## Pemanfaatan Lumpur Hasil Samping IPAL Pabrik Pasta Gigi Sebagai Bahan Baku Batako Dalam Upaya Reduksi Limbah
Dwi Ratri Mitha Isnadina, Raih Panji Sampurno, Nita Citrasari
Program Studi S1 Teknik Lingkungan, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga Kampus C Unair, Jl. Mulyorejo, Surabaya E-mail : dwi.ratri.m.i@fst.unair.ac.id

## ABSTRAK
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  variasi  sampel  terbaik  sebagai  bahan  baku  pembuatan  batako  berdasarkan SNI  03-0349-1989  tentang  Bata  beton  untuk  pasangan  dinding  dan  mengetahui  konsentrasi  Pb  dalam  lindi  dari campuran  bahan  baku  serta  dari  produk  stabilisasi-solidifikasi.  Lumpur  hasil  samping  IPAL  Pabrik  Pasta  Gigi mengandung  SiO 2 sebesar  10,18%  dan  CaO  sebesar  49,35%  dan  termasuk  dalam  limbah  B3.  Lumpur  hasil  samping IPAL Pabrik Pasta Gigi digunakan sebagai subtitusi semen Portland yang divariasikan menjadi 10%, 30% dan 50% dari semen  Portland.  Produk  berupa  batako  diuji  pandangan  luar  dan  syarat  fisis  sesuai  SNI  03-0349-1989.  Bahan  baku batako  dan  produk  batako  dianalisis  TCLP  untuk  logam  Pb  menggunakan  metode  Spektrofotometri  Serapan  Atom. Variasi  sampel  yang  terpilih  sebagai  bahan  baku  batako  berlubang  besar  berdasarkan  SNI  03-0349-1989  adalah  30% lumpur yang mensubtitusi semen Portland dengan mutu tingkat II. Konsentrasi Pb dalam lindi bahan baku batako untuk masing-masing  variasi  adalah  0,84  mg/L;  0,95  mg/L;  dan  1,02  mg/L.  Sedangkan  konsentrasi  Pb  dalam  lindi  batako untuk masing-masing variasi adalah 0,40 mg/L; 0,45 mg/L; dan 0,49 mg/L.
Kata kunci: batako; lumpur; Pb; stabilisasi-solidifikasi

## ABSTRACT
This  research  were  aimed  to  know  the  best  variation  as  brick  raw  materials  according  to  SNI  03-0349-1989  about Concrete  Brick  for  Wall  Pairs  and  to  know  Pb  concentration  in  leachate  from  raw  material  mixture  and  from stabilization-solidification  product.  Sludge  from  Wastewater  Treatment  Plant’s  Toothpaste  Factory  was  used  as  a substitution  of  Portland  cement  which  was  varied  to  10%,  30%  and  50%  of  Portland  cement.  Batako  were  tested  by external  views  and  physical  requirements  according  to  SNI  03-0349-1989.  Raw  material  and  product  of  brick  were analyzed by TCLP for Pb metal using Atomic Absorption Spectrophotometric method. The selected sample variation as a large hollow brick material based on SNI 03-0349-1989 is 30% of sludge substituting Portland cement with grade II quality. The concentration of Pb in leachate of brick raw material for each variation was 0.84 mg / L; 0.95 mg / L; and 1.02 mg / L. While the concentration of Pb in the leachate of brick for each variation was 0.40 mg / L; 0.45 mg / L; and 0.49 mg / L.
Keywords: brick; Pb; sludge; stabilization-solidification

## I. PENDAHULUAN
Lumpur harus diolah atau distabilkan agar aman digunakan atau dibuang. Metode yang umum digunakan adalah landfill atau insinerasi. Kedua  metode tersebut  memiliki kelemahan  yaitu biaya tinggi dan resiko tinggi terhadap kontaminasi air  permukaan  atau  bawah  tanah  bila  metode  yang  digunakan  adalah lanfill .  Sedangkan  insinerasi  membuthkan investasi  yang  besar  dan  keamanan  tinggi  agar  tidak  terjadi  polusi  udara.  Sehingga  diperlukan  metode  baru  dalam pengolahan lumpur. Salah satu metodenya adalah menggunakan lumpur kering sebagai bahan tambahan material beton (Matar, 2008).
Penelitian  mengenai  pemanfaatan  lumpur  dari  hasil  samping  pengolahan  air  limbah  dari  sebuah  Instalasi  Pengolahan Air  Limbah (IPAL) sebagai bahan pembuat bata beton batako sudah  mulai dilakukan oleh beberapa peneliti beberapa tahun  terakhir.  Rusliansyah,  dkk.  (2012)  meneliti  kemampuan  limbah  lumpur  IPAL  industri  agrobisnis  dalam  bidang pengolahan karet sebagai bahan substitusi pasir pada pembuatan bata beton. Limbah lumpur IPAL industri agrobisnis kurang cocok dijadikan bahan subtitusi karena kuat tekan bata beton yang dihasilkan tidak memenuhi tingkat mutu yang berlaku  di  SNI.  Pemanfaatan  limbah  sebagai  bahan  substitusi  pasir  tidak  hanya  dilakukan  oleh  Rusliansyah,  dkk., (2012),  Sihombing  (2009)  juga  melakukan  penelitian  mengenai  karakteristik  batako  yang  dibuat  dari  limbah  padat industri  kertas-semen.  Limbah  lumpur  yang  dapat  dimanfaatkan  untuk  pengganti  pasir  pada  pembuatan  bata  beton batako  dapat  mengurangi  kebutuhan  pasir  dan  memanfaatkan  limbah.  Selain  itu,  perlu  dilakukan  penelitian  mengenai pemanfaatan limbah lumpur yang dikategorikan limbah bahan berbahaya dan beracun karena mengandung logam berat.
Pabrik  Pasta  Gigi  termasuk  jenis  kegiatan  industri  sabun  deterjen,  sehingga  lumpur  hasil  samping  IPAL  Pabrik  Pasta Gigi (selanjutnya disebut lumpur Pabrik Pasta Gigi) dikategorikan sebagai limbah B3 berdasarkan Lampiran Peraturan
Pemerintah No. 101 Tahun 2014 tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3). Limbah B3 adalah sisa  suatu  usaha  dan/atau  kegiatan  yang  mengandung  zat,  energi,  dan/atau  komponen  lain  yang  karena  sifat, konsentrasi, dan/atau jumlahnya, baik secara langsung  maupun tidak langsung, dapat  mencemarkan dan/atau  merusak lingkungan  hidup,  dan/atau  membahayakan  lingkungan  hidup,  kesehatan,  serta  kelangsungan  hidup  manusia  dan makhluk  hidup  lain  (Pemerintah  Republik  Indonesia,  2014).  Lumpur  Pabrik  Pasta  Gigi  mengandung  SiO 2 dan  CaO. Kandungan  tersebut  menyebabkan  suatu  bahan  mempunyai  sifat  pozzolan  yaitu  reaktif  dengan  kapur  dan  air  yang menyebabkan  terbentuknya  massa  yang  padat,  keras,  dan  tidak  larut  dalam  air  (La  Grega,  dkk.,  2010).  Sehingga, lumpur Pabrik Pasta Gigi dapat digunakan sebagai pengganti semen Portland dalam pembuatan batako.
Lumpur Pabrik Pasta Gigi selain mengandung SiO 2 dan CaO, juga mengandung beberapa logam berat yang berasal dari bahan baku yang digunakan untuk membuat pasta gigi. Penelitian yang dilakukan oleh Rao dan Rao (2014) menyatakan bahwa pasta gigi mengandung Pb sebesar 1,57 μg/g; Cd sebesar <0,031 μg/g; Hg sebesar 0,008 μg/g; As sebesar <0,016 μg/g;  dan  Sn  sebesar  5.658  μg/g.  Limbah  B3  harus  diolah  terlebih  dahulu  sebelum  dibuang  atau  dimanfaatkan. Pengolahan limbah B3 secara fisik atau kimia  yang umum  digunakan adalah stabilisasi-solidifikasi. Stabilisasi adalah proses pencampuran limbah dengan bahan tambahan (aditif) dengan tujuan  menurunkan  laju  migrasi bahan pencemar dari  limbah  serta  untuk  mengurangi  toksisitas  limbah  tersebut.  Solidifikasi  adalah  proses  pemadatan  suatu  bahan berbahaya dengan penambahan aditif (Spence dan Shi, 2005). Pembuatan batako dengan prinsip stabilisasi-solidifikasi dari campuran lumpur Pabrik Pasta Gigi, semen, pasir dan air diharapkan mampu mengurangi toksisitas lumpur Pabrik Pasta  Gigi.  Sehingga,  produk  berupa  batako  dapat  dimanfaatkan  dan  mereduksi  limbah  B3  yang  dibuang  ke Secured Landfill . Sehingga dilakukan penelitian tentang pemanfaatan lumpur Pabrik Pasta Gigi sebagai bahan baku pembuatan batako.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  variasi  sampel  terbaik  sebagai  bahan  baku  pembuatan  batako berdasarkan SNI 03-0349-1989 tentang Bata beton untuk pasangan dinding dan mengetahui konsentrasi Pb dalam lindi dari campuran bahan baku serta dari produk stabilisasi-solidifikasi.

## II. METODE
Bahan  yang  digunakan  adalah  lumpur  hasil  samping  Instalasi  Pengolahan  Air  Limbah  yang  telah  melewati  unit filter press ,  semen  Portland,  pasir,  dan  air.  Alat  yang  digunakan  adalah  saringan  200  mesh,  plastik  klip,  oven,  timbangan digital, alat cetak batako berlubang besar, dan alat analisis kuat tekan.

## 2.1.   Persiapan lumpur
Lumpur  Pabrik  Pasta  Gigi  dikeringkan  menggunakan  oven  dengan  suhu  105°C  selama  24  jam.  Lumpur  yang  telah dikeringkan  ditumbuk  dengan  alat  penumbuk,  kemudian  diayak  menggunakan  saringan  200  mesh.  Lumpur  yang digunakan  sebagai  bahan  baku    adalah  lumpur  yang  lolos  saringan  200  mesh.  Penggunaan  saringan  200  mesh  karena lumpur dijadikan substitusi semen Portland yang berukuran 200 mesh.

## 2.2.   Pembuatan batako
Variasi batako berlubang besar yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 1 .
Tabel 1 . Variasi bahan baku batako berlubang besar Kode Lumpur Semen Pasir Air A 1,2% (0,03 kg) 10,8% (0,73 kg) 83% (7 kg) 5% (2,3 L) B 3,6% (0,10 kg) 8,4% (0,57 kg) 83% (7 kg) 5% (2,3 L) C 6,0% (0,17 kg) 6,0% (0,40 kg) 83% (7 kg) 5% (2,3 L) Kontrol  0,0% (0,00 kg) 12,0% (0,80 kg) 83% (7 kg) 5% (2,3 L) Keterangan:
Kode A = substitusi lumpur 10% terhadap semen Kode B = substitusi lumpur 30% terhadap semen Kode C = substitusi lumpur 50% terhadap semen
Variasi substitusi lumpur terhadap semen adalah sebesar 10; 30; dan 50% merupakan asumsi peneliti. Campuran bahan baku ketiga variasi sebelum dicetak, diuji TCLP kandungan Pb menggunakan metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA).  Produk  yang  dihasilkan  berupa  batako  dan  diuji  pandangan  luar,  ukuran  dan  toleransi  serta  syarat  fisis menggunakan metode yang tertulis di SNI 03-0349-1989. Syarat fisis terdiri dari penyerapan air dan kuat tekan. Jumlah batako yang digunakan di masing-masing uji sebanyak 5 buah.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik  awal  bahan  baku  meliputi  (i)  pengujian  kandungan  SiO 2 dan  CaO  yang  menjadi  syarat  kimia  utama penyusun  semen  Portland  dan  (ii)  pengujian  kandungan  logam  Cl,  F  dan  Pb.  Lumpur  Pabrik  Pasta  Gigi  mengandung 10,18% SiO 2 dan 49,35% CaO. Kandungan SiO 2 dan CaO dalam lumpur Pabrik Pasta Gigi lebih rendah dibandingkan
kandungan  dalam  Semen  Portland,  namun  lebih  tinggi  dari  lumpur  IPAL  industri  agrobisnis  dimana  lumpur  IPAL mengandung 3,21% SiO 2 dan 1,58% CaCO 3 (Rusliansyah, dkk., 2012). Semen Portland mengandung 20,8% SiO 2 dan 65,3% CaO (Wiryasa dan Sudarsana, 2009). Kandungan minimal SiO 2 dan CaO yang dibutuhkan dalam pembentukan ikatan  Kalsium  silikat  (3CaO.SiO 2 dan  2CaO.SiO 2 )  sebesar  20%  dan  50%.  Ikatan  Kalsium  silikat  yang  berpengaruh terhadap nilai kuat tekan (Wijanarko, 2009). Lumpur Pabrik Pasta Gigi juga mengandung logam Cl, F dan Pb masing- masing sebesar 7,97; 2,73 dan 8,87 mg/L. Pb adalah salah satu logam berat yang dapat mencemari lingkungan. Logam tersebut  dapat  dicegah  persebarannya  di  lingkungan  dengan  metode  stabilisasi-solidifikasi  yang  diaplikasikan  dalam pembuatan batako. Logam yang menjadi fokus adalah logam Pb dikarenakan logam lain konsentrasinya di bawah baku mutu TCLP yang diatur dalam PP RI No. 101 Tahun 2014. Batako dibuat dengan mencampurkan lumpur Pabrik Pasta Gigi, semen, pasir dan air. Kontrol yang digunakan adalah batako yang dibuat dari campuran semen, pasir dan air.
Campuran bahan baku ketiga variasi diuji nilai TCLP logam Pb terlebih dahulu sebelum dicetak. Nilai TCLP logam Pb adalah  0,84  mg/L  untuk  sampel  A;  0,95  mg/L  untuk  sampel  B  dan  1,02  mg/L  untuk  sampel  C.  Ketiga  nilai  tersebut masih belum memenuhi baku mutu TCLP logam Pb sebesar 0,50 mg/L. Hasil pengujian TCLP menunjukkan semakin banyak  lumpur  yang  dicampurkan,  semakin  besar  nilai  TCLP  logam  Pb.  Bahan  baku  tersebut  harus  dicetak  dan dikeringkan  hingga  padat  untuk  mengurangi  logam  Pb  yang  dapat  larut  dalam  air  agar  memenuhi  baku  mutu  TCLP. Batako yang telah dicetak selanjutnya diuji pandangan luar; ukuran dan toleransi; dan syarat fisis berupa kuat tekan dan penyerapan  air.  Hasil  pengujian  dibandingkan  dengan  SNI  03-0349-1989  untuk  menentukan  variasi  sampel  yang memberikan hasil terbaik. Hasil uji pandangan luar batako berlubang besar dapat dilihat pada Tabel 2 .
Seluruh  batako  lulus  uji  pandangan  luar  yang  ditandai  dengan  tidak  adanya  kecacatan  di  bidang  permukaannya  serta rusuk-rusuknya tidak mudah rapuh saat diangkat menggunakan tangan. Uji ukuran dan toleransi batako berlubang besar menunjukkan seluruh batako memiliki dimensi 390 x 190 x 200 mm (Panjang x Lebar x Tebal) dengan tebal dinding sekatan  lubang  bagian  luar  sebesar  25  mm  dan  bagian  dalam  sebesar  20  mm.  Uji  ukuran  dan  toleransi  sesuai persyaratan dalam SNI 03-0349-1989.
Tabel 2 . Hasil uji pandangan luar batako berlubang besar Kode Cacat Rapuh Hasil A   Lulus B   Lulus C   Lulus Kontrol   Lulus
Syarat  fisis  berupa  penyerapan  air  adalah  kemampuan  batako  dalam  menyerap  air  setelah  direndam  selama  periode tertentu. Semakin tinggi air yang diserap oleh batako menunjukkan semakin rendah kualitas batako.  Sedangkan syarat fisis  berupa  kuat  tekan  adalah  kemampuan  batako  dalam  menahan  suatu  beban  per  satuan  luas  permukaan.  Hasil  uji penyerapan air dan kuat tekan dapat dilihat pada Tabel 3 .
Tabel 3 . Hasil uji penyerapan air dan kuat tekan batako berlubang besar
Kode Rerata penyerapan air (%) Mutu a Kuat tekan (kg/cm 2 ) Mutu a Rerata Minimal A 18,40 I 62,57 60,26 II B 21,29 I 56,00 51,54 II C 24,20 I 40,67 38,72 III Kontrol 14,98 I 84,13 81,28 I
Keterangan: a Baku mutu mengacu SNI 03-0349-1989
Seluruh variasi batako berada di mutu I berdasarkan nilai penyerapan air walaupun nilai rerata penyerapan air berbeda- beda untuk setiap batako yang divariasikan. Hasil pada Tabel 3 menunjukkan semakin banyak lumpur Pabrik Pasta Gigi yang  ditambahkan  menyebabkan  semakin  banyak  air  yang  mampu  diserap  oleh  batako.  Kemampuan  penyerapan  air juga  dipengaruhi  oleh  porositas  dimana  nilai  porositas  berbanding  terbalik  dengan  nilai  densitas.  Hasil  uji  densitas batako berlubang besar dapat dilihat pada Tabel 4 .
Tabel 4 . Hasil uji densitas batako berlubang besar
Kode Densitas (g/cm 3 ) A 0,9804 B 0,8945 C 0,8273 Kontrol 1,0559
Pengujian densitas dilakukan setelah sampel berumur 28 hari karena semakin lama waktu pengeringan, maka semakin tinggi  nilai  densitasnya  akibat  sebagian  kristal  air  yang  terdapat  dalam  beton  terurai  (Sihombing,  2009).  Data  pada Tabel  4 menunjukkan  bahwa  semakin  banyak  lumpur  yang  ditambahkan,  maka  semakin  kecil  nilai  densitasnya.  Bila suatu bahan memiliki densitas rendah, dimungkinkan memiliki pori yang banyak sehingga lebih mudah menyerap air. Banyaknya pori juga mempengaruhi nilai kuat tekan. Nilai rerata kuat tekan tertinggi di antara ketiga variasi diperoleh batako  dengan  campuran  lumpur  10%.  Hasil  pada Tabel  3 menunjukkan  semakin  banyak  lumpur  yang  ditambahkan, maka semakin menurun kemampuan batako menahan tekanan. Selain itu, kandungan CaO dan SiO 2 juga memengaruhi nilai  kuat  tekan    karena  kedua  senyawa  tersebut  yang  berperan  dalam  pembentukan  ikatan  Trikalsium  silikat  dan Dikalsium  silikat  (Wijanarko,  2008).  Hasil  akhir  mutu  batako  dapat  dilihat  pada Tabel  5 .  Hasil  akhir  berupa  batako berlubang  besar  juga  diuji  TCLP  untuk  mengetahui  konsentrasi  Pb  dalam  lindi  batako.  Hasil  uji  TCLP  dapat  dilihat pada Tabel 6 .
Tabel 5 . Mutu batako berlubang besar Kode Mutu penyerapan air Mutu kuat tekan Mutu akhir A I II II B I II II C I III III Kontrol I I I Tabel 6 . Konsentrasi Pb hasil uji TCLP Kode Pb hasil TCLP campuran (mg/L) Pb hasil TCLP batako (mg/L) Baku mutu a (mg/L) A 0,84 0,40 0,50 B 0,95 0,45 C 1,02 0,49
Keterangan: a Baku mutu mengacu PP RI No. 101 Tahun 2014
Ketiga variasi menunjukkan adanya penurunan konsentrasi Pb dalam lindi campuran bahan baku dan batako yang dapat dilihat  pada Tabel  6 .  Penurunan  konsentrasi  Pb  ditinjau  dari  variasi  C  ke  A.  Konsentrasi  Pb  yang  larut  mengalami penurunan hingga mencapai baku mutu setelah melalui proses stabilisasi-solidifikasi. Solidifikasi merupakan alternatif penanganan  lumpur  yang  bertujuan  untuk  mengurangi  produksi  lindi  sehingga  aman  bagi  lingkungan.  Pergerakan logam  berat  terhambat  karena  kogam  berat  terikat  pada  ikatan  semen  melalui  solidifikasi  menjadi  bahan  bangunan (Apriliyanti,  2004).  Variasi  terpilih  adalah  bahan  baku  dengan  campuran  30%  lumpur  Pabrik  Pasta  Gigi  walaupun seluruh  variasi  memenuhi  mutu  batako.  Batako  berbahan  baku  campuran  30%  lumpur  Pabrik  Pasta  Gigi  (kode  B) memiliki  mutu  yang  sama,  baik  mutu  berdasarkan  penyerapan  air  dan  kuat  tekan,  dengan  batako  berbahan  baku campuran  10%  lumpur  Pabrik  Pasta  Gigi  (kode  A).  Namun,  campuran  terpilih  adalah  30%  dikarenakan  lebih  banyak memanfaatkan limbah dan konsentrasi Pb berdasarkan hasil uji TCLP sudah memenuhi baku mutu.

## IV. KESIMPULAN
Variasi  sampel  yang  terpilih  sebagai  bahan  baku  batako  berlubang  besar  berdasarkan  SNI  03-0349-1989  adalah  30% lumpur yang mensubtitusi semen Portland dengan mutu tingkat II. Konsentrasi Pb dalam lindi bahan baku batako untuk masing-masing  variasi  adalah  0,84  mg/L;  0,95  mg/L;  dan  1,02  mg/L.  Sedangkan  konsentrasi  Pb  dalam  lindi  batako untuk masing-masing variasi adalah 0,40 mg/L; 0,45 mg/L; dan 0,49 mg/L.

## DAFTAR PUSTAKA
Apriliyanti,  P.D.  2004.  Kajian  Pengelolaan  Lumpur  IPAL  Tekstil  dengan  Proses  Solidifikasi  (Studi  Kasus  Industri Tekstil)  di  Wilayah  Kabupaten  Bandung.  ( Tugas  Akhir ).  Bandung:  Departemen  Teknik  Lingkungan,  Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Bandung
La  Grega,  M.D.,  Buckingham,  P.L.,  dan  Evans,  J.C.  2010. Hazardous  Waste  Management  2 nd Eddition .  Amerika Serikat: Waveland Press
Matar,  M.  Use  of  wastewater  sludge  in  concrete  mixes.  ( Tesis ).  Gaza:  Civil  Engineering  Department  Faculty  of Engineering The Islamic University
Peraturan Pemerintah Nomor 101 Tahun 2014 tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun
Rao, R.N. dan Rao, T.N. 2014. Determination of heavy metals in toothpaste containing tin as active ingredients. Indian Journal of Chemical Technology . 21:238-243
Rusliansyah,  Fauzi,  R.,  dan  Zakhroful,  M.  2012.  Pemanfaatan  Limbah Sludge IPAL  PT  BSKP  Sebagai  Bahan Substitusi Pembuatan Bata Beton. Info Teknik . 13(1):72-81
Sihombing,  B.  2009.  Pembuatan  dan  Karakterisasi  Batako  Ringan  yang  Dibuat  dari Sludge (Limbah  Padat)  Industri Kertas-Semen. ( Tesis ). Medan: Sekolah Pacasarjana Universitas Sumatera Utara
SNI 03-0349-1989 tentang Bata Beton untuk Pasangan Dinding
Spence,  R.D.,  dan  Shi,  C.  2005. Stabilization  and  Solidification  of  Hazardous,  Radioactive,  and  Mixed  Wastes . Amerika Serikat: CRC Press.
Wijanarko,  W.  2009.  Analisis  Bahan  Jerami  Padi  Dalam  Bentuk Block atau  Kotak  Sebagai  Bahan  Pengisi  Batako. ( Skripsi ) . Surakarta: Universitas Sebelas Maret
Wiryasa,  N.M.A.,  dan  Sudarsana,  I.W.  2009.  Pemanfaatan  Lumpur  Lapindo  sebagai  Bahan  Substitusi  Semen  Dalam Pembuatan Bata Beton Pejal. Jurnal Ilmiah Teknik Sipil . 13(1): 39-46