Submitted : 9 Mei 2021 Revised :  30 Januari 2022 Accepted : 23 Februari 2022

## STUDI PENURUNAN LEVEL COD DAN KADAR LOGAM BERAT PADA LIMBAH CAIR INDUSTRI TEKSTIL DENGAN PERLAKUAN KOAGULASI DAN ELEKTROKOAGULASI
Qifni Yasa’ Ash Shiddiqi 1* , Bambang Hari Prabowo 1 , Rafina Pertiwi Putri 1 , Ayu Sari Larasati 1 , Achmad Dwitama Karisma 2
1 Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Jenderal Achmad Yani Jl. Terusan Jenderal Sudirman, Cimahi, Jawa Barat, Indonesia
2 Departemen Teknik Kimia Industri, Fakultas Vokasi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Keputih, Sukolilo, Surabaya
*Email: qifni.yasa@lecture.unjani.ac.id

## Abstrak
Industri tekstil merupakan industri yang menghasilkan limbah cair dengan kandungan bahan kimia yang beragam seperti pati, asam, alkali, reduktor, oksidator, surfaktan, elektrolit, dan zat warna. Masih banyak industri tekstil yang membuang limbah hasil aktivitas produksinya tanpa melalui IPAL dibuang langsung ke lingkungan sehingga menimbulkan  pencemaran  lingkungan.  Pencemaran  lingkungan  terjadi  sampai  saat  ini  di  sungai  Citarum, Kabupaten Bandung Barat yang didominasi oleh limbah industri tekstil. Pada penelitian ini, metode koagulasi dan elektrokoagulasi akan digunakan untuk mengetahui kemampuan dalam menurunkan atau mereduksi berbagai polutan  yang  terkandung  dalam  limbah  cair  industri  tekstil.  Pada  metode  koagulasi  menggunakan  PAC  ( poly aluminium  chloride )  dan  tawas  sebagai  koagulan  sedangkan  pada  metode  elektrokoagulasi  menggunakan elektroda alumunium yang dimana ion-ion Al berfungsi sebagai koagulan. Pada perlakuan koagulasi, faktor yang divariasikan yaitu kecepatan putaran pengaduk 150 rpm dan dosis PAC (100, 150, dan 200 ppm) dengan waktu pengendapan 60 menit. Pada elektrokoagulasi, waktu kontak yang divariasikan (5, 10, 15, 20, 30, 45, dan 60 menit) dengan kuat arus 5 ampere. Analisis yang akan dilakukan pada parameter konsentrasi yang terkandung dalam limbah cair tekstil yaitu pH, TSS, TDS, COD, turbiditas, dan kandungan logam. Hasil penelitian menunjukan bahwa hasil terbaik diperoleh pada koagulasi menggunakan PAC dengan konsentrasi 200 ppm dengan hasil penurunan COD sebesar 90,71 %, Fe 86,96% dan Cu 67,48%.
Kata Kunci : Limbah Cair Tekstil, Elektrokoagulasi, Koagulsi, PAC, Elektroda Alumunium

## Abstract
The textile industry is one source of wastewater that contains chemicals such as  alkalis, starches, acids, oxidizing agents, reducing agents, electrolytes, surfactants, and dyes. There are still many textile industries that dispose of their waste due to their production activities without going through WWTP. They are directly disposed to the environment and  cause  environmental  pollution.  Environmental  pollution  has  occurred  in  the  Citarum  river,  West  Bandung Regency, which is dominated by textile industry waste. In this study, coagulation and electrocoagulation methods will be  used  to  determine  the  ability  to  decrease  or  reduce  various  pollutants  in  textile  industry  wastewater.  The coagulation  method  uses  PAC  (Poly  Aluminum  Chloride)  and  alum  as  coagulants,  while  the  electrocoagulation method  uses  aluminum  electrodes  where  AI  ions  function  as  coagulants.  Variations  used  for  coagulation  are  the stirring speed of 150 rpm and the coagulant dose (100, 150, and 200 ppm) with a deposition time of 60 minutes. In electromagnetic coagulation the contact time (5, 10, 15, 20, 30, 45 and 60 minutes) with 5 A current. The analysis will be carried out on the concentration parameters contained in textile liquid waste are pH, TSS, TDS, COD, turbidity, and metal content. The best results were obtained  coagulation using PAC at a concentration of 200 ppm with a result of COD decline of 90,71 %, Fe 86,96%, and Cu 67,48%.
Keywords: Wastewater, Electrocoagulation, Coagulation, PAC, Aluminum

## JURNAL INTEGRASI PROSES
Website: http://jurnal.untirta.ac.id/index.php/jip

## 1. PENDAHULUAN
Industri  tekstil  merupakan  industri  yang menghasilkan  limbah  cair  dengan  kandungan  bahan kimia yang beragam seperti pati,  asam, alkali, reduktor, oksidator, surfaktan,  elektrolit, dan zat warna sehingga limbah  industri  tekstil  menghasilkan  limbah  yang mempunyai  pH  tinggi,  berbau,    berminyak, chemical oxygen demand (COD), total suspended solid (TSS), dan biological  oxygen  demand (BOD)  yang  tinggi (Risnandar,  1998).  Pencemaran  lingkungan  yang terjadi  di  sungai  Citarum,  Kabupaten  Bandung  Barat didominasi  oleh  limbah  industri  tekstil,  sehingga sungai  Citarum  dalam  kondisi  mengkhawatirkan bahkan termasuk salah satu sungai terkotor di dunia. Hal  ini  terjadi  karena  pemilik  industri  tidak  mau berusaha untuk melakukan pengolahan limbah dengan maksimal  sehingga  mengakibatkan  pencemaran lingkungan.  Kementerian  Lingkungan  Hidup  dan Kehutanan  (KLHK)  dalam  laporannya  mendapati pabrik-pabrik tekstil di Bandung masih ada yang tidak memiliki instalasi pengelolaan air limbah (IPAL) (Bukit & Yusuf, 2002).
Oleh  karena  itu,  diperlukan  alternatif  teknologi yang  dapat  mengatasi  pencemaran  limbah  industri tekstil  tersebut.  Dalam  penelitian  ini,  metode  yang digunakan adalah perlakuan koagulasi dan elektrokoagulasi.  Koagulasi  merupakan  perlakuan destabilisasi  koloid  dan  partikel-partikel  yang tersuspensi  di  dalam  air  baku  karena  adanya pencampuran  yang  merata  dengan  senyawa  kimia tertentu  yang  disebut  dengan  koagulan  melalui pengadukan  cepat  (Narita,  Lelono,  &  Arifin,  2011). Sedangkan elektrokoagulasi adalah proses pengaplikasian  arus  listrik  pada  logam  besi  atau alumunium  sebagai  elektroda  pada  pengolahan  air baku  atau  limbah  cair  (Mardana,  2007).  Arus  listrik akan mengionisasi elektroda yang difungsikan sebagai anoda  dan  ion-ion  logam  yang  dihasilkan  akan berperan sebagai koagulan. Fenomena ini terjadi pula ketika  penambahan  bahan  kimia  sebagai  aditif  pada proses  koagulasi.  Kontaminan  dalam  limbah  cair seperti  partikel  koloid  organik,    anorganik,  dan  ion berat  dapat  berikatan  karena  adanya  beda  muatan kemudian mengumpul dan mengendap (Hari Prabowo et al., 2018).

## 2. METODE PENELITIAN
Limbah  yang  digunakan  untuk  diolah  dengan proses  koagulasi dan  proses  elektrokoagulasi diambil di  pabrik  tekstil  yang  berlokasi  di  Padalarang. Dilakukan percobaan pendahuluan dengan melakukan proses  perlakuan  koagulasi  menggunakan  reaktor bervolume  1  L  sedangkan  untuk  perlakuan elektrokoagulasi menggunakan reaktor dengan ukuran 5 L yang di dalamnya terpasang elektroda dengan jarak antar  elektroda  sebesar  5  cm.  Selanjutnya  dilakukan analisis  awal  limbah  cair  yaitu  analisis  COD menggunakan metode titrimetri, pengukuran kadar Fe dan  Cu  menggunakan  metode  spektrofotometri serapan  atom  (SSA)  serta  pengukuran  turbiditas menggunakan turbiditimeter.
Pada  proses  koagulasi  menggunakan  PAC  ( poly alumunium  chloride )  sebagai  koagulan  dengan  dosis 100,  150,  dan  200  ppm  dengan  lama  waktu pengadukan  10  menit  dan  waktu  tinggal  60  menit. Sedangkan pada metode elektrokoagulasi menggunakan  elektroda  alumunium  berbentuk  E variasi 2 anoda 2 katoda dan 3 anoda 1 katoda dengan arus sebesar 5 ampere dan waktu tinggal 5 hingga 60 menit.
Tabel 1. Data analisis awal limbah cair pada proses elektrokoagulasi Parameter Analisis awal COD (mg/L) 113 TSS (mg/L) 0,12 Fe (mg/L) 0,67 Cu (mg/L) 0,07 TDS 718 Turbidity 9,27 pH 7,40 Temperatur 24 Tabel 2. Data analisis awal limbah cair pada proses koagulasi Parameter Analisis awal COD (mg/L) 448 TSS (mg/L) 0,42 Fe (mg/L) 0,95 Cu (mg/L) 0,26 TDS 567 Turbidity 9,27 pH 7,70 Temperatur 25 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Perlakuan Koagulasi
Dalam  proses  oksidasi  limbah  cair,  dibutuhkan sejumlah oksigen agar reaksi oksidasi limbah cair dapat berlangsung. Kebutuhan oksigen ini sering disebut COD ( chemical oxygen demand ) (Agustira et al., 2013). Pada Gambar 1 dapat diamati bahwa penurunan kadar COD dalam  sampel  terjadi  seiring  dengan  banyaknya koagulan  PAC  yang  ditambahkan.  Pada  sampel  awal kadar  COD  dianalisis  sebesar  448  mg/L,  setelah dilakukan  pengolahan  didapatkan  hasil  penurunan kadar  COD  maksimum  pada  koagulan  PAC  200  ppm sebesar  40  mg/L  dengan  persentase  perubahan 91,07%.  Hasil  yang  didapat  sudah  sesuai  baku  mutu limbah  cair  tekstil  yang  mempersyaratkan  ambang batas maksimum COD sebesar 150 mg/L (Solanki et al., 2013).
Pada Gambar 2 dapat diamati bahwa kadar Fe akan turun  sejalan  dengan  banyaknya  koagulan  PAC  yang ditambahkan.  Didapatkan  hasil  penurunan  kadar  Fe
maksimum pada penambahan koagulan PAC dosis 200 ppm sebesar 0,13 mg/L dengan persentase penurunan sebesar  86,69%.  Hasil  yang  diperoleh  memenuhi karakteristik baku mutu limbah cair tekstil.
Gambar 1. Pengaruh dosis koagulan PAC terhadap level COD
Pada  Gambar  3  kadar  Cu  dengan  koagulan  PAC dosis  200  ppm  mengalami  penurunan  terbesar  yaitu 67,48%  dari  kadar  awal.  Penurunan  kadar  Cu dipengaruhi  oleh  penambahan  dosis  koagulan  PAC. Semakin  banyak    koagulan  dimasukkan  ke  dalam reaktor  maka  semakin  turun  kadar  Cu  dalam  larutan (Prabowo, Nursaidah, et al., 2019).
Dapat  dilihat  pada  Gambar  4  nilai  turbiditas  awal sebesar  9,27  NTU  dan  turbiditas  akhir  sebesar  0,74 NTU dengan penurunan paling drastis terjadi pada PAC dengan  persentase  penurunan  mencapai  92,02% dengan dosis 200 ppm. Hal ini disebabkan karena PAC merupakan  polimer  makromolekuler  dengan  tingkat adsorpsi  yang  kuat,  tingkat  pembentukan  flok  yang tinggi sehingga meningkatkan percepatan sedimentasi yang  tinggi  dan  merupakan  penjernih  air  dengan tingkat efisiensi yang tinggi (Prabowo, Hendriyana, et al., 2019).
Gambar 2. Pengaruh dosis koagulan PAC terhadap kadar Fe
Gambar 3. Pengaruh dosis koagulan PAC terhadap kadar Cu
Gambar 4. Pengaruh dosis koagulan PAC terhadap nilai turbiditas
3.2 Perlakuan Elektrokoagulasi Pada proses elektrokoagulasi terjadinya
penurunan  COD  berdasarkan  formasi  elektroda  yang digunakan, yaitu penggunaan anoda (A) dan katoda (K). Hasil analisis awal sampel memperlihatkan kadar COD sebesar  113  mg/L,  setelah  melalui  proses elektrokoagulasi  kadar  COD  mengalami  penurunan menjadi  86,8  mg/L  dengan  persentase  penurunan sebesar  23,19%  pada  2  anoda:2  katoda  (selanjutnya untuk  anoda  akan  dituliskan  sebagai  A  dan  katoda sebagai K) sedangkan pada 3A:1K turun menjadi 69,7 mg/L dengan persentase penurunan 38,32%. Perilaku penurunan kadar COD pada perlakuan elektrokoagulasi  terjadi  karena  semakin  banyak  ion Al 3+ yang  dilepaskan  oleh  anoda  dan  membentuk koagulan,  sehingga  Al 3+ akan  mengikat  polutan  yang terkandung  di  dalam  limbah  cair  tekstil  tersebut (Setianingrum et al., 2016).
448 45 41,6 40 0 100 200 300 400 500 0 100 150 200 CO D ( m g/ L) Dosis koagulan (ppm) 0,95 0,16 0,17 0,13 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 0 100 150 200 Fe (m g/ L)
Dosis koagulan (ppm)
0,26 0,08 0,08 0,08 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0 100 150 200 Cu (m g/ L) Dosis koagulan (ppm) 9,27 1,33 0,91 0,74 0 5 10 15 0 100 150 200 T ur bid it as (N T U ) Dosis koagulan (ppm)
Gambar 5. Perubahan konsentrasi COD terhadap variasi elektroda
Pada  Gambar  6  menunjukan  bahwa  variasi elektroda  dominan  dalam  penurunan  kandungan  Fe dalam  limbah  cair  tekstil.  Dapat  dilihat  bahwa  pada formasi  2A:2K  mampu  menurunkan  kandungan  Fe sebesar  2,99%,  sedangkan  pada  formasi  elektroda 3A:1K  mampu  menurunkan  kandungan  Fe  sampai 88,10%.
Gambar 6. Perubahan konsentrasi Fe terhadap variasi elektroda
Pada Gambar 7 menunjukan bahwa kandungan Cu pada  limbah  cair  tekstil  tersebut  mengalami penurunan.  Penurunan  yang  terjadi  pada  formasi elektroda 2A:2K dengan persetase penurunan sebesar 92,86% dan pada formasi 3A:1K sebesar 85,71%.
Gambar 7. Perubahan konsentrasi Cu terhadap variasi elektroda
Dapat dilihat pada Gambar 8 semakin lama waktu operasi elektrokoagulasi maka semakin menurun nilai turbiditas  yang  dihasilkan.  Nilai  turbiditas  awal sebesar  9,27  NTU  sedangkan  nilai  turbiditas  pada waktu  optimum  60  menit  formasi  elektroda  2A:2K sebesar 18,32 NTU sedangkan formasi elektroda 3K:1A nilai  turbiditasnya  sebesar  2,49  NTU.  Pada  menit pertama terjadi peningkatan cukup besar, pada 2A:2K sebesar 47,1 mg/L sedangkan pada 3A:1K sebesar 34,2 mg/L  dan  setelah  20  menit  terjadi  penurunan  yang lebih  cepat.  Penurunan  turbiditas  dipengaruh  oleh waktu  proses  elektrokoagulasi  berlangsung  maka semakin lama proses oksidasi dan reduksi berlangsung yang  menyebabkan  terangkatnya  partikulat  dan semakin  jernihnya  limbah  cair  ditambah  lagi  dengan kenaikan  tegangan  yang  dialirkan  pada  proses elektrokoagulasi  maka  akan  meningkatkan  pula potensi energi kimia yang dihasilkan. Energi kimia yang dihasilkan berupa ion Al 3+ pada anoda yang berperan sebagai koagulan. Semakin meningkat jumlah koagulan maka  lebih  banyak  pula  flok-flok  yang  terendapkan. Mengendapnya  flok-flok  menjadikan  limbah  menjadi lebih jernih dan senyawa organik yang tersisa di dalam limbah  cair  menjadi  lebih  mudah  terdegradasi  oleh mikroorganisme (Amri et al., 2020).
113 86,8 69,7 40 60 80 100 120 Analisa Awal 2A:2K 3A:1K K ons ent ra si CO D ( m g/ L) Variasi elektroda 0,67 0,69 0,0797 0 0,2 0,4 0,6 0,8 Analisa Awal 2A:2K 3A:1K K and ung an Fe ( m g/ L) Variasi elektroda 0,07 0,005 0,01 0 0,02 0,04 0,06 0,08 Analisa Awal 2A:2K 3A:1K K ons ent ra si Cu ( m g/ L) Variasi elektroda 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 60 T ur bid it as (N T U ) Waktu (menit) 2 Anoda 2 Katoda

## 3.3 Perbandingan Metode
Dari  data  di  atas  dapat  disampaikan  bahwa  pada metode  koagulasi  dengan  koagulan  PAC  konsentrasi 200  ppm  didapat  hasil  penurunan  COD  sebesar 90,07%,  Fe  sebesar  86,96%,  Cu  sebesar  67,48%  dan turbiditas sebesar 73,68%. Sedangkan untuk perlakuan elektrokoagulasi  dengan  waktu  operasi  selama  60 menit  variasi  2A:2K  didapat  hasil  penurunan  COD sebesar 23.19%, Fe sebesar 2.99%, Cu sebesar 92,86% dan turbidity sebesar 97,73% sedangkan variasi 3A:1K didapat hasil COD sebesar 38,32%, Fe sebesar 88,10%, Cu  sebesar  85,71%  dan  turbiditas  sebesar  73,18%. Dengan  kata  lain,  metode  koagulasi  dengan  koagulan PAC  efektif  menurunkan  COD  dan  Fe  namun  kurang dalam  penurunan  Cu  dan  turbiditas  (Nurhayati  et  al., 2020).  Berbeda  hal  dengan  metode  elektrokoagulasi yang  kurang  efektif  dalam  penurunan  COD  namun sangat  efektif  menurunkan  kandungan  logam  berat dalam limbah industri tekstil.

## 4. KESIMPULAN
Perlakuan  koagulasi  memiliki  kemampuan  lebih efektif dibandingkan perlakuan elektrokoagulasi pada limbah  cair  tekstil.  Perlakuan  koagulasi  pada  limbah cair dengan koagulan PAC 200 ppm dapat menurunkan nilai  COD  sebesar  90,07%.  Sedangkan  dengan perlakuan  elektokoagulasi  hanya  dapat  menurunkan nilai  COD  sebesar  23,19%  dengan  formasi  elektroda 2A:2K  dan  38,32%  dengan  formasi  elektroda  3A:1K. Pada  penurunan  logam  berat  untuk  perlakuan koagulasi dengan koagulan PAC 200 ppm menurunkan kadar Fe sebesar 86,69% & Cu sebesar 67,48%. Untuk perlakuan  elektrokoagulasi  formasi  2A:2K  dapat menurunkan  kadar  Fe  2,99%  &  Cu  92,86%  dan  pada formasi  3A:1K  dapat  menurunkan  kadar  Fe  88,10% dan Cu 85,71%.

## 5. UCAPAN TERIMA KASIH
LPPM Unjani yang telah mendukung dana sehingga penelitian  ini  bisa  terlaksana  melalui  program  hibah kompetitif 2020.

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Agustira, R., Lubis, K., & Jamila,  jamila. (2013). Kajian Karakteristik Kimia Air, Fisika Air Dan Debit Sungai Pada  Kawasan  Das  Padang  Akibat  Pembuangan
Limbah Tapioka. Jurnal Agroekoteknologi Universitas Sumatera Utara.
https://doi.org/10.32734/jaet.v1i3.2939
Amri,  I.,  Pratiwi  Destinefa,  &  Zultiniar.  (2020). Pengolahan  limbah  cair  tahu  menjadi  air  bersih dengan  metode  elektrokoagulasi  secara  kontinyu. Chempublish Journal, 5(1), 57 – 67. https://doi.org/10.22437/chp.v5i1.7651
Bukit,  N.  T.,  &  Yusuf,  I.  a.  (2002).  Beban  Pencemaran Limbah  Industri  Dan  Status  Kualitas  Air  Sungai Citarum.  Jurnal  Teknologi  Lingkungan,  3(39),  98 – 106.
Hari  Prabowo,  B.,  Nurdini,  L.,  Fasihah,    ul,  &  Duwi Jurusan Teknik Kimia-Universitas Jenderal Achmad Yani Cimahi Jl Terusan Jenderal Sudirman BOX, R. P. (2018).  Prosiding  Seminar  Nasional  Teknik  Kimia “Kejuangan”  Elektrokoagulasi  untuk  Menurunkan COD  dan  Logam  Berat  dalam  Limbah  Cair  Tekstil Menggunakan  Elektroda  Alumunium  dan  Baja.
Jurusan Teknik Kimia, 0(0), 1. http://jurnal.upnyk.ac.id/index.php/kejuangan/ar ticle/view/2309 Mardana. (2007). Pengolahan yang Tepat Bagi Limbah
Cair.
Nurhayati, I., Vigiani, S., & Majid, D. (2020). Penurunan Kadar  Besi  (Fe),  Kromium  (Cr),  COD  dan  BOD Limbah  Cair  Laboratorium  dengan  Pengenceran, Kougulasi  dan  Adsorbsi.  Ecotrophic,  14(1)(June),
74 – 87. Prabowo, B. H., Hendriyana, H., Nurdini, L., Firdaus, M. C., & Leinaldy P., T. (2019). Metode Koagulasi Dan Elektrokoagulasi  Dengan  Penambahan  Hidrogen Peroksida  Pada  Proses  Pengolahan  Limbah  Cair Buangan Laundry. Eksergi, 16(2), 53. https://doi.org/10.31315/e.v16i2.2812
Prabowo,  B.  H.,  Nursaidah,  Z.,  &  Safitri,  F.  (2019). Pengaruh  H2O2  dalam  Metode  Koagulasi Pengolahan Air Payau Menggunakan Koagulan PAC dan  Aluminium  Sulfat.  Jurnal  Teknik :  Media Pengembangan  Ilmu  Dan  Aplikasi  Teknik,  18(02), 101 – 108.
Risnandar.  (1998).  Penyerapan  Zat  Warna  Tekstil dengan  Mengguakan  Jerami  Padi.  Universitas Diponegoro.
Setianingrum,  N.  P.,  Prasetya,  A.,  &  Sarto.  (2016). Pengaruh  tegangan  dan  jarak  antar  elektroda terhadap pewarna RED dengan metode elektrokoagulasi. Inovasi Teknik Kimia, 1(2), 93 – 97. Solanki,  M.,  Suresh,  S.,  Das,  S.  N.,  &  Shukla,  K.  (2013).
Treatment  of  real  textile  wastewater  using coagulation  technology.  International  Journal  of ChemTech Research, 5(2), 610 – 615.