## DEKOLORISASI AIR LIMBAH PENGOLAHAN GURITA DENGAN METODE AOT (ADVANCE OXIDATION TREATMENT)
Ganden Supriyanto, Khoirun Nisak R, Abdulloh Abdulloh *
Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga Jl. Mulyorejo, Surabaya
* email: ganden-s@fst.unair.ac.id
Received 6 Maret 2018 Accepted 2 Mei 2018

## Abstrak
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  efektifitas  metode  AOT  menggunakan reagen  Fenton  untuk mendekolorisasi  warna  merah  yang  terdapat  dalam  air  limbah pengolahan  gurita.  Penggunaan  reagen  Fenton  (H 2 O 2 dan  Fe 2+ )  akan  menghasilkan radikal hidroksil (∙OH) yang bisa menghilangkan warna merah yang terdapat di dalam limbah  sehingga  limbah  menjadi  tidak  berwarna  dan  aman  untuk  dibuang  ke lingkungan.  Penentuan  dekolorisasi  air  limbah  pengolahan  gurita  dilakukan  dengan menentukan perubahan  intensitas warna merah menggunakan skala Pt/Co. Parameter utama yang digunakan dalam metode AOT adalah waktu, konsentrasi Fe 2+ , konsentrasi H 2 O 2, dan  pH.  Hasil  optimum  dari  dekolorisasi  air  limbah  pengolahan  gurita  adalah pada waktu 55 menit, konsentrasi Fe 2+ 42,86 ppm, konsentrasi H 2 O 2 85,71 ppm, dan pH 4. Dengan kapasitas dekolorisasi warna merah sebesar 49,08 %.
Katakunci : metode AOT, dekolorisasi dan reagen Fenton

## Abstract
This research aims to determine the effectiveness of  AOT method with the use of Fenton reagent  in  decolorization  of  octopus  canning  wastewater’s  red  color.  The  use  of  Fenton reagent (H 2 O 2 and Fe 2+ ) will produce hydroxyl radicals (∙OH) that will oxidize the red colour so  the  octopus  canning  wastewater  to  be  colourless  and  safe  to  discharged  into  the environment.  Determination  of  octopus  canning  wastewater's  decolorization  is  done  by determining the change  of red color's intensity using  Pt/Co scale. The main parameter in determining  the  decolorization  of  octopus  canning  wastewater  using  AOT  with  Fenton reagent  are  time,  concentration  of  Fe 2+ ,  concentration  of  H 2 O 2, and  pH.  The  maximum decolorization of octopus canning wastewater was reached at following condition rarely 55 minutes, with Fe 2+ concentration of 42,86 ppm, H 2 O 2 concentration of 85,71 ppm, and pH 4. With a capacity of red color’s decolorization is 49,08 %.

## Keywords: AOT method’s, decolorization and Fenton reagent
Pendahuluan Limbah adalah buangan yang kehadirannya  pada  suatu  saat  dan  tempat tertentu dapat menurunkan kualitas lingkungan.  Berdasarkan  UU  RI  No.  23 Tahun  1997,  limbah  adalah  sisa  suatu usaha  atau  kegiatan.  Limbah  merupakan
buangan  dalam  bentuk  zat  cair,  zat  padat dan  zat  gas.  Tetapi  di  Indonesia  limbah dalam  bentuk  zat  cair  sangat  banyak mengandung bahan berbahaya dan beracun  (B3)  yang  karena  sifat  dan konsentrasinya  atau  jumlahnya,  baik secara  langsung  maupun  tidak  langsung
dapat mencemari atau merusak lingkungan hidup,  kesehatan,  kelangsungan  hidup manusia serta mahkluk hidup lainnya.
Pada limbah pengolahan gurita, limbah yang  dihasilkan  berupa  limbah  cair  yang berwarna  merah.  Selama  ini  limbah pengolahan  gurita  diolah  secara  biologis yaitu menggunakan bakteri dengan metode lumpur  aktif  ( activated  sludge). Namun hasilnya  belum  optimal  karena  zat  warna merah  dari  proses  pengolahan  gurita  sulit didegradasi  secara  biologis.  Air  limbah hasil  pengolahan  gurita  masih  berwarna merah  dan  masih  belum  bisa  memenuhi baku mutu yang ditetapkan oleh pemerintah. Karena itu perlu dikembangkan metode lain untuk menghilangkan  warna  merah  dari  limbah pengolahan gurita. Salah satu metode yang efektif  yaitu  oksidasi  secara  kimia menggunakan reagen Fenton.
Penggunaan  reagen  Fenton  dalam pengolahan  air  limbah  merupakan  salah satu metode yang paling efektif. Teknologi ini  merupakan  proses  lanjutan  dari  AOT yang  memanfaatkan  radikal  hidroksil (•OH)  dengan  kereaktifan  tinggi  untuk menghancurkan kontaminan organik (Diya’uddeen, et  al., 2012).  Diketahui bahwa  efisiensi  dari  reagen  Fenton dipengaruhi  oleh  konsentrasi  H 2 O 2 ,  rasio Fe 2+ / H 2 O 2 , pH dan waktu reaksi. Selain itu konsentrasi  limbah  dan  karakteristiknya, seperti  temperatur,  juga  mempengaruhi efisiensi  reagen  Fenton  (Barbusinski, 2009).  Reagen  Fenton  digunakan  sebagai penghancur kontaminan organik di dalam penelitian  ini  karena  reagen  Fenton memiliki  beberapa  karakteristik  yang cocok  untuk  penelitian  ini  seperti  reagen Fenton  lebih  efektif  menghancurkan kontaminan  organik  limbah  dalam  fase cairan  daripada  limbah  dalam  fase  yang lain  dan  proses  ini  tidak  menimbulkan bahaya baru bagi lingkungan karena hasil akhir dari proses ini adalah CO 2 dan H 2 O.

## Metode Penelitian
Bahan  yang digunakan pada penelitian ini yaitu  limbah pengolahan gurita, H 2 O 2 ,
garam  Mohr  (NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 ·6H 2 O,  HCl, NaOH  pekat,  K 2 Cr 2 O 7 ,  H 2 SO 4 pekat, MnSO 4 ,  KIO 3 ,  Na 2 S 2 O 3 ,  dan  akuades. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah spektrofotometer UV-Vis, oven, desikator,  tabung  COD,  reaktor  COD, botol winkler, kertas  saring,  sentrifugase, botol  sentrifus,  timbangan  analitik,  pH universal,  stirer  magnetik,  pipet  mikro, lemari pendingin, dan peralatan gelas yang biasa digunakan di laboratorium.
Sebelum didekolorisasi, dilakukan pengukuran panjang gelombang maksimum, intensitas warna, COD, BOD, dan  TSS  pada  sampel  asli  limbah pengolahan  gurita  yang  nantinya  akan digunakan sebagai data awal. Dekolorisasi dilakukan dengan variasi waktu, konsentrasi  Fe 2+ ,  konsentrasi  H 2 O 2 ,  dan pH. Analisis persen terdekolorisasi dilakukan  dengan  mengukur  perubahan intensitas  warna  merah  sebelum  dan sesudah  dekolorisasi  menggunakan  skala Pt/Co.  Setelah  dilakukan  dekolorisasi, dilakukan  pengukuran  intensitas  warna, COD,  BOD,  dan  TSS  yang  digunakan sebagai data akhir.

## Hasil dan Pembahasan

## Optimasi waktu
Optimasi  waktu  dilakukan  untuk mengetahui waktu optimum yang dibutuhkan  oleh  reagen  Fenton  dalam mendekolorisasi  warna  merah  dalam limbah  pengolahan  gurita  hingga  batas maksimumnya. Sampel limbah pengolahan gurita diukur intensitas warnanya  dengan  cara  membandingkan intensitas  warna  sebelum  didekolorisasi dan  setelah  dilakukan  dekolorisasi  pada selang waktu 25, 40, 55, 70, dan 85 menit menggunakan skala Pt/Co. Hasil optimasi waktu dapat dilihat pada Gambar 1 .
Perlakuan  optimasi  waktu  pada  menit ke-55  merupakan  kondisi  optimum  pada dekolorisasi warna merah limbah pengolahan gurita. Persentase dekolorisasi yang terjadi pada menit ke-55 merupakan persentase terbesar yang menandakan pada saat  itu  telah  tercapai  keadaan  optimum
yaitu  sebesar  49,08  %.    Hal  ini  berarti jumlah  warna  merah  pada  limbah pengolahan  gurita  yang  paling  banyak terdekolorisasi terdapat pada menit ke-55, sebelum akhirnya mengalami fase kesetimbangan  dan  fase  jenuh  setelah mencapai  menit  tersebut  (yaitu  menit  ke- 70  dan  ke-85).  Seiring  bertambahnya waktu,  semakin  banyak  radikal  hidroksil yang  terbentuk.  Adanya  radikal  hidroksil ini akan bereaksi dengan Fe 2+ (persamaan 1 dan 2).
Adanya  Fe(OH) 3 dan  FeOH 3+ akan mengganggu  radikal  hidroksil  dalam mendekolorisasi warna merah pada limbah pengolahan  gurita,  sehingga  dekolorisasi semakin  lama  akan  menjadi  konstan bahkan  mengalami  penurunan  (Megha  et al,. 2013)
Fe 2+ + •OH → Fe(OH) 3 (1)
Fe 3+ + OH - → FeOH 3+ (2).
Gambar  1. Kurva  optimasi  waktu  dekolorisasi  dengan  kapasitas  dekolorisasi  limbah pengolahan gurita
Optimasi konsentrasi Fe 2+ Pada proses dekolorisasi dengan reagen Fenton adanya Fe 2+ akan berperan sebagai katalis pada pembentukan radikal hidroksil.  Fe 2+ berfungsi  sebagai  katalis untuk dekomposisi H 2 O 2. Besarnya konsentrasi  Fe 2+ sangat  berpengaruh dalam pembentukan radikal hidroksil yang akan  berperan  untuk  mendekolorisasi warna.  Hasil  optimasi  konsentrasi  Fe 2+ dapat dilihat pada Gambar 2 .
Hasil  terbaik  untuk  optimasi  Fe 2+ pada dekolorisasi  limbah  pengolahan  gurita terjadi pada saat penambahan Fe 2+ sebesar 42,86  ppm.  Dari  percobaan  yang  telah dilakukan pada dekolorisasi limbah pengolahan  gurita,  kapasitas  dekolorisasi meningkat  seiring  dengan  penambahan konsentrasi  Fe 2+ ,  tetapi  apabila  kelebihan penambahan konsentrasi Fe 2+ dapat
menurunkan  nilai  kapasitas  dekolorisasi. Penurunan kapasitas dekolorisasi disebabkan karena ion  Fe 2+ akan bereaksi dengan  radikal  hidroksil  yang  terbentuk, seperti persamaan reaksi berikut ini:
Fe 2+ + •OH → Fe 3+ + OH -
Dengan  demikian  pembentukan  radikal bebas akan berkurang dan mengakibatkan efesiensi  degradasi  berkurang  (Yao-Hui Huang, et al. , 2009).
Optimasi konsentrasi H 2 O 2 H 2 O 2 dalam  reaksi  dekolorisasi dengan  reagen  Fenton  berfungsi  sebagai sumber  radikal  hidroksi  •OH.  Hasil optimasi  konsentrasi  H 2 O 2 dapat  dilihat pada Gambar  3 .  Penambahan  H 2 O 2 sebesar  85,71  ppm  merupakan  kondisi optimum  pada  dekolorisasi  warna  merah pada limbah pengolahan gurita. Persentase
48.15% 48.70% 49.08% 49.08% 47.23% 47% 48% 49% 50% 20 30 40 50 60 70 80 90 De ko lo ri sa si
Waktu (menit)
dekolorisasi
yang terjadi pada penambahan 85,71 ppm  merupakan persentase terbesar yaitu 49,08 %. Hal ini dikarenakan produksi •OH yang dihasilkan dari  bereaksinya  H 2 O 2 berada  pada puncaknya  atau  keadaan  maksimum sehingga  dengan  banyaknya  •OH  yang terbentuk mengakibatkan proses dekolorisasi berjalan optimum dan setelahnya  malah  mengalami  penurunan. Dalam  hal  ini,  H 2 O 2 berfungsi  sebagai
oksidator yang akan mengoksidasi ion Fe 2+ menjadi  ion  Fe 3+ yang  disertai  dengan terbentuknya  radikal  •OH.  Akan  tetapi, konsentrasi  H 2 O 2 yang  berlebih  juga mampu menghambat aktivitas dekolorisasi, karena pada konsentrasi yang berlebih, H 2 O 2 justru akan bereaksi dengan •OH membentuk suatu radikal •OH 2 yang bersifat kurang reaktif (Abo-Farha, 2010).
Gambar  2. Kurva  optimasi  konsentrasi  Fe 2+ dengan  kapasitas  dekolorisasi  limbah pengolahan gurita
Gambar  3. Kurva  optimasi  konsentrasi  H 2 O 2 dengan  kapasitas  dekolorisasi  limbah pengolahan gurita
48.55% 48.65% 49.08% 48.76% 48.76% 47% 48% 49% 50% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 D eko lo ri sa si Fe 2+ (ppm) 45.76% 47.11% 49.08% 47.11% 46.49% 44% 46% 48% 50% 0 20 40 60 80 100 120 140 160 D eko lo ri sa si H 2 O 2 (ppm)

## Optimasi pH
pH  merupakan  salah  satu  variabel penting  yang dapat mempengaruhi proses dekolorisasi  karena  reaksi  pembentukan radikal bebas dipengaruhi oleh pH larutan. Pembentukan ion Ferous dan dekomposisi H 2 O 2 terjadi pada kondisi asam. Variasi pH digunakan  untuk  mengetahui  pada  pH berapa reagen Fenton dapat mendekolorisasi warna merah pada limbah pengolahan  gurita  secara  maksimum. Optimasi dilakukan pada rentang pH 2, 3, 4,  5,  dan  6  selama  waktu  yang  sudah teroptimasi, yaitu 55 menit. Hasil optimasi pH dapat dilihat pada Gambar 1.4.
Berdasarkan  hasil  analisis,  didapatkan pH optimum dekolorisasi pada pH 4. Pada pH asam, terjadi reaksi pembentukan •OH
dari H 2 O 2 dan air yang meningkat dengan cepat. Ion OH - dengan adanya H + pada pH asam  akan  membentuk  molekul  air  yang selanjutnya  terurai menjadi  •OH.  Adanya •OH yang banyak terbentuk mengakibatkan  proses  dekolorisasi  oleh reagen  Fenton  berjalan  cepat.  Sedangkan semakin  besar  nilai  pH,  menyebabkan jumlah ion Fe 2+ berkurang karena semakin mendekati  keadaan  basa  maka  proses terjadinya  reaksi  oksidasi  Fe 2+ menjadi Fe 3+ menjadi  semakin  cepat,  dikarenakan ion  Fe 3+ tidak  dapat  mereduksi  H 2 O 2 menjadi radikal hidroksil, sehingga pembentukan  radikal  hidroksil  berkurang . Hal  inilah  yang  menyebabkan  pada  pH lebih  dari  4,  proses  dekolorisasi  akan berjalan lebih lambat dan tidak optimum.
Gambar  4. Kurva  optimasi  pH  dekolorisasi  dengan  kapasitas  dekolorisasi  limbah pengolahan gurita

## Pengukuran  Intensitas  Warna  Merah Limbah Cair Pengolahan Gurita
Dekolorisasi  warna  merah  pada  limbah pengolahan  gurita  dilakukan  pada  dua macam  sampel,  yaitu  sampel  asli  yang belum  di  dekolorisasi  dan  sampel  yang telah didekolorisasi dengan reagen Fenton. Setelah  limbah  berhasil  didekolorisasi, sampel  limbah  hasil  dekolorisasi  diukur intensitas  warnanya  menggunakan  skala Pt/Co yang mana hasilnya akan digunakan untuk menghitung berapa persen dekolorisasi  yang  dapat  tercapai.  Hasil
persen dekolorisasi ( D ) ditentukan berdasarkan persamaan 1, dengan I ₀ dan I t adalah  Intensitas  warna  sebelum  dan sesudah proses dekolorisasi.
𝐷 (%) = 𝐼₀−𝐼𝑡 𝐼₀ 𝑥 100% (1)
Untuk  sampel  limbah  yang  belum didekolorisasi,  intensitas  warna  yang terukur  sebesar  68,09  Pt/Co.  Sedangkan untuk sampel limbah yang sudah didekolorisasi  intensitas  warna  yang
48.15% 48.70% 49.08% 48.90% 48.45% 47% 48% 49% 50% 1 2 3 4 5 6 7 de ko lo ri sa si pH
terukur  mengalami  penurunan  menjadi 34,67  Pt/Co.  Sehingga  setelah  dilakukan perhitungan  menggunakan  rumus  diatas didapatkan persen dekolorisasi yang dapat tercapai adalah sebesar 49,08 %.

## Analisis nilai COD, BOD, dan TSS limbah cair pengolahan gurita
Penentuan kadar COD, BOD, dan TSS pada  limbah  pengolahan  gurita  dilakukan sebanyak  dua  kali  yaitu  sebelum  dan sesudah  dilakukan  poses  dekolorisasi menggunakan regaen Fenton.
Karakteristik  Limbah  Cair  Pengolahan Gurita dapat dilihat pada Tabel 1.
Berdasarkan Tabel 1 , limbah cair hasil pengolahan  gurita  tersebut  masih  belum diizinkan  untuk  dibuang  ke  badan  air karena  masih  terdapat  parameter  yang belum  memenuhi  standar  baku  mutu  air limbah  yang  bisa  dilepas  ke  lingkungan. Parameter COD, BOD, dan TSS nya yang terbaca  sebelum  dilakukan  dekolorisasi adalah  sebesar  18019  mgO 2 /L,  4748 mgO 2 /L,  dan  1202  mg/L.  Nilai  tersebut tidak  memenuhi  baku  mutu  Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 06  Tahun  2007  tentang  baku  mutu  air
limbah  bagi  usaha  dan/atau  kegiatan pengolahan hasil perikanan.
Adapun  untuk  sampel  yang  telah didekolorisasi,  nilai  COD  yang  terbaca sebesar 7893 mgO 2 /L, BOD sebesar 1126 mgO 2 /L,  dan  TSS  sebesar  78  mg/L. Meskipun  pada  sampel  yang  telah didekolorisasi  terdapat  satu  parameter yang  sudah  memenuhi  baku  mutu  yaitu TSS,  tetapi  sampel  tersebut  masih  tidak boleh untuk dilepas ke lingkungan karena masih ada beberapa parameter lain (COD dan  BOD)  yang  belum  memenuhi  baku mutu  air  limbah  yang  bisa  dilepas  ke lingkungan. Berdasarkan Peraturan
Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 06  Tahun  2007  tentang  baku  mutu  air limbah  bagi  usaha  dan/atau  kegiatan pengolahan  hasil  perikanan  nilai  COD, BOD  dan  TSS  berturut-turut  adalah  200 mgO 2 /L, 100 mgO 2 /L, dan 100 mg/L.
Tabel  1. Karakteristik  limbah  cair pengolahan gurita
Parameter  Satuan Nilai Degradasi (%) I₀ I t
COD mgO 2 /L  18019  7893 56,19 BOD mgO 2 /L 4748  1126 76,28 TSS mg/L 1202 78 93,51
Gambar 5. Spektra Hasil Pembacaan IR
Analisis  gugus  fungsi  limbah  cair pengolahan
gurita menggunakan spektrofotometer IR
Uji Infra  Red pada  penelitian  ini bertujuan untuk mengetahui gugus apa saja yang  terdapat  di  dalam  limbah  hasil pengolahan gurita. Uji Infra red ini hanya
dilakukan pada sampel limbah pengolahan gurita  yang  belum  didekolorisasi.  Dari hasil spektra IR  yang  muncul, didapati di dalam  limbah  hasil  pengolahan  gurita terdapat  berbagai  macam  gugus  fungsi. Yaitu  pada  puncak  1635.97  cm -1 untuk vibrasi  karbonil  C=O,  pada  puncak
2163.20  cm -1 untuk  vibrasi  alkuna  C≡C, dan  pada  puncak  3332.49  cm -1 untuk vibrasi alkohol OH.

## Kesimpulan
Dari  hasil  penelitian  yang  telah dilakukan  dapat  disimpulkan,  bahwa metode  AOT  dapat  diterapkan  dalam mendekolorisasi warna merah pada limbah
cair  pengolahan  gurita.  Reagen  fenton dapat  mendekolorisasi  warna  merah  pada limbah  cair  pengolahan  gurita  secara maksimum pada waktu 55 menit, konsentrasi  Fe 2+ sebesar  42,86  ppm, konsentrasi H 2 O 2 sebesar 85,71 ppm, dan pH 4 dengan kapasitas dekolorisasi sebesar 49,08%.
Daftar Pustaka Diya’uddeen,  Hasan,  B.,  Abdul,  A.A.R.,
dan Daud, W.M.A.W., 2012. On the Limitation  of  Fenton  Oxidation Operational Parameters, International  Journal  of  Chemical
Reactor Engineering . 10. 211-213 Barbusinski, K., 2009. Fenton Reaction – Controversy Concerning the
Chemistry, Journal of Ecological Chemistry and Engineering. 16 . 347- 358
Megha  N.  Patel,  Mitali  Shah  Feasibility, 2013. Study  of  Fenton  Method  for the  Treatment  of  Dyeing  and Printing Mill Wastewater, International  Journal  of  Scientific Engineering and Technology. 2 . 411- 416
Abo-Farha,  S.S.,  2010. Photocatalytic Degradation of Monoazo and Diazo dyes in Wastewater on Nanometer- Sized  TiO 2 .  Al-Azhar  University, Cairo, Egypt Yao-Hui  Huang,  Hsiao-Ting  Su,  Li-Way Lin,  2009. Removal  of  citrate  and hydrophosphie  Binry  components using  Fenton,  Photo-fenton  and electrio-fentonprocesses,  Journal  of Enviromental Science . 21 . 35-40