Ekologia : Jurnal Ilmiah Ilmu Dasar dan Lingkungan Hidup
Volume 19, Nomor 2, Okotber 2019, Hal.44-54
https://journal.unpak.ac.id/index.php/ekologia
e-ISSN: 2686-4894 ; p-ISSN: 1411-9447

## PENGOLAHAN LIMBAH CAIR KOSMETIK SECARA ELEKTROKOAGULASI SISTEM BATCH
Sutanto 1* , Kareina Artanti 1
1 Program Studi Kimia FMIPA Universitas Pakuan, Bogor
* e-mail: sutanto@unpak.ac.id
diterima: 20 Juni 2019; direvisi:25 Juli 2019; disetujui:10 Agustus 201 9

## ABSTRAK
Keberhasilan  pengolahan  limbah  cair  metoda  elektrokoagulasi  dipengaruhi  oleh  kerapatan voltase dan waktu kontak. Telah dilakukan penelitian pengolahan limbah cair  warna kemerahan dari  industri  kosmetik  dengan  cara  elektrokoagulasi  sistem batch .  Penelitian  bertujuan  untuk menentukan kondisi optimum kerapatan voltase dan waktu yang dapat hasil pengolahan limbah cair kosmetik yang efektif metoda elektrokoagulasi sistem batch. Sampel limbah cair kosmetik warna  kemerahan  diambil  dari  industri  kosmetik  dan  dianalisis  parameter  mutu  air  limbah meliputi: pH; oksigen terlarut (DO); Kebutuhan Oksigen Kimia (COD) kadar logam Fe dan Al, dan  selanjutnya  dilakukan  pengolahan  limbah.  Sebanyak  0,5  L  sampel  limbah  dilakukan elektrokoagulasi  sistem  batch  menggunakan  wadah  ( chamber )  kaca  volume  satu  liter menggunakan  elektroda  pelat  aluminium  1  mm  ukuran  5  cm  x  10  cm  efektif  tercelup,  jarak antar elektroda 5 cm. Kedua elektroda diberi tegangan listrik bervariasi : 9; 12; 15; dan 20 volt DC dan masing-masing dengan variasi waktu: 15; 30; 45; dan 60 menit, percobaan diulang dua kali.  Air  hasil  elektrokoagulasi  dianalisis  sejumlah  parameter  mutu  sesuai  analisis  awal. Pengolahan terbaik kondisi optimum menghasilkan mutu air : pH=9,96; DO= 6,9 mg/L; COD = 280  mg/L  (penurunan  74,19%);  TSS  =  88  mg/L  (penurunan  86,21%);  Fe  =  0,31  mg/L (penurunan Fe 80,38%). Hasil pengolahan elektrokoagulasi ini memenuhi baku mutu air limbah menurut  Permen  LH  no  05  tahun  2014    lampiran  XLVII  golongan  II  kecuali  pH  (>9,0).,  dan dapat dibuang badan air.
Kata Kunci: Limbah cair kosmetik, elektrokoagulasi, kerapatan voltase

## PROCESSING LIQUID WASTE COSMETICS ELECTROCOAGULATION SYSTEM BATCH

## ABSTRACT
The success of this electrocoagulation method wastewater treatment is influenced by the voltage density and contact time. A reddish liquid waste treatment from the cosmetics industry has been carried  out  by  batch  electrocoagulation  system.  The  research  aims  to  determine  the  optimum voltage  and  time  density  conditions  that  can  be  the  result  of  effective  cosmetics  liquid  waste treatment by batch system electrocoagulation method. Reddish cosmetics liquid waste samples were  taken  from  the  cosmetics  industry  and  analyzed  the  parameters  of  waste  water  quality including:  pH;  dissolved  oxygen  (DO);  Chemical  Oxygen  (COD)  requirements  for  Fe  and  Al metal  content,  and  then  waste  treatment  is  carried  out.  A  total  of  0.5  liters  of  waste  samples were carried out by electrocoagulation of a batch system using a one liter volume glass chamber using  1  mm  aluminum  plate  electrodes  measuring  5  cm  x  10  cm  effectively  immersed,  the distance between the electrodes was 5 cm. Both electrodes were given varying electric voltages: 9;  12;  15;  and  20  volts  DC  and  each  with  time  variations:  15;  30;  45;  and  60  minutes,  the experiment  was  repeated  twice.  Electrocoagulation  water  is  analyzed  a  number  of  quality parameters  according  to  the  initial  analysis.  The  best  treatment  optimum  conditions  produce water quality: pH = 9.96; DO = 6.9 mg / L; COD = 280 mg / L (a decrease of 74.19%); TSS = 88 mg / L (a decrease of 86.21%); Fe = 0.31 mg / L (80.38% Fe decrease). The results of this electrocoagulation treatment meet wastewater quality standards according to Permen LH No. 05 of 2014 annex XLVII class II except pH (> 9.0)., And can be discharged by water bodies.
Keywords: Cosmetic liquid waste; electrocoagulation; voltage density
Ekologia : Jurnal Ilmiah Ilmu Dasar dan Lingkungan Hidup

## PENDAHULUAN
Berdasarkan
data
Kementerian Perindustrian tahun 2016 pertumbuhan pasar industri  selama  5  tahun  terakhir  mencapai 9,67%,  di  dalamnya  termasuk  industri kosmetik.  Dilihat  dari  penggunaannya kosmetik dibagi menjadi dua yaitu pertama, kosmetik  untuk  perawatan  kulit  ( skin-care coasmetic ),  digunakan  untuk  memelihara, merawat,  dan  mempertahankan  kondisi kulit. Kedua, kosmetik riasan ( dekoratif atau make  up )  merupakan  kosmetik  yang digunakan  untuk  memperindah  wajah. Dalam  kosmetik  riasan  ini  zat  warna memegang  peranan  penting  (Trianggono dkk, 2007).
Zat  warna  dalam  kosmetik  berasal  dari berbagai sumber dan dikelompokan sebagai: zat warna  alam  yang  larut;  zat  warna  sintesis;  dan pigmen-pigmen  alam;  dan  pigmen-pigmen sintetis.    Zat  warna  sintetic  dibuat  dari  bahan kimia  sepeti  anilin,  benzena,  toluen,  maupun antrasena.  Pigmen  alami  seperti  aluminium silikat,  oksida  besi  atau  manganoksida.  Pigmen sinteisis  seperti  zinc  oksida,  titanium  oksida sering  digunakan  untuk  pewarna  cosmetik. Lipstik  adalah  salah  satu  contoh  produk kosmetik  dekoratif.  Bahan  penyusun  lipstik utamanya  adalah  lilin,  minyak,  zat  pewarna, antioksida, bahan pengawet dan pewangi.
Limbah  cair  kosmetik  berasal  dari pencucian  peralatan  dengan  menggunakan  air dan  sabun/deterjen.  Dengan  demikian  limbah kosmetik dekoratif dapat mengandung lemak/minyak,  zat  warna,  mineral  logam  dan deterjen, sehingga mutu limbah cair dimungkinkan  memiliki  nilai  BOD  COD  dan TSS yang tinggi. Baku mutu air limbah industri kosmetik  tidak    diatur  secara  khusus  dalam Peraturan
Menteri Lingkungan Hidup, PermenLH  no.  5  tahun  2014.  Mengacu  pada baku  mutu  limbah  farmasi  pada  peraturan  ini, pH  =  6-9  ;  BOD 5 =  100  mg/L;    COD  =  300 mg/L; TSS = 100 mg/L; Total N = 30 mg/L dan Total  fenol  =  1  mg/L.    Namun  demikian  dalam regulasi ini bagi industri yang belum ditetapkan baku  mutu  air  limbahnya  dapat  menggunakan baku  mutu  berdasarkan  Lampiran  XLVII permen  tersebut  .  Mengacu  pada  lampiran  ini untuk  golongan  II  yang  berkaitan  erat  dengan karakteristik  limbah  adalah:    TDS  4000  mg/L; TSS  =  400  mg/L;  pH  6-9;  BOD  =  150  mg/L; COD  =  300  mg/L;  total  fenol=  1  mg/L  dan
kadar Fe= 10 mg/L; lemak dan minyak 20 mg/L, serta  parameter  umum  lain  kurang  tidak  secara spesifik  berhubungan  dengan  limbah  cair kosmetik.
Metoda  pengolahan  limbah  cair  secara elektrokoagulasi  adalah  metoda  pengendapan dengan  koagulan  yang  dibangkitkan  secara listrik dengan mengorbankan elektroda.  Metoda ini  sederhana  dan  mudah  diterapkan  dengan kemampuan  yang  baik  dalam  menggumpalkan berbagai  polutan  organik  maupun  an  organik (Harsanti,  2010),  dan  dapat  menurunkan  warna hingga 100% (Chaturvedi, 2013) . Teknologi ini tidak  memerlukan  lahan  yang  luas  dan  tanpa memerlukan  bahan  kimia.  Dengan  demikian teknologi  elektrokoagulasi  (EC  = Electro Coagulation ) dapat menjadi alternatif pengolahan  limbah  kosmetik.  Keberhasilan pengolahan  ini  dipengaruhi  oleh  kerapatan  arus dan  voltase  yang  diterapkan  serta  jenis  limbah cair yang diolah.
Pada  prinsipnya,  metoda  elektro- koagulasi  menerapkan  dua  buah  lempeng elektroda yang dimasukkan kedalam limbah cair yang diolah. Kedua elektroda dialiri arus searah (DC  = direct  current )  sehingga  terjadi  proses elektrokimia. Susunan rangkaian elektroda dapat diterapkan secara paralel monopolar atau bipolar dengan  elektroda  bantu.  Selain  dari  itu  arus bolak balik (AC= alternating current ) juga dapat diterapkan (Yousuf A Mollah et al , 2001). Pada penerapan  arus  DC,  reaksi  yang  terjadi  pada anoda  adalah  oksidasi  elektroda.  Menurut Ali and Yaakob,(2012) , reaksi dapat terjadi sebagai berikut:
Pada anode           :  Al  Al 3+ + 3e -
Dalam kondisi alkaline terendapkan Al 3+ + 3OH -  Al(OH) 3 Dalam kondisi asam terbentuk oksigen Al 3+ + H 2 O  Al(OH) 3 + 3H + 2H 2 O  O 2 + 4H + + 4e -
Pada Katoda :  2H 2 O + 2e-  H 2 + 2OH -
Dari reaksi tersebut bahwa selama elektrokoagulasi akan terbentuk ion OH - dan ion  H + yang  keduanya  dapat  saling menetralkan  atau  jika  kuantitas  keduanya tidak  sama  akan  dapat  mengubah  pH larutan.  Perubahan  pH  larutan  dapat menyebabkan laju elektrokoagulasi berubah. Pada  pH  tinggi  pada  umumnya  laju elektrokoagulasi  meningkat  (Vepsäläinen, 2012). Oleh karena itu pH awal  limbah cair
Sutanto, Dkk:Pengolahan Limbah Cair Domestik secara Elektrokoagulasi .....
yang  akan  diolah  secara  elektrokoagulasi sangat penting diperhatikan.
Menurut Vepsäläinen
(2012), mekanisme elektrokoagulasi secara skematik  digambarkan  sbb:  Pada  anoda pelat  logam  teroksidasi  menghasilkan  ion logam  dan  melepaskan  elektron.  Ion  logam dapat berperan sebagai koagulan. Ion logam selanjutnya  dapat  mengalami  hidrolisis menghasilkan ion logam hidroksida bermuatan  yang  bertindak  sebagai  flokulan. Dengan  demikian  polutan  organik  dapat mengalami  koagulasi  dan  flokulasi.  Pada Katoda,  terbentuk  gas  H 2 dan  juga  gas oksigen  yang  dapat  mendorong  flokulat mengapung keatas permukaan cairan.
Keberhasilan teknik elektrokoagulasi ditentukan  oleh  berbagai  hal  meliputi:  jenis elektroda  yang  digunakan,  jarak  elektroda, waktu elektrokoagulasi; dan besarnya penerapan  voltase  dan  arus  listrik  searah, serta jenis dan konsentrasi limbah cair yang diolah.  Keberhasilan  yang  dimaksud  pada umumnya  dinyatakan  dalam  %  penyisihan parameter    kebutuhan  oksigen  kimiawi (COD  = chemical  oxygen  demand ),  total padatan  tersuspensi  (TSS)  dan  warna  jika limbah berwarna serta parameter pendukung lainnya.
Teknik elektrokoagulasi dapat menurunkan  warna  sampai  95%  dengan kerapatan  arus  31  mA/cm,  waktu  4  jam  . Pengolahan  limbah  oli  dan grease dapat menghilangkan  COD  sampai  55,4  %, menghilangkan  98,4%  oli  dan  grease; menghilangkan  TSS  sampai  96,59%  pada penerapan  voltase  18,2  Volt  dalam  waktu 23,5  menit  (Butler et.al .,  2011).  Kondisi terbaik untuk menurunkan zat warna limbah cair tekstil sarung samarinda yaitu penerapan  listrik  9  volt  dengan  jarak elektroda 3 cm (kerapatan 3 volt/cm), waktu elektrokoagulasi 180 menit, dengan penghilangan  COD  mencapai    94,29% (Irawan et. al., 2012). Menurut  Bazrafsha et al .,  (2012),  keberhasilan  elektrokoagulasi ion fluorida dipengaruhi oleh jenis elektroda, konsentrasi awal ion fluorida, pH dan waktu elektrolisis. Penggunaan elektroda  Fe  pada  limbah  cair  kelapa  sawit
(LCPKS) terbaik pada jarak elektroda 5 cm, pada  voltase  5  volt  dan  kuat  arus  5  amper dengan waktu 180 menit, dapat menurunkan COD  81,32%  dan  menurunkan  turbiditas 95,08%  (Hanum et.al .,,  2015).  Pada penelitian  ini  dilakukan  elektrokoagulasi limbah  cair  kosmetik  untuk  mendapatkan kondisi optimum penerapan voltase (kerapatan voltase) dan waktu elektrokoagulasi  pada  jarak  elektroda  5  cm untuk  mendapatkan  hasil  yang  efektif memenuhi baku mutu yang dipersyaratkan.

## BAHAN DAN METODE
Penelitian  dilakukan  dalam  dua  tahap, pertama:  pengambilan  sampel  dan  analisis karakteristik sampel. kedua; percobaan penetapan kondisi optimum (voltase dan waktu) metoda  elektrokoagulasi;    Sampling  dilakukan dengan metoda purposive sampling yaitu limbah cair kosmetik warna merah. Selanjutnya sampel dianalisis  meliputi:  pH;  DO  (oksigennterlarut); COD; dan TSS (total padatan tersuspensi), kadar Fe dan kadar Al.
Percobaan  pengolahan  limbah  cair  kosmetik metoda elektrokoagulasi:  Disiapkan 16 chamber (beaker  glas)  volume  1  L.  Kedalam  masing- masing  chamber  diisi  500  mL  limbah  cair kosmetik.  Kedalam  chamber  dimasukkan  dua pelat elektroda aluminium masing-masing ukuran 5 x 10 cm ditempatkan pada jarak 5 cm, dan  dialiri  arus  listrik  searah  dengan  variasi tegangan:  9;  12;  15  dan  20  volt,  dengan  waktu elektrolisis bervariasi : 15; 30; 45; dan 60 menit. Selanjutnya sampel dianalisis meliputi: pH; DO (oksigennterlarut); COD; dan TSS (total padatan tersuspensi), kadar Fe dan kadar Al.
Seting  peralatan  elektrokoagulasi  adalah sebagai berikut:
+ - Power supply 2 Kabel koneksi 2 Pelat Elektroda Al Chamber elektokoagulasi (beaker glass, 1000 mL) Sampel Air limbah
Gambar    1. Skema  peralatan  penelitian elektrokoagulasi
Prosedur analisis parameter air a. Pengukuran pH: mengacu SNI 06- 6989.11.2004.  Dilakukan  kalibrasi  pH  meter dengan buffer 7, kemudian 4 dan 10, sampai pH meter siap. Elektroda dicelupkan kedalam sampel dan dicatat penunjukan pH.
b. Pengukuran  oksigen  terlarut  (DO),  dengan DO-meterdigital. Kalibrasi DO meter dilakukan dengan membiarkan probe diudara hingga pembacaan stabil lalu ditekan tombol
CAL/Esc. Sampel limbah dimasukkan dalam beaker  glas  100  mL.  Probe  DO  meter dicelupkan kedalam sampel hingga pembacaan stabil, dan dicatat.
c. Kadar COD: mengacu pada SNI 6989.2.2009.  Dipipet  5  mL  sampel  kedalam labu  refluks,  ditambahkan  larutan  digestion yang  berisi  K 2 Cr 2 O 7 ;  H 2 SO 4 pekat  dan HgSO 4 sebanyak  3  mL.  Kemudian ditambahkan  larutan  pereaksi  asam  sulfat sebanyak  7  mL  yang  berisi  Ag 2 SO 4 dan H 2 SO 4 pekat.  Selanjutnya  dilakukan  refluks selama  2  jam  diatas  pemanas  pada  suhu 150 o C.  Sampel  hasil  refluks  didinginkan, kemudian diukur absorbansinya pada panjang  gelombang  600  nm.    Larutan  deret standar dibuat 0;  50; 100; 150; dan 200 mg O 2 /L,  dari  larutan  induk  Kalium  Hidrogen Ptalat (KHP), 425 mgKHP setara dengan 500 mg  O 2 /L.  Dibuat  kurva  standart    dan ditemukan persamaan regresi linier:  Y = aX + b.
Rumus perhitungan:
c. Kadar  total  padatan  tersuspensi  (TSS). Mengacu  pada  SNI  06-6989.3.2004. Sebanyal  50  mL  sampel  dimasukkan kedalam  gelas  piala  100  mL,  kemudian disaring  dengan  kertas  saring  no  41. Selanjutnya  kertas  saring  dikeringkan selama  1  jam  pada  105 o C,  didinginkan dalam  desikator,  kemudian  ditimbang.
Dihitung kadar TSS dengan rumus:
( ) (     )

## (  )
A = berat kertas saring + residu B = Berat kertas saring
d. Penetapan  Kadar  Fe.  Mengacu  pada  SNI 6869.4.2009.  spektrofotometri  serapan atom. Dibuat deret standar Fe : 0,5 ppm; 1  ppm;  1,5  ppm;  dan  2  ppm    masing masing  100  mL  dari  larutan  induk  1000 ppm.  Sebanyak  50  ml  sampel  disiapkan disaring  dengan  kertas  saring  no  41, kemudian  ditambahkan  2  mL  HNO 3 pekat.  Larutan  deret  standar  dan  larutan sampel  diukur  serapannya  pada  panjang gelombang  243,8  nm  pada  alat  AAS dengan  gas  pembakar  udara-asetilen. Serapan  larutan  deret  standart  (Y) dialurkan  terhadap  konsentrasinya  (X) untuk  mendapatkan  persamaan  regresi linier,  Y =  aX+ b, dan  digunakan untuk menghitung konsentrasi sampel.
Perhitungan dilakukan dengan rumus:
e. Penetapan  Kadar  Al.  Mengacu  pada  SNI 6989.34.2005. Dibuat deret larutan standar Al: 1 ppm; 2 ppm; 3 ppm; 4 ppm dan 5 ppm  masing-masing sebanyak 100 mL  dari  larutan  induk  1000  ppm.
Disiapkan 50 mL sampel disaring dengan kertas  saring  no  41  dan  ditambahkan  2 mL  HNO 3 p.  Larutan  deret  standar  dan sampel  diukur  serapannya  pada  panjang gelombang    309,3  nm  dengan  alat  AAS menggunakan gas pembakar N 2 O- asetilen.    Selanjutnya  dibuat  kurva standar dan ditemukan persamaan
lilniernya  Y = ax + b; Y =m absorban; a kemiringan kurva; x=konsentrasi; dan b = intersep.  Kadar  Al  dihitung  berdasarkan persamaan  deret  standar  sebagaimana perhitungan kadar Al tersebut.

## Pengolahan Data
Hasil analisis air setelah elektrokoagulsi:  pH;    DO;    COD;  TSS; kadar  Fe  dan  Kadar  Al  dialurkan  terhadap waktu  kontak  elektrokoagulasi.  Selanjutnya dievaluasi  terhadap  baku  mutu  menurut Permen  LH  no  5  tahun  2014  lampiran VXVII  golongan  II.  Selanjutnya  ditentukan kondisi terbaik yang efektif memenuhi baku mutu.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Karakteristik Limbah Cair Kosmetik
Hasil  analisis  mutu  limbah  cair  kosmetik disajikan  pada  Tabel  1.    Sampel  Limbah  cair kosmetik  bersifat    agak  basa,  oksigen  terlarut rendah  dan  kadar  COD  dan  TSS  sangat  tinggi dibandingkan dengan baku mutu.
Tabel  1. Karakteristik  sampel  Limbah  cair
kosmetik No  Parameter  Satuan Hasil analisis Baku mutu* Gol I Gol II 1. pH - 9,02 6,0-9,0 6,0-9,0 2. DO mg/L 2,4 - - 3. COD mg/L 1085 100 300 4. TSS mg/L 512 200 400 5. Fe terlarut mg/L 1,58 5 10 6. Al terlarut mg/L 0,02 - -
*Permen  LH  no  5  tahun  2014  Lampiran  XLVII tanda – artinya tidak dipersyara t kan
Rendahnya  DO  berhubungan  dengan tingginya  kadar  COD,  merepresentasikan tingginya  polutan  organik  dalam  sampel. Tingginya kadar TSS mengakibatkan sampel  nampak  keruh,  dan  sampel  nampak
berwarna kuning kemerahan dapat disebabkan oleh adanya zat warna dan kadar besi terlarut.

## B. Hasil  Pengolahan  limbah  Cair  Kosmetik Secara Elektrokoagulasi
a. Hubungan pH terhadap Waktu Kontak
Hasil  rata-rata  dari  dua  kali  ulangan percobaan elektrokoagulasi pada berbagai kerapatan voltase disajikan dengan grafik seperti pada  Gambar  2.    Perubahan  pH  meningkat seiring  dengan  waktu  dan  kerapatan  voltase secara  tidak  signifikan.  Meningkatnya  pH disebabkan  reaksi  yang  terjadi  pada  katoda: 2H 2 O  +  2e-  H 2 +  2OH - (Ali  and Yaakob,2012).    lebih  dominan  dibandingkan dengan oksidasi air  menjadai oksigen: 2H 2 O  O 2 +  4H + +  4e - pada  anoda.  Semakin  besar voltase  diterapkan  kekuatan  arus  relatif  dapat meningkat sehingga intensitas elektrolisis meningkat,  jumlah  ion  OH-  terbentuk  semakin banyak,  dan  pH  semakin  tinggi.  Gambar  1 memperlihatkan  pola  perubahan  pH  selama elektrokoagulasi  limnbah  cair  kosmetik  pada berbagai penerapan voltase terhadap 2 elektroda Al yang berjarak tetap, 5 cm.
Gambar  2. Hubungan pH terhadap waktu kontak elektrokoagulasi
Kerapatan voltase dihitung dengan membagi voltase dengan jarak sehinga pada masing-masing penerapan voltase memeiliki kerapatan    9volt/5cm  (1,8  volt/cm)  ;  12 volt/5  cm  (2,4  volt/cm);  15  volt/5  cm  (3 volt/cm); dan 20 volt/5cm (4volt/cm).  Pada kerapatan  voltase  4volt/cm  terjadi  kenaikan pH  yang  paling  tinggi,  hal  ini  disebabkan intensitas  elektrolisis  paling  tinggi,  karena kerapatan  voltase  tinggi  akan  menaikkan
7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 0 15 30 45 60 75 9 volt 12 volt 15 volt 20 volt
Waktu kontak elektrokoagulasi  (menit)
pH
0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 15 30 45 60 75 9 volt 12 volt 15 volt 20 volt Waktu kontak elektrokoagulasi  (menit) DO  ( mg O 2 /L
kerapatan  arus  juga  pada  nilai  daya  hantar listrik yang sama.
Batasan  pH  air  limbah  yang  boleh dibuang  ke  badan  air  adalah  antara  pH  6 sampai  9  (Permen  LH,  no  5  tahun  2014). Hasil  olahan  limbah  cair  kosmetik  ini mencapai  pH  >  9  untuk  seluruh  variasi penerapan  voltase.    Hal  ini  disebabkan karakteristik  limbah  cair  kosmetik  awalnya sudah  memiliki  pH  9.  Untuk  itu  diperlukan upaya  menurunkan  pH  air  hasil  pengolahan limbah cair atau perlu mengkodisikan pH air limbah  sebelum  dilakukan  elektrokoagulasi dengan  cara  penambahan  asam  sulfat sejumlah  yang  diperlukan  agar  pH  air  hasil elektrokoagulasi  berada  pada  batas-batas baku mutu yang berlaku.

## b. Hubungan DO terhadap waktu kontak
Rata-rata hasil pengukuran kadar oksigen selama elektrokoagulasi limbah cair kosmetik  disajikan  pada  Tabel  2,  dan  pola perubahan  kadar  DO  diilustrasikan  pada Gambar  3.  Meskipun  nilai  DO  tidak dipersyaratkan  dalam  baku  mutu  limbah tetapi  DO  dapat  merepresentasikan  jumlah
polutan  organik  dalam  air.  Oksigen  dalam air  sangat  diperlukan  bagi  kehidupan  dalam air (hewan dan tanaman air). Tidak akan ada kehidupan  dalam  air  tanpa  oksigen.  Dalam kondisi  normal,  air  jernih  pada  suhu  25 o C dan  tekanan  1  atmosfir,  air  mengandung oksigen  8,32  mg/L  (Manahan,  2005).  Jika terdapat  polutan  organik  dalam  air  yang dapat  dirombak  oleh  mikroba,  maka  proses perombakan ini akan mengkonsumsi oksigen  sehingga  kadar  oksigen  terlarut semakin menurun. Kelarutan oksigen minimal  untuk  mempertahankan  kehidupan dalam  air  tergantung  kepada  suhu.  Pada suhu  27,5 o C  kebutuhan  oksigen  terlarut minhimal  adalah  5,8  mg/L  (Connel  & Millder,  1995).  Berdasarkan  hal  ini  maka penerapan voltase 15 volt dan 20 volt, yaitu masing-masing memiliki kerapatan voltase 3 dan  4  volt/cm  dengan  waktu  45  menit, pengolahan  limbah  cair  kosmetik  dapat memenuhi  harapan  karena  air  hasil  olahan telah mencapai lebih dari kebutuhan oksigen terlarut  minimal  dalam  air  untuk  kehidupan air.
Tabel 2. Hasil rata-rata pengukuran DO  terhadap waktu kontak
Voltase (volt) Kerapatan Voltase (volt/cm) Kadar Oksigen terlarut, DO (mg/L) 0 menit  15 menit  30 menit 45 menit  60 menit 9 1,8 2,4 2,7 3,9 4,6 5,4 12 2,4 2.4 3,8 4,3 4,8 5,3 15 3,0 2,4 4,3 5,2 5,7 6,1 20 4,0 2,4 4,4 5,9 6,9 6,7
Gambar 3. Hubungan antara DO limbah cair kosmetik dan waktu kontak
Meningkatnya  kadar  oksigen  terlarut  (DO) disebabkan oleh reaksi oksidasi air menghasilkan  O 2 .  Reaksi  pada  anoda  terjadi 2H 2 O  O 2 +  4H + +  4e - (Ali  and
5,8 mg O 2 /L batas minimal
Sutanto, Dkk:Pengolahan Limbah Cair Domestik secara Elektrokoagulasi .....
Yaakob,2012). Selain  dari  pada  itu  jumlah polutan
organik berkurang selama elektrokoagulasi sehingga oksigen dapat terlarut lebih  banyak.  Peningkatan  DO  optimal  pada penerapan  voltase  15  dan  20  volt  selama  >45 menit dapat mencapai > 5,8 mg/L.
Penerapan  listrik  20  volt  menghasilkan  nilai DO  >  5,8  mg  O 2 /L  pada  30  menit,  dan  terus meningkat  hingga  menit  ke  45  mencapai maksimum 6,9 mg/L, tetapi menurun pada menit ke  60.  Penurunan  ini  dapat  terjadi  akibat perubahan  menurunnya  daya  hantar  listrik larutan  sehingga  menurunkan  arus  anodik  dan menyebabkan  intensitas  elektrolisis  menurun. Pembentukan O 2 dalam larutan disebabkan oleh proses oksidasi air pada anoda akibat elektrolisis.  Kuantitas  hasil  elektrolisis  salah satunya  ditentukan  oleh  jumlah  listrik  yang dapat  ditrasfer  dalam  larutan  dari  anoda  ke katoda

## c. Hubungan COD terhadap waktu kontak
Nilai COD merepresentasikan kandungan senyawa  organik  dalam  air  yang  dapat dikosidasikan  secara  kimia.  Semakin  tinggi nilai  COD  berarti  semakin  buruk  kualitas air. Baku mut air limbah hasil olahan limbah
cair  kosmetik  untuk  COD  maksimum  300 mg/L  (Permen  LH  no  5  tahun  2014).  Tabel 3  menyajikan  data  pengamatan  rata-rata nilai  COD  selama  elektrokoagulasi  pada berbagai  penerapan  voltase.    Nilai  COD nampak  turun  secara  signifikan  dari  1085 mg/L  menjadi  terendah  192  mg/L,  yaitu mencapai    82,30  %.  Ghalwa et  al (2016) dapat  menurunkan  COD  limbah  cair  zat warna  mencapai    83,3  %  tetapi  dengan menerapkan  arus  yang  tinggi.  Percobaan Setianingrum  dkk  (  2017)  pada  limbah  zat warna penurunan COD mencapai  87% pada menit  ke  60  pada  tegangan  listrik  15  volt dan jarak antar elektrode sebesar 2 cm.
Penurunan  COD  disebabkan  polutan organik teroksidasi dan sebagian terflokulasi sehingga  memisah  dari  air.  Semakin  tinggi penerapan  voltase  dapat  menurunkan  COD cukup untuk mencapai baku mutu, khususnya  pada  penerapan  voltase  15  dan 20  volt.    Dengan  demikian  penerapan voltase  optimal  terjadi  pada  penerapan  15 volt, yaitu kerapatam voltas  15 vol/5 cm = 3 volt/cm.
Tabel 3. Hasil rata-rata analisis COD  (mg/L) pada berbagai waktu kontak dan voltase
Voltase (volt) Kerapatan Voltase (volt/cm) Kadar COD  (mg/L) Penurunan maks COD (%) 0 menit 15 menit 30 menit  45 menit  60 menit 9 1,8 1085 806 777 732 671 38,16 12 2,4 1085 797 687 554 434 60,00 15 3,0 1085 757 634 484 310 71,43 20 4,0 1085 668
445 280 192 82,30
Gambar  4. Grafik hubungan antara COD dengan waktu kontak
0 200 400 600 800 1000 1200 0 15 30 45 60 75 9 volt 12 volt 15 volt 20 volt Waktu kontak elektrokoagulasi  (menit) C OD ( mg /L Baku Mutu COD = 300 mg/L
Ekologia : Jurnal Ilmiah Ilmu Dasar dan Lingkungan Hidup
d. Hubungan TSS terhadap waktu kontak
Padatan  tersuspensi  (TSS  = total  suspended solid ) dalam air limbah mencerminkan kandungan  polutan  organik  dan  anorganik  yang dapat diendapkan dan atau disaring. Kadar  TSS yang  tinggi  menyebabkan  air  nampak  keruh. Hasil  pengolahan  limbah  cair  tekstile  secara elektrokoagulasi  sebagaimana  disajikan  pada Tabel 4, menunjukkan bahwa penerapan voltase yang    semakin  tinggi  dapat  menurunkan  TSS lebih  banyak,  dari  512,4  mg/L    menjdai  62,6 mg/L,  yaitu  mencapai    87,78  %.  Penelitian elektrokoagulasi  air  limbah  perkotaan  pada penerapan  10  volt  jarak  elektroda  2  cm  selama 25  menit  dapat  menurunkan  TSS  sebesar  61,38 %  (Alex,  2015),  dan  elektrokoagulasi  limbah industri pangan dengan 24 volt selama 60 menit
dapat menurunkan TSS sampai 88,02% (Gameissa et  al ,  2012).  Penerapan  voltase  dan durasi lamanya waktu elektrokoagulasi menentukan besarnya penurunan TSS. Mempertimbangkan  Baku  mutu  TSS  menurut permen  LH  no  5  tahun  2014  adalah  hanya  400 mg/L,  sehingga  perlakukan  elektrokoagulasi pada berbagai penerapan voltase efektif menurunkan TSS pada 45 menit.
Gambar    5    mengilustrasikan  perbedaan penurunan  kadar  TSS.  Penurunan  TSS  cukup baik  dan  mengasilkan  kadar  yang  memenuhi baku  mutu  pada  penerapan  12  volt  sampai  20 volt. Semakin tinggi penerapan voltase semakin besar  dapat  menurunkan  nilai  TSS,  hal  ini berkaitan  dengan  semakin  tinggi  voltase semakin  tinggi    pula  kerapatan  arus  relatif elektrokoagulasi yang semakin besar.
Tabel 4. Hasil rata-rata analisis TSS  (mg/L) pada berbagai waktu kontak dan voltase
Voltase (volt) Kerapatan Voltase (volt/cm) Hasil rata-rata analisis TSS  (mg/L) Penurunan maks  TSS (%) 0 menit 15 menit 30 menit  45 menit  60 menit 9 1,8 512,4 477,3 408,6 342,9 277,5 45,84 12 2,4 512,4 410,4 321,3 254,6 165,7 67,66 15 3,0 512,4 359,2 291,4 193,8 94,6 81,54 20 4,0 512,4 282,9 167,8 70,6 62,6 87,78
Gambar 5. Grafik hubungan TSS terhadap waktu kontak elektrokoagulasi
e. Hubungan Kadar Fe terlarut terhadap waktu kontak Kadar  Fe  maksimum  diperbolehkan menurut  regulasi  dalam  limbah  cair kosmetik  adalah  10  mg/L.    Hasil  analisis awal  limbah  cair  kosmetik  adalah  1,58 mg/L,  yang  berarti  telah  memenuhi  baku mutu. Proses elektrokoagulasi dapat menurunkan  maksimum  hingga  mencapai
0,12  mg/L  (92,40  %)  pada  20  volt  selama 60  menit  (Tabel  5).  Penurunan  ini disebabkan  terjadinya  penetralan  ion  Fe dalam  larutan  dan  terflokulasi  bersama polutan lainnya.
Satu  molekul  Ion  besi  III  berikatan secara  kovalen  koordinasi  dengan  6 molekul air membentuk ion kompleks  [Fe (H 2 O) 6 ] 3+ . Selama elektrokoagulasi
Baku Mutu TSS
berlangsung, pH larutan semakin meningkat (Gambar 2). Ion kompleks besi III  dapat  berubah,  mengalami  hidroksilasi berdasarkan reaksi sebagai berikut (Marriaga dan Martinez, 2014) [Fe (H 2 O) 6 ] 3+ + OH-  [Fe(H 2 O) 4 (OH) 2 ] + + H 2 O [Fe(H 2 O) 4 (OH) 2 ] + +OH -  [Fe(H 2 O) 4 (OH) 3 ] (s) + H 2 O
Tabel 5. Hasil rata-rata analisis Fe terlarut  (mg/L) pada berbagai waktu kontak
Voltase (volt) Kerapatan Voltase (volt/cm) Rata-rata kadar Fe terlarut  (mg/L) Penurunan maks [Fe] (%) 0 menit 15menit 30 menit  45 menit  60 menit 9 1,8 1,58 1,26 1,02 0,87 0,44 72,15 12 2,4 1,58 1,14 0,83 0,57 0,26 83,54 15 3,0 1,58 0,97 0,72 0,43 0,19 87,97 20 4,0 1,58 0,95 0,65 0,31 0,12 92,40
Gambar 6. Grafik hubungan kadar Fe dengan waktu kontak elektrokoagulasi

## f. Hubungan  Kadar  Al  terlarut  terhadap waktu kontak
Kadar  Al  terlarut  dalam  air  hasil  olahan elektrokoagulasi  berasal  dari  reaksi  oksidasi elektroda Al selama elektrokoagulasi berlangsung.  Anoda  logam  Al  teroksidasi menjadi  ion  Al 3+ selanjutnya  membentuk koagulan.  Selama  proses  koagulasi  terjadi peningkatan pH larutan yang dapat menyebabkan kadar Al terlarrut semakin tinggi. Tabel  6  menyajikan  data  kadar  Al  terlarut selama elektrokoagulasi pada berbagai penerapan  voltase  dan  waktu  kontak,  dan Gambar 7 memeprlihatkan grafik pola perubahan kadar Al terlarut.
Penggunaan  elekltroda  Al    pada  anoda  akan menghasilkan  spesi-spesi  kimia  kationik  seperti Al 3+ ,  dan  Al(OH) 2+ pada  pH  rendah,  dan  pada pH  yang  sesuai  akan  ditrasformasikan  menjadi Al(OH) 3 dan  akhirnya  terpolimerisasi  menjadi Al n (OH) 3n .  Namun  demikian  pH  larutan  juga
dapat  memoengaruhi  terbentuknya  spesi  lain seperti    Al(OH) 2+ ;    Al 2 (OH) 2 4+ dan  Al(OH) 4+ (Mollah et al , 2001).
Pada  kondisi  pH  yang  semakin  tinggi,  akan terbentuk  Al(H 2 O) 5 OH-  yang  larut  tidak terendapkan  sehingga  kadar  Al  semakin meningkat.  Hal  ini  berbeda  dengan  sifat  ion Fe 3+ .  Ion  ini  tidak  memiliki  kecenderunan membentuk  kompleks  ion,  tetapi  cenderung berbentuk  sebagai  Fe(OH) 3 yang  mengendap  ( Weiner, 2000).
Meskipun  tidak  ditentukan  baku  mutu  Al untuk air limbah dalam KepmenLH no 5 Tahun 2014, namun perlu diantisipasi meningkatnya Al akibat  penerapan  voltase  yang  semakin  tinggi. Meningkatnya  kadar  Al  dalam  air  akan menyebabkan  kekeruhan  meningkat,  selain  dari itu  akan  terjadi  pemborosan  eletroda.  Oleh karena  itu  diperlukan  penerapan  voltase  yang optimum  untuk  mendapatkan  efisiensi  dan efektifitas pengolahan air limbah.
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 0 15 30 45 60 75 9 volt 12 volt 15 volt 20 volt Waktu kontak elektrokoagulasi  (menit) Kada r Fe (m g/ L)
Ekologia : Jurnal Ilmiah Ilmu Dasar dan Lingkungan Hidup
Memperhatikan  kadar  Al  terlarut  yang  semakin meningkat,  maka  voltase  optimum  adalah  15
volt  dengan  waktu  elektrokoagulasi    45  sampai 60 menit.
Tabel 6. Hasil rata-rata analisis Al terlarut  (mg/L) pada berbagai waktu kontak
Voltase (volt) Kerapatan Voltase (volt/cm) Rata-rata kadar  Al terlarut  (mg/L) 0 menit 15 menit 30 menit 45 menit 60 menit 9 1,8 0,02 0,12 0,22 0,28 0,37 12 2,4 0,02 0,14 0,23 0,32 0,48 15 3,0 0,02 0,12 0,27 0,35 0,47 20 4,0 0,02 0,18 0,28 0,46 0,55
Gambar 7. Grafik hubungan Kadar Al dengan waktu kontak elektrokoagulasi

## KESIMPULAN
Pengolahan limbah cair industri kosmetik  dapat  dilakukan  dengan  metoda elektrokoagulasi dengan jarak antara elektroda  aluminium  5  cm.  Semakin  tinggi voltase  yang  diterapkan  semakin  baik penuruan COD dan TSS, namum menaikkan  pH  hasil  olahan.  Kondisi optimum  diperoleh  pada  penerapan  voltase 20  volt  (kerapan  voltase  4  volt/cm)    dan waktu elektrokoagulasi selama 45 menit.
Pengolahan  terbaik  kondisi  optimum menghasilkan mutu air : pH=9,96; DO= 6,9 mg/L;  COD  =  280  mg/L  (penurunan 74,19%);  TSS  =  88  mg/L  (penurunan 86,21%);  Fe  =  0,31  mg/L    (penurunan  Fe 80,38 %).
Hasil
pengolahan elektrokoagulasi  ini  memenuhi  baku  mutu air limbah menurut Permen LH no 05 tahun 2014    lampiran  XLVII  golongan  II  kecuali pH (>9,0)., dan dapat dibuang badan air.
Perlu  dilakukan  uji  pengolahan limbah  cair  kosmetik  skala  industri  dengan metoda  kontinyu  dan  pengolahan  lanjutan. Pengolahan lanjutan dapat dilakukan dengan kolam  pengendapan  dengan  bioindikator
ikan  dan  tanaman  air  (fitoremediasi).  Luas kolam  indikator  disesuaikan  dengan  debit air limbah. Kombinasi pengolahan elektrokoagulasi dengan fitoremediasi perlu dipelajari  guna  metoda  pengolahan  yang lebih efektif dan efisien.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terimakasih  disampaikan  kepada pihak  perusahaan  yang  telah  mendukung penelitian  ini  dan  pihak  laboratorium  kimia FMIPA  Unpak  yang  telah  memfasilitasi peneltian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Alex  A.  (2015).  Municipal  Wastewater Treatment
By Electrocoagulation. International Journal ofTechnology Enhancements and Emerging Engineering Research . 3(5): 62-65.
Ali E  and  Zahira  Yaakob.  (2012). Electrocoagulation  for  Treatment  of Industrial Effluents and Hydrogen Production ,  Chapter  11.    INTECH,  pp: 228-242.
http://dx.doi.org/10.5772/48633.
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0 15 30 45 60 75 9 volt 12 volt 15 volt 20 volt Waktu kontak elektrokoagulasi  (menit) Kad ar Al (mg /L)
Sutanto, Dkk:Pengolahan Limbah Cair Domestik secara Elektrokoagulasi .....
Bazrafshan E, Hossein M, Ferdos K M, and
Shina N. (2013). Application of Electrocoagulation  Process  for  Dairy
Wastewater Treatment. Journal of Chemistry: 1-8.  Article  ID  640139. http://dx.doi.org/10.1155/2013/640139. Butler  E,  Yung-T  H  ,  Ruth  Yu-Li  Yeh,  M Suleiman  Al  Ahmad.  (2011).  Review:
Electrocoagulation in Wastewater Treatment. Water , 3 . 495-525.
doi:10.3390/w3020495.
Chaturvedi  S I. (2013). Electrocoagulation:
A  Novel  Waste  Water  Treatment Method. Internatioanl Journal of Modern Engineering Research (IJMER). 3(1): 93- 100.
Connel  D W &  Gregory J Millder. (1995).
Kimia  dan  Ekotoksikologi  Pencemaran. a.b, Yanti Koestoer. Penerbit UI-Press.
Gameissa  M  W,  Suprihatin,  Nastiti  S  I.
(2012).  Pengolahan  tersier  Limbah  Cair
Industri angan Dengan Teknik Elektrokoagulasi Menggunakan Elektroda  Stainless  Steel. Agro  Industri Indonesia , 1(1): 31-37.
Ghalwa  N M A, Alaa M S, and Nader B F, (2016).  Removal  Of  Reactive  Red  24 Dye by Clean Electrocoagulation Process Using  Iron and Aluminum  Electrodes. J Chem  Eng  Process  Technol .  7:1.  DOI: 10.4172/2157-7048.1000269.
Hanum F, Rondang T, M Yusuf R, William W  K.  (2015).  Aplikasi  Elektrokoagulasi dalam  Pengolahan  Limbah  Cair  Pabrik Kelapa  Sawit. Journal  Teknik  Kimia US U. 4(4): 13-17.
Harsanti  M  dan  Bambang  H  P.  (2010).
Pengolahan Limbah Cair Tekstil Menggunakan  Proses  Elektrokoagulasi dengan sel Al-Al. Journal Pengembangan  Teknologi  Kimia  untuk Pengolahan Sumber Daya Alam
Indonesia: Yogyakarta.
Irawan  D, Zaenal A, dan Emma M. (2012). Proses  Penurunan  zat  warna  dalam limbah  cair  industri  sarung  samarinda dengan metode elektrokoagulasi. Journal riset teknologi industry . 6(11): 31-36. Manahan  S  E.  (2005). Environmental Chemistry ,  6th  ed.  Lewis  Publishers: Boca Raton.
Marriaga    N  and  F  M-  Martinez.  (2014). Fundamentals    of  electrocoagulation,  in Evaluation  of  Electrochemical  Reactors as  a  New  Way  to  Environmental Protection :  Reasearch  Signpost,  Kerala, India: 1-16.
Mollah,  M.Y.A,  Pathak,  S.  R.,  Patil,  P.K., Vayuvegula,  M.,  Agrawal,  T.S.,  Gomes, J.A.G.,  Kesmez,  and  Cocke,  D.  Dl. (2004).  Treatment  of  orange  II  Azo  dye by electrocoagulation (EC) technique in a continuous flow cell using sacrifical iron electrode,  J.  Hazard.  Mater.,  B109.  165- 171.
Setianingrum  N  Pi,  Agus  P,  dan  Sarto. (2017). Pengurangan Zat Warna Remazol
Red Rb Mrenguunakan Metode Elektrokoagulasi  secara  Batch. Jurnal Rekayasa Proses . 11(2): 78-85.
Trianggono,  Retno  I  dan  Fatma  L.  (2007).
Buku Pegangan Ilmu Pengetahuan Kosmetik. PT  Gramedia  Pustaka  Utama: Jakarta.
Vepsäläinen  M. (2012). Electrocoagulation in  the  treatment  of  industrial  waters  and wastewaters.
JULKAISIJA –
UTGIVARE  –  PUBLISHER,  Kopijyvä Oy, Kuopio.
Weiner  E  R.  (2000). Application  of environmental  chemistry:  a  practical guide  for  environmetal  professional. CRC Press, Lewis publisher, Boca Raton.
Yousuf  M A M,  Robert S, Jose R P, David L  C.  (2001).  Electrocoagulation(EC)- science  and  applications. Journal  of Hazardous Materials B84 : 29-41.