p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
Koagulan Polielektrolit Alami dari Kulit Udang Kaki Putih untuk Menyisihkan Parameter Warna, TSS, dan COD dalam Limbah Cair Batik
Rizal Bahtiar Muqim 1* , Yayok Suryo Purnomo 2
1,2 Teknik Lingkungan, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur, Indonesia * Koresponden email : rizalbahtiar246@gmail.com Diterima: 19 Oktober 2023 Disetujui: 23 Oktober 2023

## Abstract
Wastewater  from  batik  home  industries  is  generally  discharged  directly  into  the  water  without  proper treatment,  resulting  in  massive  pollutant  parameters  such  as  color,  TSS,  and  COD.  This  research  will explore  using  natural  polyelectrolytes  extracted  from  white-leg  shrimp  shells  as  coagulants  to  remove color, TSS, and COD parameters in batik wastewater from home industries in Sidoarjo city. Experiments in  this  study  include  the  extraction  process  of  polyelectrolyte  chitosan  from  white-leg  shrimp  shells, testing  coagulants  in  batik  wastewater  in  various  variations,  and  analyzing  the  pH,  stirring  speed,  and optimum dose of coagulants in reducing the pollutant load contained in wastewater. The results  showed that the coagulant made effectively removed these pollutant parameters with a significant removal rate in wastewater with pH 5 and stirred at 90 RPM. Furthermore, the optimum dose recorded for reducing color parameters was at a dose of 500 mg/l with a removal value of 83.1%, while for TSS and COD parameters the  optimum  dose  recorded  was  at  a  dose  of  200  mg/l  with  removal  values  of  82.7%  and  64.7%, respectively.
Keywords: natural polyelectrolytes, white leg shrimp, coagulation, pollutant removal, batik wastewater

## Abstrak
Air  limbah  dari  industri  batik  rumahan  umumnya  dibuang  langsung  ke  perairan  tanpa  pengolahan yang layak sehingga terkandung secara masif parameter pencemar seperti warna, TSS, dan COD. Penelitian ini akan mengeksplorasi penggunaan polielektrolit alami yang diekstrak dari kulit udang kaki putih sebagai koagulan dalam upaya untuk menyisihkan kandungan parameter warna, TSS, dan COD dalam air limbah batik  dari  industri  rumahan  di  kota  Sidoarjo.  Eksperimen  dalam  penelitian  ini  meliputi  proses  ekstraksi polielektrolit kitosan dari kulit udang kaki putih, pengujian koagulan dalam air limbah batik di berbagai variasi,  dan  analisa  pH,  kecepatan  pengadukan  serta  dosis  optimum  dari  koagulan  dalam  menurunkan beban  pencemar  yang  terdapat  dalam  air  limbah.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  koagulan  yang dibuat  efektif  dalam  menghilangkan  parameter-parameter  pencemar  tersebut  dengan  tingkat  penyisihan yang signifikan pada air limbah dengan pH 5 dan diaduk dengan kecepatan 90 RPM. Selanjutnya, dosis optimum  yang  tercatat  untuk  menurunkan  parameter  warna  terdapat  pada  dosis  500  mg/l  dengan  nilai penyisihan  sebesar  83,1%,  sedangkan  untuk  parameter  TSS  dan  COD  dosis  optimum  yang  tercatat terdapat pada dosis 200 mg/l dengan nilai penyisihan beturut-turut sebesar 82,7% dan 64,7%. Kata Kunci: polielektrolit alami, udang kaki putih, koagulasi, penyisihan pencemar, limbah batik

## 1. Pendahuluan
Industri  batik  kebanyakan  menggunakan  pewarna  sintetik  karena  memiliki  lebih  banyak keunggulan  dibandingkan  pewarna  alami,  namun  penggunaan  pewarna  sintetik  tersebut  menghasilkan limbah  cair  yang  memiliki  potensi  pencemaran  lebih  tinggi  terhadap  lingkungan.  Limbah  cair  batik memiliki karakteristik fisik, kimia dan biologis, parameter warna, bau, suhu, dan padatan termasuk dalam karakteristik  fisik,  kemudian  parameter  pH, Chemical  Oxygen  Demand (COD),  dan Dissolved  Oxygen (DO)  termasuk  dalam  karakteristik  kimia,  kemudian  parameter  mikroorganisme  dalam  berbagai  jenis termasuk dalam karakteristik biologis [1].
Secara  umum  jika  meninjau  dari  hasil  uji  parameter-parameter  yang  terdapat  dalam  limbah  cair batik  dan  dibandingkan  terhadap  baku  mutu air  limbah  untuk  industri  tekstil,  akan  sangat  mudah  untuk mendapati  bahwa  nilai  parameter  padatan  tersuspensi  (TSS)  dan  senyawa  organik  (COD)  yang  terdapat dalam  limbah  cair  batik  jauh  melampaui  baku  mutu  yang  ditetapkan  [2].  Tingginya  berbagai  parameter yang  terkandung  dalam  limbah  batik,  maka  diperlukan  pengolahan  agar  parameter  air  limbah  tersebut
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
dapat  memenuhi  baku  mutu  yang  telah  ditentukan  dan  saat  dibuang  ke  lingkungan  tidak  menimbulkan kerusakan yang signifikan.
Dari sekian banyak metode untuk menyisihkan kandungan pencemar dalam air, metode koagulasi- flokulasi masih banyak dijadikan pilihan serta dijadikan bahan kajian untuk mengolah air limbah terutama untuk  menghilangkan  partikulat  dan  koloid  dalam  air  limbah  batik  serta  memiliki  potensi  untuk  dapat menghilangkan sebagian senyawa organik [3]. Dalam proses koagulasi-flokulasi pemilihan jenis koagulan untuk  proses  koagulasi-flokulasi  merupakan  tahap  yang  signifikan  guna  mendapatkan  nilai  penyisihan parameter pencemar dalam limbah industri tekstil secara optimal, sehingga terdapat berbagai macam jenis koagulan,  secara  umum  koagulan  terbagi  menjadi  dua  macam  yaitu  koagulan  organik  dan  koagulan anorganik [4].
Salah  satu  contoh  koagulan  organik  adalah  polielektrolit  yang  diekstrak  dari  hewan  maupun tumbuhan. Polielektrolit alami dapat dimanfaatkan dalam berbagai aplikasi, seperti  salah satunya adalah digunakan untuk destabilisasi partikel suspensi koloid dalam air [5], polielektrolit dapat digunakan proses destabilisasi  partikel  karena  mampu  menjadi  agen  penetral  muatan (charge  neutralization) pada  air limbah dan juga mampu bertindak sebagai jembatan partikel yang mengikat partikel-partikel disepanjang rantai  polimer  yang  dimilikinya  [3].  Salah  satu  polielektrolit  alami  yang  mudah ditemui  di  alam  adalah kitosan,  karena  kitosan  merupakan  biopolimer  yang  menduduki  nomor  dua  berdasarkan  jumlah  di  alam [6]. Kitosan yang merupakan polielektrolit kationik mudah ditemui dari ekstrak cangkang udang dan jenis krustasea lainnya [7].
Melihat potensi kitosan sebagai koagulan alami, serta juga untuk memanfaatkan limbah kulit udang agar  menjadi  lebih  bernilai,  maka  dari  itu  penelitian  ini  dilakukan  untuk  melihat  kemampuan  optimal polielektrolit  alami  dari  kulit  udang  kaki  putih  sebagai  koagulan  dalam  upaya  penurunan  kadar  warna, TSS, dan COD yang terdapat dalam air limbah batik.

## 2. Metode Penelitian

## Pembuatan Koagulan Polielektrolit Alami dari Kulit Udang Kaki Putih
Proses ekstraksi kitosan dilakukan dengan mengolah kulit udang kaki putih yang telah didapatkan secara  intensif,  beberapa  tahapan  proses  ekstraksi  kitosan  diantaranya  Pendahuluan,  Deproteinasi, Demineralisasi, dan Deasetilasi dengan berdasar metode yang dilakukan oleh  [6], [8]. Sedangkan, untuk proses pembuatan koagulan cair menggunakan metode yang dilakukan oleh [9].
Tahap  pendahuluan  dilakukan  dengan  mencuci  kulit  udang  dicuci  hingga  bersih  tanpa  daging. Selanjutnya,  kulit  dikeringkan  dalam  oven  dengan  suhu  70 o C  selama  3  jam  atau  hingga  benar-benar kering.  Kemudian,  kulit  udang  yang  sudah  kering  dihaluskan  dengan  blender  dan  diayak  menggunakan ayakan 60 mesh dan 80 mesh, diambil serbuk yang besarannya diantara kedua ukuran tersebut.
Tahap deproteinasi dilakukan dengan mencampurkan serbuk udang kering ke dalam larutan NaOH 5%  dengan  perbandingan  (1:10)  (b/v).  Proses  deproteinasi  dilakukan  pada  suhu  100 o C  sambil  diaduk selama  2  jam.  Selanjutnya,  larutan  didinginkan  dan  disaring  endapan  serta  dicuci  hingga  pH  netral. Setelah pH netral, endapan yang tersisa dikeringkan dalam oven pada suhu 100 o C hingga kering. Tahap  demineralisasi  dilakukan  dengan  mencampurkan  endapan  hasil  proses  deproteinasi  yang sudah  dikeringkan  ke  dalam  larutan  HCL  1  N  (1:10)  (b/v).  Proses  demineralisasi  dilakukan  dengan memanaskan  campuran  pada  suhu  80 o C  disertai  dengan  pengadukan  yang  cukup  selama  1  jam. Kemudian,  didinginkan  dan  disaring  endapan  serta  dicuci  hingga  ph  netral.  Setelah  endapan  sudah mencapai pH netral, keringkan dalam oven pada suhu 100 o C hingga kering.
Tahap deasetilasi dilakukan dengan mencampurkan kitin atau endapan hasil proses demineralisasi ke  dalam  larutan  NaOH  50%  dengan  perbandingan  1:10  (b/v).  proses  deasetilasi  dilakukan  dengan pemanasan  pada  suhu  100 o C  dan  diaduk  selama  2  jam.  Setelah  dingin,  endapan  disaring  dan  dicuci hingga  pH  netral.  Kemudian  keringkan  dalam  oven  pada  suhu  100 o C  hingga  kering,  dan  diperolah ekstrak kitosan.
Koagulan  baku dibuat dalam  bentuk  cair,  dengan  melarutkan  serbuk kitosan kedalam  asam  asetat 1% dengan perbandingan 1:100 (gr kitosan/ml asam asetat) sehingga mendapatkan 10 mg kitosan pada 1 ml larutan koagulan cair (1% b/v). Selama proses pelarutan digunakan proses pengadukan menggunakan magnetic  stirrer selama  6  jam  untuk  memastikan  kitosan  terlarut  sempurna.  Kemudian  larutan  diambil sesuai variasi (10 ml, 20 ml, 30 ml, 40 ml, dan 50 ml), dan dimasukkan ke dalam gelas beaker yang telah berisi air limbah batik untuk selanjutnya diuji koagulasi-flokulasi.

## Proses Koagulasi-Flokulasi
Dalam  penelitian  ini  pada  proses  koagulasi-flokulasi  menggunakan  metode Jar  Test  Apparatus sesuai  standar  (SNI  19-6449-2000).  Sampel  air  limbah  batik  yang  akan  diuji  sebelumnya  di  kondisikan
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
dengan  variasi  pH  yang  mewakili  kondisi  asam,  netral  dan  basa  yaitu  di  nilai  pH  5,  pH  7,  dan  pH  9. Untuk dilakukan uji jar test , diambil 1 Liter air limbah untuk setiap sampel uji dan dimasukkan ke dalam gelas beaker dan ditambahkan koagulan yang telah dilarutkan dalam asam asetat 1%. rentang dosis yang digunakan dalam penelitian ini adalah 100 mg/l, 200 mg/l, 300 mg/l, 400 mg/l, dan 500 mg/l. Kemudian, variabel kecepatan pengadukan untuk koagulasi diuji pada kecepatan 90 RPM, 120 RPM, dan 150 RPM.
Kecepatan pengadukan cepat pada uji jar test selama 2 menit, selanjutnya diberikan pengadukan lambat  dengan  kecepatan  30  RPM  selama  20  menit,  dan  disertai  pengendapan  selama  30  menit. Kemudian setelah proses pengendapan, air sampel diambil di bagian atas dari gelas beaker sebanyak 200 ml untuk selanjutnya diuji nilai parameter warna, TSS, dan COD yang tersisa di dalamnya.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## Hasil Proses Pembuatan Koagulan Polielektrolit Alami dari Limbah Kulit Udang Kaki Putih
Limbah  kulit  udang  kaki  putih  yang  akan  digunakan  sebagai  bahan  baku  dalam  penelitian  ini didapat  dari  toko  daring  yang  menjual  berbagai  produk  boga  bahari.  Berat  kulit  udang  dalam  kondisi basah  yang  diolah  adalah  sebesar  1.000  Gram.  Kemudian,  setelah  melalui  beberapa  tahapan  proses ekstraksi  kitosan  diantaranya  Pendahuluan,  Deproteinasi,  Demineralisasi,  dan  Deasetilasi.  Berat  kitosan yang diperoleh tersisa sebesar 25,30 gram atau 2,5% dari berat bahan baku awal.
Tabel 1 . Pengaruh proses ekstraksi terhadap nilai rendemen No Proses Berat Awal (gr) Berat Akhir (gr) Rendemen 1. Pendahuluan 1000 140 14 % 2. Deproteinasi 140 56,65 5,7 % 3. Demineralisasi 56,65 29,46 2,9 % 4. Deasetilasi 29,46 25,30 2,5 % Sumber: Hasil Penelitian, 2023
Setelah  didapat  ekstrak  kitosan  yang  akan  dimanfaatkan  sebagai  biokoagulan  untuk  mereduksi muatan-muatan  pencemar  dalam  air  limbah  batik,  dilakukan  uji  derajat  deasetilasi  untuk  mengetahui kemurnian  kitosan.  Nilai  derajat  deasetilasi  perlu  diketahui  karena  dapat  menentukan  banyaknya eliminasi  gugus  asetil  pada  proses  merubah  kitin  menjadi  kitosan  akan  menunjukkan  nilai  persentase derajat  deasetilasi  yang  semakin  tinggi  [9].  Setelah  proses  deasetilasi,  jika  didapatkan  nilai  derajat deasetilasi yang berkisar pada pada angka 40-100% maka sudah didapatkan ekstrak kitosan [10].
Dalam  penelitian  ini  penentuan  derajat  deasetilasi  berdasar  metode  titrasi  asam  basa  [11],  dan diketahui  nilai  derajat  deasetilasi  kitosan  sebesar  71,6%,  secara  teoritis  dengan  nilai  tersebut  dapat dikatakan  bahwa  kitosan  yang  diekstrak  memiliki  mutu  yang  sudah  cukup  baik,  ekstrak  kitosan  yang memiliki mutu yang baik sesuai dengan kriteria Protan Laboratories , nilai derajat deasetilasi diharuskan berkisar pada angka ≥ 70% [12].
Kitosan yang telah diekstrak dari kulit udang kaki putih tersebut nantinya akan digunakan sebagai koagulan untuk mengurangi bahan pencemar yang terdapat dalam air limbah batik. Air limbah batik yang didapatkan  dari  pengrajin  adalah  air  limbah  dari  proses  pewarnaan  dan  proses  pelorodan,  proses pewarnaan menggunakan pewarna jenis naphtol dan garam diazo sebagai larutan pembangkit warnanya. Karakteristik air limbah batik yang digunakan dalam penelitian ini serta baku mutu yang dipersyaratkan sesuai  standar  baku  mutu  air  limbah  bagi  usaha/kegiatan  industri  tekstil  yang  diatur  dalam  Peraturan Menteri LHK No. P.16/MENLHK/SETJEN/KUM.1/4/2019 dapat dilihat pada Tabel 2 .
Tabel 2 . Nilai Parameter pada Air Limbah Batik No. Parameter Satuan Hasil Uji Baku Mutu 1. pH - 9,8 6-9 2. Warna Pt-Co 2100 200 3. TSS mg/l 405 50 4. COD mg/l 2662,4 150
Sumber: Hasil Penelitian, 2023
Jika  ditinjau  antara  hasil  uji  parameter  pada  sampel  awal  limbah  batik  yang  digunakan  dan  jika dibandingkan  dengan  baku  mutu  yang  ditetapkan,  dapat  diketahui  bahwa  parameter  warna,  TSS,  dan COD memiliki nilai yang terlampau jauh di atas nilai mutu yang telah disyaratkan. Oleh karena itu, dalam
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
penelitian ini dilakukan percobaan untuk melihat kemampuan koagulan alami dari kulit udang kaki putih dalam beragam variasi dosis, pH, dan kecepatan pengadukan yang dikontakkan ke dalam air limbah batik.

## pH Optimuml untuk Koagulan Polielektrolit Alami dari Limbah Kulit Udang Kaki Putih
Hasil  penelitian  yang  diperoleh,  menunjukkan  bahwa  variabel  pH  memiliki  peranan  yang  sangat penting  dalam  proses  koagulasi-flokulasi  yang  telah  dilakukan,  hal  tersebut  terjadi  karena  koagulan tertentu  umumnya  akan  sangat  reaktif  terhadap  nilai  derajat  keasaman  yang  terdapat  dalam  air  yang diolah [13]. Sebagai salah satu contoh hasil uji yang membuktikan bahwa nilai pH 5 merupakan pH yang optimal  dalam  penelitian  ini,  dapat  ditilik  data  hubungan  nilai  pH  dalam  air  limbah  batik  terhadap persentase penyisihan parameter warna, TSS, dan COD pada variasi dosis 100 mg/l dalam penelitian ini di Gambar 1 .
Gambar 1 . Grafik hubungan pH terhadap persentase penyisihan parameter Warna, TSS dan COD pada dosis koagulan 100 mg/l Sumber: Hasil Penelitian, 2023
Dari Gambar  1 tersebut  dapat  diketahui  bahwa  garis  penyisihan  akan  semakin  menurun  seiring dengan nilai pH air limbah yang semakin  meningkat, atau dengan kata lain dalam air  limbah yang telah dikondisikan asam (pH 5)  akan membuat kinerja koagulan dari kulit udang kaki  putih yang dibuat lebih baik  dalam  menurunkan  tiga  parameter  pencemar  yaitu  warna,  TSS, dan  COD  dibandingkan dengan  air limbah dalam kondisi pH netral atau basa.
Fenomena  yang  terjadi  yakni  dalam  air  limbah  dengan  pH  asam  kinerja  koagulan  terlihat  lebih baik,  hal  tersebut  secara  teoritis  terjadi  karena  pada  kitosan  yang  digunakan  sebagai  koagulan  dalam penelitian ini banyak memiliki gugus amina (-NH 2 ) dan gugus hidroksil (-OH), kedua gugus tersebut akan terprotonasi  dalam  kondisi  pH  asam  menjadi  (-NH 3 + )  dan  (-OH 2 + )  sehingga  menjadikan  permukaan kitosan akan bermuatan positif [14]. Gugus-gugus yang terprotonasi tersebut akan bertindak sebagai agen penetral muatan ( Charge Neutralization ) partikel dalam air limbah, karena umumnya air limbah memiliki muatan negatif [3]. Umumnya nilai pH puncak untuk kitosan adalah di pH 6,5, jika pH air yang akan diuji melebihi  angka  tersebut  kitosan  akan  sulit  terlarut  dalam  air,  dan  jika  pH  air  yang  diuji  dibawah  nilai tersebut  maka  gugus  amina  dalam  kitosan  akan  terprotonasi  dan  membentuk  gugus  senyawa  -NH 3 + sehingga  akan  menambah  kemampuan  dalam  upaya  melakukan  ikatan  dengan  partikel  yang  umumnya bermuatan negatif dalam air limbah [15].
Oleh karena itu, terbukti dalam penelitian ini bahwa kitosan dan digunakan sebagai koagulan untuk menurunkan beragam polutan dalam limbah cair batik sangat bergantung pada nilai pH air limbah dalam proses koagulasi-flokulasi [13]. Serta disimpulkan bahwa keberhasilan koagulan polielektrolit alami dari kulit udang kaki putih akan bergantung pada pH asam yang terdapat dalam air yang diolah.
Dosis  Optimum Koagulan  dan Kecepatan  Optimum  untuk  Menyisihkan  Parameter  Warna, TSS, dan COD
Telah dibahas sebelumnya bahwa dalam penelitian ini, koagulan polielektrolit alami dari limbah kulit  udang  kaki  putih  bekerja  dengan  baik  pada  air  limbah  batik  yang  memiliki  pH  asam  (pH  5).  Hal tersebut  sesuai  dengan  beberapa  penelitian  sebelumnya  yang  menyatakan  bahwa  jika  pH  air  yang  diuji dalam kondisi asam, maka gugus amina dalam kitosan akan terprotonasi dan membentuk gugus senyawa - NH 3 + sehingga  akan  menambah  kemampuan  dalam  upaya  melakukan  ikatan  dengan  partikel  yang
74,5% 54,3% 26,7% 77,8% 58,0% 55,6% 59,0% 49,2% 42,1% 0,0% 10,0% 20,0% 30,0% 40,0% 50,0% 60,0% 70,0% 80,0% 90,0% pH 5 pH 7 pH 9 % P en y is iha n Derajat Keasaman % Removal Warna % Removal TSS % Removal COD
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
umumnya  bermuatan  negatif  dalam  air  limbah  [15].  Oleh  karena  itu,  pada  pembahasan  dosis  koagulan optimal akan dikerucutkan pada perlakuan variabel air limbah batik dalam kondisi asam (pH 5).
Gambar 2 . Grafik hubungan variabel dosis dan persentase penyisihan parameter warna pada berbagai variasi kecepatan pengadukan Sumber: Hasil Penelitian, 2023
Dari Gambar 2 dapat ditinjau hubungan variabel dosis dan persentase penyisihan parameter warna pada  berbagai  variasi  pH.  Pada  penyisihan  parameter  warna  dapat  diketahui  bahwa  nilai  penyisihannya akan  selalu  meningkat  seiring  dengan  penambahan  dosis  yang  dilakukan,  Fenomena  peningkatan  nilai penyisihan tersebut diduga karena meningkatnya dosis koagulan yang digunakan, jumlah dosis koagulan yang  semakin  meningkat  mengindikasikan  juga  bahwa  semakin  banyak  jumlah  adsorben  yang  akan menyerap gugus-gugus penyebab warna [16], dapat diketahui pula bahwa sampai dengan dosis 500 mg/l koagulan  yang  ditambahkan  kedalam  air  limbah  batik,  tidak  didapati  kurva break  point yang  dapat mengindikasikan dosis optimum yang dicapai.
Namun,  jika  diamati  pada  dosis  400  mg/l  dan  500  mg/l  koagulan  yang  ditambahkan,  nilai penyisihan  koagulan  relatif  konstan,  secara  teoritis  hal  tersebut  mungkin  dikarenakan  bahwa  setelah melewati  dosis  tertentu  nilai  penyisihan  warna  pada  proses  koagulasi  akan  menjadi  konstan,  hal  ini dikarenakan adanya fulfic acid yang merupakan zat penyebab warna tidak dapat dihilangkan sepenuhnya dari dalam air dengan bantuan koagulasi, hal tersebut dikarenakan jumlah gugus carbonyl yang dimiliki lebih  sedikit  jika  dibandingkan dengan  humic  acid,  gugus carbonyl yang  dimiliki oleh  zat  warna  sangat penting  keberadaannya karena  gugus  ini dapat  berikatan  dengan  koagulan  [13].  Tidak didapatinya  dosis optimum pada penyisihan warna dalam penelitian ini diperkuat oleh pernyataan [13], dalam penelitiannya yang menyatakan bahwa sisa dosis koagulan yang ditambahkan dalam air tidaklah menyebabkan warna, tetapi  dapat  menyebabkan  meningkatnya  nilai  kekeruhan.  Oleh  karena  itu  dosis  500  mg/l  koagulan polielektrolit  alami  dari  kulit  udang  kaki  putih  merupakan  dosis  optimum  karena  mampu  menurunkan kandungan parameter warna dalam air limbah batik dengan nilai penyisihan sebesar 83,1%.
Dosis  optimum  yang  terdapat  pada  penyisihan  warna  ternyata  tidak  sama  jika  melihat  dosis optimum  yang  terdapat  dalam  penyisihan  TSS  yang  dapat  ditilik  pada Gambar  3 .  Pada  penyisihan parameter  TSS  yang  terbaik,  terdapat  pada  sampel  uji  dengan  variasi  dosis  koagulan  200  mg/l.  dengan persentase penyisihan yang tercatat berada pada angka 82,7 %. Nilai penyisihan TSS semakin meningkat seiring penambahan dosis sampai pada dosis 200 mg/l, kemudian ketika ditambahkan dosis koagulan 300 mg/l nilai TSS kembali menurun begitu pun ketika ditambahkan dosis 400 mg/l dan 500 mg/l.
Berdasarkan  fenomena  yang  terdapat  pada  penyisihan  parameter  TSS,  dapat  diperkirakan  bahwa pada  dosis  100 mg/l  koagulan  limbah  kulit  udang kaki  putih belum  mencapai  dosis  optimal  atau  dalam kata  lain  masih  ada  kemungkinan  dosis  yang  dapat  ditambah  untuk  meningkatkan  nilai  persentase penyisihannya,  hal  ini  sesuai  dengan  pernyataan  bahwa  pemberian  dosis  koagulan  yang  terlalu  sedikit akan  menghasilkan  penurunan  nilai  TSS  yang  sedikit  pula,  hal  ini  terjadi  karena  dosis  koagulan  yang diberikan belum mampu mengikat seluruh partikel tersuspensi anionik dan berada dalam air limbah  [17]. Sedangkan,  dosis  optimal  yang  didapatkan  pada  penambahan  dosis  200  mg/l,  dosis  tersebut  dalam penelitian ini merupakan dosis yang paling tepat, dikarenakan dosis yang tepat akan mampu memberikan hasil yang maksimal dalam menurunkan nilai parameter TSS dalam air limbah [17].
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100 200 300 400 500 % P em y is iha n
Dosis Koagulan Kulit Udang Kaki Putih (mg/l)
90 RPM 120 RPM
150 RPM
Gambar 3 . Grafik hubungan variabel dosis dan persentase penyisihan parameter TSS pada berbagai variasi kecepatan pengadukan Sumber: Hasil Penelitian, 2023
Sedangkan fenomena yang terjadi pada penambahan dosis 300 mg/l, 400 mg/l, dan 500 mg/l adalah adanya  potensi  kelebihan  dosis  koagulan  yang  diberikan.  Kelebihan  dosis  koagulan  dalam  air  limbah tidak  serta-merta  baik,  hal  tersebut  dikarenakan  penambahan  dosis  berlebih  akan  menyebabkan penyerapan kation yang berlebih oleh partikel, sehingga partikel akan berubah menjadi bermuatan positif dan dapat menyebabkan deflokulasi flok, serta dapat meningkatkan nilai kekeruhan dalam air yang diolah tersebut [18]. Pernyataan tersebut juga didukung oleh [15], yang dalam penelitiannya melihat perubahan nilai  ζ  potensial  saat  ditambahkan  koagulan  kitosan,  ζ  potensial  yang  awalnya  negatif  akan  berubah menjadi  sedikit  negatif  atau  mendekati  nol,  hingga  akhirnya  nilai  ζ  potensial  tersebut  berubah  menjadi positif saat dosis koagulan optimum telah terlampaui, saat  fenomena perubahan muatan ini terjadi maka selanjutnya dapat menyebabkan penurunan persentase penyisihan TSS dalam air limbah. Sehingga, dosis optimum  koagulan  polielektrolit  alami  dari  kulit  udang  kaki  untuk  menyisihkan  nilai  TSS  adalah  200 mg/l karena merupakan dosis puncak yang tercatat dalam penelitian ini.
Jika  sebelumnya  teramati  bahwa  pada  dosis  koagulan  optimum  yang  tercatat  untuk  menyisihkan parameter warna dan TSS memiliki perbedaan yang signifikan, untuk parameter COD dosis optimumnya yang  tercatat  memiliki  kemiripan  dengan  dosis  optimum  untuk  menyisihkan  TSS  yaitu  pada  dosis  200 mg/l. Namun, nilai dosis optimum yang sama tersebut tidak diikuti dengan besaran nilai  penyisihannya. Jika  TSS  mampu  disisihkan  sebesar  ±80%  oleh  koagulan  polielektrolit  alami,  persentase  terbaik  dalam menyisihkan  parameter  COD  hanya  berada  pada  angka  64,7%.  Nilai  persentase  penyisihan  COD  pada proses  koagulasi-flokulasi  menggunakan  koagulan  polielektrolit  alami  dari  kulit  udang  kaki  putih  tidak dapat menyamai tingginya nilai persentase penyisihan TSS.
Hal  tersebut  dapat  diyakini  karena  hubungan  TSS  dan  COD  yang  saling  berkaitan,  [19] menyatakan  bahwa  sebagian dari  zat-zat  organik  dalam  air  limbah  yang  teruji  sebagai  COD  merupakan bagian dari partikel tersuspensi yang teruji sebagai TSS, sehingga jika melihat tren grafik pada Gambar 4 yang merupakan visual dari data penyisihan COD akan terlihat mirip dengan tren grafik pada Gambar 3 yang  menjadi  visual  dari  data  penyisihan  TSS.  Sebagaimana  menurut  [3]  dan  [20],  yang  menyatakan bahwa  salah  satu  fraksi  COD  yaitu  COD  partikulat,  bagian  COD  tersebut  akan  ikut  hilang  mengendap bersamaan dengan banyaknya partikel tersuspensi (TSS) yang terendapkan, sementara bagian COD yang lain akan tetap berada dalam air limbah karena tidak dapat diendapkan dengan bantuan koagulan.
Dalam proses koagulasi-flokulasi sendiri, fungsi utamanya adalah menurunkan kandungan partikel koloid dalam air limbah dengan cara menetralkan muatan pada partikel tersebut dengan menambahkan zat kimia yang memiliki muatan berlawanan [3]. Sehingga, untuk penyisihan senyawa organik (COD) dalam proses koagulasi-flokulasi menggunakan bantuan polielektrolit alami ini tetap terjadi namun tidak dalam jumlah yang besar.
0,0% 10,0% 20,0% 30,0% 40,0% 50,0% 60,0% 70,0% 80,0% 90,0% 100 200 300 400 500 P er se n R em o v al Dosis (mg/l) 90 RPM 120 RPM 150 RPM
Gambar 4 . Grafik hubungan variabel dosis dan persentase penyisihan parameter COD pada berbagai variasi kecepatan pengadukan Sumber: Hasil Penelitian, 2023
Dari Gambar  2 , Gambar  3 ,  dan Gambar 4,  dapat  diamati  bahwa  penyisihan  parameter  warna, TSS, dan COD dengan memberikan perlakuan kecepatan pengadukan cepat 90  RPM akan berperan lebih baik  dibandingkan  jika  diaduk  dengan  kecepatan  pengadukan  120  RPM  atau  150  RPM.  Kecepatan pengadukan  yang  cukup  diperlukan  untuk  memastikan  penyebaran  koagulan  secara  merata,  sehingga dapat efektif dalam mengikat partikel-partikel koloid dalam air limbah, sedangkan kecepatan pengadukan yang berlebih dapat menghambat partikel-partikel dalam air limbah untuk saling bertumbuk [3]. Dengan demikian  dalam  penelitian  ini  dapat  diyakini  bahwa  kecepatan  pengadukan  terbaik  untuk  menurunkan nilai  TSS  ada  pada  variasi  90  RPM.  Menurut  [21]  pada  penelitiannya  menyatakan  bahwa  persen penyisihan  parameter  akan  mengalami  fluktuasi  pada  berbagai  variasi  kecepatan  pengadukan  (50  -  600 RPM), pemilihan kecepatan pengadukan paling optimum dapat merujuk pada penyisihan parameter yang tercatat.

## 4. Kesimpulan
Dari  penelitian  yang  telah  dilakukan,  kesimpulan  yang  dapat  ditarik  adalah  ekstrak  kitosan  yang digunakan sebagai koagulan polielektrolit alami dari kulit udang kaki putih telah memenuhi standar mutu dengan nilai derajat deasetilasi sebesar 71,6%. Kemampuan koagulan alami telah diuji untuk menyisihkan parameter  warna,  TSS,  dan  COD  pada  air  limbah  batik  dengan  berbagai  variasi  dosis  koagulan,  pH  air limbah  dan  kecepatan  pengadukan  cepat.  pH  optimum  yang  tercatat  dalam  penelitian  ini  adalah  pH  5. Kecepatan  pengadukan  optimum  yang  tercatat  dalam  penelitian  ini  adalah  90  RPM.  Dosis  optimum koagulan polielektrolit alami yang tercatat dalam penelitian ini pada penyisihan warna terdapat pada dosis 300 mg/l, sedangkan untuk parameter TSS dan COD terdapat pada dosis 200 mg/l.

## 5. Daftar Pustaka
[1] N.  Apriyani,  “Industri  Batik:  Kandungan  Limbah  Cair  dan  Metode  Pengolahannya,” Media  Ilm. Tek. Lingkung. , vol. 3, no. 1, pp. 21–29, 2018, doi: 10.33084/mitl.v3i1.640.
[2] H.  Suprihatin,  “Kandungan  Organik  Limbah  Cair  Industri  Batik  Jetis  Sidoarjo  Dan  Alternatif Pengolahannya  [Organic  Content  of  Liquid  Waste  in  the  Batik  Jetis  Industry  in  Sidoarjo  and  its Alternative Processing],” Pus. Penelit. Lingkung. Hidup Univ. Riau , pp. 130–138, 2014.
[3] M.  &  Eddy et  al. , Wastewater  engineering:  treatment  and  resource  recovery .  McGraw  Hill Education, 2014.
[4] X.  Huang et  al. ,  “Effects  of  compound  bioflocculant  on  coagulation  performance  and  floc properties  for  dye  removal,” Bioresour.  Technol. ,  vol.  165,  no.  C,  pp.  116–121,  2014,  doi: 10.1016/j.biortech.2014.02.125.
[5] I.  Szilagyi,  A.  Sadeghpour,  and  M.  Borkovec,  “Destabilization  of  Colloidal  Suspensions  by Multivalent  Ions  and  Polyelectrolytes:  From Screening  to Overcharging,” Langmuir ,  vol. 28,  no. 15, pp. 6211–6215, Apr. 2012, doi: 10.1021/la300542y.
0,0% 10,0% 20,0% 30,0% 40,0% 50,0% 60,0% 70,0% 100 200 300 400 500 % R em o v al Dosis (mg/l) 90 RPM 120 RPM 150 RPM
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
[6] A.  Purwanti  and  M.  Yusuf,  “Evaluasi  Proses  Pengolahan  Limbah  Kulit  Udang  Untuk Meningkatkan Mutu Kitosan Yang Dihasilkan,” J. Teknol. , vol. 7, no. 1, pp. 83–90, 2014.
[7] N.  A.  Negm,  H.  H.  H.  Hefni,  A.  A.  A.  Abd-Elaal,  E.  A.  Badr,  and  M.  T.  H.  Abou  Kana, “Advancement on modification of chitosan biopolymer and its potential applications,” Int. J. Biol. Macromol. , vol. 152, pp. 681–702, 2020, doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.02.196.
[8] H. K. No and S. P. Meyers, “Preparation and characterization of chitin and chitosan- a review,” J. Aquat. Food Prod. Technol. , vol. 4, no. 2, pp. 27–52, 1995, doi: 10.1300/J030v04n02_03.
[9] Sinardi, P. Soewondo, and S. Notodarmojo, “Pembuatan, Karakterisasi Dan Aplikasi Kitosan Dari Cangkang Kerang Hijau (Mytulus Virdis Linneaus) Sebagai Koagulan Penjernih Air,” KoNTekS 7 , vol. II, pp. 978–979, 2013.
[10] B.  Setha,  F.  Rumata,  and  B.  br.  Sillaban,  “Karakteristik  Kitosan  Dari  Kulit  Udang  Vaname Dengan  Menggunakan  Suhu  dan  Waktu  Yang  Berbeda  dalam  Proses  Deasetilasi,” J.  Pengolah. Has. Perikan. Indones. , vol. 22, no. 3, pp. 498–507, 2019.
[11] J.  Dutta  and  Priyanka,  “A  facile  approach  for  the  determination  of  degree  of  deacetylation  of chitosan  using  acid-base  titration,” Heliyon ,  vol.  8,  no.  7,  p.  e09924,  2022,  doi: 10.1016/j.heliyon.2022.e09924.
[12] S.  Bastaman,  “Studies  on  degradation  and  extraction  of  chitin  and  chitosan  from  prawn  shell (Nephrops norvegious)[tesis],” Belfast Dep. Chem. Eng. Fac. Eng. Queen’s Univ. Belfast , 1989.
[13] E. Susanti, “Limbah Pencelupan Benang Using Pac As Coagulant To Remove Color From Textile Wastewater,” J.  Purifikasi ,  vol.  4,  no.  1,  pp.  37–42,  2003,  [Online].  Available: https://purifikasi.id/index.php/purifikasi/article/view/352
[14] R.  A.  Safitri  and  M.  Rahmayanti,  “Characterization  and  Application  of  Chitosan  as  a  Natural Coagulant  in  Reducing  Remazol  Red  Dyestuff  Concentration  and  COD  Value  of  Batik  Liquid Waste,” vol. 23, pp. 333–337, 2020.
[15] B. Kaur, R. K. Garg, and A. P. Singh, “Treatment of Wastewater from Pulp and Paper Mill using Coagulation  and  Flocculation,” J.  Environ.  Treat.  Tech. ,  vol.  9,  no.  1,  pp.  158–163,  2020,  doi: 10.47277/jett/9(1)163.
[16] Z. Arifin, D. Irawan, and M. Rahim, “Adsorpsi Zat Warna Direct Black 38 Menggunakan Kitosan Berbasis Limbah Udang Delta Mahakam,” Sains dan Terap. Kim. , vol. 6, no. 1, pp. 35–45, 2012.
[17] C.  Widiyawati,  D.  Y.  P,  and  R.  N.  Hanifah,  “Kemampuan  Koagulan  Kitosan  dalam  Penurunan Konsentrasi TSS dan COD Pengolahan Limbah Cair (Review Jurnal),” J. Tecnoscienza , vol. 6, no. 2, pp. 294–310, 2022, doi: 10.51158/tecnoscienza.v6i2.691.
[18] S. Q. Nasrulloh, E. R. S. Dewi, and M. A. Dzakiy, “Kombinasi Kitosan Cangkang Keong Sawah (Pila  Apullacea)  dan  Kerang  Darah  (Anadara  Granosa)  sebagai  Biokoagulan dalam  Menurunkan Kadar COD, TSS pada Limbah Cair Batik,” Pros. Semin. Nas. Sains dan Enterpreneursh. VII , vol. 1, no. 1, pp. 162–168, 2021, [Online]. Available:
http://conference.upgris.ac.id/index.php/snse/article/view/2097%0Ahttp://conference.upgris.ac.id/i ndex.php/snse/article/download/2097/1147
[19] A.  Masduqi  and  A.  F.  Assomadi, Operasi  &  Proses  Pengolahan  Air  Edisi  kedua ,  2nd  ed.  ITS PRESS, 2016.
[20] F.  M.  Farihin,  I.  W.  Wardhana,  and  S.  Sumiyati,  “Studi  Penurunan  COD,  TSS,  dan  Turbidity dengan  Menggunakan  Kitosan  dari  Limbah  Cangkang  Kerang  Hijau  (Perna  Viridis)  sebagai Biokoagulan dalam Pengolahan Limbah Cair PT.Sido Muncul Tbk, Semarang,” J. Tek. Lingkung. , vol. 4, no. 1, pp. 1–9, 2015.
[21] H. Zheng et al. , “Investigations of coagulation-flocculation process by performance optimization, model  prediction  and  fractal  structure  of  flocs,” Desalination ,  vol.  269,  no.  1–3,  pp.  148–156, 2011, doi: 10.1016/j.desal.2010.10.054.