## REVIEW

## TEKNOLOGI DAN METODE PENGOLAHAN LIMBAH CAIR SEBAGAI PENCEGAHAN PENCEMARAN LINGKUNGAN
1 Muhammad Arif Firdaus, 2 Suci Dhiya Mayra Suherman, 3 Muhammad Hafidz Dwiky Ryansyah, 4* Dessy Agustina Sari
1-3 Mahasiswa Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang
4 Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang
4* dessy.agustina8@staff.unsika.ac.id
DOI: http://dx.doi.org/10.35261/barometer.v4i2.3809

## I. P ENDAHULUAN
Pengolahan  limbah  cair  dilakukan  untuk  menghindari pencemaran  lingkungan  yang  fatal.  Berdasarkan  sumbernya pengelompokkan menjadi empat jenis yaitu limbah cair domestik dan  industri,  rembesan  dan  luapan,  serta  air  hujan.  Salah  satu upaya  untuk  memelihara  kelestarian  lingkungan  adalah penerapan  teknologi  pengolahan  limbah  cair  sebagai  solusi mengurangi  pencemaran.  Proses  pengolahan  limbah  secara hakikatnya  dilakukan  sebelum  dibuang  ke  perairan.  Hal  ini mencegah terjadinya masalah yang akan timbul akibat air limbah tersebut. Kegiatan pengolahan limbah cair bertujuan mengurangi zat  yang  beracun,  mengurangi  bau,  dan  juga  memurnikan kandungan  air  agar  kembali  bersih.  Beberapa  parameter  dalam pengolahan  limbah  cair  berupa  COD (Chemical  Oxygen Demand ). Perannya sebagai parameter untuk pencemaran air. Hal ini  dikarenakan  zat  organik  secara  alami  teroksidasi  secara biologis  dan  mengurangi  oksigen  terlarut  dalam  limbah  cair. Kedua  adalah  BOD  ( Biological  Oxygen  Demand )  sebagai parameter  untuk  mengukur  jumlah  minimal  oksigen  yang dibutuhkan  oleh  bakteri  atau  mikroorganisme.  Gas  tersebut digunakan untuk mengurai zat organik yang telah bercampur dan bersuspensi dalam limbah cair yang dibuang. Keduanya bertugas sebagai  penduga  pencemaran  bahan  organik,  dan  berkaitan dengan  penurunan  kandungan  oksigen  yang  terdapat  di  dalam perairan. COD dan BOD tidak menentukan limbah cair tersebut aman untuk dialirkan pada  lingkungan atau  belum, tetapi  setara dengan  parameter  lainnya  yang  berhubungan  dengan  dugaan masalah  pencemaran  air  tersebut  [1],  [2].  Saat  ini  berbagai metode  dan  teknologi  pengolahan  limbah  cair  telah  ditemukan dan  juga  dikembangkan.  Harapannya  adalah  mampu  mencegah terjadinya  pencemaran  yang  akan  berdampak  fatal  pada lingkungan dan kesehatan manusia serta makhluk hidup lainnya.
A. Teknologi microbial fuel cells
Microbial  Fuel  Cell (MFC)  merupakan  teknologi  yang dikembangkan  untuk  menyelesaikan  permasalahan  pencemaran lingkungan  dan  juga  krisis  energi  di  masa  yang  akan  datang. MFC  menghasilkan  listrik  dari  berbagai  senyawa  seperti  asetat, laktat, dan glukosa. Material ini berasal dari air limbah domestik yang  saat  bersamaan  mampu  menghasilkan  listrik  dan penyelesaian  pengolahan  air  limbah  untuk  kandungan biologisnya [3].
MFC merupakan salah satu metode pengolahan limbah cair yang  mengandung  bahan  organik  [4]. Microbial  Fuel  Cells (MFCs)  adalah  bioreaktor  yang  mengubah  energi  kimia  dari senyawa  organik  menjadi  energi  listrik  melalui  reaksi  katalitik mikroorganisme  dalam  kondisi  anaerob.  Energi  listrik  yang dihasilkan  pada  proses  pengolahan  limbah  metode  ini  memiliki potensi  untuk  menyalurkan  sumber  energi. Polutan dan  limbah cairnya  mempunyai  keuntungan  sebagai  sumber  karbon  untuk memproduksi energi listrik [5].
Umumnya suatu reaktor MFC terdiri atas ruang anoda dan katoda  yang  dipisahkan  oleh  membran  penukar  proton. Penggunaannya ditujukan untuk mencegah perpindahan oksigen dari ruang katoda ke anoda dan perpindahan mikroba dari ruang anoda  ke  katoda.  Permasalahan  ini  dapat  terjadi  jika  tingginya harga membran dan pengotoran ( fouling ).
MFC membutuhkan kondisi yang berbeda di kedua kutub. Katoda membutuhkan kondisi aerobik, dan sebaliknya di anoda. Langkah  menciptakan  dua  lingkungan  tersebut  maka  bagian katoda diaerasi melalui penggunaan Proton Exchange Membrane (PEM) sebagai pemisah kedua kutub tersebut. Penggunaan PEM memungkinkan terjadinya perpindahan proton, tetapi menghambat  perpindahan  oksigen  dari  katoda  ke  anoda  yang memberikan  efek  penurunan  potensial  di  bagian  anoda.  Hal  ini disebabkan  oleh  limbah  yang  terurai  secara  aerobik  dan menghasilkan  gas  metana.  Sistem  dengan  membran  pemisah seperti  ini  dikenal  dengan  nama two-chambered MFC  [6].

## I N F O  A R T I K E L
Diterima : 18 Juli 2020 Direvisi : 09 Agustus 2020 Disetujui : 02 September 2020
Kata Kunci : Biofilm, Dielectric barrier discharge, Elektrokoagulasi, Microbial fuel cell , Rotating biological contactor

## A B S T R A K
Pengolahan  limbah  cair  sebagai  pencegahan  pencemaran  lingkungan.  Hal  ini  disebabkan  oleh buangan  tersebut  memiliki  kandungan  BOD  dan  COD  yang  tinggi.  Kegiatan  ini  bertujuan  untuk mereduksi  volume  agar  mempermudah  dalam  pengambilan  sampel  limbah  cair,  memenuhi  baku mutu effluent limbah  cair  yang  memudahkan  penanganan  selanjutnya.  Berbagai  metode  teknologi pengolahan limbah cair telah dikembangkan seperti reaktor microbial fuel cells , advanced oxidation process , elektrokoagulasi, proses film mikrobiologis (biofilm), rotating biological contactors , plasma dielectric barrier discharge , maupun teknologi membran.
Kemampuan  MFC  menghasilkan  listrik  secara  simultan  dan menjadikan  teknologi  ini  berbeda  dengan  pengolahan  limbah lainnya.

## B. Advanced oxidation process
Salah satu langkah alternatif penanggulangan limbah adalah penggunaan  metode  degradasi  dengan  proses  AOPs  ( Advanced Oxidation  Processes ).  Caranya  dikategorikan  lebih  sederhana, cepat, effisien, dan murah. Kelebihannya adalah kemampuannya yang  mampu  mendegradasi  sejumlah  senyawa  berbahaya  yang dimiliki  suatu  limbah  melalui  proses  oksidasi  ( oxidative degradation )  [7].  Selain  itu,  teknologi  ini  menjadi  sorotan  lain karena kinerjanya yang mutakhir  mampu menguraikan berbagai senyawa  organik  dan  merupakan  momok  bagi  metode mikrobiologi  ataupun  membrane  filtrasi.  Selain  itu,  AOPs  tidak hanya diimplementsikan ke pengolahan limbah cair hasil industri, tetapi juga berperan di air minum atau penyediaan air bersih [8].
Teknologi AOPs adalah satu atau kombinasi dari sejumlah proses  seperti  ozonasi,  hidrogen  peroksida,  sinar  UV  (Ultra Violet), titanium oksida, fotokatalis. Sejumlah proses lainnya juga merupakan bagian dari AOPs yang mampu menghasilkan radikal (spesies aktif dengan oksidasi potensial tinggi hingga 2,8 V yang melebihi  ozon  yang  hanya  2,07  V).  Hal  ini  mengakibatkan radikal bebas OH sangat mudah mengoksidasi sejumlah senyawa organik  maupun  non-organik  [9].  Usia pakai ( lifetime )  dari OH bergantung pada konsentrasinya. Sebagai contoh, konsentrasi OH sebesar  1  μM,  maka  usianya  sekitar  200  μs.  Kecepatan  reaksi antara  OH  dengan  senyawa  organik  atau  non-organik  adalah sekitar 10 7 - 10 10 M -1 s -1 [10].
Reaksi  fenton  merupakan  salah  satu  sistem  AOP. Kegiatannya melibatkan gugus reaktif yaitu radikal hidroksil yang dihasilkan dari reaksi oksidasi atas hidrogen peroksida dan garam Fe(II)  [9,10].  Radikal  hidroksil  mempunyai  potensial  oksidasi yang  tinggi  sehingga  dapat  mengurangi  kadar  COD  dan  TSS ( Total  Solid  Suspended )  dalam  limbah  cair.  Reaksi  fenton ditunjukkan dalam persamaan (1) hingga (6) berikut [13].
Fe 3+ + H 2 O 2 → Fe 2+ + HO 2 + H + (1)
Fe 3+ + H 2 O → Fe 2+ + H + + O 2 (2) Fe 2+ + OH → Fe 3+ + OH - (3)
OH + H 2 O 2 → HO 2 + H 2 O (4) Fe 2+ + OH → Fe 3+ + OH - (5)
OH + HO - → H 2 O 2 (6)
Keuntungan  proses  AOP  dengan  reaksi  Fenton  adalah memiliki waktu reaksi yang pendek diantara proses AOP lainnya, reagen hidrogen peroksida yang digunakan lebih sedikit, mampu mendegradasi  komponen  organik  yang  sulit  terurai  dan  dapat mengubah  senyawa  organik  yang  terkandung  menjadi  air  dan karbondioksida  [14],  [15].  Pemanfaatan  proses  fenton  untuk pengolahan  limbah  cair  industri  minyak zaitun  diketahui  bahwa penyisihan COD mencapai 81%. Parameter yang berpengaruh di proses  ini  adalah  konsentrasi  besi  (II)  dan  hidrogen  peroksida, serta  pH.  Desain  yang  digunakan  untuk  pencapaian  respon optimum  di  setiap  variabelnya  adalah  penggunaan Response Surface  Methodology (RSM)  yang  didasarkan  pada  rancangan Box Behnkn [16].
C. Elektrokoagulasi
Proses  eletrokoagulasi  merupakan  adaptasi  dari  proses elektrokimia dan proses koagulasi - flokulasi yang digabungkan. Hal ini diduga dapat menjadi pilihan alternatif untuk pengolahan limbah radioaktif dan limbah B3 fase cair [17]. Pengoperasiannya  menggunakan energi  listrik  melalui air  untuk melangsungkan proses destabilisasi suspensi, emulsi dan larutan yang mengandung kontaminan. Tujuannya adalah pembentukan gumpalan  dan  pengendapan  partikel  halus  yang  terdapat  di  air. [18]. Prinsip dasarnya menggunakan reaksi reduksi dan oksidasi [19].  Sejalan  dengan  hal  tersebut,  elektrokoagulasi  merupakan peristiwa oksidasi di elektroda positif (anoda), dan reduksi di sisi sebaliknya. Bagian pertama mengalami pelepasan koagulan aktif (ion  logam  berupa  aluminium  dan  besi)  ke  dalam  larutan. Kemudian, segmen katoda merupakan  reaksi elektrolisis  berupa pelepasan  gas  hidrogen.  Selain  elektroda,  air  yang  telah  diolah juga terlibat di proses tersebut.
Kelebihan  elektrokoagulasi  adalah  peralatannya  sederhana dan mudah dioperasikan, menghasilkan effluent yang jernih, tidak berwarna  -  berbau  dari  air  limbah  yang  diolah,  flok  yang terbentuk  serupa  dengan  koagulasi  kimia.  Flok  yang  berukuran besar  dengan  kandungan  air  sedikit  bersifat  lebih  stabil  dan mudah  dipisahkan  melalui  filtrasi,  dan  lebih  cepat  mereduksi kandungan  koloid  yang  paling  kecil.  Hal  ini  disebabkan penggunaan  medan  listrik  dalam  air  untuk  meningkatkan pergerakan ke arah proses koagulasi. Total Dissolved Solid (TDS) yang  terkandung  pada effluent yang  dihasilkan  dari  proses elektrokoagulasi  lebih  sedikit  dibandingkan  dengan  pengolahan kimiawi.  Kandungan TDS  yang rendah akan  mengurangi  biaya recovery . Kelebihan lain dari proses elektrokoagulasi yaitu tidak memerlukan  bahan  kimia  sehingga  tidak  bermasalah  dengan netralisasi,  polutan  mudah  dibersihkan  karena  dapat  dibawa  ke permukaan air oleh gelembung gas yang dihasilkan pada proses elektrokoagulasi ini, tidak dipengaruhi oleh temperatur sehingga dapat  memberikan  efisiensi  proses  yang  cukup  tinggi  untuk berbagai  kondisi,  menggunakan  sel  elektrolisis  yang  tidak bergerak  sehingga  pemeliharaannya  lebih  mudah.  Sedangkan, kelemahan  dalam  proses  ini  tidak  dapat  digunakan  untuk mengolah limbah cair yang bersifat elektrolit tinggi dikarenakan akan terjadi  hubungan singkat antar elektroda, besarnya reduksi logam  berat  dalam  limbah  cair  dipengaruhi  oleh  besar  kecilnya arus  voltase  listrik  searah  pada  elektroda,  luas  bidang  kontak elektroda  dan  jarak  antar  elektroda  sempit,  elektroda  yang digunakan  dalam  proses  elektrokoagulasi  harus  diganti  secara teratur,  terbentuknya  lapisan  di  elektroda  dapat  mengurangi efisiensi pengolahan.

## D. Proses film mikrobiologis (biofilm)
Proses  biofilm  merupakan  proses  pengolahan  air  limbah yang  memanfaatkan  bakteri.  Pengertian  biofilm  itu  sendiri merupakan sekumpulan mikroorganisme khususnya bakteri, yang melekat  pada  permukaan  tertentu  dengan  pelekat  karbohidrat yang  dihasilkan  bakteri  sebagai  selimutnya.  Pengembangbiakan bakteri pada proses ini dapat dilakukan dengan atau tanpa aerasi, dengan  cara  mengalirkan  air  limbah  ke  dalam  reaktor  biologis yang  di  bagian  dalamnya  diisi  media  penyangga.  Pengolahan limbah  dengan  proses  biofilm  dapat  dilakukan  dalam  beberapa kondisi,  diantaranya  seperti  kondisi  anaerobik,  aerobik,  ataupun kombinasi  keduanya.  Pada  proses  anaerobik  dilakukan  tanpa pemberian  udara  atau  oksigen.  Media  filter  diletakkan  dengan posisi tercelup di bawah permukaan air [20].
Secara  sederhana,  biofilm  aerobik  dapat  digambarkan sebagai suatu sistem biofilm yang terdiri dari medium penyangga, lapisan  biofilm  yang  melekat  pada  medium,  lapisan  alir  limbah dan  lapisan  udara  yang  terletak  di  luar.  Di  lapisan  biofilm senyawa  polutan  yang  terdapat  pada  limbah  akan  terdifusi. Senyawa-senyawa  tersebut  terdiri  atas  senyawa  organik  (BOD dan  COD),  amonia,  fosfor,  dan  senyawa  lainnya.  kemudian  di saat  bersamaan  senyawa  polutan  tersebut  akan  diuraikan  oleh mikroorganisme  yang  terdapat  pada  lapisan  biofilm  dengan menggunakan  oksigen  yang  terlarut  dalam  limbah  dan  energi yang  dihasilkan  akan  berubah  menjadi  biomasa.  Ketika  lapisan mikroorganisme  cukup  tebal,  maka  bagian  luar  lapisan  biofilm akan  berada  pada  kondisi  aerobi.  Sedangkan,  bagian  dalam biofilm  akan  berada  pada  kondisi  anaerobik.  Gas  H 2 S  akan terbentuk  pada  kondisi  anaerobik,  kemudian  gas  H 2 S  tersebut akan  diubah  menjadi  sulfat  oleh  bakteri  sulfat  yang  terdapat  di dalam  biofilm  apabila  konsentrasi  oksigen  terlarut  cukup  besar. Selain itu, nitrogen amonium akan diubah menjadi nitrit dan nitrat pada  zona  aerobik,  dan  selanjutnya  terjadi  proses  denitrifikasi nitrat yang terbentuk menjadi nitrogen pada zona anaerobik. Oleh karena  itu,  kondisi  aerobik  dan  anaerobik  dapat  terjadi  secara bersamaan  di  dalam  sistem  biofilm  agar  proses  penghilangan senyawa nitrogen menjadi lebih mudah.
Proses  biofilm  ini  memiliki  beberapa  keunggulan dibandingkan  proses  pengolahan  limbah  lainnya  seperti pengoperasiannya  yang  lebih  mudah,  dapat  digunakan  untuk mengolah  air  limbah  dengan  konsentrasi  rendah  hingga  tinggi, tahan  terhadap  jumlah  fluktuasi  air  limbah  ataupun  fluktuasi konsentrasi,  pengaruh  penurunan  suhu  terhadap  efisiensi pengolahan skala kecil.

## E. Rotating biological contactors
Rotating  Biological  Contactors (RBC)  merupakan teknologi
pengolahan limbah yang memanfaatkan mikroorganisme  dengan  biofilm  sebagai  tempat  melekat  dan tumbuhnya  mikroorganisme  tersebut,  sehingga  teknologi  ini mampu  menurunkan  parameter  organik  bahkan  mampu menurunkan nitrit dan nitrat [21]. Reaktor kontak biologis putar atau rotating  biological  contactors diadaptasi  dari  proses pengolahan air limbah dengan attached growth (biakan melekat). Prinsip kerja RBC ini menggunakan media piringan yang dilapisi mikroorganisme yang melekat pada biofilm di suatu reaktor, yang kemudian akan dikontakan dengan air limbah yang mengandung polutan  organik.  Media  piringan  tersebut  terbuat  dari  polimer yang  disusun  pada  poros  secara  sejajar,  40%  dari  bagian kumpulan  piringan  tercelup  di  dalam  air  dan  diputar  dengan kecepatan  tertentu  agar  tiap  bagian  dari  piringan  bergantian terkena  air  dan  oksigen  secara  kontinyu.  Pada  piringan  yang berputar  tersebut  bakteri  akan  tumbuh  dengan  mengambil oksigen  dari  udara,  sehingga  kandungan  organik  air  limbah menjadi  berkurang  untuk  dialirkan  ke  daerah  pembuangan  atau ke proses pengolahan selanjutnya [22].
Proses pengolahan air limbah dengan RBC yaitu air limbah dimasukan  secara  teratur  dan  mengalir  ke  dalam  tangki  tempat piringan  tersebut,  kemudian  piringan  diputar,  ketika  melalui cakram  akan  terdapat  lendir  yang  disebut  biofilm.  Pada permukaan  piringan  dalam  bentuk  biofilm  ini  mikroorganisme akan  tumbuh  dan  melekat.  Mikroorganisme  inilah  yang  akan menguraikan  atau  menghilangkan  kandungan  organik  dari  air limbah dengan mengadsorpsi dan menguraikan zat organik yang terlarut dalam air.
Multi-stage RBC dapat digunakan untuk mendegradasi dan penghilangan  toluena,  fenol,  trikloroetilen,dan  tiosianat  dari  air limbah [21], [24]. Limbah cair organik dengan kekuatan tinggi diperlakukan  dalam  sel  darah  merah  anaerob  dengan  kinerja tinggi  dan  penghilangan  polutan  yang  effisien  [23],  [26]. Teknologi  pengolahan  air  limbah  RBC  memiliki  beberapa kelebihan  yaitu  pengoperasiannya  sederhana,  perawatannya mudah,  konsumsi  energi  rendah,  proses  nitrifikasi  lebih  mudah terjadi  dan  penghilangan  amonium  pada  air  limbah  lebih  besar, serta  dapat  dipasang  dengan  beberapa  tahap  (multi-stage) sehingga  mampu  menahan  fluktuasi  beban  pengolahan  [27], [28].

## F. Plasma dengan dielectric barner discharge
Dielectric Barrier Discharge (DBD)  merupakan peluahan listrik antara dua elektroda terpisah dengan menggunakan isolator dielektrik.  DBD  dapat  dibuat  dalam  beberapa  konfigurasi diantaranya tipe planar dengan plat paralel yang terpisah dengan sebuah dielektrik silinder, dan planar menggunakan plat koaksial dengan  dielektrik  tabung  di  antara  keduanya.  Elektroda  positif merupakan elektroda jarum, sedangkan elektroda negatif berupa logam  berbentuk  silinder  tabung,  dan  dielektrik  berupa  tabung berbahan  kaca  Pyrex  yang  berfungsi  sebagai  penghalang discharge .  Kondisi  jarak  elektroda  pada  reaktor  DBD  sangat berpengaruh  pada  kualitas  proses  pengolahan  limbah  cair  [29]. Cara  plasma  dapat  memasangkan  kekuatan  ke  dalam  aktuator adalah  melalui  interaksi  antara  medan  listrik  dengan  partikel bermuatan  dalam  plasma.  Pada  dasarnya  muatan  dalam ”dorongan”  plasma  pada  gas  latar  dan  muatan  gambar  dalam elektroda,  melengkapi  rantai  gaya  yang  mengarah  ke pengurangan  gaya  dorong  [30].  Di  sini  plasma  dekat  dengan permukaan  cairan  sehingga  spesies  aktif  yang  dihasilkan  dapat berinteraksi dengan cairan. Interaksi plasma dengan cairan yang menghasilkan  peluahan  dengan  cairan  itu  sendiri,  menjadikan metode ini sangat cepat [31].
Teknologi plasma DBD mampu menurunkan 48% warna, 77%  COD,  dan  71%  TTS  pada  limbah  cair  tekstil  [32]. Teknologi plasma merupakan teknologi yang ramah lingkungan dan  dapat  melakukan  degradasi  senyawa  yang  mengandung racun.  Proses  ini  merupakan  alternatif  pengolahan  umtuk mengurangi  lahan,  menurunkan  waktu  pengolahan  dan  dapat mengurangi  bau.  Konfigurasi  plasma  DBD  dianggap  sebagai salah  satu  teknik  yang  paling  menjanjikan  untuk  degradasi senyawa organik yang mudah menguap dalam pembersihan fase gas [33], [34]. Namun, pembuangan dalam air berbeda dengan di udara karena karakteristik fisik pada air dan udara yang berbeda [35], [36], [37].
Pelepasan  listrik  di  antarmuka  udara  dan  udara-air menghasilkan  plasma  yang  dapat  menyebabkan  berbagai  bahan kimia  dan  fisik.  Derajat  ionisasi  plasma  ditentukan  oleh  variasi tegangan  dari  plasma  dengan  menggunakan  generator bertegangan tinggi. Efisiensi penurunan BOD, COD dan minyak lemak  bisa  ditingkatkan  dengan  dinaikannya  tegangan  plasma yang  diberikan.  Konsumsi  energi  yang  diperlukan  untuk pengolahan  limbah  cair  kelapa  sawit  dengan  teknologi  plasma DBD  dalam  kisaran  3,6  –  7,2  kWh/L  [38].  DBD  adalah teknologi  yang  efisien  untuk  menghilangkan  pewarna  dan menunjukan  kinerja  yang  baik,  terutama  pada  konsentrasi pewarna  100  mg/L.  Keuntungan  dari  proses  ini  antara  lain pembentukan  spesies  aktif  berbasis  oksigen  seperti  hidrogen peroksida,  radikal  hidroksil  dan  ozon,  hidrogen  peroksida  yang dikuantifikasi dan di amati bahwa penambahan  Fe 2+ selanjutnya

## TEKNOLOGI DAN METODE PENGOLAHAN LIMBAH CAIR
SEBAGAI PENCEGAHAN PENCEMARAN LINGKUNGAN 237 mendorong  degradasi  melalui  reaksi  jenis  fenton.  Mineralisasi pewarna  dikonfirmasi  oleh  penurunan  kandungan  karbon. Diamati  bahwa  degradasi  pewarna  mengikuti  kinetika  orde pertama [39].

## G. Teknologi membran
Membran adalah fase permeabel atau semipermiabel, yang dikenal juga sebagai padatan polimer tipis, yang membatasi gerak tertentu  dari  sebuah  spesies.  Membran  merupakan  penghalang yang  digunakan  dalam  proses  penghilangan  zat  warna  dari limbah  industri  [40].  Teknologi  membran  (MBR)  merupakan teknologi pengolahan air yang dapat digunakan sebagai alat yang efisien untuk air limbah. Hasil menunjukan efisiensi tinggi pada MBR  untuk  pengolahan  air  limbah.  Teknologi  MBRs  adalah kombinasi  dari biotreatment dan membrane  separation oleh mikrofiltrasi atau ultrafiltrasi. Biasanya, membran ditempatkan di dalam  bioreaktor atau eksternal. MBRs sanggup  menyingkirkan TSS  sebagai    polutan-polutan  tertentu  termasuk  permintaan oksigen  kimia  (COD)  dan  permintaan  oksigen  biologis  (BOD) dengan  efisien.  Dalam  satu  tahap  pada  MBRs  dapat menghasilkan zat yang bermutu tinggi dan umumnya desinfeksi [41].
Membran merupakan alat pemisah yang dapat memisahkan dua  fase  dari  berbagai  campuran.  Campuran  tersebut  dapat bersifat homogen atau heterogen dan dapat berupa padatan, cairan atau  gas.  Transportasi  pada  membran  terjadi  karena  adanya driving  force  berupa  konveksi  atau  difusi  dari  setiap  molekul, adanya  gaya  tarik  menarik  antar  muatan  komponen  atau konsentrasi larutan, dan perbedaaan suhu atau tekanan [42], [43], [44]. Pemisahan  yang dilakukan  membran dengan  mengalirkan feed ke dalam  membran kemudian akan terpisah  sesuai driving force yang  digunakan.  Pada  membran,  proses  pemisahan menghasilkan dua aliran yaitu permeate dan retentate . Permeate merupakan hasil yang diinginkan, sedangkan retentate adalah sisa dari  proses  pemisahan.  Permeabilitas  mempengaruhi  efisiensi pada  pemisahan  membran,  yang  tergantung  pada  struktur membran  seperti  distribusi  ukuran  pori,  bentuk  pori,  tortuositas dan porositas [45], [46]. Kecepatan aliran komponen yang akan di  pisahkan  bergantung  kepada  jenis  gaya  pendorong  ( driving force ) dan karakteristik membran. Jenis gaya pendorong yang ada pada  proses  pemisahan  dengan  menggunakan  membran  yaitu perbedaan  tekanan,  perbedaan  konsentrasi,  dan  perbedaan temperatur [47].
Dalam operasinya membran dikenal dengan dua jenis aliran umpan,  yaitu  aliran cross-flow dan  aliran dead-end .  Pada  aliran cross  flow ,  aliran  umpan  yang  melewati  pori  membran  hanya sebagian  saja  lalu  memproduksi permeat e,  sedangkan  aliran pelarut atau cairan pembawa akan melewati permukaan membran sehingga  larutan,  koloid  dan  padatan  yang  tertahan  tersuspensi oleh membran dan akan terus terbawa menjadi aliran balik. Pada sistem dead  end ,  keseluruhan  dari  aliran  umpan  melewati membran  lalu  partikel  akan  tertahan,  dengan  demikian  aliran umpan  mengalir  melalui  membran  dan  tahanan  penumpukan partikel pada permukaan membran [48].
Kinerja  atau  efisiensi  perpindahan  di  dalam  membran ditentukan  oleh  dua  parameter  yaitu  fluks  dan  rejeksi. Permeabilitas  sering  di  sebut  juga  sebagai  kecepatan permeate atau  fluks  adalah  ukuran  kecepatan  suatu  umpan  melewati membran  persatuan  luas  dan  waktu  dengan  gradien  tekanan sebagai  gaya  pendorong.  Faktor  yang mempengaruhi permeabilitas  adalah  jumlah,  ukuran  pori,  interaksi  antar
membran,  larutan  umpan,  viskositas  larutan,  serta  tekanan  dari luar. Proses pemisahan membran menghasilkan permeate dengan lebih  dari  99%  warna  dan  hilangnya  kandungan  tembaga, sementara 85% garam dan 85% air murni yang dapat digunakan kembali [49]. Pada pengolahan limbah cair pada industri kelapa sawit yang menggunakan membran  ultrafiltrasi  dapat menurunkan  kadar  COD  sebesar  97,66%  dan  kadar  SS  98%  - Suspended  Solid ,  tetapi  tidak  dapat  menghilangkan  warna sehingga memerlukan treatment kembali [50], [51].

## II. KESIMPULAN
Teknologi  dalam  pengolahan  limbah  cair  cukup  banyak dengan  proses  dan  hasil  pengurangan  BOD  dan  COD  yang beraneka ragam. Dari berbagai macam teknologi pengolahan air limbah yang telah dijelaskan di atas, metode Advanced Oxidation Process (AOP)  merupakan  metode yang paling efektif, terbukti dari  angka  penyisihan  COD  hingga  81%  dengan  reaksi  fenton dalam  prosesnya.  Proses Advanced  Oxidation  Process (  AOP) dengan  reaksi  fenton  juga  memiliki  waktu  reaksi  yang  pendek, penggunaan  reagen  hidrogen  peroksida  lebih  sedikit,  dan  dapat mendegradasi  komponen  organik  yang  sulit  terurai  serta  dapat mengubah  senyawa  organik  yang  terkandung  menjadi karbondioksida dan air.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Tim  penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  seluruh pihak  yang  telah  membantu  penyelesaian  artikel  ini,  terutama kepada  ibu  Dessy  Agustina  Sari  selaku  Koordinator  Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Singaperbangsa Karawang atas bimbingannya.

## DAFTAR RUJUKAN
[1] D.  A.  Sari,  S.  Sukanta,  and  A.  Hakiim,  “Anaerobic wastewater  treatments:  Prediction  of  retention  time on RT/RW plant,” INSIST , vol. 3, no. 1, p. 134, Apr. 2018, doi: 10.23960/ins.v3i1.134.
[2] D.  A.  and  S.  Sukanta,  “Kajian  kualitas  limbah  cair secara  anaerobik  melalui  COD,  BOD5,  dan  TDS : studi kasus pada PT JKLMN,” Journal Of Chemical Process  Engineering ,  vol.  2,  no.  2,  pp.  52–56,  Nov. 2017, doi: 10.33536/jcpe.v2i2.167.
[3] H.  Liu,  R.  Ramnarayanan,  and  B.  E.  Logan, “Production  of  electricity  during  wastewater treatment  using  a  single  chamber  microbial  fuel cell,” Environmental Science & Technology , vol. 38, no. 7, pp. 2281–2285, Apr. 2004, doi: 10.1021/es034923g.
[4] W.  Habermann  and  E.  H.  Pommer,  “Biological  fuel cells  with  sulphide  storage  capacity,” Applied Microbiology and Biotechnology , vol. 35,  no. 1, pp. 128–133, Apr. 1991, doi: 10.1007/BF00180650.
[5] B.  Li,  K.  Scheible,  and  M.  Curtis,  “Electricity Generation from Anaerobic Wastewater Treatment in Microbial  Fuel  Cells,”  University  of  Connecticut,
HydroQual,  Inc,  Alexandria,  OWSO8C09,  2011. [Online].  Available:  https://www.nyserda.ny.gov/- /media/Files/Publications/Research/Environmental/a
naerobic-wastewater-treatment-in-microbial-fuel- cells.pdf.
[6] W.  Rinaldi,  Y.  Nurdin,  S.  Syahiddin,  W.  Windari, and C. P. Agustina, “Pengolahan limbah cair organik dengan  microbial  fuel cell,” Jurnal  Rekayasa  Kimia & Lingkungan , vol. 10, no. 2, pp. 92–98, Dec. 2014, doi: 10.23955/rkl.v10i2.2425.
[7] R. Munter, “Advanced oxidation processes – current status  and  prospects,” Proc.  Estonian  Acd.  Sci. Chem ,  vol.  50,  no.  2,  pp.  59–80,  2001,  [Online]. Available: https://www.kirj.ee/public/va_ke/k50-2- 1.pdf.
[8] M.  Mohajerani,  M.  Mehrvar,  and  F.  Ein-Mozaffari, “An  overview  of  the  integration  of  advanced oxidation technologies and other processes for water and wastewater treatment,” International  Journal  of Engineering ,  vol.  3,  no.  2,  pp.  120–146,  2009, [Online]. Available: https://www.cscjournals.org/manuscript/Journals/IJE /Volume3/Issue2/IJE-40.pdf.
[9] R. Pešoutová, P. Hlavínek, and J. Matysíková, “Use of  advanced  oxidation  processes  for  textile wastewater  treatment  –  a  review,” Food  and Environment Safety , vol. X, no. 3, pp. 59–65, 2011.
[10]  R.  Nugroho  and  I.  Ikbal,  “Pengolahan  air  limbah berwarna industri tekstil dengan proses aops,” Jurnal Air Indonesia , vol. 1, no. 2, pp. 163–172, 2005, doi: 10.29122/jai.v1i2.2344.
[11]  A.  K.  Tiwari  and  V.  K.  Upadhyay,  “Fenton’s reagents dose calculation with respect to COD value and  the  process  requirement  optimization  for effective oxidation of aqueous mother liquor effluent of  an  API  manufacturing  industry  at  large  scale,”
International  journal  of  advanced  research ,  vol.  1, no.  7,  pp.  158–164,  2013,  [Online].  Available: http://www.journalijar.com/article/340/fenton%E2%
80%99s-reagent-dose-calculation-with-respect-to- cod-value-and-the-process-requirement- optimization-for-effective-oxidation-of-aqueous- mother-liquor-effluent-of-an-api-manufacturing- industry-at-large-scale/.
[12]  A. Alver, E. Baştürk, A. Kılıç, and M. Karataş, “Use of  advance  oxidation  process  to  improve  the biodegradability of olive oil mill effluents,” Process Safety  and  Environmental  Protection ,  vol.  98,  pp. 319–324, Nov.
2015, doi:
10.1016/j.psep.2015.09.002.
[13]  S.  Hashemian,  “Fenton-like  oxidation  of  malachite green  solutions:  kinetic  and  thermodynamic  study,” Journal of Chemistry , vol. 2013, pp. 1–7, 2013, doi: 10.1155/2013/809318.
[14]  M.  G.  Alalm  and  A.  Tawfik,  “Fenton  and  solar photo-fenton  oxidation  of  industrial  wastewater containing  pesticides,”  Istanbul,  2013,  pp.  1–11, [Online]. Available: https://pdfs.semanticscholar.org/7259/67710fa58c64 10ec86cb898d0666de0693f4.pdf.
[15]  A.  D.  Bokare  and  W.  Choi,  “Review  of  iron-free Fenton-like systems for activating H2O2 in advanced oxidation  processes,” Journal of Hazardous Materials ,  vol.  275,  pp.  121–135,  Jun.  2014,  doi: 10.1016/j.jhazmat.2014.04.054.
[16]  B.  Kiril  Mert,  T.  Yonar,  M.  Yalili  Kiliç,  and  K. Kestioğlu,  “Pre-treatment  studies  on  olive  oil  mill effluent  using  physicochemical,  Fenton  and  Fenton- like  oxidations  processes,” Journal  of  Hazardous Materials , vol. 174, no. 1–3, pp. 122–128, Feb. 2010, doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.09.025.
[17]  B.  Rachmawati,  Y.  Surya,  and  M.  Mirwan,  “Proses elektrokoagulasi pengolahan limbah laundry,” Jurnal Ilmiah  Teknik  Lingkungan ,  vol.  6,  no.  1,  pp.  15–22,
2014, [Online]. Available:
http://eprints.upnjatim.ac.id/6818/1/3._Budiany%2C
_Yayok_dan_Mirwan.pdf.
[18]  E.  R.  Ananda,  D.  Irawan,  S.  D.  Wahyuni,  A.  D. Kusuma,  J.  Buadiarto,  and  R.  Hidayat,  “Pembuatan alat pengolah limbah cair dengan metode elektrokoagulasi untuk industri tahu kota
Samarinda,” JTT (Jurnal Teknologi Terpadu) , vol. 6, no. 1, p. 54, Apr. 2018, doi: 10.32487/jtt.v6i1.439.
[19]  N.  Suwanto,  S.  Sudarno,  A.  A.  Sari,  and  H. Harimawan,  “Penyisihan  Fe,  warna,  dan  kekeruhan pada air gambut menggunakan metode elektrokoagulasi,” Jurnal Teknik Lingkungan , vol. 6, no.  2,  pp.  1–12,  2017,  [Online].  Available: https://media.neliti.com/media/publications/192423- ID-penyisihan-fe-warna-dan-kekeruhan-pada-a.pdf.
[20]  N. I. Said, “Teknologi pengolahan air limbah dengan proses  biofilm  tercelup,” Jurnal Teknologi Lingkungan ,  vol.  1,  no.  2,  pp.  101–113,  2000, [Online]. Available:
http://ejurnal.bppt.go.id/index.php/JTL/article/view/1 69.
[21]  S.  Sirianuntapiboon,  “Treatment  of  wastewater containing  Cl2  residue  by  packed  cage  rotating biological  contactor  (RBC)  system,” Bioresource Technology ,  vol.  97,  no.  14,  pp.  1735–1744,  Sep. 2006, doi: 10.1016/j.biortech.2005.07.030.
[22]  D. Resel, S. Sudrajat, and E. Kusumawati, “Efisiensi kinerja  sistem  IPAL  RBC  (rotating  Biological Contactor)  di  kelurahan  Bontang  Kuala,  Kota Bontang  dalam  menurunkan  nilai  total  fecal coliform,” Journal  Science  East  Borneo ,  vol.  3,  no. 4, pp. 1–6, 2015, [Online]. Available: https://fmipa.unmul.ac.id/jurnal/detail/51.
[23]  G.  Banerjee,  “Phenol-  and  tmocyanate-based wastewater  treatment  in  rbc  reactor,” Journal  of Environmental  Engineering ,  vol.  122,  no.  10,  pp.
941–948, 1996, [Online]. Available: https://ascelibrary.org/doi/10.1061/%28ASCE%2907 33-9372%281996%29122%3A10%28941%29.
[24]  I. Alemzadeh and M. Vossoughi, “Biodegradation of toluene  by  an  attached  biofilm  in  a  rotating biological contactor,” Process Biochemistry , vol. 36, no. 8–9, pp. 707–711, Mar. 2001, doi: 10.1016/S0032-9592(00)00232-6.
[25]  A. C. Yeh, C. Lu, and M.-R. Lin, “Performance of an anaerobic  rotating  biological  contactor:  Effects  of flow  rate  and  influent  organic  strength,” Water Research ,  vol. 31,  no. 6, pp. 1251–1260, Jun. 1997, doi: 10.1016/0043-1354(95)00294-4.
[26]  C.  Lu,  A.  C.  Yeh,  and  M.-R.  Lin,  “Treatment  of high-strength organic wastewaters using an anaerobic rotating biological contactor,”

## TEKNOLOGI DAN METODE PENGOLAHAN LIMBAH CAIR SEBAGAI PENCEGAHAN PENCEMARAN LINGKUNGAN 237
Environment  International ,  vol.  21,  no.  3,  pp.  313– 323, Jan. 1995, doi: 10.1016/0160-4120(95)00027-I.
[27]  G.  M.  L  and  S.  S.  V,  “Modified  rotating  biological contactor,” International Journal of Mechanical and Production  Engineering ,  vol.  2,  no.  8,  pp.  8–11,
2014, [Online].
Available:
http://iraj.in/journal/IJMPE/paper_detail.php?paper_i d=1131&name=Modified_Rotating_Biological_Cont actor.
[28]  N.  I.  Said,  “Pengolahan  air  limbah  dengan  sistem reaktor  biologis  putar  (rotating  biological  contactor) dan  parameter  disain,” Jurnal  Air  Indonesia ,  vol.  1,
no. 2, pp. 178–188, 2005, doi: 10.29122/jai.v1i2.2345.
[29]  A.  Khoiriyah,  M.  C.  T.  W.  Utami,  and  I.  Istadi, “Studi  reaktor  plasma  dielectric  barrier  discharge (dbd)  planar  to  planar  untuk  pre-treatment  konversi limbah  plastik  polipropilen  menjadi  bahan  bakar cair,”  vol.  1,  no.  1,  pp.  213–221,  2012,  [Online]. Available:
https://ejournal3.undip.ac.id/index.php/jtki/article/vie w/876.
[30]  C. L. Enloe, T. E. McLaughlin, R. D. VanDyken, K. D.  Kachner,  E.  J.  Jumper,  and  T.  C.  Corke, “Mechanisms  and  responses  of  a  single  dielectric barrier plasma actuator:  plasma  morphology,” AIAA Journal , vol. 42, no. 3, pp. 589–594, Mar. 2004, doi: 10.2514/1.2305.
[31]  P. Bruggeman and C. Leys, “Non-thermal plasmas in and  in  contact  with  liquids,” Journal  of  Physics  D: Applied  Physics ,  vol.  42,  no.  5,  pp.  1–28,  2009, [Online]. Available: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0022- 3727/42/5/053001/meta.
[32]  M.  Hadiwidodo  and  H.  S.  Huboyo,  “Penurunan warna,  cod  dan  tss  limbah  cair  industri  tekstil menggunakan  teknologi  dielectric  barrier  discharge dengan  variasi  tegangan  dan  flow  rate  oksigen,” Jurnal  Presipitasi ,  vol.  7,  no.  2,  pp.  16–23,  2009, [Online]. Available: https://ejournal.undip.ac.id/index.php/presipitasi/arti cle/download/2830/2514.
[33]  Ch.  Subrahmanyam,  A.  Renken,  and  L.  Kiwi- Minsker,  “Novel  catalytic  non-thermal  plasma reactor  for  the  abatement  of  VOCs,” Chemical Engineering  Journal ,  vol.  134,  no.  1–3,  pp.  78–83, Nov. 2007, doi: 10.1016/j.cej.2007.03.063.
[34]  J.  Karuppiah,  L.  Sivachandiran,  R.  Karvembu,  and Ch.  Subrahmanyam,  “Catalytic  nonthermal  plasma reactor  for  the  abatement  of  low  concentrations  of isopropanol,” Chemical  Engineering  Journal ,  vol. 165,  no.  1,  pp.  194–199,  Nov.  2010,  doi: 10.1016/j.cej.2010.09.017.
[35]  M.  Magureanu,  D.  Piroi,  F.  Gherendi,  N.  B. Mandache,  and  V.  Parvulescu,  “Decomposition  of methylene  blue  in  water  by  corona  discharges,” Plasma  Chemistry  and  Plasma  Processing ,  vol.  28, no. 6, pp. 677–688, Dec. 2008, doi: 10.1007/s11090- 008-9155-x.
[36]  B.  R.  Locke,  M.  Sato,  P.  Sunka,  M.  R.  Hoffmann, and  J.-S.  Chang,  “Electrohydraulic  discharge  and nonthermal  plasma  for  water  treatment,” Industrial
&  Engineering  Chemistry  Research ,  vol.  45,  no.  3, pp. 882–905, Feb. 2006, doi: 10.1021/ie050981u.
[37]  F.  Abdelmalek,  S.  Gharbi,  B.  Benstaali,  A.  Addou, and  J.  L.  Brisset,  “Plasmachemical  degradation  of azo  dyes  by  humid  air  plasma:  Yellow  Supranol  4 GL,  Scarlet  Red  Nylosan  F3  GL  and  industrial waste,” Water  Research ,  vol.  38,  no.  9,  pp.  2339– 2347, May 2004, doi: 10.1016/j.watres.2004.02.015.
[38]  Y.  Yulastri,  A.  Hazmi,  and  R.  Desmiarti,  “Aplikasi plasma  dengan  metode  dielectric  barrier  discharge (dbd)  untuk  pengolahan  limbah  cair  kelapa  sawit,” Jurnal Nasional Teknik Elektro , vol. 2, no. 2, pp. 46–
50, 2013, [Online]. Available:
https://onesearch.id/Record/IOS1751.article- 85?widget=1&repository_id=680.
[39]  P.  Manoj  Kumar  Reddy,  B.  Rama  Raju,  J. Karuppiah, E. Linga Reddy, and Ch. Subrahmanyam, “Degradation  and  mineralization  of  methylene  blue by  dielectric  barrier  discharge  non-thermal  plasma reactor,” Chemical  Engineering  Journal ,  vol.  217, pp. 41–47, Feb. 2013, doi:
10.1016/j.cej.2012.11.116.
[40]  T.  Robinson,  R.  Marchant,  and  P.  Nigam, “Remediation  of  dyes  in  textile  effluent:  a  critical review  on  current  treatment  technologies  with  a proposed  alternative,” Bioresource  Technology ,  vol. 77,  pp.  247–255,  2001,  [Online].  Available: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii /S0960852400000808.
[41]  H.  I.  Abdel-Shafy  and  S.  H.  Abdel  Shafy, “Membrane  technology  for  water  and  wastewater management  and  application  in  Egypt,” Egyptian Journal  of  Chemistry ,  vol.  60,  no.  3,  pp.  347–360, Jun. 2017, doi: 10.21608/ejchem.2017.3480.
[42]  S.  Nasir,  A.  Hartaty,  and  D.  Sulaiman,  “Pengaruh koagulan  polyaluminium  chloride  dan  sodium alginate  terhadap  kualitas  air  bersih  yang  dihasilkan pada  pengolahan  air  sungai  dan  air  rawa  dengan filter keramik,” Jurnal  Teknik  Kimia , vol. 19,  no. 4,
pp. 7–13, 2013, [Online]. Available: http://jtk.unsri.ac.id/index.php/jtk/article/view/152.
[43]  S.  Nasir,  Y.  E.  Putri,  and  I.  Elita,  “Penyisihan  ion kadmium  pada  limbah  cair  pabrik  pulp  &  paper dengan  menggunakan  membran  keramik,” Jurnal Teknik  Kimia ,  vol.  20,  no.  2,  pp.  7–16,  2014, [Online]. Available: http://jtk.unsri.ac.id/index.php/jtk/article/view/173.
[44]  S.  Nasir,  R.  W.  Putri,  and  J.  Intan,  “Peningkatan kualitas  air  domestik  di  kampus  unsri  indralaya menggunakan filter keramik berbahan tanah liat alam dan abu terbang batubara,” Jurnal Teknik Kimia , vol. 17,  no.  5,  pp.  9–18,  2011,  [Online].  Available: http://jtk.unsri.ac.id/index.php/jtk/article/view/341.
[45]  H.  P.  Hsieh,  R.  R.  Bhave,  and  H.  L.  Fleming, “Microporous  alumina  membranes,” Journal  of Membrane Science , vol. 39, no. 3, pp. 221–241, Dec. 1988, doi: 10.1016/S0376-7388(00)80931-X.
[46]  Y.  S.  Dewi,  “Efektivitas  filtrasi  membran  selulosa dalam  pengelolaan  limbah  tekstil,” Jurnal  Ilmiah Fakultas  Teknik ,  vol.  5,  no.  1,  pp.  27–33,  2009, [Online].
Available:
http://portal.kopertis3.or.id/handle/123456789/953.
[47]  F.  Asip  and  T.  Okta,  “Adsorbsi  H2S  pada  gas  alam menggunakan  membran  keramik  dengan  metode titrasi  iodometri,” Jurnal  Teknik  Kimia ,  vol.  19,  no. 4, pp. 22–28, 2013, [Online]. Available: http://jtk.unsri.ac.id/index.php/jtk/article/download/1
54/153.
[48]  S. Notodarmojo, D. Mayasanthy, and T. Zulkarnain,
“Pengolahan  limbah  cair  emulsi  minyak  dengan proses  membran  ultrafiltrasi  dua-tahap  aliran  cross- flow,” ITB Journal of Sciences , vol. 36 A, no. 1, pp. 45–62, 2004, doi: 10.5614/itbj.sci.2004.36.1.4.
[49]  G. Ciardelli, L. Corsi, and M. Marcucci, “Membrane separation  for  wastewater  reuse  in  the  textile industry,” Resources,  Conservation  and  Recycling , vol.  31,  no.  2,  pp.  189–197,  Feb.  2001,  doi: 10.1016/S0921-3449(00)00079-3.
[50]  N.  M.  Nik  Sulaiman  and  K.  L.  Chea,  “Membrane ultrafiltration  of  treated  palm  oil  mill  effluent (pome),” Jurnal  Teknologi ,  vol.  41,  no.  1,  pp.  113– 120, Dec. 2004, doi: 10.11113/jt.v41.714.
[51]  S. Agustina, “Teknologi membran dalam pengolahan limbah cair industri,” Buletin Penelitian , vol. 28, no.
1, pp. 18–24, 2006, [Online]. Available: http://ejournal.kemenperin.go.id/jkk/article/view/328 1/2511.