16.1 2.84 6.07 1.9 30 17.6 1.01 15.4 1.99 4.69 1.05 14.7 2.8 1.17 8.08 2.79 5.18 1.2 19.3 2.8 1.39 7.54 2.68 4.57 1.59 15.3 2.7
Tabel 3. Hasil analisa TSS Rapat Arus (mA/cm 2 ) Total Suspended Solid (mg/l) Elektrokoagulasi Adsorbsi 0.50% 0.75% 1% 0.50% 0.75% 1% 0.57 1187.5 812.5 1500 812.5 1187.5 1062.5 0.82 1062.5 500 1125 500 3500 2000 1.01 937.5 125 750 687.5 2625 1875 1.17 2437.5 187.5 812.5 500 1562.5 1000 1.39 1437.5 62.5 625 312.5 1687.5 1312.5
diambil sebagai contoh pada rapat arus 0,82 mA/cm 2 (kandungan garam 0,5%) dihasilkan turbidity  sebesar    16,1  NTU  tetapi  setelah melewati  adsorbsi  karbon  aktif  dihasilkan turbidity  sebesar  2,84  NTU.  Hal  ini disebabkan  oleh  terjadinya  peningkatan pembentukan  Al(OH) 3 .  Dalam  hal  ini Al(OH) 3 merupakan senyawa koagulan yang berperan  sebagai  bahan  penggumpal  dan penyerap  berbagai  polutan  baik  organik maupun  anorganik  yang  terdapat  dalam  air limbah,  sehingga  membentuk  senyawa kompleks  dengan  berat  molekul  yang  lebih besar  dan  mudah  diendapkan.  Dengan semakin banyaknya endapan yang terbentuk menyebabkan  penurunan  jumlah  polutan dalam air, sehingga semakin lama air nampak
semakin  jernih  atau  tingkat  kekeruhannya semakin berkurang.
Hasil  analisa  TSS  yang  didapat  pada penelitian ini semakin besar rapat arus yang diberikan  semakin  rendah  TSS  yang dihasilkan.Semakin lama waktu proses maka semakin  besar  penyisihan  TSS,  demikian sebaliknya.  Hal  itu  dikarenakan  semakin lama  waktu  yang  digunakan  saat  proses elektrokoagulasi  terjadi  interaksi  antar partikel sehingga ukuran semakin meningkat dan  kualitas  air  yang  diolah  semakin  baik. Prinsip proses kerja pereduksian TSS secara umum yaitu adanya pertumbuhan massa flok sehingga  berat  jenis  flok  menjadi  besar  dan akhirnya mengendap.
Gambar  2. Hubungan  Antara  BOD  dan
Rapat Arus Setelah Tahap I (Elektrokoagulasi)
Percobaan  ini  menggunakan  BOD 5 sebagai parameter  kandungan  polutan  yang  ingin diuji.  Dari  gambar  2  dan  3  terlihat  untuk kandungan garam 0,5%, semakin besar rapat arus  semakin  menurun  kandungan  BOD 5 pada  proses  elektrokoagulasi,  begitupula setelah  dilewatkan  pada  proses  adsorbsi karbon aktif. Sebagai contoh pada kandungan garam  0,5%  rapat  arus  1,01mA/cm2  setelah proses elektrokoagulasi BOD 5 sample sebesar  893,25  mg/l  dan  setelah  melewati proses  adsorbsi  karbon  aktif  mengalami penurunan  sebesar  91,60%  menjadi  74,96 mg/l.  dihasilkan  %penurunan  BOD  terbesar pada  kandungan  garam  0.5%  terjadi  pada rapat  arus  1,01  mA/cm 2 sebesar  91,06% sedangkan  pada  kandungan  garam  0,75% didapatkan  %penurunan  BOD  terbesar  pada rapat  arus  0,82  mA/cm 2 sebesar  89,77%  dan %penurunan  BOD  sebesar  83,65%  pada kandungan garam 1%.
Dalam  hal  ini  berlaku  semakin  besar  rapat arus,  semakin  besar  penurunan  kandungan polutan  BOD 5 tetapi  tidak  berlaku  pada semakin besar kandungan garam.
Semakin  besar  kandungan  garam  semakin besar  BOD 5 nya.  Sebagai  contoh  pada  rapat arus  0,57  mA/cm 2 diperoleh  BOD 5 setelah elektrokoagulasisebesar  1055,20  mg/l  pada kandungan  garam  0,5%,  3332,28  mg/l  pada
kandungan  garam  0,75%,  dan  3413.58  mg/l pada  kandungan  garam  1%  hal  ini dikarenakan  karena  kandungan  garam  yang diberikan  sudah  mencapai  kondisi  optimal pada  kandungan  garam  0,5%  ,  dilihat  pada kekeruhan dan TSS yang diperoleh.
Gambar  3. Hubungan  Antara  BOD  Dan
Rapat Arus Setelah Tahap 2 (Elektrokoagulasi-Adsorbsi)
Kekeruhan disebabkan oleh padatan tersuspensi dan baik yang bersifat anorganik maupun  yang  organik,  jadi  semakin  naik kekeruhan  yang  diperoleh  semakin  besar BOD  atau  kandungan  organik  yang  masih terdapat  dalam  limbah  lindi  tersebut.  begitu pula  dengan  kelemahan  elektrokoagulasi yaitu  tidak  dapat  digunakan  untuk  limbah cair  yang  mempunyai  kandungan  elektrolit tinggi karena dapat terjadi hubungan singkat antar  elektroda,  hubungan  singkat  elektroda inilah  yang  mempengaruhi  %penurunan kandungan  polutan  dari  limbah  lindi,  maka diperlukan  lebih  lanjut  untuk  mengetahui kandungan  garam  yang  sesuai  sebagai elektrolit support untuk proses elektrokoagulasi.

## KESIMPULAN
1. Pengolahan  lindi  akan  lebih  efektif apabila  dilakukan  dengan  2  metode kombinasi yaitu elektrokoagulasi – adsorpsi karbon aktif. pada rapat arus 1,01 mA/cm 2 dan  kandungan  garam  0,5%
0.00 500.00 1000.00 1500.00 2000.00 2500.00 3000.00 3500.00 4000.00 0.51 0.71 0.91 1.11 1.31 1.51 B O D ( mg /l ) Rapat Arus (mA/cm 2) Garam 0.5% Garam 0.75% Garam 1% 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0.51 0.71 0.91 1.11 1.31 1.51 B O D ( mg /l ) Rapat Arus (mA/cm2) Garam 0.5% Garam 0.75% Garam 1%
dihasilkan  penurunan  BOD,  jika  hanya menggunakan  proses  elektrokoagulasi dihasilkan  penurunan  BOD  (77,49  %) tetapi  setelah  melewati  proses  adsorbsi karbon  aktif  dihasilkan  penurunan  BOD sebesar (91,60%).
2. Hasil  kandungan  polutan  yang  sesuai dengan  baku  mutu  lindi  yang  ditetapkan oleh  pemeritah  terdapat  pada  perlakuan proses elektrokoagulasi dengan rapat arus
1,01 mA/cm 2 dan kandungan garam 0,5%. dengan pH 7, BOD sebesar 79,46 mg/l dan TSS sebesar 1,25 mg/l.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] C.  Saleh,  H.  Purnomo,  Analisis Efektifitas Instalasi Pengolahan Limbah  Lindi  di  TPA  Supit  Urang Kota Malang, Jurnal Teknik Pengairan , vol. 5, no.1, hal. 103–109,
2014.
[2] E. Susilowati, S. Budi Utomo, S. R.D. Ariani, Aplikasi Elektrokoagulasi Berelektroda  Multiplate  Fe-Al  Untuk
Meningkatkan  Kualitas  Air  Limbah Industri  Batik  Domestik,  In  SN-KPK
II, Surakarta, Maret, 2010.
[3] R.  Gandhimati,  N.  J.  Durai,  P.  V. Nidheesh, S. T. Ramesh, S. Kanmani, Use  Of  Combined  Coagulation- Adsorption  Process  As  Pretreatment
Of Landfill Leachate. Iranian Journal
Of  Environmental  Health  Science  & Engineering , vol. 10, no. 24, hal. 1-7.
2013
[4] Holt  P.K.,  Barton  G.W.,  Mitchell C.A., The Future For Electrocoagulation  As  A  Localised Water Treatment Technology. Chemos, vol.  59,  no.  3, hal.  355-367,
2005.
[5] Shofa,  Pembuatan  Karbon  Aktif Berbahan  Baku  Ampas  Tebu  Dengan Aktivasi  Kalium  Hidroksida.  Skripsi, Fakultas  Teknik  Kimia,  Universitas Indonesia,  Depok. 2012
[6] A.  Galunggung,    Pengolahan  Limbah Coolant  Dengan  Elektrokoagulasi. Sulawesi Utara. 2006.
[7] A. Darmawan, Suhartana, Kristinawati, Koagulasi Pewarna Indigo Karmina (Disodium-3,3’- Dioxo-2,2’-bi-indolylidene-5,5’- disulfonat) dengan Metode Elektrolisis Menggunakan Anoda
Seng. J.  Kim.  Sains  &  Apl ,  vol.  IX, no.1, hal. 22-27, 2006