Tersedia di http://www.bkpsl.org/ojswp/index.php/jplb
Tersedia di http://www.bkpsl.org/ojswp/index.php/jplb
Reduksi minyak, lemak, dan bahan organik limbah rumah makan menggunakan grease trap termodifikasi karbon aktif
T. A. Zaharah 1* , Nurlina 1 , R. R. E. Moelyani 2
1 Jurusan Kimia, FMIPA, Universitas Tanjungpura, Pontianak, Indonesia
2 Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Tanjungpura, Pontianak, Indonesia
Abstrak .
Minyak  dan  lemak  termasuk  dalam  kategori  limbah organik  yang  dapat  mencemari  lingkungan. Grease  trap dapat  memisahkan  minyak  dan  lemak  dari  limbah, sehingga  tidak  menggumpal  dan  membeku  yang  dapat membuat pipa tersumbat. Pada penelitian ini, grease trap dimodifikasi dengan karbon aktif. Penelitian ini bertujuan untuk  mengkaji  efisiensi  penggunaan grease  trap yang dimodifikasi dengan karbon aktif untuk mereduksi minyak, lemak  dan  bahan  organik  dari  limbah  rumah  makan. Penelitian  ini  dimulai  dari  preparasi  karbon  aktif, kemudian dilanjutkan ke tahapan persiapan alat, optimasi alat dan uji kinerja alat grease trap termodifikasi karbon aktif. Berdasarkan hasil pengujian, air limbah hasil output dari grease trap mengandung 1217,6 mg/L COD; 645 mg/L BOD; 156 mg/L TSS; dan 88,45 mg/L  minyak dan lemak. Kandungan  air  limbah  hasil  output grease  trap yang dimodifikasi  dengan  kolom  sepanjang  10  cm  yang  berisi karbon aktif adalah COD 2,5 mg/L; BOD 19 mg/L; TSS 3,4 mg/L;  minyak  dan  lemak  tidak  terdeteksi.  Penggunaan kolom  yang  diisi  dengan  karbon  aktif  untuk  dimodifikasi pada  alat grease  trap ternyata  mampu  menurunkan konsentrasi BOD, COD, TSS, minyak dan lemak dari limbah hingga ke nilai baku mutu air limbah bagi usaha dan/atau kegiatan domestik.
Kata kunci: BOD, COD, grease trap, lemak, minyak
Abstract . Oil  and  grease  are  organic  wastes  that  can  cause environmental problems. Grease trap is a simple technology for trapping oils and grease in waste. In this study, the grease trap was modified with activated carbon. This study aimed to examine the optimum conditions and efficiency of the use of grease trap modified with activated carbon to reduce oils, grease and organic waste from restaurant. The first step of procedure  was  preparation  of  activated  carbon,  then preparation  of  grease  trap,  optimization  and  performance test of grease trap modified activated carbon. Based on the test  results,  the  waste  water  output  from  grease  trap contained 1217.6 mg/L COD; 645 mg/L BOD; 156 mg/L TSS; and 88.45 mg/L of oils and grease. The waste water output from  grease  trap  modified  with  10  cm  column  containing activated carbon contained 2.5 mg/L; BOD 19 mg/L; TSS 3.4 mg/L; oil and grease was not detected. The use of activated carbon column to modify the grease trap was able to reduce the concentration of BOD, COD, TSS, oil and grease up to the value permitted according to waste water quality standard for domestic activity.
Keywords: BOD, COD, grease trap, grease, oil

## 1. PENDAHULUAN
Minyak,  lemak  dan  bahan  organik  merupakan  parameter  baku  mutu  air limbah bagi berbagai jenis usaha dan/atau kegiatan industri, perhotelan, fasilitas pelayanan  kesehatan,  rumah  pemotongan  hewan,  maupun  limbah  domestik. Limbah domestik meliputi limbah kawasan pemukiman, kawasan perkantoran, kawasan  perniagaan,  dan  apartemen;  rumah  makan;  dan  asrama.  Menurut Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5 tahun 2014 tentang  baku  mutu  air  limbah  bagi  usaha  dan/atau  kegiatan,  Lampiran  XLVI, limbah  domestik  harus  memiliki  kriteria  kadar  BOD  dan  TSS  maksimum  100 mg/L, kadar minyak dan lemak maksimum adalah 10 mg/L.
* Korespondensi Penulis Email : titinanita@pplh-untan.or.id
Limbah minyak dan lemak termasuk dalam kategori limbah organik yang dapat menyebabkan masalah lingkungan seperti akumulasi pada pipa sehingga menyebabkan  sumbatan  (Islam et  al .  2013),  berbahaya  bagi  kehidupan  di perairan (Manahan 2009) dan dapat berpotensi menyebabkan mutagenik dan karsinogenik pada manusia (Lan et al . 2009). Limbah bahan organik di perairan dapat berasal dari makanan yang dibuang ke badan air, detergen, plastik, dan lain-lain. Meskipun bahan organik  ini ada yang bersifat biodegradable , namun keberadaan  bahan biodegradable dalam  jumlah  banyak  di  dalam  air  dapat membahayakan kehidupan organisme di air. Hal tersebut dapat terjadi karena mikroorganisme  akan  membutuhkan  oksigen  terlarut  dalam  jumlah  yang banyak untuk mendegradasi bahan organik tersebut, sehingga pasokan oksigen terlarut  di  air  yang  dibutuhkan  bagi  kehidupan  perairan  menjadi  berkurang. Akibatnya ikan-ikan akan mati, timbul bau tidak sedap, dan secara keseluruhan akan menurunkan kualitas perairan (National Small Flows Clearinghouse 1997).
Jumlah  oksigen  yang  dibutuhkan  untuk  mendegradasi  bahan  organik  di perairan  disebut  dengan biochemical  oxygen  demand (BOD).  BOD  merupakan salah  satu  parameter  penting  untuk  menentukan  dan  mengevaluasi  kualitas perairan (Revelli dan Ridolfi 2004).
Pengolahan  limbah  merupakan  hal  yang  mutlak  dilakukan  agar  limbah yang  dibuang  dapat  memenuhi  kriteria  baku  mutu  limbah.  Bagi  usaha  rumah makan  berskala  kecil  dan  menengah  seperti  rumah  makan  dengan  luas bangunan  kurang  dari  1000  m 2 ,  memang  belum  memiliki  kewajiban  untuk menyusun  dokumen  Analisis  Mengenai  Dampak  Lingkungan  (AMDAL)  dan dokumen  Upaya  Pengelolaan  Lingkungan  Hidup  (UKL)  Upaya  Pemantauan Lingkungan Hidup (UPL). Namun usaha dan/atau kegiatan kecil dan menengah tersebut tetap harus memiliki pengelolaan limbah yang baik agar mereka layak mendapatkan  izin  usaha  dan/atau  kegiatan  yang  mempersyaratkan  mereka melakukan  pengelolaan  limbah  yang  dikenal  dengan  Dokumen  Pengelolaan Lingkungan Hidup (DPLH). Dokumen ini nantinya akan dikeluarkan oleh Badan Lingkungan Hidup Kota/Provinsi.
Dokumen ini merupakan salah satu syarat keberlangsungan usaha rumah makan berskala kecil dan menengah. Masalah utama yang dihadapi oleh usaha dan/atau kegiatan kecil dan menengah adalah kesulitan mereka untuk membuat pengolahan  limbah  yang  sederhana,  murah  dan  mudah  diaplikasikan.  Oleh karena itu pada penelitian ini, peneliti bermaksud mengakomodir hal tersebut agar  para  pengusaha  usaha  kegiatan  kecil  dan  menengah  dapat  memiliki pengolahan limbah, terutama limbah minyak, lemak dan bahan organik.
Pengolahan  limbah  yang  dapat  diaplikasikan  secara  sederhana  adalah grease trap . Grease trap merupakan alat yang telah cukup dikenal sebagai pre- treatment .    Alat  ini  merupakan  alat  penahan  minyak  dan  lemak  dan
mencegahnya  sampai  ke  tempat  pembuangan  limbah.  Penahan  beroperasi dengan  menggunakan  sejumlah  ruang  penyekat  untuk  memperlambat  aliran limbah  saat  melintasi  alat  ini.  Ruang-ruang  tersebut  memaksimalkan  waktu retensi  air  limbah  sehingga  memungkinkan  padatan  yang  mengendap  pada bagian bawah perangkap, sedangkan minyak dan lemak terkoagulasi dengan air dan mengambang ke permukaan sehingga mudah untuk dipisahkan (Kosciuzko National  Park  2012).  Alat  ini  membantu  untuk  memisahkan  minyak  dari  air, sehingga  minyak  tidak  menggumpal  dan  membeku  di  pipa  pembuangan  dan membuat pipa tersumbat.
Pada penelitian ini, grease trap dikombinasikan dengan adsorben karbon aktif, sehingga dapat meningkatkan kinerja grease trap . Penelitian sebelumnya yang telah dilakukan oleh Gawad (2014) telah melakukan penghilangan minyak menggunakan  zeolit  dengan  efisiensi  hingga  80%. Grease  trap yang dikombinasikan  dengan  karbon  aktif  dioptimasi  sehingga  diharapkan  dapat meningkatkan kinerja grease trap yang tidak hanya dapat mereduksi minyak dan  lemak,  tapi juga mereduksi bahan organik yang terkandung pada limbah. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengkaji  kondisi  optimum  dan  efisiensi penggunaan grease  trap yang  dimodifikasikan  dengan  karbon  aktif  untuk mereduksi  minyak,  lemak  dan  bahan  organik  dari  limbah  rumah  makan. Teknologi grease  trap yang  dimodifikasikan  dengan  karbon  aktif  diharapkan dapat menjadi solusi praktis bagi penanganan limbah minyak, lemak dan bahan organik. Manfaat penelitian ini adalah penggunaan grease trap bagi usaha rumah makan berskala kecil dan menengah.

## 2. METODOLOGI

## 2.1. Lokasi kajian dan waktu penelitian
Penelitian  ini  dilaksanakan  di  Laboratorium  Kimia  Fakultas  Matematika dan  Ilmu  Pengetahuan  Alam,  Universitas  Tanjungpura,  Pontianak.  Penelitian dilaksanakan pada bulan September s/d November 2016.

## 2.2. Alat dan bahan
Alat  dan  bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  ditunjukkan  pada Tabel 1.
Tabel 1. Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian. Alat Bahan
- Ayakan 100 mesh , bulb,
- Desikator  berisi  silika gel,
- DO meter,
- Evaporator,
- Limbah cair lemak dan minyak dari rumah makan berskala kecil di Kota Pontianak.
- Karbon aktif komersil,
- Bahan kimia: asam klorida; pelarut organik berupa n - heksana, methyl tert buthyl ether (MTBE); padatan
Alat Bahan
- Kolom kromatografi,
- magnetic stirrer ,
- neraca analitik,
- oven,
- pH-meter digital,
- penangas air,
- peralatan gelas standar
- pipa PVC,
- pompa vakum,
- shaker ,
spektrofotometer UV-Vis
natrium sulfat anhidrat; air destilasi; larutan buffer fosfat, larutan magnesium sulfat; larutan kalsium klorida; larutan feri klorida; larutan asam sulfat; kertas Whatman Grade 934 AH dengan ukuran pori ( particle Retention ) 1,5 μm (standar untuk analisis TSS di air); Gelman type A/E, dengan ukuran pori ( particle retention ) 1,0 μm (standar filter untuk pengecekan TSS/TDS pada prosedur analisis air sanitari), E-D Scientific Specialities grade 161 (VWR brand grade 161) dengan ukuran pori ( particle retention ) 1,1 μm (rekomendasi untuk penggunaan pengecekan TSS/TDS pada air dan air limbah); larutan kalium dikromat; larutan asam sulfat-perak sulfat; larutan indikator ferroin; larutan ferro ammonium sulfat; larutan baku potassium hidrogen phthalate; asam sulfanamat; dan serbuk merkuri sulfat.

## 2.3. Prosedur kerja atau tahapan penelitian
Preparasi karbon aktif. Karbon aktif yang telah diperoleh diambil 500 g dan direndam dalam HCl 4M sebanyak 250 mL selama 24 jam. Kemudian disaring dan  dicuci  dengan  aquades  sampai  pH  netral,  langkah  selanjutnya  residu dikeringkan dalam oven pada suhu 110°C selama 3 jam.
Gambar 1 . Grease trap tanpa modifikasi (kiri), pipa pembuangan langsung mengarah ke penampungan (kiri), grease trap termodifikasi karbon aktif (kanan).
Arang  yang  telah  dieluarkan  dari  oven,  kemudian  dimasukkan  ke  dalam desikator (Karthikeyan et al. 2008). Persiapan alat grease trap yang dimodifikasi dengan karbon aktif. Alat grease trap disiapkan kemudian dilakukan modifikasi dengan karbon aktif. Karbon aktif diisikan ke dalam pipa PVC sepanjang 20 cm.
Tersedia di http://www.bkpsl.org/ojswp/index.php/jplb
Limbah  minyak  dan  lemak  kembali  dimasukkan  ke grease  trap ,  kemudian melewati kolom pipa PVC yang berisi karbon aktif, selanjutnya ditampung dalam wadah ( Gambar 1 ).
2.4. Uji kinerja alat grease trap yang dimodifikasi dengan karbon aktif

## a. Uji minyak dan lemak
Uji minyak dan lemak merujuk pada SNI 06-6989.10-2004 Bagian 10: Cara Uji  Minyak  dan  Lemak.  Kandungan  parameter  minyak  dan  lemak  dianalisis dengan  metode  ekstraksi  gravimetri.  Hasil  analisis  kandungan  parameter minyak  dan  lemak  dari  sampel  yang  diperiksa,  dipilih  nilai  konsentrasi  yang tertinggi sebagai dasar pembuatan larutan artifisial.
b. Uji Biochemical Oxygen Demand (BOD)
Uji  BOD  merujuk  pada  SNI.6989.72:  2009  Tentang  Air  dan  Air  Limbah- Bagian 72: Cara Uji Kebutuhan Oksigen Biokimia ( Biochemical Oxygen Demand / BOD).
c. Uji total suspended solid (TSS)
Uji TSS merujuk pada SNI 06-6989.3-2004 Air dan air limbah- Bagian 3: Cara  Uji  Padatan  Tersuspensi  Total  ( Total  Suspended  Solid /TSS)  secara Gravimetri.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Karbon aktif komersial yang telah dipreparasi, diaplikasikan pada grease trap . Grease trap memiliki ruang  penyekat yang bertujuan memisahkan minyak dan lemak dari air limbah rumah makan. Grease trap terdiri dari 3 bagian kolom (2  sekat).  Kolom  pertama  berisi  saringan  yang  bertujuan  untuk  memisahkan padatan (baik berupa TSS maupun pengotor padatan lainnya yang terkandung pada air limbah). Air limbah yang dapat melewati saringan dan masuk ke kolom kedua. Pada kolom ini akan terjadi proses pemisahan minyak dan lemak yang terkandung pada air limbah. Minyak dan lemak memiliki massa jenis yang lebih ringan daripada air (massa jenis minyak adalah 0,8 g/cm 3 , massa jenis lemak 0,8- 0,9  g/cm 3 ,  dan  massa  jenis  air  adalah  1  g/cm 3 ),  sehingga  akan  memisah  dan mengambang di atas, sedangkan air limbah dapat lewat ke bagian tiga melalui bagian bawah grease trap . Pada bagian ketiga air yang sudah direduksi TSS serta minyak  dan  lemaknya  kemudian  akan  dikeluarkan  ke  pembuangan  melalui keran yang terpasang pada kolom ketiga.
Hasil uji kandungan minyak dan lemak serta bahan organik pada air limbah hasil output dari grease trap menunjukkan bahwa kadar BOD, TSS, minyak dan lemak  yang  terkandung  dalam  air  limbah  masih  melewati  nilai  baku  mutu
menurut  Peraturan  Menteri  Lingkungan  Hidup  Republik  Indonesia  Nomor  5 tahun 2014 tentang baku mutu air limbah bagi usaha dan/ atau kegiatan, baku limbah  domestik  ( Tabel  2 ).    Hasil  tersebut  menunjukkan  bahwa  meskipun sudah  menggunakan grease  trap ,  ternyata  masih  ada  minyak  dan  lemak  yang tidak  dapat  tertahan  dengan  baik  di grease  trap atau  tetap  dapat  melewati saringan grease trap , kemudian keluar sebagai air limbah. Secara prinsip kerja alat, grease trap memang bukan merupakan alat yang dapat mereduksi bahan organik, sehingga nilai BOD (mewakili konsentrasi bahan organik secara umum) dari air limbah hasil output dari grease trap masih di atas baku mutu.
Tabel 2. Kandungan air limbah hasil output dari grease trap .
Parameter Uji Satuan Air Limbah Air Limbah Hasil Output dari Grease trap Baku mutu* COD mg/L 1217,6 - BOD mg/L 645 100 TSS mg/L 156 100 Minyak dan lemak mg/L 527 88,45
10
*Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5 tahun 2014 tentang baku mutu air limbah bagi usaha dan/atau kegiatan, baku limbah domestik, Lampiran XLVI
Limbah  minyak  dan  lemak  setelah  melewati grease  trap, dilewatkan kembali pada kolom yang berisi karbon aktif, kemudian hasil output minyak dan lemak tersebut ditampung ke dalam wadah ( Gambar 1 ). Ketika melewati pipa PVC yang berisi karbon aktif, bahan organik dari minyak dan lemak direduksi berdasarkan prinsip adsorpsi. Adsorpsi bahan organik, TSS, minyak dan lemak oleh karbon aktif terjadi karena pori yang dimiliki oleh adsorben. Karbon aktif akan  melakukan  kontak  dengan  bahan  pencemar,  dimana  karbon  aktif  akan mengadsorpsi  molekul  bahan  pencemar  hingga  tercapai  kondisi  setimbang. Menurut Wijaya et al. (2002), waktu kontak merupakan suatu hal yang sangat menentukan  dalam  proses  adsorbsi.  Waktu  kontak  yang  lebih  lama memungkinkan  proses  difusi  dan  penempelan  molekul  adsorbat  berlangsung lebih  baik.  Konsentrasi  zat-zat  organik  akan  turun  apabila  waktu  kontaknya cukup.
Hasil pengujian konsentrasi COD, BOD, TSS, minyak dan lemak dari limbah minyak dan lemak yang dilewatkan pada grease trap yang dimodifiaksi karbon aktif  dapat  dilihat  pada Tabel  3 .  Adsorpsi  yang  terjadi  yakni  akibat  adanya medan gaya pada permukaan adsorben (karbon aktif) yang menarik molekul- molekul adsorbant (limbah cair). Pada proses ini,  partikel atau molekul bahan pencemar akan menempel pada permukaan karbon aktif dan arang aktif  karbon aktif yang disebabkan adanya perbedaan muatan yang lemah diantara keduanya yang  disebabkan  oleh  gaya  van  der  Waals.  Tarik  menarik  akan  terjadi  antara
muatan  positif  dari  karbon  aktif  dan  gugus  karboksil  yang  bermuatan  negatif pada bahan pencemar, sehingga membentuk suatu lapisan tipis partikel-partikel halus pada permukaan karbon aktif.
Tabel 3 . Kandungan air limbah hasil output dari grease trap yang dimodifikasi dengan kolom yang berisi adsorben karbon aktif dan karbon aktif.
Parameter Uji Satuan Air Limbah Hasil Output dari Grease trap
Air Limbah Hasil Output dari
Grease trap yang Dimodifikasi dengan Kolom yang Berisi Adsorben Karbon Aktif Baku mutu* COD mg/L 1.217,6 2,5 - BOD mg/L 645 19 100 TSS mg/L 156 3,4 100 Minyak dan lemak mg/L 88,45 - 10
*Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5 tahun 2014 tentang baku mutu air limbah bagi usaha dan/ atau kegiatan, baku limbah domestik, Lampiran XLVI

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  dapat  disimpulkan  bahwa penggunaan grease  trap sebagai  solusi  menurunkan  konsentrasi  minyak  dan lemak  dari  air  limbah  memang  telah  terbukti,  namun  ternyata  belum  cukup mampu menurunkan konsentrasi bahan organik, TSS, minyak dan lemak hingga ke  nilai  baku  mutu  menurut  Peraturan  Menteri  Lingkungan  Hidup  Republik Indonesia Nomor 5 tahun 2014 tentang baku mutu air limbah bagi usaha dan/ atau kegiatan, baku limbah domestik, Lampiran XLVI. Penggunaan kolom yang diisi  dengan  karbon  aktif  untuk  dimodifikasi  pada  alat grease  trap ternyata mampu menurunkan konsentrasi bahan organik, TSS, minyak dan lemak lebih baik  sehingga  konsentrasi  bahan  organik,  TSS,  minyak  dan  lemak  air  limbah keluaran  dari  grease  trap    yang  dimodifikasi  dengan  karbon  aktif  jauh  lebih rendah dari baku mutu.

## 5. Ucapan terima kasih
Terima  kasih  kepada  Universitas  Tanjungpura  yang  telah  memfasilitasi penelitian ini melalui dana hibah fundamental aplikatif Universitas Tanjungpura.

## 6. Daftar Pustaka
Gawad HSA. 2014. Oil and grease removal from industrial wastewater using new utility approach. Advances in Environmental Chemistry 2014(6).
Islam MS,  Saiful, Hossain M, Sikder M and Morshed M. 2013. Acute toxicity of the mixtures  of  grease  and  engine  wash  oil  on  fish,  pangasius  sutch,  under
laboratory  condition.  Biotechnology  and  Pharmacology  Research 2(1):306–317.
Karthikeyan S, Sivakumar P and Palanisamy PN. 2008. Novel activated carbons from agricultural wastes and their characterization. E-Journal of Chemistry 5:409-426.
Kosciuzko  National  Park.  2012.  Wastewater  pre-treatment.  The  Office  of Environment and Heritage. Sydney.
Lan WU, Gang GE and Jinbao WAN. 2009. Biodegradation of oil wastewater by free and immobilized Yarrowia lipolytica W29. Journal of Environmental Sciences 21(2):237–242.
Manahan  SE.  2009.  Environmental  Chemistry.  9th  edition.  GRC  Press  LLC.
Florida.
National  Small  Flows  Clearinghouse.  1997.  Basic  wastewater  characteristics.
Pipeline 8(4):1-8.
Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2014 Tentang Baku Mutu Air Limbah.
Revelli  R  and  Ridolfi  L.  2004.  Stochastic  dynamics  of  BOD  in  a  stream  with random inputs. Advances in Water Resources 27(9):943–952.
Wijaya  K,  Tahir  I  dan  Baikuni  A.  2002.  Sintesis  lempung  terpilar  Cr 2 O 3 dan pemanfaatannya sebagai inang senyawa p-nitroanalin. Indonesian Journal of Chemistry 2(1):12-21.