## PENERAPAN IPTEKS UNIT TERINTEGRASI ELEKTROKOAGULASI DAN ULTRAFILTRASI UNTUK PENGOLAHAN LIMBAH CAIR TEMPE DI KELURAHAN CIMAHI, KECAMATAN CIMAHI TENGAH
Putu Teta Prihartini Aryanti 1 , Febrianto Adi Nugroho 2, Susilowati 3
1,2 Prodi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Jenderal Achmad Yani
3 Prodi Kesehatan Masyarakat, Sekolah Tinggi Ilmu Kesehatan Jenderal Achmad Yani
e-mail: teta.aryanti@yahoo.com, adinugroho2@yahoo.com, satjadibrata.susi@gmail.com

## Abstrak
Kelurahan  Cimahi,  Kecamatan  Cimahi  Tengah,  Kota  Cimahi  memiliki  dua permasalahan  terkait  dengan  sumber  air  dan  limbah.  Masyarakat  di  daerah tersebut masih menggunakan air tanah yang mengandung kontaminan organik dan mineral terlarut.  Sementara itu, limbah cair dari UKM tempe belum terolah secara  baik  sehingga  mencemari  sungai  jika  dibuang  secara  langsung. Kegiatan  ini  bertujuan  menyediakan  teknologi  untuk  menyelesaikan permasalahan  tersebut,  yaitu  teknologi  ultrafiltrasi  (UF)  dan  unit  terintegrasi elektrokoagulasi  -  ultrafiltrasi  (EC-UF).  Pelaksanaan  kegiatan  pengabdian masyarakat  ini  dibagi  dalam  beberapa  tahapan,  meliputi  koordinasi  dengan masyarakat,  sosialisasi  tentang  air  bersih  kepada  masyarakat,  instalasi  unit EC-UF,  dan training  penggunaan alat.  Hasil  uji  pengolahan  air  sumur  dengan teknologi UF menunjukkan bahwa produk air memenuhi standar baku mutu air minum. Unit terintegrasi EC-UF mampu menurunkan tingkat kekeruhan limbah hingga  dibawah  5  NTU  dan  menurunkan  BOD  hingga  60%.  Unit  EC  dapat diintegrasikan  dengan  pengolahan  biologi  untuk  menghasilkan  produk  yang lebih  jernih.  Teknologi  ini  dapat  dijadikan  sebagai  alternatif  teknologi  ramah lingkungan untuk pengolahan air dan limbah cair industri.
Kata kunci: elektrokoagulasi,  pengolahan  air,  pengolahan  limbah, ultrafiltrasi, ramah lingkungan.

## Abstract
Cimahi Subdistrict in Cimahi City, Indonesia has two problems related to clean water and tempe industry fluid waste. The communities Cimahi Subdistric used groundwater that contains high concentration of organic compounds as well as dissolved  minerals.  Meanwhile,  the  liquid  waste  from  tempe  industry  was  not treated properly, and consequently, it polluted the river when disposed directly. This  activity  provided  technology  to  solve  the  mentioned  problems  in  Cimahi Subdistrict,  namely  ultrafiltration  (UF)  and  integrated  electrocoagulation  - ultrafiltration (EC-UF) units. This community service activities were divided into
several stages,  including coordination  and dissemination of clean water to the community,  installation  of  the  EC-UF  unit,  and  training  on  the  use  of equipment.  In  groundwater  treatment  using  UF  membrane,  the  water  product meet  drinking  water  quality  standards.  The  integrated  EC-UF  reduced  the turbidity  levels  of  tempeh  industry  wastewater  to  below  5  NTU  and  BOD  by 60%.  The  EC  units  can  be  integrated  with  biological  process  as  the  second treatment  to produce more  clean effluent.  This  technology  can  be used  as  an alternative  of  green  technology  for  water  and  industrial  fluid  waste management
Keywords  : Electrocoagulation,  water  treatment,  wastewater  treatment, ultrafiltration, green technology

## PENDAHULUAN
Ketersediaan  air  baku  bersih yang  terbebas  dari kontaminan  organik dan  zat  mineral  terlarut  masih  menjadi permasalahan  pada  beberapa  daerah di  Kota  Cimahi,  termasuk  di  Kelurahan Cimahi  RT/RW  07/02,  Kecamatan Cimahi  Tengah.  Masyarakat  di  lokasi tersebut  menggunakan  air  tanah  yang mengandung  kontaminan  organik  dan mineral terlarut untuk kebutuhan sehari. Tentu saja, air tersebut tidak sehat jika dikonsumsi secara langsung oleh warga,  apalagi  jika  digunakan  untuk produksi  tempe  oleh  UKM  pembuat tempe. Permasalahan lain yang dihadapi oleh warga adalah limbah cair tempe  yang  belum  terolah  secara  baik jika dibuang ke lingkungan. Limbah cair tempe  masih  mengandung  zat  organik yang tinggi sehingga menimbulkan bau. Karena  itu,  perlu  penyediaan  unit pengolah  air  dan  limbah  cair  yang mampu  menyelesaikan  permasalahan warga  di  Kelurahan  Cimahi  RT/RW 07/02.
Pada kegiatan pengabdian kepada  masyarakat  ini,  unit  pengolah air sumur yang disediakan untuk warga RT/RW 07/02 adalah membran ultrafiltrasi  (UF)  yang  diintegrasikan
dengan  unit  karbon  aktif  dan  resin penukar  ion.  Membran  UF  memiliki ukuran  pori  antara  0,001  µm  (1  nm) – 0,1  µm  (100  nm)  (Baker,  2012). Dengan  ukuran  pori  yang  sangat  kecil, membran UF memiliki selektivitas yang tinggi dalam penyisihan partikel, koloid,
seyawa organik alam, dan mikroorganisme  ketika  diapalikasikan dalam  pengolahan  air  permukaan (Aryanti  et  al.,  2018b,  Aryanti  et  al., 2018a).  Unit  karbon  dan  resin  penukar ion  menjerap  kontaminan  terlarut  dan ion  yang  masih  lolos  dari  membrane UF.  Dengan  demikian  warga  dapat mengkonsumsi  air  yang  lebih  bersih dan sehat.
Sementara itu, limbah cair industri tempe  diolah  dengan  unit  terintegrasi elektrokoagulasi  dan  ultrafiltrasi  (EC-
UF) (Nugroho et al., 2018). Elektrokoagulasi (EC) merupakan alternative proses teknologi pengendapan(sedimentasi) konvensional,  yang  mengkombinasikan proses koagulasi/flokulasi dan elektrokimia  (Nugroho  et  al.,  2019). Proses ini bertujuan untuk menggumpalkan  partikel  terlarut  dalam air melalui destabilisasi atau penurunan gaya  repulsif  muatan  antar  partikel,
sehingga dapat mengendap dan terpisah  dari  larutan  (air).  Keunggulan dari  proses  EC  adalah kemampuannya untuk  mempercepat  netralisasi  muatan kontaminan  melalui  proses  elektrolisis, sehingga  waktu  yang  dibutuhkan  untuk aglomerasi dan settling partikel menjadi lebih cepat (Chezeau et al., 2019). Unit
EC dapat diintegrasikan dengan pengolahan biologi untuk menghasilkan produk  yang  lebih  jernih.  Teknologi  ini dapat dijadikan sebagai alternatif teknologi  ramah  lingkungan  untuk pengolahan air dan limbah cair industri.

## METODE
Pihak yang terlibat dalam kegiatan pengabdian kepada masyarakat ini adalah warga Kelurahan Cimahi  RT/RW  07/02  dan  pelaku  UKM pembuat  tempe,  tim  kegiatan  dari Universitas  Jenderal  Achmad  Yani  dan Kesehatan  Masyarakat  Stikes  Unjani, serta  mitra  manufaktur  (CV.  Sarana Jaya  Mineral),  Dinas  Perdagangan
Koperasi  UKM  dan  Perindustrian  Kota Cimahi, dan Dinas Kesehatan Pemerintah Kota Cimahi (Disdagkoperin). Seluruh kegiatan dibagi dalam beberapa tahapan sebagai  langkah  pemecahan  masalah kebutuhan  air  bersih  dan  pengolahan limbah  cair  industri  tempe.  Survey  ke lokasi  sumber  air  sumur  masyarakat  di Kelurahan  Cimahi  serta  koordinasi dengan  Dinas  Pemerinta  Kota  Cimahi terkait  (Dinas  Perdagangan,  Koperasi, Usaha  Kecil  dan  Menengah,  dan
Perindustrian atau Disdagkoperin, Dinas Kesehatan, dan Kelurahan Cimahi)  dilakukan  untuk  mendapatkan solusi atas permasalahan yang dihadapi  oleh  masyarakat  Kelurahan Cimahi  terkait  dengan  air  bersih  dan
limbah  industri  tempe.    Skematik  unit membran  UF  dan  unit  teintegrasi  EC- UF ditunjukkan pada Gambar 1 dan 2.
Unit  membrane  UF  didesain untuk  mengolah  air  dengan  kapasitas produk  sebesar  750  L/jam.  Sebelum proses filtrasi menggunakan membrane UF, air sumur warga diolah menggunakan media filter untuk
menyaring  mineral-mineral  terlarut  dan partikel  berukuran  besar.  Pengolahan awal ini berfungsi untuk meminimalisasi pembentukan  fouling  pada  membran UF  yang  dapat  memperpanjang  umur pemakaian  membran.  Produk  air  hasil pengolahan air menggunakan membraneUF  diuji  untuk  mengetahui kelayakan  air  hasil  proses  sebagai  air baku untuk minum.
Gambar  1.  Unit  membran  UF  untuk pengolahan air sumur warga

## Gambar 2. Unit terintegrasi EC-UF untuk pengolahan limbah cair tempe
Dalam  proses  elektrokoagulasi, NaOH  ditambahkan  ke  dalam  limbah cair  tempe  untuk  proses  penetralan. Proses elektrokoagulasi dilakukan dalam  dua  tahap  proses  batch  dengan waktu  tinggal  masing-masing  selama  1 (satu) jam, kemudian dialirkan ke tangki sedimentasi untuk proses pengendapan. Pada tangki ke-1, proses elektrokoagulasi
dilakukan dengan proses pengadukan berkepatan rendah  agar  koagulan  yang  terbentuk tersebar  merata  dalam  limbah.  Efluen hasil  proses  EC  pada  tangka  ke-1 dialirkan  ke  tangki  ke-2  untuk  proses elektrokoagulasi lanjut tanpa pengadukan. Jumlah elektroda aluminium yang digunakan pada masing-masing  reactor  berjumlah  6 (enam)  buah  dengan  konfigurasi  4 anoda  dan  2  katoda.  Kuat  arus  yang digunakan  adalah  sebesar  10  A. Selanjutnya,  hasil  koagulasi  dari  tangki ke-2 diendapkan dalam bak
sedimentasi  selama  satu  jam  dan disaring menggunakan membrane UF.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Kegiatan pengabdian kepada masyarakat ini diawali dengan kegiatan
koordinasi  dan  survey  lokasi  kegiatan. Koordinasi dilakukan dengan melibatkan disdagkoperin, dinas kesehatan, dan dinas lingkungan Pemkot  Cimahi,  serta  pihak  kelurahan Cimahi  Tengah  dan  pelaku  UKM tempe.  Hasil  uji  coba  kondisi  operasi skala  besar  unit  EC  untuk  pengolahan limbah  cair  industri  tempe  ditunjukkan pada  Tabel  1.  Kualitas  efluen  diukur dengan  penurunan  turbiditas  dan  BOD dalam  limbah  sebelum  dan  sesudah proses  EC.  Berdasarkan  data  pada Tabel  1,  unit  terintegrasi  EC-UF menurunkan BOD limbah sebesar 60%. Hal  ini  disebabkan  karena  kosentrasi kontaminan  organik  yang  tinggi  pada limbah  industri  tempe  yang  tidak  dapat diendapkan dalam reactor EC. Unit EC dapat  diintegrasikan  dengan  proses pengolahan  limbah  secara  biologi, seperti  membran  bioreactor  (MBR), agar konsentrasi BOD dapat memenuhu  standar  baku  mutu  limbah tempe  (Permen  LH  5  Tahun  2014 tentang  Baku  Mutu  Air  Limbah  dan Peraturan  Menteri  Negara  Lingkungan Hidup  Nomor  15  Tahun  2008  Tentang Baku  Mutu  Air  Limbah  Industri  Olahan Kedelai).  Untuk  memenuhi  standar baku mutu limbah olahan kedelai. BOD harus  lebih  kecil  dari  150  mg/L,  COD harus  lebih  kecil  dari  300  mg/L  dan turbiditas lebih kecil dari 100 mg/L.
Hasil  uji  laboratorium  untuk produk  air  hasil  pengolahan  air  sumur dan air sungai menggunakan
membrane  UF  ditunjukkan  pada  Tabel 2.  Pengujian  dilakukan di  Laboratorium Kualitas Air, Teknik Lingkungan, Institut Teknologi Bandung. Standar baku mutu mengacu  kepada Permenkes No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang Persyaratan Kualitas Air Minum.
Berdasarkan hasil uji tersebut, teknologi  UF  terintegrasi  karbon  aktif dan resin penukar kation dapat diguanakan  sebagai  alternatif  teknologi untuk mengatasi permasalahan ketersediaan  air  baku  untuk  minum  di Kota Cimahi Adapun produk hasil pengolahan ditunjukkan dalam Gambar 3. Kedua teknologi, yaitu unit membran UF  untuk  pengolahan  air  sumur/air sungai  dan  unit  terintegrasi  EC-UF untuk  pengolahan  limbah  cair  industri tempe telah disosialisasikan ke masyarakat dengan dihadiri oleh Kepala  Disdagkoperin  dan  Kepala Kelurahan Cimahi (Gambar 4).
Tabel 1. Hasil Uji Laboratorium Sampel Limbah Cair Tempe Hasil Pencucian Kedelai
Sampel Turbiditas (NTU) pH BOD (mg/L) Sampel Awal (Sebelum penambahan NaOH) 134 4 4526,4 Sampel Awal (sesudah penambahan NaOH) 386 7 - Elektrokoagulasi Tangki 1 221 7 - Elektrokoagulasi Tangki 2 245 7 - Sedimentasi Tangki 3 237 7 - Setelah proses UF 1.1 7 1797 % penurunan 99 - 60
Tabel 2. Hasil Uji Laboratorium Produk Air Bersih Hasil Pengolahan Air Sumur dan Air Sungai Menggunakan Unit Membrane Uf Selama 1 Jam Operasi Pada Tekanan 1 Bar.
Parameter Satuan Baku Mutu Sumber Air Sumur Sumber Air Sungai Bau - - Tidak berbau Tidak berbau TDS Mg/L ≤ 500 132 141 Kekeruhan NTU ≤ 5 0.48 0.38 Rasa - - Tidak berasa Tidak berasa Temperatur o C Suhu udara ± 3 o 26.2 25.2 Warna TCU ≤ 15 10 10 Besi mg/L ≤ 0.3 0.0013 0.293 Kesadahan mg/L ≤ 500 105 124 Mangan mg/L ≤ 0.4 <0.025 <0.025 Nitrat (sebagai NO 3 ) mg/L ≤ 50 0.045 7.18 Nitrit (Sebagai NO 2 ) mg/L ≤ 3 1.57 0.878
pH mg/L 6.5 - 8.5 7.53 7.83 Zat organik mg/L ≤ 10 6.38 3.89
(A) (B)
Gambar 3. Produk hasil pengolahan : (A) Air Sumur Menggunakan Membrane UF dan (B) Limbah Cair Tempe Menggunakan Unit Terintegrasi EC-UF
Gambar 4. Kegiatan Sosialisasi Unit Membrane Ultrafiltrasi dan Unit Terintegrasi EC-UF di Kelurahan Cimahi RT/RW 07/02. Kecamatan Cimahi Tengah
.

## KESIMPULAN
Kegiatan  ini  bertujuan  untuk membantu  masyarakat  di  Kelurahan
Cimahi  RT/RW  07/02.  Kecamatan
Cimahi Tengah yang mengalami masalah  ketersediaan  air  baku  untuk minum  dan  limbah  industri  cair  tempe yang  telah  mencemari  sungai  di  sekitar warga.  Unit  pengolah  air  dan  limbah cair  yang  diberikan  kepada  masyarakat berupa  unit  membran  ultrafiltrasi  (UF) untuk mengolah air dan unit terintegrasi elektrokoagulasi-ultrafiltrasi (EC-UF) untuk  mengolah  limbah.  Unit  membran UF  diintegrasikan  dengan  karbon  aktif dan  resin  penukar  kation.  Hasil  yang diperoleh  bahwa  produk  air  hasil pengolahan  membran  UF  memenuhi standar  baku  mutu  untuk  air  minum (No. 492/MENKES/PER/IV/2010). Sementara  itu,  unit  terintegrasi  EC-UF mampu  menurunkan  tingkat  kekeruhan limbah  hingga  99%  dan  BOD  sebesar 70%.  Perlu  digabungkan  dengan  proses biologi  agar dihasilkan produk air  yang lebih jernih .

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  diberikan kepada  Kementerian  Riset,  Teknologi dan Pendidikan Tinggi atas pendanaan kegiatan  abdimas  ini  melalui  Program Produk Teknologi yang di Desiminasikan  ke  Masyarakat  Tahun
Anggaran 2019.

## DAFTAR PUSTAKA
Aryanti,  P.T.P,  Hakim,  A.N,  Widodo, S., Widiasa, I.N,& Wenten, I G. Prospect  And  Challenges  Of
Tight  Ultrafiltration  Membrane In  Drinking  Water  Treatment. Iop Conference Series: Materials Science And Engineering, 2018a. Iop Publishing, 012012. Aryanti,  P.  T.  P.,  Noviyani,  A.  M., Kurnia, M. F., Rahayu, D. A. & Nisa,  A.  Z.  2018b.  Modified Polysulfone Ultrafiltration Membrane  For  Humic  Acid Removal  During  Peat  Water Treatment. Iop Conference Series:  Materials  Science  And Engineering, 288 , 012118.
Baker,  R.  W.  2012.  Chapter  6.
Ultrafiltration Membrane Technology  And  Applications.
3rd  Edition  Ed.:  John  Wiley  & Sons.
Chezeau,  B.,  Boudriche,  L.,  Vial,  C.  &
Boudjemaa,  A.  2019.  Treatment Of Dairy Wastewater By Electrocoagulation Process: Advantages Of Combined Iron/Aluminum Electrodes. Separation Science And Technology , 1-18.
Nugroho,  F.  A.,  Aryanti,  P.  T.  P., Irawan,  B.,  Kurnia,  M.  F.  & Prasetyo,  T.  2018.  Integrated
Electrocoagulation  And  Tight
Ultrafiltration  Membrane  For Wastewater  Reclamation  And Reuse. Reaktor, 18 , 209-215. Nugroho,  F.  A.,  Aryanti,  P.  T.  P., Nurhayati,  S.  &  Muna,  H.  M. 2019. A Combined Electrocoagulation  And  Mixing Process For Contaminated River Water Treatment. Aip Conference  Proceedings, 2097 ,
030017.