P-ISSN 2338-5391 | E-ISSN 2655-9862

## BAHAN LIMBAH ALAMI SEBAGAI BIO-KOAGULAN PENGOLAHAN AIR LIMBAH DOMESTIK
Wiwin Nurzanah 1* , Irma Dewi 1
1 Prodi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara Jalan Kapten Muchtar Basri No.3 Medan. Telp.6622400 e-mail: wiwinnurzanah@umsu.ac.id

## ABSTRAK
Tujuan penelitian  adalah  untuk  meningkatkan  penggunaan  bahan-bahan  alami  untuk  pengolahan  air limbah domestik. Bahan baku untuk biokoagulan untuk pengolahan limbah domestik yang digunakan yaitu: Daun kelor, Opuntia, Kulit buah delima, Jerami lupin, ampas tebu, dan teh. Metode penelitian menggunakan percobaan jar test untuk biokoagulan dengan menggunakan prosedur koagulasi/flokulasi,  pada  pH  7,5  dan  suhu  25  °C.  Selanjutnya  dikarakterisasi  dengan  menggunakan spektroskopi Fourier transform inframerah (FT-IR) dan analisis mikroskop elektron (SEM). Semua bio- koagulan efektif dalam menghilangkan kontaminan dari air limbah. Persentase penyisihan maksimum residu  Kelor,  Kitosan,  Opuntia,  Delima,  Lupin,  Ampas  Tebu,  dan  Ampas  Teh  diamati  pada  dosis optimal  0,8  g/L.  Delima  menunjukkan  polutan  tertinggi  efisiensi  penghapusan.  Kitosan  dan  Lupin menunjukkan  efisiensi  sedang  untuk  kebutuhan  oksigen  kimia  (COD),  kebutuhan  oksigen  biologis (BOD5), total padatan tersuspensi (TSS), fosfat (PO4), amonia (NH3), nitrat (NO3), kekeruhan, total Kjeldahl  nitrogen  (TKN),  total  nitrogen  (TN),  dan  total  karbon  organik  (TOC).  Kapasitas  adsorpsi tertinggi yang dicapai Opuntia ditinjau dari TSS, COD, BOD5, PO4, NH3, NO3, TKN, TN, dan TOC adalah  367.42,  625,  450,  82,  3.5,  3.83,  10.43,  8.21,  18.64,  dan  231.66  mg  /g,  dengan  efisiensi penyisihan rata- rata masing-masing sebesar 85%, 88,25%, 88,07%, 90,32%, 90,29%, 93,82%, 90,23%, 92,23%,  dan  95,69%,  karena  adanya  tekstur  retak  dengan  situs  adsorpsi  berpori.  Hasil  penelitian menunjukkan  bahwa  bahan  tersebut  dapat  dianggap  sebagai  biokoagulan  yang  ramah  lingkungan, berbiaya rendah, dan efektif untuk pengolahan air limbah.
Kata Kunci: koagulan alami, limbah alami, air limbah, pengolahan air

## ABSTRACT
Theaim of research is to increase the use of natural material for domestic wastewater treatment. The raw  materials  used  for  biocoagulants  namely  Moringa  leaves,  Opuntia,  pomegranate  peel,  lupine straw, sugar cane bagasse, and tea.the research method used a jar test experiments for biocoagulants using  coagulation/flocculation  procedures  at  pH  7.5  and temperature  25  °C.  It  was  further characterized using Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy and electron microscope (SEM) analysis. All bio-coagulants are effective in removing contaminants from wastewater. The maximum removal percentage of Moringa, Chitosan, Opuntia, Pomegranate, Lupine, Sugarcane Bagasse, and tea  dregs  residues  was  observed  at  the  optimal  dose  of  0.8  g/L.  Pomegranate  showed  the  highest pollutant  removal  efficiency.  Chitosan  and  Lupine  showed  moderate  efficiency  for  chemical  oxygen demand (COD), biological oxygen demand (BOD5), total suspended solids (TSS), phosphate (PO4), ammonia (NH3), nitrate (NO3), turbidity, total Kjeldahl nitrogen (TKN), total nitrogen (TN), and total organic carbon (TOC). The highest adsorption capacities achieved by Opuntia in terms of TSS, COD, BOD5, PO4, NH3, NO3, TKN, TN, and TOC were 367.42, 625, 450, 82, 3.5, 3.83, 10.43, 8.21, 18.64, and  231.66  mg  /g,  with  an  average  removal  efficiency  of  85%,  88.25%,  88.07%,  90.32%,  90.29%, 93.82%, 90.23%, 92.23%, and 95.69%, due to the cracked texture with porous adsorption sites. The research results show that this material can be considered an environmentally friendly, low-cost, and effective bio-coagulant for wastewater treatment
Keywords: bio coagulant, natural waste, wastewater, water treatment

## PENDAHULUAN
Kehadiran  air  sangat  penting  bagi kehidupan  karena  fungsinya  yang  vital. Pesatnya pertumbuhan populasi dan perkembangan  industri  telah  menyebabkan pembuangan  air  yang  tidak  diolah  dalam jumlah besar, sehingga menimbulkan ancaman terhadap  lingkungan  dan  sumber  daya  air (Abou et.al ,  2021).  Namun,  beberapa  negara mengalami  kelangkaan  air  bersih  dan  dapat memanfaatkan  pengolahan  air  limbah  sebagai pilihan yang menarik untuk mitigasi polusi. Air yang  diolah  digunakan  untuk  berbagai keperluan  industri  serta  penggunaan  sekunder seperti irigasi, pembilasan toilet, dan pencucian mobil.  Polutan  yang  terdapat  di  dalam  air dianggap  sangat  berbahaya  bagi  lingkungan dan  manusia.  Oleh  karena  itu,  perlu  dicari alternatif  baru  dalam  pengolahan  air  limbah dengan  menggunakan  metode  yang  hemat energi,  ramah  lingkungan,  berkelanjutan,  dan hemat biaya. Sampai saat ini, beberapa metode telah  digunakan  untuk  mengolah  air  limbah, seperti  koagulasi  kimia,  biologis,  proses adsorpsi,  osmosis  balik,  pertukaran  ion, nanoteknologi, dan sistem lahan basah.
Proses  koagulasi/flokulasi  kimia  konven- sional  dan  adsorpsi  adalah  metode  paling terkenal  dan  efektif  yang  digunakan  untuk pengolahan air limbah (Fawzy, 2023). Saat ini, biokoagulan alami yang berasal dari tumbuhan, hewan,  atau  mikro  organisme  merupakan sumber  daya  potensial  untuk  pengolahan  air dan air limbah. Selain ramah lingkungan, juga dapat menggantikan koagulan anorganik sepeti tawas, besi klorida, dan kalsium oksida dalam pengolahan air limbah.
Limbah alami ini memiliki berat molekul tinggi dan mengandung polimer yang meningkatkan efisiensi pengolahan dan pemurnian.  Mereka  menunjukkan  banyak keuntungan karena ketersediaannya yang luas, kemampuan terurai secara hayati, biaya rendah, pembuangan  yang  aman  dengan  produksi lumpur yang rendah.
Dalam  literatur,  beberapa  biokoagulan alami  digunakan  seperti  tongkol  jagung,  kulit delima, kulit opuntia, kelor, ampas teh, ampas tebu, dan lupin, (Hashtroudi, 2020) dan Kitosan (Kurniawan,  2023).  Mereka  diuji  untuk menghilangkan polutan dari air limbah (Mogbo
et.al , 2020). Bio koagulan alami dan adsorben yang  digunakan  pada  penelitian  ini    adalah kitosan, kulit buah delima, jerami lupin, ampas tebu, daun kelor, opuntia, dan ampas teh.
Kitosan  merupakan  polimer  alami  yang diperoleh dengan menghilangkan gugus asetil- kitin  dalam  lingkungan  basa  dan  digunakan dalam  pengolahan  air  sebagai  bahan  yang sangat  baik  untuk  menghilangkan  berbagai polutan (Al-Musawi, 2022). Mekanisme penghilangan polutan diklaim bersifat netralisasi bermuatan karena adanya pengelompokan amino positif dan bridging.
Delima digunakan sebagai koagulan yang efektif  untuk  menghilangkan  nitrogen  dari  air limbah  pemerahan  paltor.  Jerami  lupin digunakan  untuk  menghilangkan  ion  timbal hingga  98,45%  dengan  konsentrasi  awal  5 mg/L dari larutan berair. Adsorpsi yang efektif disebabkan  oleh  luas  permukaan  Lupin  yang kasar  dengan  kandungan  karbon  dan  oksigen yang tinggi masing-masing sebesar 88,27% dan 11,73% , (Hashtroudi, 2020).
Ampas  tebu  digunakan  sebagai  koagulan pada  pH  7,5  untuk  menghilangkan  kekeruhan sebesar 97,3%, hal ini disebabkan oleh struktur ampas tebu yang tidak teratur dengan pori-pori dan rongga yang dapat menerima adsorpsi.
Kelor  memiliki  berbagai  aplikasi  sebagai adsorben  untuk  menghilangkan  pewarna, logam  berat,  dan  senyawa  organik  (Andrade et.al ,  2021).  Tanaman  yang  terdiri  dari  tajuk dan  batang  yang  tahan  kekeringan  serta memiliki  khasiat  nutrisi  dan  pemurni  air.  Ini adalah  tanaman  ramah  lingkungan  yang  tidak beracun,  mengandung  senyawa  bioaktif,  dan banyak  tersedia  secara  hayati  di  lingkungan sekitar.  Kelor  digunakan  sebagai  koagulan alami untuk menghilangkan bahan organik dan kekeruhan.  Hal  ini  meningkatkan  kualitas limbah  hingga  mencapai  batas  pembuangan terutama untuk air limbah di bawah 500 NTU. Daun  Kelor  kaya  dengan  gugus  hidroksil  dan karboksilat yang meningkatkan proses koagulasi  dan  mengurangi  kekeruhan  hingga 80%  dengan  metode  netralisasi  muatan  dan adsorpsi.
Biji tanaman kelor (600 mg/L) digunakan untuk  menghilangkan  kandungan  bakteri, kekeruhan dan warna dari air limbah domestik. Tingkat penghapusan mencapai 99%, 94% dan 73%  (Andrade,  2021)  Dalam  penelitian  lain
yang  dilakukan  oleh  (Varasani et.al ,  2022). Kelor  digunakan  sebagai  bio-koagulan  untuk pengurangan  COD,  BOD, Total  padatan (TS), pH,  konduktivitas  listrik  (EC)  dan  kekeruhan dalam air limbah. Air limbah penyamakan kulit diolah untuk dimurnikan dengan menggunakan kelor,  dan  penghilangan  warnanya  mencapai 90%  (Kumar MM, 2016). Singkatnya, penurunan kekeruhan menyebabkan penurunan kebutuhan  oksigen  kimia  yang  akibatnya menurunkan  BOD  dan  DO  dalam  air  limbah. Dalam  proses  koagulasi  terdapat  mekanisme penghilangan terutama adsorpsi dan bridging.
Opuntia ditandai dengan adanya karbohidrat  lengket  kompleks  dan  telah digunakan  sebagai  koagulan  alami  untuk menghilangkan  kekeruhan  dan  COD  dari  air limbah  kota  dengan  dosis  optimal  120  mg/L, tingkat penghilangan masing-masing mencapai 83,7%  dan  72,73%  (Deshmukh, et.  al ,  2019).
Interaksi dipol atau ikatan hidrogen adalah cara kerja  yang  dilakukan  oleh  Opuntia.  Dapat mencapai  98%  kekeruhan  dari  sampel  air simulasi  melalui  proses  koagulasi.  Kompresi lapisan  ganda,  penghubungan  partikel  koloid dan  netralisasi  muatan  merupakan  mekanisme utama  yang  terlibat  dalam  proses  koagulasi dalam  pengolahan  air  limbah.  Selama  proses flokulasi,  partikel-partikel  yang  tidak  stabil bergabung  bersama  membentuk  flok  besar, yang kemudian dapat dihilangkan secara efektif melalui  sedimentasi.  Dalam  sebuah  penelitian yang  dilakukan  oleh  (Otálora et.al ,  2022). untuk  penggunaan  Opuntia  sebagai  bio- koagulan  alami  untuk  menghilangkan  warna dan  kekeruhan  dari  air  simulasi  yang  keruh. Efisiensi  mencapai  70%  dan  80%  masing- masing  pada  pH  12  dan  12  mg/L  dosis optimum.  Hal  ini  terutama  disebabkan  oleh adanya  asam  galakturonat  dalam  rantai polisakarida  dan  juga  karena  netralisasi  air simulasi  dengan  partikel  Opuntia  yang bermuatan negatif.
Limbah teh yang merupakan bahan limbah daur ulang yang tersusun dari selulosa, lignin, dan  karbohidrat  serta  efisien  untuk  adsorpsi. Selanjutnya  metode  koagulasi  fisika-kimia menggunakan  koagulasi/flokulasi  digunakan untuk  menghilangkan  padatan  tersuspensi, kekeruhan  dan  warna.  Namun  40%  beban organik dan kandungan nitrogen dihapus pada saat  yang  sama  `koagulan  biosorben  yang berasal  dari  sisa  tanaman  mengandung  bahan
selulosa  yang  tinggi  seperti  hemiselulosa  dan lignin  (Fawzy et.al ,  2018).  Mereka  dicirikan oleh  adanya  beberapa  gugus  fungsi  seperti C=O,  -COOH,  -C=N,  dan  -OH.  Serta  luas permukaan  bio-sorben  yang  memiliki  afinitas tinggi  untuk  mengikat  dan  menyerap  berbagai macam  polutan  seperti  pewarna,  logam  berat, POP, bahan organik, dan anorganik  (Tofan et. al , 2023).
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk meningkatkan  penggunaan  bahan-bahan  alami untuk  pengolahan  air  limbah  domestik.  Bio- koagulan  yaitu;  daun  kelor,  kitosan,  opuntia, kulit  delima,  jerami  lupin,  ampas  tebu,  dan ampas  teh  telah  disiapkan,  dikarakterisasi  dan diuji sebagai biokoagulan untuk pengolahan air limbah  domestik  dengan  metode  koagulasi /flokulasi.  Studi  adsorpsi  juga  dievaluasi berdasarkan efisiensi biokoagulan, yang dipengaruhi oleh dosis sorben.

## Metode Penelitian
1. Penelitian  ini  adalah  penelitian  kuantitatif yang  mendeskripsikan  hasil  pengamatan sampel di laboratorium dengan pembanding metode yang sudah ada seperti koagulasi  kimia,  biologis  dan  proses adsorpsi.
2. Teknik Karakterisasi dengan menganalisis spektroskopi  infra  merah  transformasi Fourier  (FT-IR)  dilakukan  oleh  Thermo Fisher  Scientific  (UK)  untuk  mencatat spektrum biokoagulan sebelum pengolahan.  Spektrometer  inframerah  FT- IR  digunakan  untuk  menjelaskan  gugus fungsi yang ada.
3. Studi koagulasi dilakukan dengan menggunakan sistem jar test (Velp JLT-6) pada suhu kamar (25 °C).
4. Morfologi permukaan biokoagulan dikarakterisasi  menggunakan  Scanning Electron Microskop (SEM)

## Persiapan Bahan Biokoagulan
Opuntia,  jerami  Lupin,  dan  kulit  Delima dibeli pasar lokal dan dicuci bersih dengan air keran dan air yang diionisasi untuk menghilangkan kotoran. Kemudian dihaluskan dan  diayak  (90  µm)  untuk  mencapai  ukuran partikel  yang  konsisten.  Selanjutnya  bahan dikeringkan  pada  suhu  105°C  selama  12  jam untuk menghilangkan kadar airnya (Hashtroudi, 2020).
Residu ampas teh diperoleh dari teh bekas, dicuci  dengan  air  matang  hingga  air  tehnya menjadi  jernih,  kemudian  dikeringkan  pada suhu 105 °C selama 12  jam untuk menghilangkan  kadar  air.  Ampas  teh  kering digiling menjadi bubuk, disaring hingga ukuran 100 µm, dan kemudian dikeringkan pada suhu 105 °C selama 5 jam tambahan.
Daun  kelor  digiling  dan  diayak  (90  µm) untuk  mendapatkan  ukuran  partikel  yang homogen. Bahan tersebut kemudian dikeringkan  pada  suhu  105  °C  selama  12  jam untuk  menghilangkan  kadar  air  dan  direndam dalam  air  suling  selama  24  jam  untuk menghilangkan sisa minyak setelah pengepresan  mekanis  (Varsani et.al ,  2022). Kemudian disaring dan dikeringkan pada suhu 105 °C.
Kitosan  dengan  berat  molekul  sedang digiling dan diayak (90 µm) untuk mendapatkan ukuran partikel yang serupa, dan kemudian  dikeringkan  pada  suhu  105  °C selama 12 jam untuk menghilangkan kadar air (Al-Musawi et.al , 2022).
Ampas  tebu  diperoleh  dari  pedagang  air tebu  kemudian  dicuci  secara  menyeluruh dengan  air  keran,  diikuti  dengan  pencucian dengan  air  ionisasi  untuk  menghilangkan kotoran berlebih (Iwuozor KO, 2023). Kemudian  digiling  dan  diayak  (90  µm)  untuk mendapatkan  ukuran  partikel  yang  homogen. Selanjutnya  bahan  dikeringkan  pada  suhu 105°C  selama  12  jam  untuk  menghilangkan kadar airnya.
Bahan  biokoagulan  tersebut  di  atas  telah disiapkan  dan  diekstraksi  dengan  air  tanpa tambahan  bahan  kimia  hingga  siap  digunakan sebagai  sampel  seperti  ditunjukkan  pada Gambar 1.

## Teknik Karakterisasi
Analisis spektroskopi infra merah transformasi  Fourier  (FT-IR)  dilakukan  oleh Thermo Fisher Scientific (UK) untuk mencatat spektrum  biokoagulan  sebelum  pengolahan. Spektrometer  inframerah  FT-IR  digunakan untuk  menjelaskan  gugus  fungsi  yang  ada. Sampel bio-koagulan dimaserasi secara proporsional  dengan  kristal  KBr  (1  mg sampel/100  mg  KBr),  dan  rentang  spektral 4000  hingga  400  cm  dianalisis.  Gambar permukaan biokoagulan direkam menggunakan mikroskop  elektron  pemindaian  Quanta  FEG
250  (FEI  Company,  USA).  Sampel  dipasang pada  stub  SEM  dan  kemudian  kondisi  SEM meliputi jarak  kerja  10,1  mm  dengan  detektor dalam lensa dan tegangan eksitasi 20 kV.
Gambar 1. Bahan Bio-koagulan yang Sudah

## Dihaluskan

## Analisis dan Karakterisasi Air Limbah
Air limbah influen nyata setelah penyaringan dikumpulkan dari instalasi pengolahan air limbah. Pengukur pH/konduktivitas  (WTW)  digunakan  untuk menentukan  nilai  pH  limbah  mentah  dan limbah  yang  diolah.  Kebutuhan  oksigen kimiawi  (COD)  diukur  menggunakan  alat pencerna  COD  dan  spektrofotometer  (T70), sedangkan kebutuhan oksigen biokimia (BOD5)  ditentukan  menggunakan  inkubator Kottrmann.  Total  Kjeldahl  Nitrogen  (TKN) diukur menggunakan distilator Gerhardt (Model  Vapodest)  dan  digester  (Model Kjeldahl Therm). Total karbon organik (TOC) diukur  menggunakan  penganalisis  TOC  multi N/C 3100 oleh Analytic Jena.
Tabel  1  menunjukkan  karakteristik  air limbah  mentah  yang  digunakan  selama penelitian  dibandingkan  dengan  Peraturan Mentri nomor P.68/Menlhk-Setjen/2016 (Permen, 2016). Berdasarkan lima pengambilan sampel dan analisis, dapat disimpulkan bahwa konsentrasi  influen  untuk  kekeruhan,  TSS, BOD5,  dan  COD  tidak  memenuhi  batas  yang diperbolehkan. Nilai rata-rata TSS, TOC, COD, dan BOD5 berturut-turut adalah 434 mg/L, 193 mg/L,  630  dan  409  mgO2/L.  Kekeruhannya mencapai 54 NTU. Total spesies nitrogen yang diwakili oleh amonia (NH3), nitrat (NO3), dan total  Kjeldahl  nitrogen  (TKN)  dalam  sampel
influen masing-masing adalah 3,4, 8,9, dan 7,2 mg/L, dan fosfat (PO4) adalah 3,1 mg/L.
Tabel 1.  Karakteristik Fisika Kimia Air Sampel Limbah.

## Studi Koagulasi
Percobaan  koagulasi  dilakukan  dengan menggunakan sistem jar test (Velp JLT-6) pada suhu kamar (25 °C). Domestik mentah satu liter sampel  air  limbah  digunakan  dalam  setiap proses  dengan  masing-masing koagulan.
Beberapa  kali  proses  untuk  setiap  koagulan dilakukan dengan menggunakan dosis koagulan yang berbeda untuk mengetahui dosis optimum dengan  efisiensi  penyisihan  tertinggi.  Dosis koagulan yang diteliti adalah 0,1, 0,3, 0,5, 0,8, 1,0,  dan  1,5  g/L  untuk  setiap  percobaan  yang dijalankan.  Sampel  dicampur  dengan  cepat pada  kecepatan  300  rpm  selama  satu  menit. kemudian dilanjutkan dengan flokulasi selama 30  menit  dengan  kecepatan  150  rpm  dan terakhir  didiamkan  selama  45  menit  (Nassar et.al, 2022). Supernatan ditarik, pengaruh dosis koagulan,  dan  konsentrasi  COD,  BOD5,  TSS, PO4, dan TN terhadap efisiensi penyisihan (%) dan kapasitas maks (mg/g) COD, BOD5, TSS, PO4, dan TN dilaksanakan. Efisiensi penyisihan  (R%)  dan  dosis  polutan  yang
teradsorpsi  pada  dosis  spesifik  adsorben  qe (mg/g) dihitung dari Persamaan 1 dan 2.
1
2
Dimana  (R%)  adalah  efisiensi  penyisihan,  qe adalah  dosis  polutan  yang  teradsorpsi  pada dosis  adsorben  tertentu  (mg/g).  Co  adalah konsentrasi awal (mg/L), Ce adalah konsentrasi setelah  adsorpsi  (mg/L),  m  adalah  dosis adsorben  (g),  dan  V  adalah  volume  sampel (liter).

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Karakteristik  Biokoagulan  dan  Mekanisme Proses Koagulasi yang Diusulkan.
Analisis  spektrum  Fourier  transform inframerah (FT-IR) telah dilakukan. Spektrum koagulan FT-IR ditunjukkan pada Gambar. 1a - 1g  untuk  menyelidiki  gugus  fungsi  bahan limbah alami yang digunakan sebagai koagulan yang  bertanggung  jawab  untuk  adsorpsi  dan penghilangan polutan sebelum adsorpsi. Mekanisme adsorpsi pengikatan polutan disebabkan  oleh  banyaknya  gugus  hidroksil dalam  selulosa  dan  pita  yang  terdapat  pada 3450  cm -1 ,  di  mana  media  berair  mendorong pertukaran  ion  dan/atau  kompleksasi  dengan polutan  (Ahmed et.al ,  2023).  Pita  yang ditunjukkan pada 2900 cm -1 mungkin menunjukkan  vibrasi  ulur  –C–H  dari senyawa alifatik.  Serapan  pada  ketinggian  1600  cm (Hellal et.al , 2023).
Gambar  2a  untuk  FTIR  serbuk  Lupin menunjukkan  bahwa  5  puncak  pada  3450, 2810, 1600, 1410, dan 1050 cm  menunjukkan pembengkokan N–H pada adsorben.
Peregangan  C-N  pada  cincin  heterosiklik  juga diidentifikasi  pada  bilangan  gelombang  1410 cm. Puncak pada 1450 cm terdeteksi. Koagulasi oleh  Lupin  diduga  disebabkan  oleh  getaran simetris N-H yang tumpang tindih dengan –OH dari  gugus  fenol  yang  ada  dalam  selulosa  dan lignin Lupin.
Gambar  2b  menunjukkan  pita  pada  3450 dan  1600  cm -1 ,  Opuntia  mengandung  keton, ester,  aldehida,  hidroksil,  dan  karboksil  yang fungsional disebabkan oleh vibrasi ulur C–OH alkohol.  Terakhir,  asam  karboksilat  diamati pada jarak 1050 cm -1 dari kelompok adsorben.
Para meter Satuan Kadar air limbah Kadar maks. Yg diijin kan Metode Analisis pH - 7.5 6 - 9 pH meter TDS mg/L 618 2000 2540-C EC µs/cm 1112 2500- 7500 2520-B Turbidity NTU 54 - Turbitimeter TSS mg/L 434 30 2540-D COD mgO2/L 630 100 5220 D BOD5 mg/L 409 30 5210 B PO4 mg/L 3.1 2 4500 C NH3 mg/L 3.4 10 4500-NH3 NO3 mg/L 8.9 45 4500-B TKN mg/L 7.2 15 4500-N org TN mg/L 16.1 - 4500-N TOC mg/L 193 - 5310-C UV254 nm 1.012 - Metode EPA – 415.3
Selain itu, dari data literatur Delima, jelas bahwa  gugus  fungsi  disebabkan  oleh  adanya gugus  hidroksil,  dan  permukaan  kulit  Delima kaya  akan  oksigen,  seperti  yang  ditunjukkan pada  Gambar  2c.  Pengolahan  air  limbah  pulp dan  kertas  dilakukan  dengan  biji  Delima dengan  dosis  optimal  600  mg/L  dan  waktu kontak  30  menit  untuk  penyisihan  COD  dan kekeruhan  masing-masing  sebesar  87%  dan 60%.  Hal  ini  disebabkan  oleh  struktur  bahan serat  Delima  yang  kaya  akan  protein  dan polisakarida yang meningkatkan proses koagulasi (Shabanizadeh et.al , 2023).
Sementara  itu,  Gambar  2d  untuk  Kelor menunjukkan  adanya  pita  berbeda  dengan banyak gugus  fungsi  amino,  hidroksil, karboksilat,  dan  amina.  Gugus  fungsi  ini membantu  kompleksasi  elektrostatis  antara permukaan biosorben Kelor dan polutan.
FT-IR
Kitosan mengkonfirmasi
keberadaan  polisakarida  rantai  panjang  dan gugus  amino,  seperti  yang  ditunjukkan  pada Gambar 2e. Penghapusan polutan oleh Kitosan disebabkan  oleh  interaksi  elektrostatik  dan proses khelasi. Polutan bermuatan negatif yang ada dalam air limbah, seperti bahan organik dan ion  logam  berat,  berinteraksi  dengan  rantai polimer  melalui  interaksi  elektrostatik  dan mengarah  pada  penghilangan  TSS,  COD,  dan kekeruhan secara efektif.
Gambar 2f menunjukkan FTIR limbah teh yang  kaya akan selulosa, hemiselulosa, lignin, protein,  dan  tanin.  Ini  mengandung  banyak gugus  fungsi  yang  efisien  untuk  adsorpsi polutan (El-Azazy et.al , 2021).
Selain  itu  ampas  tebu  disajikan  pada Gambar 2g. Mekanisme koagulasi ampas tebu terutama  disebabkan  oleh  difusi  partikel polutan pada  permukaan  ampas  tebu (sorben), diikuti dengan penjeratan molekul yang dibawa oleh  aksi  kapiler,  dan  kemudian  aglomerasi melalui permukaan ampas tebu yang kasar dan berpori.  seperti  yang  dilaporkan  oleh  (Kumar et.al , 2016).
Gambar 2a. Spektrum FT-IR Biokoagulan Lupin
Gambar 2b. Spektrum FT-IR Biokoagulan Opuntia Gambar 2c. Spektrum FT-IR Biokoagulan Daun Kelor Gambar 2d. Spektrum FT-IR Biokoagulan Kitosan
Gambar 2e. Spektrum FT-IR Biokoagulan Kulit Delima
Gambar 2f. Spektrum FT-IR Biokoagulan Teh

## Gambar 2g. Spektrum FT-IR Biokoagulan
Ampas Tebu
Morfologi permukaan
biokoagulan
dikarakterisasi menggunakan
Scanning
Electron  Microskop  (SEM).  Gambar  3a  -  3g menampilkan  struktur  berpori  dari  koagulan yang  berbeda.  Gambar  SEM  dengan  jelas menunjukkan  adanya  rongga  pengikat  polutan seperti  senyawa  organik,  polutan  anorganik, dan senyawa N-P, yang menunjukkan tingginya pengikatan kontaminan.
Gambar SEM Lupin menunjukkan struktur tumpang  tindih  seperti  kertas  dengan  banyak pori-pori  dan  luas  permukaan  berkerut  kasar, seperti  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  3a.
Gambar
SEM Opuntia Gambar
3b
menunjukkan  matriks  tidak  beraturan  dengan pola retak. Pada kasus gambar SEM kulit buah Delima  Gambar  2c  terlihat  memiliki  luas permukaan  kasar  dengan  mikro  dan  makrofag yang berbeda seperti yang dikutip dari (BenAli, 2021). Gambar 3d menampilkan gambar SEM kelor  yang  menampilkan  adanya  struktur  vili dengan  matriks  berpori  yang  memudahkan proses  adsorpsi  (Varsani et.al ,  2022).  Gambar SEM  untuk  Kitosan  Gambar  3e  menunjukkan struktur inti. Selain itu, gambar SEM limbah teh menunjukkan struktur berserat berpori Gambar 3f.  Akhirnya,  gambar  SEM  yang  diperoleh untuk  ampas  tebu  Gambar  3g  menunjukkan struktur ampas tebu yang berserat dan berlapis.
Gambar 3a. SEM Biokoagulan Lupin
Gambar 3b. SEM Biokoagulan Opuntia
Gambar 3c. SEM Biokoagulan Kulit Delima
Gambar 3d. SEM Biokoagulan Daun Kelor
Gambar 3e. SEM Biokoagulan Kitosan
Gambar 3f. SEM Biokoagulan Teh

## Gambar 3g. SEM Biokoagulan Ampas Tebu

## Pengaruh Dosis Biokoagulan
Pada  penelitian  ini  ditemukan  bahwa semua  koagulan  memiliki  kemampuan  untuk mengikat  polutan  yang  ada  dalam  air  limbah domestik. Gambar 4 - 10 menunjukkan efisiensi penyisihan  (R  %)  untuk  parameter  pengujian berbeda dengan dosis koagulan yang bervariasi (0,1, 0,3, 0,5, 0,8, dan 1 g/L), termasuk  kelor, kitosan,  opuntia,  delima,  lupin,  ampas  Tebu, dan ampas Teh. Kapasitas adsorpsi kontaminan meningkat  dengan  dosis  hingga  0,8  g/L,  pada kondisi optimal molekul menjadi padat.
Dalam  kasus  Opuntia, hasil  penelitian  ini lebih  baik  dibandingkan  yang  diperoleh  dari (NSSRaouen et.al ,  2017).  dilaporkan  bahwa 82,75%  TSS  dan  64,3%  COD  dicapai  untuk pengolahan  air  limbah  perkotaan.  Terlihat bahwa  penghilangan  kelor  terbatas  pada kekeruhan,  UV  254  nm,  dan  penghilangan unsur hara, hal ini mungkin disebabkan karena Kelor lebih menyukai media dasar untuk proses adsorpsi (Desta et.al , 2023). Namun penurunan COD, BOD, TSS, dan TOC  yang  memuaskan dicapai pada air limbah domestik dengan nilai pH 7,5.
Gambar 4. Efisiensi Penyisihan (R %) Kulit Delima Untuk Parameter Berbeda.
Gambar 5. Efisiensi Penyisihan (R %) Lupinus Untuk Parameter Berbeda.
Gambar 6. Efisiensi Penyisihan (R %) Opuntia Untuk Parameter Berbeda.
Gambar 7. Efisiensi Penyisihan (R %) Teh Untuk Parameter Berbeda.
Gambar 8. Efisiensi Penyisihan (R%) Daun Kelor
Gambar 9. Efisiensi Penyisihan (R %) Kitosan Untuk Parameter Berbeda.
Gambar 10. Efisiensi penyisihan (R %) Ampas Tebu untuk parameter berbeda.

## Perbandingan Antara Berbagai Adsorben Yang
Digunakan  Untuk  Polutan  Pembuangan  Dari Air Limbah Domestik
Berdasarkan data sebelumnya yang diperoleh  pada  dosis  optimal  0,8  g/L  untuk biokoagulan,  data  yang  digambarkan  pada
Tabel  2  menunjukkan  kapasitas  adsorpsi  total padatan tersuspensi, total karbon organik, kimia kebutuhan oksigen, kebutuhan oksigen biologis,  dan  nutrisi  (fosfor  dan  nitrogen) menggunakan  adsorben  alami  yang  berbeda. Diketahui kapasitas adsorpsi TOC, COD, BOD, PO4, NO3, NH3, TKN, dan TN dengan urutan sebagai berikut: Opuntia > Kulit buah delima > Kitosan  > Jerami  lupin  > ampas  teh  >  Ampas tebu  =  Kelor.  Namun,  kapasitas  penyingkiran total  padatan  tersuspensi  berada  pada  kisaran urutan Kitosan  > Jerami  lupin  >  Ampas  teh  > Opuntia > Kulit buah delima > Ampas tebu = Kelor.
Penting  untuk  dicatat  bahwa  semua biokoagulan yang digunakan untuk pengolahan air  limbah  domestik  efisien  dan  memiliki kapasitas adsorpsi yang tinggi.
Koagulasi/flokulasi  diikuti  oleh  mekanisme adsorpsi  yang  terlibat  dapat  dikaitkan  dengan interaksi  sinergis  antara  polutan  dan  adanya mekanisme  berbeda  seperti  elektrostatik, kompleksasi,  gaya  Vander  Waals,  dan  ikatan hydrogen  (El  Bendary et.al ,  2023).  Selain  itu, morfologi  permukaan  biokoagulan  mem- fasilitasi  proses  adsorpsi  dan  meningkatkan jebakan  polutan.  Serta  struktur  biokoagulan yang  unik,  kaya  akan  lignin,  selulosa,  dan hemiselulosa dengan gugus multi fungsi seperti (-OH),  (-C=O),  (-COOH),  (C=N),  Gugus  (C- OH) dan (-SH) meningkatkan adsorpsi.
Tabel 2.  Kapasitas Adsorpsi Polutan Yang Berbeda Menggunakan Biokoagulan Alami Yang Berbeda q (mg/g)
Tabel 3. Perbandingan Efisiensi Penyisihan (R%) Untuk Berbagai Biokoagulan Yang Digunakan Untuk Pengolahan Air Limbah
Tabel 4.  Kebutuhan Air Dan Listrik Untuk Penyiapan 1000 Mg Bahan Limbah

## KESIMPULAN
Bahan biokoagulan limbah alami dikarak- terisasi  menggunakan  FT-IR  dan  teknik  SEM adalah  kelor,  kitosan,  opuntia,  delima,  lupin, ampas  tebu,  dan  ampas  teh.  Spektrum  FT-IR biokoagulan terdeteksi pada kisaran 4000–400 cm.  Kehadiran  beberapa  gugus  fungsi  dalam biokoagulan  terbukti  menjadi  alasan  utama efektifnya  adsorpsi  dan  penghilangan  polutan. Gambar  SEM  dari  biokoagulan  menunjukkan luas permukaan kasar dengan rongga pengikat yang  tersedia  untuk  menyerap  polutan. Percobaan  batch  koagulasi  dilakukan  untuk mendapatkan kondisi operasi biokoagulan yang optimal  (dosis  0,8  g/L  pada  waktu  kontak  30 menit  dan  150  rpm).  Tingkat  penghilangan yang  diperoleh  untuk  semua  bio-koagulan cukup  memuaskan.  Berkisar  antara  95–100%, Opuntia dan kulit buah menunjukkan kapasitas adsorpsi tertinggi terhadap TSS, COD, BOD5, PO4, NH3, NO3, TKN, TN, dan TOC (367.42, 625, 450, 82, 3.5, 3.83, 10.43, 8,21, 18,64, dan 231,66  mg/g)  pada  dosis  optimal  0,8  g.  Kulit buah  delima  menunjukkan  kapasitas  adsorpsi
TSS, COD, BOD5, PO4, NH3, NO3, TKN, TN, dan  TOC  (366.56,  693.75,  450,  3.45,  3.71, 10.31,  7.94,18.25,  231,  dan  25  mg/g).  Semua biokoagulan  yang  diteliti  menarik  dan  dapat digunakan sebagai metode yang murah, mudah, terbarukan,  dan  efektif  untuk  mengolah  air limbah domestik.

## DAFTAR PUSTAKA
Abou,  O.N.  et.  al.  (2021).  Treatment  of hazardous  wastewater  generated  from metal  finishing  and  electro-coating industry  via  self-coagulation:  case study. Water Environ Res .
Ahmed HM, Sobhy NA, Ibrahem WA. (2023).
Green  Biosynthesis  of  zinc  oxide nanoparticles  utilizing  pomegranate peel  extract  for  grey  water  treatment. Solid State Phenom .
Al-Musawi  TJ,  Mengelizadeh  N,  Al  Rawi  O, Balarak  D.  (2022).  Capacity  and modeling  of  Acid  Blue  113  Dye adsorption  onto  Chitosan  magnetized
by Fe2O3 nanoparticles. Polym Environ .
Andrade PV, Palanca CF, de Oliveira MAC, Ito CYK,  dos  Reis  AG.    (2021).  Use  of Moringa  oleifera  seed  as  a  natural coagulant  in  domestic  wastewater tertiary  treatment:  physicochemical, cytotoxicity and bacterial load evaluation. Water Process Eng .
Ben-Ali,  S.  (2021).  Application  of  raw  and modified pomegranate peel for wastewater  treatment:  A  literature overview and analysis. Int J Chem Eng .
Deshmukh SO, Hedaoo MN. (2019). Wastewater  treatment  using  bio- coagulants such as cactus Opuntia ficus indica. Carbon .
Desta  WM,  Bote  ME.    (2023).  Wastewater treatment  using  a  natural  coagulant (Moringa oleifera seeds): optimization through response surface methodology.
Heliyon .
El-Azazy  M,  El-Shafie  AS,  Al-Shaikh  B.
Yousef. (2021). Green tea waste as an efficient adsorbent for methylene blue: Structuring of a novel adsorbent using full factorialdesign. Molecules .
El-Bendary MA, Fawzy ME, Abdelraof M, El- Sedik M, Allam MA.. (2023). Efficient malachite  green  biodegradation  by Pseudomonas  plecoglossicide  MG2: process  optimization,  application  in bioreactors,  and  degradation  pathway. Microb Cell Factor .
Fawzy ME. ( 2023). Chicken bone ash is a cost- effective  and  efficient  adsorbent  for phenol  removal  from  an  aqueous solution. Desalin Water Treat .
Fawzy ME, Badr NM, Abou-Elela SI.  (2018). Remediation  and  reuse  of  retting  flax wastewater  using  activated  sludge process  followed  by  adsorption  on activated  carbon. J  Environ  Sci Technol .
Hashtroudi,  H.  (2020).  Treatment  of  lead- contaminated water using lupin straw: adsorption  mechanism,  isotherms,  and kinetics studies. Desalin Water Treat .
Hellal MS, Rashad AM, Kadimpati KK, Attia SK,  Fawzy  ME.  (2023).  Adsorption characteristics  of  nickel  (II)  from aqueous  solutions  by  Zeolite  Scony Mobile-5  (ZSM-5)  incorporated  in sodium alginate beads. Sci Rep .
Iwuozor  KO,  et.  al.  (2023).  Prospects  and challenges  of  utilizing  Sugarcane Bagasse  as  a  bio-coagulant  precursor for water treatment. Biotechnol Rep .
Kumar  MM,  Karthikeyan  R,  Anbalagan  K, Bhanushali  MN.  (2016).  Coagulation process  for  tannery  industry  effluent treatment using Moringa oleifera seeds protein: kinetic study, pH effect on floc characteristics  and  design  of  a thickener unit. Sep Sci Technol
Kurniawan,  et.  al.  (2023).  The  influence  of preparation  and  pretreatment  on  the physicochemical properties and performance of plant-based
biocoagulants  in  treating  wastewater. Environ. Adv .
Mogbo,  O.  et.  al    (2020).  A  study  on  the efficacy  of  bio-coagulants  for  turbid and waste water treatment. J Crit Rev .
Nassar HF, Hussein MA, Fawzy ME. ( 2022). Effective chemical coagulation treatment  process  for  cationic  and anionic  dye  degradation. Egypt  J Chem .
Otálora  MC,  Wilches-Torres  A,  Lara  CR, Gómez  Castaño  JA,  Cifuentes  GR. (2022).  Evaluation  of  turbidity  and color  removal  in  water  treatment:  a comparative  study  between  Opuntia ficus-indica  fruit  peel  Mucilage  and FeCl3. Polym .
Permen LHK. (2016). Peraturan.go.Id.
Retrieved  from  Peraturan  Menteri Lingkungan  Hidup  dan  Kehutanan Nomor P.68/menlhk-setjen/2016 Tahun  2016  Tentang  Baku  Mutu  Air Limbah Domestik:
https://ppkl.menlhk.go.id/website/fileb ox/5/170314114854P.68%20BAKU% 20MUTU%20LIMBAH%20DOMES
TIK.pdf
Rachdi  NSSRaouen,  Srarfi  Feyda.  (2017).
Cactus Opuntia as natural flocculant for urban  wastewater  treatment. Water  Sci Technol .
Shabanizadeh  H,  Taghavijeloudar  M.  (2023).
Potential  of  pomegranate  seed  powder as a novel natural flocculant for pulp and paper
wastewater treatment: characterization, comparison, and combination  with  alum. Process  Saf Environ .
Sukmana  H,  B.  N.  (2021).  Adsorption  and coagulation  in  wastewater  tewater treatment–review. Prog Agric Eng Sci
Tofan  L,  Suteu  D.  (2023). Renewable  resource biosorbents  for  pollutant  removal  from aqueous  effluents  in  column  mode. Separations .
Varsani  V,  Vyas  SJ,  Dudhagara  DR.  (  2022). Development  of  bio-based  material from  the  Moringa  oleifera  and  its  bio- coagulation kinetic modeling-A sustainable  approach  to  treat  the wastewater. Heliyon .