JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) h t t p : / / e j o u r n a l . u n p . a c . i d / i n d e x . p h p / j t e v Vol. 9 No. 2 (2023) E-ISSN: 2302-3309 P-ISSN: 2746-6086

## Perancangan System Pengolahan Limbah Detergen Berbasis Internet of Things
Sandhy Auliya Ma’arief 1 , Ida Sriyana 2 , Pita Adis Hernanda 3 , dan Shinta Amelia 4*
12345 Universitas Ahmad Dahlan *Corresponding author, e-mail: shinta.amelia@che.uad.ac.id

## Abstrak
Limbah detergen merupakan larutan yang berbahaya bagi lingkungan karena limbah detergen merupakan polutan yang didalamnya  terdapat  zat  Alkyl Benzene  Sulfonate  (ABS)  dan  zat  Linear  Alkylbenzene  Sulfonate  (LAS),  senyawa tersebut  adalah  surfaktan  anionik  yang  merupakan  senyawa  aktif  yang  berbahaya.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk melakukan  pengujian  pada  reaktor  limbah  detergen  berbasis internet  of  things dalam  mendegradasi  limbah  detergen. Reaktor  pengolahan  limbah  detergen  ini  berfungsi  mendegradasi  limbah  detergen  dengan  metode  Fenton  Heterogen berbasis internet  of  thing .  Dengan  memasukkan  limbah  ke  dalam  reaktor  dan  ditambah  dengan  katalis  sebagai  zat pengemban  lalu  reaktor  akan  bekerja.  Reaktor  akan  membaca  nilai  warna  pada  limbah  untuk  menentukan  apakah limbah siap dibuang atau belum. Dalam proses degradasi limbah akan berubah warna dari yang sebelumnya berwarna biru  menjadi  bening.    Setelah  limbah  detergen  terdegradasi  reaktor  pengolahan  limbah  akan  mengirimkan  notifikasi berupa  SMS  kepada  pengguna  hal  ini  bertujuan  untuk  mempermudah  pemantauan  proses  degradasi  pada  limbah detergen.  Reaktor  ini  dilengkapi  dengan  sensor  warna,  SIM,  dan  motor  pengaduk  sebagai  komponen  utama.  Dari pengujian  yang  dilakukan  dibutuhkan  3  jam  untuk  mendegradasi  limbah  ABS  dan  dibutuhkan  waktu  hingga  4  jam untuk  mendegradasi  limbah  menggunakan  reaktor.  Limbah  ABS  dengan  konsentrasi  yang  sama  lebih  mudah didegradasi dibandingkan dengan limbah LAS. Hal tersebut dapat diketahui dari waktu yang dibutuhkan dalam proses degradasi.
Keyword: Perancangan, reaktor IoT, limbah, detergen, fenton heterogen

## Abstract
Effluent is a dangerous solution  to the environment because  detegent waste is a pollutant in which ABS and LAS are found, it is an anionic surfusion that is a dangerous active compound. The purpose of this research is to test  detegent reactors  based  on  the  Internet  of  things  in  fraction  of  detegent  waste.  The  detegent  treatment  reactor  works  to depreciate  the  detegent  waste  by  the  internet-based  fenton  method  of  thing.  By  putting  the  waste  in  the  reactor,  and coupled with the catalyst, as a matter of fact, the reactor will work. The reactor will read the value of the color on the waste to determine if the waste is ready to be removed. In the process of waste degradation will change colors from one that was previously blue to clear. After the degraded detegent waste of the sewage treatment replants will send users a text alert and this is intended to facilitate the monitoring of the degradation process of detegent waste. The reactor is equipped  with  color  sensors,  driver's  license,  and  stirrer  motors  as  primary  components.  From  testing  done,  it  takes three hours to deform the ABS waste and it takes up to four hours to descale the waste  using the reactor. ABS waste with the same concentration is easier to degrade than welding. It can be known from the time it takes in the degradation process.
Keywords: Designer, reactor IoT, sewage, detegent, fenton heterogeneous

## PENDAHULUAN
Air  merupakan  sumber  daya  alam  yang  sangat  dibutuhkan  oleh  manusia.  Dua  pertiga  dari permukaan  bumi  merupakan  air.  Namun,  saat  ini  terdapat  permasalahan  serius  yang  mengancam keberadaan air  yaitu pencemaran air. Tingkat pencemaran air mengalami peningkatan yang sangat signifikan.  Penyebab  pencemaran  terdiri  dari  banyak  hal.  Salah  satu  penyebab  pencemaran  air adalah  limbah  detergen.  Limbah  detergen  di  perairan  dapat  dihasilkan  dari  kegiatan  mencuci  baik dari  rumah  tangga,  industri  kecil  seperti laundry maupun  industri  besar.  Limbah  detergen  ini dibuang  secara  langsung  ke  tanah  maupun  perairan  atau  selokan  air.  Keberadaan  detergen  di

## Sandhy Auliya Ma’arief, Ida Sriyana, Pita Adis Hernanda, dan Shinta Amelia JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 9 No 2 (2023)
perairan sangat berbahaya, karena bersifat karsinogen, menimbulkan bau dan menyebabkan proses eutrofikasi  yang  berupa  pertumbuhan  tidak  terkendali  bagi  enceng  gondok.  Sungai  atau  perairan yang seharusnya bersih sebagai sumber air bersih untuk warga. Jika sungai tercemar maka air tanah juga ikut tercemar.
Air  limbah  detergen  termasuk  polutan  karena  didalamnya  terdapat  zat  yang  disebut Alkyl Benzene Sulfonate (ABS) dan zat Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS). Senyawa LAS dan ABS adalah surfaktan anionik yang merupakan senyawa aktif yang terdapat didalam detergen. Ada beberapa metode penelitian yang telah dilakukan sebelumnya diantaranya yaitu metode fotokatalis, metode  foto  degradasi,  dan  metode  fenton  heterogen.  Metode  fotokatalis  melalui  proses  Foto degradasi  limbah  cair laundry dilakukan  dengan  limbah  cair  dihitung  absorbansi  awal  dengan spektrofotometri  UV-Vis.  Dengan  cara  melihat  absorbansi  limbah  pada  pada  panjang  gelombang maksimum.  Metode  fotokatalis  memudahkan  dalam  hal  pemisahan  setelah  proses  degradasi  dan meningkatkan kemampuan absorbsi katalis.
Penelitian  tentang  Foto  degradasi  senyawa  surfaktan  menggunakan  sinar  UV  memperoleh Jumlah optimum penambahan katalis TiO 2 yang diperoleh dari hasil degradasi senyawa LAS secara fotokatalis adalah 1,5 gram dan ABS sebanyak 2 gram. Waktu optimum yang diperoleh dari hasil degradasi senyawa LAS dan ABS secara fotokatalis sama yaitu 120 menit. Hasil degradasi dengan limbah laundry sebesar  70,27  %  [1].  Penelitian  lain  tentang  Uji  Aktivitas  Beberapa  Katalis  pada Proses  Degradasi  Senyawa  Aktif  Detergen  secara  Fotokatalis  memperoleh  hasil  dengan  Katalis TiO 2 Degussa  P-25  menunjukkan  hasil  terbaik  dengan  penyisihan  sebesar  84,98  %.  Sedangkan untuk  katalis  lainnya  yaitu  TiO 2 Merck,  immobilized  TiO 2 P 25 Degussa  –  silica  gel,  immobilized TiO2  Merck  –  silica  gel  dan  silica  gel  masing-masing  menunjukkan  penyisihan  sebesar  76,29  %; 65,45 %; 53,87 %; 39,87 % [2].
Internet  of  Things (IoT)  adalah  salah  satu  perkembangan  keilmuan  yang  sangat  menjanjikan dalam mengoptimalkan kehidupan manusia berdasarkan sensor cerdas  yang dimiliki dan peralatan pintar  yang  bekerjasama  dalam  jaringan  internet.  Perkembangan  perangkat  komunikasi  yang dihadirkan  pada  IoT  berkembang  sangat  pesat  dalam  dua  dekade  terakhir  dengan  peningkatan penggunaan  sensor  di  setiap  aspek  kehidupan  manusia  sehingga  membentuk  jaringan-jaringan berbasis  sensor  dan  ditambah  dengan  perkembangan  teknologi  komunikasi  nirkabel  yang memudahkan pengiriman data yang dibutuhkan dengan  aksesibilitas  yang tinggi seperti Bluetooth , WiFi, ZigBee, 5 dan GSM. IoT memberikan peluang pada kita dalam penerapan dibidang mana pun [3][4][5].
Sensor  warna  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  sensor  warna  dengan  tipe  TCS3200 yang dapat mengukur warna RGB dari sebuah objek berwarna. Sensor warna ini dilengkapi dengan 4  buah  LED  putih  guna  membantu  pembacaan  data  warna  pada  objek.  Kemampuan  dalam mendeteksi  warna  dapat  digunakan  sebagai  teknologi  yang  memungkinkan  alat  untuk  bekerja secara  otomatis  ketika  mendeteksi  perubahan  warna  pada  limbah  detergen  yang  semula  berwarna biru dan kemudian setelah terdegradasi menjadi berwarna bening [6][7].
Metode  Fenton  adalah  salah  satu  dari  teknologi  oksidasi  kimia  lanjut  (Advanced  Oxidation Process)  adalah  serangkaian  prosedur  yang  dirancang  untuk  menghilangkan  bahan  organik  dalam air limbah melalui oksidasi melalui reaksi dengan radikal hidroksil (OH). Proses Fenton itu sendiri terjadi  dari  reaksi  antara  hidrogen  peroksida  dengan  ion  besi  menghasilkan  hydroxyl  radical  yang dapat  mengoksidasi  senyawa  organik  maupun  anorganik.  Namun,  dalam  aplikasi  pengolahan  air limbah,  istilah  ini  biasanya  merujuk  secara  lebih  spesifik  pada  subset  proses  kimia  yang menggunakan ozon, hidrogen peroksida (H 2 O 2 ) dan / atau sinar UV [8][9][10].
AOPs  dapat  diklasifikasikan  baik  sebagai  homogen  atau  heterogen.  Metode  homogen  terbagi atas  tiga  yaitu  Metode  fenton  Fe 2 +/H2O 2 /dark.  Reaksi  antara  pencampuran  Fe 3 +  dan  H 2 O 2 pada larutan  asam  untuk  oksidasi  Fe 2 +  ke  Fe 3 +  dan  sedikit  bentuk  tingginya  reaksi  hidroksil  radikal (•OH) [11]. Metode ini memiliki karakteristik yang sama dan formasi H 2 O 2 harus sedikit. Metode

## Sandhy Auliya Ma’arief, Ida Sriyana, Pita Adis Hernanda, dan Shinta Amelia JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 9 No 2 (2023)
Heterogen dimana Sumber Fe digunakan pada katalis.  Fe  yang baik  menyerap ion  membran  yang sudah  berubah.  Dalam  mendegradasi  LAS  dan  ABS  dalam  penelitian  ini  menggunakan  metode fenton  heterogen  yang  dikombinasikan  dengan  sensor  warna  berbasis Internet  of  Things .  Oleh karena  itu  penelitian  ini  bertujuan  untuk  melakukan  perancangan  dan  pengujian  reaktor  limbah detergen berbasis internet of things dalam mendegradasi limbah detergen.

## METODE
Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  reaktor  pengolahan  limbah  berbasis internet  of  things adalah  mikrokontroler,  tabung  reaktor,  liquid  crystal  display  (LCD),  antena,  SIM,  sensor  warna, motor  pengaduk,  2 relay ,  pompa  air  DC,  selang, stepdown ,  dan power  supply .  Selain  alat  yang digunakan pada penelitian reaktor pengolahan limbah berbasis internet of things , penelititan ini juga menggunakan  beberapa  bahan  yaitu  katalis,  limbah  detergen  yang  digunbakan  adalah  LAS  dan ABS, dan hidrogen peroksida.
Reaktor  pengolahan  limbah  berbasis internet  of  things ini  memiliki  tampilan  seperti    pada gambar  1  dan  memiliki  komponen  di  dalamnya  yaitu  1)  mikrokontroler  sebagai  komponen pengendali komponen lainnya, 2) Tabung reaktor sebagai tempat penampungan limbah dan sebagai tempat proses degradasi berlangsung, 3) LCD sebagai penampil keterangan yang sedang dilakukan reaktor,  4)  antena  sebagai  penangkap  sinyal  untuk  meningkatkan  fungsi  SIM,  5)  SIM  sebagai komponen  untuk  mengirimkan  dan  menerima  pesan  berupa  SMS,  6)  sensor  warna  sebagai pendeteksi warna limbah, 7) motor pengaduk sebagai  pengaduk limbah  detergen, 8) relay sebagai saklar untuk mematikan atau menyalakan pompa air DC, 9) pompa air DC sebagai komponen untuk membuang  limbah  yang  telah  didegradasi,  10) relay sebagai  saklar  untuk  menyalakan  atau mematikan  motor  pengaduk,  11)  selang  sebagai  jalur  pembuangan  limbah,  12) stepdown sebagai penurun tegangan dari 12V ke 5V.

## Gambar 1. Tampilan reaktor pengolahan limbah berbasis internet of things
Reaktor pengolahan limbah berbasis internet of things memiliki cara kerja yaitu dengan sensor warna  membaca  nilai  dari  warna  limbah  yang  berada  pada  reaktor  ketika  mencapai  nilai  yang dinyatakan  telah  siap  dibuang  atau  degradasi  telah  selesai  dilakukan.  setelah  SIM  mengirimkan pesan  berupa  SMS  ke  nomor  pengguna  yang  berisi  “apakah  limbah  akan  dibuang?  balas  1  untuk buang, balas 2 untuk tahan”, pada tahap ini smartphone menerima pesan dari reaktor berupa SMS, setelah itu pengguna menerima pesan pada smartphone dan menentukan balasan apabila membalas 1  maka  pompa  pada  reaktor  akan  menyala  dan  kemudian  membuang  limbah  yang  terdapat  pada

## Sandhy Auliya Ma’arief, Ida Sriyana, Pita Adis Hernanda, dan Shinta Amelia
JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 9 No 2 (2023)
reaktor  kemudian  mematikan  sistem  pada  reaktor  karena  proses  telah  selesai,  apabila  membalas  2 maka reaktor akan tetap menahan limbah dan akan mematikan sistem.
Mengacu  pada  Gambar  2,  yang  memperlihatkan  secara  lengkap  blok  diagram  reaktor pengolahan  limbah  berbasis internet  of  things ,  tegangan  awal  pada  reaktor  yang  diberikan power supply adalah  sebesar  12V  yang  digunakan  untuk    komponen  mikrokontroler,  motor  pengaduk, pompa  air  DC, relay ,  dan stepdown .  Pada stepdown tegangan  12V  diturunkan  menjadi  5V  untuk memberikan  tegangan  pada  sensor  warna  dan  SIM800L  v2  agar  stabil.  Kemudian  mikrokontroler memberikan  sinyal  perintah  pada  beberapa  komponen  diantaranya  adalah  LCD,  SIM800L  v2, sensor  warna,  dan  kedua relay untuk  mengendalikan  reaktor  sesuai  dengan  program  dan  logikan yang diinginkan.
Gambar 2. Blok diagram

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  dari  penelitian  rancang  alat  reaktor  pengolahan  limbah  berbasis internet  of  things diperoleh sebuah reaktor yang memiliki 12 komponen yang digunakan. Reaktor ini telah memiliki logika sesuai dengan keinginan seperti pada gambar 3.

## Sandhy Auliya Ma’arief, Ida Sriyana, Pita Adis Hernanda, dan Shinta Amelia JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 9 No 2 (2023)
Mengacu  pada  Gambar  3,  yang  memperlihatkan  secara  lengkap  cara  kerja  reaktor pengolahan limbah berbasis internet of things dengan penjelasan sebagai berikut:
1) Sensor  warna  akan  membaca  nilai  dari  warna  limbah  yang  berada  pada  reaktor  ketika  telah mencapai nilai yang dinyatakan siap untuk dibuang atau degradasi telah selesai dilakukan.
2) SIM  mengirimkan  pesan  berupa SMS ke  nomor  pengguna  yang  berisi  “apakah  limbah  akan dibuang? Balas 1 untuk buang, dan balas 2 untuk tahan”.
3) Pada tahap ini, smartphone menerima pesan dari reaktor berupa SMS .
4) Pengguna menerima pesan pada smartphone dan menentukan balasan
5) Apabila  membalas  1,  maka  pompa  pada  reaktor  akan  menyala  dan  kemudian  membuang limbah  yang  terdapat  pada  reaktor  lalu  mematikan  sistem  pada  reaktor  karena  proses  telah selesai.
6) Apabila membalas 2, maka reaktor akan tetap menahan limbah dan akan mematikan sistem

## Sandhy Auliya Ma’arief, Ida Sriyana, Pita Adis Hernanda, dan Shinta Amelia JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 9 No 2 (2023)
Dari cara kerja yang telah dijelaskan sistem ini memiliki flowchart seperti pada gambar 4 yang dibuat  menngunakan  software  raptor  dengan  jalan  sistem  yang  disesuaikan  seperti  program  yang dipakai.  Sehingga  mendapatkan  hasil  pengujian  sesuai  dengan  cara  kerja  dan  sistem  yang diinginkan sebagai berikut:

## Tabel 1. Hasil pengujian reaktor pengolah limbah
Konsentrasi LAS dan ABS Konsentrasi Metilen Blue Katalis  Kecepatan Motor Waktu Degradasi SMS Terkirim/Tidak Dokumentasi Hasil SMS 20 ppm LAS 5 ml 5 gram 100 rpm 4 jam Terkirim 20 ppm ABS 5 ml 5 gram 100 rpm 3 jam Terkirim

## Sandhy Auliya Ma’arief, Ida Sriyana, Pita Adis Hernanda, dan Shinta Amelia
Hasil  dari  detergen  yang  dilakukan  pengujian  sebelum  dan  sesudah  di  uji  terlihat  seperti  pada gambar 5 a dan b berikut:
(a) (b)
Gambar 1. (a) Sebelum degradasi dengan reaktor (b) Setelah degradasi dengan reaktor

## PENUTUP
Setelah melakukan penelitian ini dapat disimpulkan bahwa reaktor pengolahan limbah berbasis internet  of  things dapat  digunakan  dalam  mendegradasi  limbah  detergen  yaitu  LAS  dan  ABS menggunakan  metode  fenton  heterogen  dan  dapat  dipantau  menggunakan smartphone melalui SMS.  Dari  hasil  pengujian  yang  dilakukan  dapat  diketahui  bahwa  proses  degradasi  pada  limbah ABS lebih cepat dibandingkan dengan degradasi pada limbah LAS.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] H. Hendra, E. Barlian, A. Razak, and H. Sanjaya, “Photo-Degradation of Surfactant Compounds Using Uv Rays With Addition of Tio2 Catalysts in Laundry Waste,” Sainstek  J. Sains dan Teknol. , vol. 7, no. 1, p. 59, 2016, doi: 10.31958/js.v7i1.126.
[2] Y.  Maryani,  I.  Kustiningsih,  and  H.  Nufus,  “Uji  Aktivitas  Beberapa  Katalis  pada  Proses  Degradasi  Senyawa Aktif Detergen Secara Fotokatalisis,” Semin. Rekayasa Kim. dan Proses , vol. A-15-1, pp. 4–5, 2010.
[3] E.  Y.  Suyanti,  “Rancang  Bangun  Deteksi  Detak  Jantung  Manusia  dengan  Metode  Pulse  Sensor  Berbasis  IoT (Internet  of  Things)  Eppy  Yundra,” J.  Tek.  Elektro ,  vol.  8,  no.  1,  pp.  191–198,  2019,  [Online].  Available: www.pulsesensor.com.
[4] J. Faza, S. I. Purnama, and F. T. Syifa, “Sistem Monitoring Tingkat pH, Kekeruhan dan Suhu Air Limbah Batik pada Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Berbasis LoRa,” J. Telecommun. Electron. Control Eng. , vol. 3, no. 1, pp. 10–15, Jul. 2021, doi: 10.20895/jtece.v3i1.146.
[5] Y. Efendi, “Internet Of Things (Iot) Sistem Pengendalian Lampu Menggunakan Raspberry Pi Berbasis Mobile,” J. Ilm. Ilmu Komput. , vol. 4, no. 1, 2018, [Online]. Available: http://ejournal.fikom-unasman.ac.id.
[6] R. Dwi and Vivianti, “Alat Pendeteksi Warna Menggunakan Sensor Warna Tcs3200,” no. November, 2018.
[7] K. Thoriq Al-Azis, A. Ma’arif, S. Sunardi, F. Nuraisyah, and A. Rusdiarna Indrapraja, “Glucose level detection system in glucose solution using TCS3200 sensor with If-Else method,” Ilk. J. Ilm. , vol. 13, no. 2, pp. 110–116, 2021, doi: 10.33096/ilkom.v13i2.733.110-116.
[8] S. Amelia, W. Rahmadani, L. R. Amalia, and Z. Mufrodi,  “Degradation of surfactant waste of leather tanning using  Fe2O3/activated  carbon  catalyst,” Maj.  Kulit,  Karet,  dan  Plast. ,  vol.  35,  no.  2,  p.  49,  2019,  doi: 10.20543/mkkp.v35i2.5607.

## Sandhy Auliya Ma’arief, Ida Sriyana, Pita Adis Hernanda, dan Shinta Amelia
JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 9 No 2 (2023)
[9] H.  Setiyanto,  “Study  on  the  Fenton  Reaction  for  Degradation  of  Remazol  Red  B  in  Textile  Waste  Industry,”
Molekul , vol. 11, no. 2, p. 168, 2016, doi: 10.20884/1.jm.2016.11.2.212.
[10] S.  Soraya  Santi,  “Penurunan  Kosentrasi  Surfactan  Pada  Limbah  Detergen  Dengan  Proses  Photokatalitik  Sinar UV,” 2009.
[11] T. E. Agustina and A. Bustomi, “Pada Proses Pengolahan Limbah Pewarna Sintetik,” vol. 22, no. 1, pp. 65–72, 2016.

## Biodata Penulis
Sandhy Auliya Ma’arief , lahir di OKU Timur, 30 Agustus 2000. Sedang menjalani studi pada program studi Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Ahmad Dahlan.
Ida  Sriyana, dilahirkan  di  Pandeglang,  9  Januari  2001.  Sedang  menjalani  studi  pada  program  studi  Teknik  Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Ahmad Dahlan.
Pita Adis Hernanda, dilahirkan di Sragen, 17 April 2001. Sedang menjalani studi pada program studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Ahmad Dahlan.
Shinta  Amelia, dilahirkan  di  Tangerang,  26  Juni  1989.  Sarjana  Teknik  Kimia,  Fakultas  Teknik,  Universitas Diponegoro, memperoleh gelar Magister Teknik Kimia di Universitas Gadjah Mada.