## APLIKASI ELEKTROKOAGULASI PASANGAN ELEKTRODA ALUMINIUM PADA PROSES DAUR ULANG GREY WATER HOTEL

## THE APPLICATION OF ELECTROCOAGULATION USING ALUMINUM ELECTRODES IN RECYCLE OF HOTEL’S GREY WATER
Ansiha Nur 1 dan Agus Jatnika 2
Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Teknologi Bandung Jl. Ganesha 10 Bandung 40132
1 aul1310_ansi@yahoo.com , 2 agusje@tl.itb.ac.id
Abstrak: Elektrokoagulasi  salah  satu  teknologi  mempunyai  efisiensi  yang  tinggi  dalam penghilangan  kontaminan, menghasilkan effluen yang jernih,  waktu operasional yang pendek, lumpur yang dihasilkan lebih sedikit, stabil dan mudah  disisihkan.  Pada  penelitian  ini  dilakukan  pengolahan  grey  water  sintetis  dan  asli  dari  Hotel  Grand  Royal Panghegar secara batch dan sistem menerus menggunakan pasangan elektroda alumunium monopolar. Percobaan batch dilakukan perlakuan terhadap limbah sintetis. Variasi yang digunakan pada sistem batch adalah waktu kontak (5 - 60 menit) dan kerapatan arus (21 - 104 A/m 2 ). Pada sistem kontinyu digunakan kerapatan  arus 104 A/m 2 pada variasi waktu detensi (900, 936, 975 detik) dan variasi beban (200;300;400 mg COD/L). Dari hasil penelitian pada sistem batch diperoleh kondisi optimum pada  kerapatan arus 104 A/m 2 pada menit ke-15 dengan laju  pelepasan ion alumunium sebesar 0,0071 g/menit. Kinetika laju perubahan konsentrasi pada reaktor elektrokoagulasi mengikuti orde 1 pada memberikan hasil terbaik pada penyisihan kekeruhan, COD dan minyak lemak yaitu sebesar 87,73%, 87,48% dan 77,50%. Pada aplikasi elektrokoagulasi sistem menerus dengan variasi waktu kontak 975 detik memberikan hasil terbaik dengan tingkat penyisihan kekeruhan sebesar 89,32%, COD sebesar 89,09% dan minyak lemak sebesar 89,79%, sementara pada variasi beban pengolahan 400 mg COD/L memberikan hasil terbaik dengan tingkat penyisihan kekeruhan sebesar 89,97%, COD sebesar 61,52% dan minyak lemak sebesar 90,05%. Hasil proses elektrokoagulasi ini berada di bawah baku  mutu  yang  ditetapkan  Keputusan  Menteri  Kesehatan  Republik  Indonesia  Nomor  907/MENKES/SK/VII/2002 serta  Keputusan  Menteri  Negara  Lingkungan  Hidup  Nomor  112  Tahun  2011,  sehingga  aman  digunakan  sebagai reclaimed water untuk  flushing toilet dan  penyiraman tanaman.

## Kata kunci: elektrokoagulasi, elektroda aluminium, kerapatan arus, grey water, reclaimed water
Abstract:  Electrocoagulation is one technology that  has high efficiency in the removal of contaminants, good quality effluent , short operation time , low sludge production, stable and easy to remove . This research uses synthetic and Grand  Hotel  Royal  Panghegar’s  grey  water  and  conducted  with  batch  and  continuous  systems  using  aluminum monopolar  electrode  pair.  Batch  experiments  uses  synthetic  grey  water.  Variations  used  in  the  batch  system  are detention time (5-60 minutes) and current density (21-104 A/m 2 ). The continuous system uses the current density 104 A/m 2 , variation detention time (900 , 936 , 975 seconds ) and load variations (200 ; 300 ; 400 mg COD/L) . The results obtained  in  the  batch  system  has  optimum  condition  on  the  current  density  104  A/m2  in  the  15th  minute  with  an aluminum ion release rate is 0.0071 g / min . Kinetics of concentration on the rate of the electrocoagulation reactor following the first order reaction  gives the best results in the elimination of turbidity , COD and oil grease efficiency are 87.73% , 87.48% and 77.50% . In the application of continuous electrocoagulation system with a detention time of 975 seconds variation gives the best results with turbidity removal efficiency is 89.32% , COD is 89.09% and oil grease is 89.79% , while the variation of the processing load of 400 mg COD/L gives the best results with turbidity removal  efficiency  is    89.97%  ,  COD  is  61.52%  and  oil  grease  is  90.05%  .  The  results  of  the  electrocoagulation process  is  under  the  quality  standard  of  Keputusan  Menteri  Kesehatan  Republik  Indonesia  Number 907/MENKES/SK/VII/2002 and Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Number 112 Year 2011, so it is safe to use  reclaimed water for flushing toilets and watering plants.
Keywords: electrocoagulation, aluminum electrode, current density, grey water, reclaimed water

## PENDAHULUAN
Ketersediaan air tanah di beberapa kawasan hunian dan tempat tinggal mengalami penurunan setiap tahunnya,  termasuk  di  kawasan  hotel  yang  memerlukan  air  tanah  sebagai  sumber  air  bersih  untuk operasional  kesehariannya,  sementara  membuang  sejumlah  air  limbah  dengan  konsentrasi    yang  tinggi dapat merusak lingkungan.
Hotel Grand Royal Panghegar berlokasi di Jalan Merdeka No.2, Bandung terdiri dari 21 lantai dengan luas total 65.000 m 2 . Rata-rata kebutuhan air bersih untuk operasional Hotel bintang 4 sebesar 750 m 3 /hari (Dinas Pariwisata Daerah Provinsi Jawa Barat, 2014). Kebutuhan tersebut dipenuhi dari PDAM dan deep well .  Sejak  pemerintah  Kota  Bandung  memperketat  pengawasan  ijin  pengambilan  air  tanah  dan memberlakuan kenaikan tarif retribusi air tanah (Bapedalda Kota Bandung, 2013 ) mendorong para pelaku bisnis  untuk  mengadaptasi  teknologi  daur  ulang grey  water sebagai  solusi  pembatasan  pengambilan  air tanah.
Daur ulang air limbah sebagai upaya strategi terpadu menyelamatkan ketersediaan air tanah (Gulyas et  al .,  2007  dan  Li et  al ., 2009).  Salah  satu  teknologi  yang  dikembangkan  pada  pengolahan grey  water adalah elektrokoagulasi (Lin et al ., 2005, Jamrah et.al , 2007, Yan et al ., 2008, Li et al ., 2009, Rodrigo et al .,  2010).  Elektrokoagulasi  mempunyai  efisiensi  yang  tinggi  dalam  penghilangan  kontaminan, menghasilkan  effluen    yang    jernih,  tidak  berwarna  dan  tidak  berbau,  waktu  operasional    yang  pendek, lumpur    yang    dihasilkan  lebih  sedikit  stabil    dan  mudah  disisihkan  (Notodarmojo,  1995,  Mollah et  al ., 2004, Lin et al ., 2005, Holt et al ., 2005, Djaenudin et al ., 2013 Rodrigo et al ., 2010, Butler et al ., 2011, Harif et al ., 2012 dan Mechelhoff et al ., 2013).
Penelitian  ini  mempelajari  proses  elektrokoagulasi  menggunakan  pasangan  elektroda  aluminium untuk menyisihkan kontaminan di dalam air buangan domestik ( grey water ) hotel sehingga dapat digunakan kembali ( reclaimed water ) untuk keperluan pembilasan ( flushing) toilet dan penyiraman tanaman.

## METODOLOGI
Proses  yang  dilakukan  dalam  penelitian  ini  diawali  dengan  proses  pengambilan  sampel  dari  bak ekualisasi  Instalasi  Pengolahan  Air  Buangan  (IPAL)  Hotel  Grand  Royal  Panghegar  karena  merupakan pertemuan semua aliran effluent dari kegiatan operasional hotel sehingga sampel dapat merepresentasikan kondisi eksisting dan representatif.
Reaktor batch ( Gambar 1.a .) menggunakan beaker glass dari bahan pyrex glass berkapasitas 2 liter. Elektroda yang digunakan adalah plat alumunium 95,7% (Laboratorium Teknologi Mineral dan Batu Bara, 2014) dengan ukuran 8 x 20 cm sebanyak 4 buah (2 buah anoda dan 2 buah katoda). Plat elektroda yang terendam dalam larutan adalah 15 cm, sehingga luas permukaan basah elektroda anoda sebesar 0,024 m 2 . Reaktor  dilengkapi dengan magnetic stirrer yang diatur pada skala 5 untuk mengaduk larutan sampel agar konsentrasi  koagulan  menjadi  homogen  dan  tersebar  merata  di  dalam  larutan  (Bayar et.al ,  2011). Konfigurasi elektroda monopolar disusun secara paralel, dipasang secara berselang antara anoda dan katoda (Mollah et al., 2004) dengan jarak 2,5 cm. Semua elektroda dihubungkan dengan arus listrik yang berasal dari sumber arus DC (Diamond GSV 3000,      0-20 V dan 0-34 A). Variasi kuat arus yang digunakan pada peneltian  ini  adalah  0,5-2,5  A  setara  dengan  kerapatan  arus  20-104  A/m 2 .  Pengukuran  kuat  arus  dan tegangan  menggunakan  avometer  merek  Sunwa  YX-360TRN,  pengukuran  pH  menggunakan  pH-meter merek  Sartorius,  konduktivitas  dan  suhu  menggunakan  konduktivitimeter  merek  Seven  GoPro  dan kekeruhan  menggunakan turbicheck merek  Lovibond.  Pengamatan  dan  pengukuran  ukuran  flok  yang terbentuk selama proses elektrokoagulasi menggunakan mikroskop cahaya Olympus CX-21 perbesaran 10 x, diamati dengan menggunakan lensa okuler.
Reaktor  kontinyu  ( Gambar  1.b )  terbuat  dari plexiglas yang  berdimensi  20  x  7  x  15  cm    dengan kapasitas 1,95 liter. Model reaktor menggunakan baffle channel horizontal flow (Soewondo, 2005 dan Lin et al ., 2005), dimana elektroda diletakkan sepanjang aliran air limbah sebanyak 14 buah (7 buah anoda dan 7 buah katoda) yang berukuran 5 x 15 cm dengan bagian yang terendam air adalah 13,3 cm, sehingga luas basah total elektroda anoda adalah 0,0466 m 2 .
Gambar 1 . Rangkaian reaktor elektrokoagulasi konfigurasi elektroda monopolar
Limbah yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah sintetis dan limbah asli. Sumber limbah asli dari grey water Hotel Grand Royal Panghegar yang berlokasi di Jalan Merdeka No.2 Bandung. Karakteristik limbah  sintetis  dibuat  menyerupai  karakteristik  limbah  asli  dengan  menambahkan  glukosa,  KCl,  clay, minyak goreng serta air ledeng sebagai air pencampur. Parameter yang akan diukur adalah pH, temperatur, konduktivitas, Total Dissolved Solid (TDS),COD, kekeruhan dan minyak lemak. Metode sampling yang digunakan pada penelitian ini adalah sampel sesaat ( grab sample ) dimana sampel diambil langsung pada saat tertentu dari satu titik, yaitu pada titik yang sama dan pada kedalaman yang sama pada  reaktor  batch  dan  titik  outlet  pada  reaktor  kontinyu.  Adapun  parameter  dan  metode  analisis  yang dilakukan pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 1 .
Tabel 1. Metode pengujian dan analisis
Jenis Parameter Metode Pengujian Metode Analisa pH SNI 06-6989.11-2004 pH-meter Temperatur SNI 06-6989.23-2005 Termometer Konduktivitas SNI 06-6989.1-2004 Konduktivitimeter TDS SK SNI M-03-1989-F Konduktivitimeter Kekeruhan SK SNI M-03-1989-F Turbidimeter COD SNI 6989.2:2009 Refluks tertutup / COD Mikro Minyak Lemak SNI 06-6989.10-2004 Ekstraksi – Soxhlet pH SNI 06-6989.11-2004 pH-meter
Variasi penelitian pada reaktor batch adalah terhadap kerapatan arus listrik, waktu detensi dan pH. Hasil  variasi  kerapatan  arus  listrik,  waktu  detensi  dan  pH  terbaik  akan  digunakan  sebagai  dasar  untuk running pada reaktor kontinyu. Variasi penelitian pada reaktor kontinyu terhadap waktu detensi dan beban pengolahan

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Karakteristik Limbah Asli
Hasil uji karakteristik air buangan domestik ( grey water ) Hotel Grand Royal Panghegar dapat dilihat pada Tabel 2. Berdasarkan hasil pengukuran karakteristik grey water Hotel Grand Royal Panghegar pada Tabel 2 menunjukkan beberapa parameter grey water berada di atas baku mutu Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 112 Tahun 2011 dan Peraturan Pemerintah RI No. 82 Tahun 2001 kelas 3. Oleh karena air limbah domestik ( grey water ) ini akan dimanfaatkan kembali ( reclaimed water ) untuk berbagai keperluan operasional hotel yaitu untuk flushing dan penyiraman tanaman, maka air hasil daur ulang air limbah  ( reclaimed  water )  ini  memerlukan  tingkat  proses  pengolahan  sampai  mencapai  tingkat  kualitas tertentu  sesuai  dengan  rencana  penggunaannya,  maka  kadar  kekeruhan  maksimum  yang  akan  dijadikan acuan sebagai persyaratan yang diperbolehkan  untuk reclaimed water hotel ini mengacu kepada baku mutu
a b
yang mendekati baku mutu air minum yang diizinkan berdasarkan Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia  Nomor  907/MENKES/SK/VII/2002    tentang    parameter  fisika  untuk  air  minum,  yaitu  kadar kekeruhan  maksimum  yang  diperbolehkan    untuk  baku  air  minum  adalah  sebesar  15  NTU.  Selain  itu, kualitas air yang digunakan pada sistem flushing di Indonesia mayoritas menggunakan air dengan kualitas air minum yang berasal dari PDAM.
Tabel 2. Karakteristik air buangan domestik ( grey water ) Hotel Grand Royal Panghegar No Parameter Satuan Hasil Baku Metode Analisa Analisa Mutu Fisika 1 Suhu o C 24,8 WQC 2 Kekeruhan NTU 112 Turbidimeter 3 TDS mg/L 499,8 Gravimetri 4 TSS mg/L 72,8 5 Konduktivitas µS/cm 714 Konduktivitimeter Kimia 1 pH - 8,55 6 – 10 ** pH meter 2 COD mg/L 352 100 * Titrimetri 3 Minyak & Lemak mg/L 24,2 10 Gravimetri 4 Nitrit (NO 2 - ) mg/L 0,0172 Spektrofotometri 5 Nitrat (NO 3 - ) mg/L 0,29 Spektrofotometri 6 Ammonia (NH 4 + - N) mg/L 21,12 Spektrofotometri 7 Total Pospat mg/L 1,98 Spektrofotometri 8 Surfaktan mg/L 6,38 Spektrofotometri
Baku Mutu : * Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 112 Tahun 2011 ** PP No. 82 Tahun 2001

## Proses Elektrokoagulasi Limbah Sintetis Secara Batch
Percobaan  batch  dilakukan  pada  variasi  kerapatan  arus,  waktu  detensi  dan  pH.  Hasil  variasi pengolahan  yang  paling  efektif  digunakan  sebagai  acuan  untuk  menentukan  kuat  arus  dan  variasi  pada variabel waktu kontak untuk diaplikasikan pada reaktor elektrokoagulasi pada sistem kontinyu.

## Pengaruh Kerapatan Arus dan Waktu Detensi
Proses elektrokoagulasi sangat dipengaruhi oleh kerapatan arus dan waktu detensi, hal ini berkaitan dengan  pelepasan  ion  Al 3+ sebagai  agen  koagulan  (Mollah et  al .,  2001  dan  Holt et  al .,  2005)  dalam penyisihan kekeruhan, COD dan minyak lemak sepeti terlihat pada Gambar 2. Mekanisme penyisihan kekeruhan melalui pengikatan oleh inti koagulan, penyisihan COD disebabkan zat-zat organik yang terlarut ikut terika t dengan flok dan COD teroksidasi akibat kehadiran oksidator dan penyisihan  minyak dan lemak dalam bentuk koloid oleh Al 3+ yang mampu mendestabilisasi minyak yang teremulsi dalam larutan. Dari Gambar 2 dapat dilihat efisiensi penyisihan kekeruhan, COD dan minyak lemak  mengalami penurunan  yang  cukup  signifikan  sampai  pada  menit  ke-15,  lalu  relatif  konstan  dan  bahkan  mencapai kondisi steady state sampai menit ke-60, artinya setelah menit ke-20 tidak terjadi perubahan konsentrasi kekeruhan,  COD  dan  minyak  lemak  meskipun  masih  terdapat  penyisihan  dalam  jumlah  kecil.  Pada kerapatan  arus  104  A/m 2 terjadi  penurunan  yang  penyisihan  yang  sangat  cepat  karena  arus  listrik  yang dialirkan lebih tinggi sehingga ion Al 3+ yang teroksidasi dalam jumlah banyak dan berikatan dengan OH - dan membentuk koagulan dalam jumlah yang banyak sehingga partikel terdestabilisasi dalam bentuk  flok dengan cepat dan dalam jumlah yang banyak sehingga menyisihan kekeruhan sebesar 87,73%, COD sebesar 87,48% dan minyak lemak sebesar 77,50%. Flok yang terbentuk sebagian ada yang ikut mengendap serta mengapung  ke  atas  permukaan  larutan  karena  kehadiran  gas  H 2 yang  terjadi  di  katoda,  menurut  reaksi berikut ini (Mollah et al ., 2004).
Gambar 2 . Efisiensi penyisihan pada variasi kerapatan arus dan waktu detensi
Anoda  : Al → Al 3+ + 3e - E0  = 1,66 ( 1 ) Katoda : 2H2O(l) + + 2e - → H2(g) + 2OH - E0  = -0,83
( 2 ) Dalam Larutan : Al 3+ (aq) + 3H2O(l) → Al(OH) 3(s) + 3H + E0  = 0,83 ( 3 )

## Pengaruh pH
Proses elektrokoagulasi juga dipengaruhi oleh pH limbah (Mollah et al ., 2004,  Holt et al., 2005 dan Liu et  al .,  2010),  maka  variasi  nilai  pH  awal  air  limbah  sintetis    adalah  2  –  11  selama  30  menit  pada kerapatan arus 104 A/m 2 . Untuk mendapatkan suasana basa, maka pada air limbah sintetis ditambahkan NaOH dan untuk mendapatkan suasana asam, maka  ditambahkan H 2 SO 4 .
Tingkat penyisihan yang paling baik untuk kekeruhan, COD dan minyak lemak yaitu pada rentang pH  4  -  10.  Menurut  Harif et  al (2012)  pada  rentang  tersebut  terjadi  proses  hidrolisis  ion  Al  yang menghasilkan senyawa  Al(OH) 2+ ,  Al 2 (OH) 24+ ,  Al(OH) 3+ dan  senyawa  polimer  Al 13 (OH) 32 7+ yang  efektif dalam  proses  koagulasi.  Pada  pH  di  bawah  4  senyawa  yang  terbentuk  adalah  ion  Al 3+, ( Persamaan  5 ), sedangkan pada pH di atas 10 senyawa yang terbentuk adalah Al(OH) 4- ( Persamaan 4 ). Kedua senyawa ini bersifat amfoter dan memiliki sifat kurang efektif dalam proses koagulasi.
Basa Kuat   : Al(OH) 3(s) + OH - (aq)  Al(OH) 4- (aq) ( 4 ) Asam Kuat : Al(OH) 3(s) + 3H + (aq  Al 3+ (aq) + 3 H2O (l) ( 5 )
0 20 40 60 80 100 0 10 20 30 40 50 60 P e ny is ihan K e ker uhan (%) Waktu Detensi (menit) 21 A/m² 42 A/m² 63 A/m² 83 A/m² 104 A/m² 0 20 40 60 80 100 0 10 20 30 40 50 60 P e ny is ihan C O D (%) Waktu Detensi (menit)
21 A/m² 42 A/m² 63 A/m² 83 A/m² 104 A/m² 0 20 40 60 80 100 0 10 20 30 40 50 60 P e ny is iha n Mi ny ak da m L e m ak l ( % ) Waktu Ditensi (menit)
21 A/m² 42 A/m² 63 A/m² 83 A/m² 104 A/m² 6 6.5 7 7.5 8 8.5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 pH
Waktu Ditensi (menit) 21 A/m² 42 A/m² 63 A/m² 83 A/m² 104 A/m²
Gambar 3 . Tingkat penyisihan pada kenaikan pH pada proses elektrokoagulasi (104 A/m 2 , td = 30 menit)

## Mekanisme Pembentukan Flok
Kecepatan  pengendapan  flok  pada  kondisi  optimum  adalah  0,0571  –  0,125  cm/detik.  Mekanisme pembentukan flok akibat proses oksidasi elektrolisis pada elektroda pada kerapatan arus 104 A/m 2 dan pada waktu detensi 0 – 60 menit dapat dilihat pada Gambar 4 .
Gambar 4 . Bentuk dan ukuran flok pada karapatan arus 104 A/m 2 (a-e) Pembesaran 10 x, (h) Pembesaran 4 x
Pada Gambar  4 terlihat  partikel  tersuspensi  dalam  air  berupa  partikel  bebas  dan  koloid  dengan ukuran yang sangat kecil, antara 0,001 mikron (10 -6 mm) sampai 1 mikron (10 -3 mm) pada td = 0 menit. Pada saat  elektroda dihubungan dengan sumber listrik maka reaksi redoks terjadi, destabilisasi kontaminan dan partikel tersuspensi mulai membentuk flok. Mekanisme pembentukkan flok akibat fenomena sludge blanket mampu menjebak dan menjembatani partikel koloid yang ada di air limbah. Pada menit ke-60 flok yang terbentuk memilki ukuran 0,25 – 1 mm sehingga mudah untuk dipisahkan.

## Laju Pelepasan Alumunium
Untuk  mengetahui  berat  plat  Al  yang  larut  dapat  dihitung  dari  masa  logam  Al  yang  larut  dengan menggunakan  hukum  Faraday  I  membuat  hubungan  antara  kuat  arus  (I)  yang  mengalir  dengan  jumlah massa  yang  terlepas  ke  larutan,  hal  ini  merupakan  pendekatan  secara  teoritis  untuk  menghitung  jumlah aluminium yang terlepas ke larutan. Untuk memastikan hal tersebut maka dilakukan perbandingan dengan
0 20 40 60 80 100 2 4 6 8 10 12 Pen yi si h an (% ) pH Kekeruhan COD Minyak & Lemak (b) td = 2 menit
(c) td =6 menit
(d) td = 10 menit (e) td = 15 menit
(f)  t d = 60 menit
(a) td = 0 menit
menimbang plat elektroda setiap kali dilakukan percobaan (K. Bhani – Melhem et al ., 2012) dalam kondisi kering.
Gambar 5. Perbandingan konsentrasi alumunium teoritis dan percobaan yang terlepas selama proses elektrokoagulasi pada kerapatan arus 104 A/m 2
Pada Gambar 5 , konsentrasi alumunium  secara teoritis menunjukkan hasil yang lebih rendah 2 – 14 %  dari  konsentrasi  alumunium  yang  dihitung  dari  percobaan.  Hal  ini  diduga  akibat  adanya  beberapa pengaruh selama proses elektrokoagulasi yang mengganggu sistem, seperti perubahan kondisi permukaan plat elektroda yang semakin berkurang  kemampuannya dalam menarik ion-ion dalam limbah (Mouedhen et.al ., 2008).
Tabel 3. Laju pelepasan ion alumunium pada variasi kerapatan arus Kerapatan Arus (A/m 2 ) 21 42 63 83 104 Laju Pelepasan Ion Alumunium (g/menit) 0,0014 0,0028 0,0040 0,0056 0,0071
Dari Tabel 3 , laju pelepasan ion alumunium yang lebih tinggi terjadi pada kerapatan arus yang tinggi. Dengan  mengetahui  nilai  laju  pelepasan  ion  alumunium  dapat  digunakan  untuk  memperkirakan  waktu penggantian elektroda. Pada kerapatan arus 104 A/m 2 dengan nilai laju pelepasan ion alumunium sebesar 0,0071 g/menit, dapat diperkirakan pada plat elektroda alumunium dengan berat elektroda 128 g akan habis setelah penggunaan 300 jam pengoperasian reaktor elektrokoagulasi.

## Kinetika Reaktor Elektrokoagulasi
Laju  perubahan  konsentrasi  pada  reaktor  elektrokoagulasi  mengikuti  reaksi  orde  satu,  persamaan kinetika reaksi orde satu pada Persamaan 6 .
C t = C 0 .e -kt (6)
Dimana : C t adalah konsentrasi pada waktu t, C 0 adalah konsentrasi awal percobaan pada saat t = 0 dan k adalah nilai kinetika perubahan konsentrasi. Nilai k berguna untuk memprediksi besarnya penyisihan pada waktu tertentu. Semakin besar nilai k , maka semakin cepat penyisihan yang terjadi. Pada Tabel  4 dapat  dilihat  bahwa  laju  penyisihan  kekeruhan  dan  COD  yang  paling  baik  pada kerapatan arus 104 A/m 2 . Hal ini menunjukkan semakin tinggi kerapatan arus maka  semakin besar laju pelepasan  ion  Al 3+ akibat  proses  oksidasi  elektrolisis  pada  elektroda  yang  mendestabilisasi  kontaminan dalam bentuk flok dalam waktu singkat (Mollah et al., 2004).
Tabel 4. Nilai k pada penyisihan kekeruhan dan COD Parameter Kerapatan Arus (A/m 2 ) 21 42 63 83 104 Kekeruhan 0,0477 0,0680 0,0848 0,1073 0,1387 COD 0,0288 0,0635 0,0866 0,1295 0,1495
0.0000 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 0.5000 10 20 30 40 50 60 K ons e nt rasi A lum uni um (g /L) Waktu Kontak (menit) Teoritis Percobaan

## Aplikasi Elektrokoagulasi Pada Sistem Menerus (Kontinyu)
Kerapatan arus 104 A/m 2 dengan waktu kontak 15 menit merupakan kombinasi paling efektif pada sistem batch dan selanjutnya diaplikasikan pada sistem menerus dengan melakukan variasi waktu kontak dan beban pengolahan. Percobaan dilakukan terhadap limbah sintetis dan limbah asli grey water hotel.

## Pengaruh Variasi Waktu Kontak
Variasi waktu kontak yang digunakan yaitu 900 detik, 936 detik dan 975 detik. Variasi waktu kontak tersebut diaplikasikan ke dalam system kontinyu dengan cara mengatur debit aliran,  dimana debit aliran yang digunakan pada masing-masing waktu kontak yaitu 0,13 L/menit, 0,125 L/menit dan 0,12 L/menit. Berikut hasil percobaan elektrokoagulasi sistem menerus menggunakan limbah sintetis.
(a) Limbah Sintetis                                          (b) Limbah Asli
Gambar 6 . Efisiensi penyisihan elektrokoagulasi pada sistem menerus

## Pengaruh Variasi  Konsentrasi Beban Pengolahan
Variasi  beban  yang  akan  dilakukan  adalah  200,  300 dan  400  mg  COD/L.  Berikut ini  adalah  hasil percobaan sistem menerus dengan melihat pengaruh varasi beban pengolahan pada limbah sintetis.
Gambar 7. Efisiensi penyisihan elektrokoagasi pada variasi beban
Pada Gambar  7 dapat  dilihat  bahwa  pada penambahan  beban  pengolahan  meningkatkan  efisiensi penyisihan,  pada  beban  pengolahan  sebesar  400  mg  COD/L  memiliki  efisiensi  penyisihan  kekeruhan 90,05%, COD sebesar 85,52% dan minyak lemak sebesar 90,05%. Tingkat keberhasilan penyisihan COD dan minyak lemak ini dapat dilihat juga dari tingkat keberhasilan dalam penyisihan kekeruhan polutan. Hal ini sejalan dengan percobaan yang dilakukan oleh Li et al (2009) bahwa beban pengolahan yang lebih tinggi pada  proses  elektrokoagulasi    mempengaruhi  tingkat  efisiensi  penyisihan  kekeruhan,  COD  dan  minyak lemak.

## Mekanisme Pembentukkan Flok
Pengamatan terhadap flok yang terbentuk pada sistem menerus pada variasi waktu kontak dilakukan terhadap limbah sintetik dan limbah asli dengan pembesaran 10 kali. Pengamatan bentuk dan ukuran flok
0 20 40 60 80 100 900 936 975 Pe n yi si h an ( % ) Waktu Kontak (detik)
Konduktivitas TDS Kekeruhan COD 0 20 40 60 80 100 900 936 975 Pe n yi si h an ( % ) Waktu Kontak (detik) Konduktivitas TDS Kekeruhan COD 0 20 40 60 80 100 200 300 400 Penyi si h an ( %) Beban Pengolahan (mg COD/L)
Konduktivitas TDS
Kekeruhan COD Minyak & Lemak
pada Gambar 8 menunjukkan struktur flok yang besar dan terpecah-pecah. Bentuk flok yang terpecah- pecah diduga akibat terpecahnya kembali gumpalan flok yang telah membesar selama perjalanan dari inlet ke outlet. Bisa saja hal ini dipengaruhi oleh gradient hidrolis yang kecil sehingga gumpalan yang sudah terbentuk pecah kembali.  Meskipun terpecah-pecah, gumpalan flok ini memilki gaya tarik menarik yang kuat antar flok-flok yang terbentuk, sebagai adanya fenomena sludge blanket yang masih menjebak dan menjembatani partikel koloid yang ada dalam limbah.
(a) td = 900 menit
(b) td = 936 menit
Gambar 8 . Bentuk dan ukuran flok pada karapatan arus 104 A/m 2 .
Perbedaan  bentuk  dan  ukuran  flok  sistem  menerus  pada Tabel  5 mendekati  range  sistem  batch sehingga  diperoleh  kecepatan  pengendapan  yang  tidak  jauh  berbeda  dengan  system  batch.  Flok  yang terbentuk dari proses elektrokoagulasi menggunakan elektroda pasangan aluminium secara batch maupun system menerus memiliki ukuran dan bentuk yang lebih besar dengan densitas atau kerapatan flok relative tinggi, sehingga mudah disisihkan dan diendapkan.
Tabel 5 . Kecepatan pengendapan dan ukuran flok
Waktu kontak (detik) Limbah sintetis Limbah asli Kecepatan pengendapan (cm/det) Ukuran partikel (µm) Kecepatan pengendapan (cm/det) Ukuran partikel (µm) 900 0,0740 – 0,0870 150 – 180 0,0833 – 0,0909 150 – 200 936 0,0767 – 0,0952 170 – 210 0,0870 – 0,0952 170 – 220 975 0,1053 – 0,1111 220 – 250 0,1053 – 0,1111 220 – 250

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa nilai optimum di dalam proses pengolahan secara batch  diperoleh  pada  variasi  kerapatan  arus  104  A/m 2 dengan  laju  pelepasan  ion  aluminium  sebesar  0,0071 g/menit . Kondisi optimum tercapai pada waktu detensi 15 menit dengan tingkat penyisihan kekeruhan sebesar 87,73%, COD sebesar 87,48% dan minyak lemak sebesar 77,50%. Kinetika laju perubahan konsentrasi pada reaktor  elektrokoagulasi  mengikuti  orde  1  dengan  kerapatan  arus  104  A/m 2 memberikan  hasil  terbaik.  Pada aplikasi  elektrokoagulasi  sistem  menerus  dengan  variasi  waktu  kontak  975  detik  memberikan  hasil  terbaik dengan tingkat penyisihan kekeruhan, COD dan minyak lemak sebesar 89,32%, 89,09% dan 89,79%, sementara pada variasi beban pengolahan 400 mg COD/L memberikan hasil terbaik dengan tingkat penyisihan kekeruhan, COD dan minyak lemak sebesar 89,97%, 61,52% dan 90,05%. Flok yang terbentuk pada sistem batch maupun sistem menerus memiliki ukuran dan bentuk yang lebih besar dengan kecepatan pengendapan pada reaktor batch  sebesar    0,1176  cm/detik  dengan  diameter  flok  250  –  1000  µm,  sedangkan  pada  sistem  menerus adalah sebesar   0,0740 – 0,1110 cm/detik dengan diameter flok 150 – 250 µm.
(c) td = 975 menit

## DAFTAR PUSTAKA
Bhani-Melhem,  K.,  Smith,  E.  2012.  Grey  Water  Treatment  By  A  Continuous  Process  Of  An Electrocoagulation Unit And A Submerged Membrane Bioreactor System. Journal o f Chemical Engineering, Vol. 198–199, pp. 201–210 .
Butler, E.,Hung, Hung, Y., Yu-Li, R., Suleiman, M. 2011. Electrocoagulation in Wastewater. Journal of Wastewater Treatment. Water., Vol. 3, pp.495-52.5
Djaenudin, Syafila, M., Kardena, E., et al. 2013. Effect of Type Electrodeposition Reactor for Recovering Soluble Nickel in Electroplating Wastewater. The Second International Conference on Sustainable Infrastructure and Build Environment. 19-20 November 2013 . Institut Teknologi Bandung Gulyas,  Holger.  2007.  Greywater  Reuse:  Concepts,  Benefits,  Risks  and  Treatment  Technologies.
International Conference on Sustainable Sanitation .
Harif,  T.,  Khai,    M.,  dan  Adin,  A.  2012.  Electrocoagulation  Versus  Chemical  Coagulation:
Coagulation/Flocculation  Mechanisms  and  Resulting  Floc  Characteristics. Water  Research  46, 3177 – 3188 .
Holt, P. K., Barton, G. W., dan Mitchell, C. A. 2005. The Future for Electrocoagulation as A Localised Water Treatment Technology. Chemosphere. 59: 355-367.
Idaman, Nusa. S. 2013. Minimasi Air Limbah dan Teknologi Daur Ulang Limbah. Pelatihan Pengeloaan air limbah BPLHD DKI Jakarta. 18 Juni 2013. Pusat Lingkungan (PTL) – BPPT.
Jamrah, A., Al-Futaisi, A., Prathapar, S., Al-Harrasi, A. 2007. Evaluating Grey Water Reuse Potential for Sustainable Water Resources Management in Oman. Environmental Monitoring Assessment (2008) 137:315-327.
Li, Fangyue et al. 2009. Review of The Technological Approaches for Grey Water Treatment and Reuses.
Science of the Total Environment Vol.407, pp.3439–3449.
Lin, C., Lo.,S., Kuo, C dan Wu, C. 2005. Pilot-Scale Electrocoagulation with Bipolar Aluminum for On- Site Domestic Greywater Reuse. Journal of Environmental Engineering, pp 491- 495 . Mechelhoff, M., Kelsall,  G., and  Nigel J.D.Graham. 2013. Electrochemical Behaviour of Aluminium in Electrocoagulation Processes. Chemical Engineering Science, Vol.95,pp. 301–312 .
Mollah,  M.Y.A.,  Morkovsky,  P.,  Gomes,  J.A.G.,  Kesmez,  M.,  Parga,  J.  And  Cocke,  D.L.  2004. Fundamentals,  Present  And  Future  Perspectives  Of  Electrocoagulation. Journal  of  Hazardous Materials. Vol. B114, pp. 199 – 210 .
Notodarmojo,  S.  1996.  Field  and  Pilot  Scale  Study  on  The  Treatment  Of  Textile  Industry  by  Using Electrocoagulation Processes in a Textile Factory Near Bandung. Research Dept. of Education.