## PENGOLAHAN LIMBAH CAIR BATIK DENGAN METODE OZONASI UNTUK MENURUNKAN KADAR COD DAN TSS
Aprilia Puspitasari, Azzahra Putri Tania, Nurul Widji Triana*
Program Studi Teknik Kimia Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran” Jawa Timur Jalan Raya Rungkut Madya No.1 Gunung Anyar, Surabaya, Jawa Timur 60249, Indonesia
Penulis korespondensi: psapriliaa@gmail.com

## Abstrak
Limbah  yang  dihasilkan  dari  aktivitas  manusia  mengandung  senyawa  organik  dan  anorganik  yang dapat merusak lingkungan dan berdampak pada kesehatan manusia apabila tidak diolah dengan baik. Salah satu kegiatan manusia yang dapat menghasilkan limbah cair adalah aktivitas membatik. Kegiatan ini terdiri dari  beberapa  tahapan,  termasuk  diantaranya  pewarnaan.  Tahap  pewarnaan  ini  biasanya  menggunakan nafthol  yang  dapat  menghasilkan  limbah  organik  yang  tidak  mudah  terurai.  Kegiatan  membatik  banyak dijumpai di Indonesia seperti di Kampung Batik Jetis, Sidoarjo, yang tentunya menghasilkan limbah yang lebih banyak juga. Sekitar 50 perajin menghasilkan sekitar 50 liter limbah per hari, dimana limbah tersebut non biodegradable yang mengandung zat pencemar seperti unsur COD dan TSS. Penurunan kadar COD dan TSS dapat menggunakan proses ozonasi dan akan lebih efektif jika menggunakan penambahan Hidrogen Peroksida yang mana sebagai oksidator dalam mempercepat reaksi. Pada penelitian menggunakan hidrogen peroksida sebanyak 0,5; 1; 1,5; 2 dan 2,5 ml dengan waktu 30, 60, 90, 120 dan 150 menit. Hasil terbaik didapatkan pada waktu  pengontakan  selama  120  menit  dengan  penambahan  hidrogen  peroksida  sebanyak  2,5  ml  dimana penurunan TSS hingga 97,5%.
Kata kunci: batik; hidrogen peroksida; limbah cair; ozonasi

## BATIK WASTEWATER TREATMENT WITH OZONATION METHOD TO REDUCE LEVELS OF COD AND TSS

## Abstract
Waste generated from human activities contains organic and inorganic compounds that can damage the environment  and  harm  human  health  if  not  treated  properly.  One  of  the  human  activities  that  can  produce liquid waste is batik activity. This activity consists of several stages, including coloring. This coloring stage usually  uses  naphthol,  that  can  result  unease  decomposed  organic-waste.  Batik  activities  are  popular  in Indonesia, such as at Jetis Batik Village, Sidoarjo. Around 50 artisans produce 50 liters of waste per day. The waste  is  non-biodegradable  that  contains  contaminants  such  as  COD  and  TSS  elements.  The  ozonization method can be used to degrade COD and TSS, and the reaction proceeds faster than adding hydrogen peroxide as  an oxidant. This study uses  0.5; 1; 1.5; 2 and 2.5 ml of hydrogen peroxide for 30, 60, 90, 120, and 150 minutes. The best conditions were obtained with a contact time of 120 minutes with 2.5 ml of hydrogen peroxide, resulting in a TSS reduction of up to 97.5%.
Keywords: batik; hydrogen peroxide; wastewater; ozonation

## PENDAHULUAN
Air buangan yang dihasilkan dari pemanfaatan air  bersih  untuk  aktivitas  manusia  merupakan  air limbah. Secara kimiawi, limbah cair terdiri dari bahan kimia  yang  mengandung  senyawa  organik  maupun anorganik.  Pengolahan  limbah  tersebut  sebelum dibuang ke lingkungan penting dilakukan karena efek
negatif  yang  ditimbulkan  terhadap  lingkungan  dan kesehatan manusia.
Kain batik memiliki beberapa tahapan proses pada  pembuatannya,  seperti  pemalaman,  pewarnaan dan  pelodoran.  Tahapan  yang  menghasilkan  limbah cair tertinggi yaitu pada proses pewarnaan. Zat warna nafthol adalah limbah organik yang tidak bisa terurai secara hayati. Industri batik umumnya menghasilkan
zat  warna nafthol tersebut.  Terdapat  sekitar  20 industri  batik  yang  berada  di  Kampung  Batik  Jetis Sidoarjo,  dimana  setiap  harinya  para  perajin  batik, sebanyak  sekitar  50  perajin,  dapat  menghasilkan  50 liter limbah cair batik oleh setiap perajin.
Limbah cair terdapat unsur-unsur seperti COD dan  TSS.  Unsur-unsur  tersebut  dapat  mengganggu kenyamanan  masyarakat  karena  menimbulkan  bau yang  kurang  sedap  dan  menyebabkan  pencemaran ekosistem  air.  Berdasarkan  permasalahan  tersebut, maka perlu dilakukan pengembangan teknologi untuk mengurangi  tingkat  pencemaran  tersebut.  Kadar COD  dan  TSS  dalam  limbah  cair  dapat  diturunkan dengan cara mengontakkan O 2 dengan elektron yang kemudian akan menghasilkan OH * radikal yang biasa disebut metode ozonasi. Ion hidroksil (OH - ) terbentuk ketika  bertumbukan  dengan  protein.  Ion  hidroksil berguna untuk memutus ikatan senyawa kimia, yaitu senyawa  kompleks  (protein)  menjadi  senyawa  yang lebih  sederhana.  Penelitian  yang  dilakukan  oleh (Yulianto, 2020) sejalan dengan hal tersebut, dimana kadar COD pada ampas tahu berhasil diturunkan dari 6303,57 mg/L menjadi 1799,74 mg/L.
(Ratnawati, 2011) mengatakan bahwa dengan menggunakan proses ozonasi tidak dihasilkan produk samping dan limbah yang dihasilkan dapat digunakan kembali  dalam  proses  produksi.  Penelitian  yang dilakukan oleh (Nugroho, 2005)  menyatakan  bahwa dengan  penambahan  H 2 O 2 dapat  menurunkan  kadar COD dan TSS lebih efektif karena penambahan 0,25 ml H 2 O 2 berperan sebagai oksidator kuat yang dapat mempercepat  dekomposisi.  Penambahan  hidrogen peroksida sebanyak 0,25 ml tersebut, dalam 30 menit dapat menghasilkan perubahan warna yang memudar dengan  sangat  cepat.  Ketika  jumlah  H 2 O 2 yang ditambahkan dinaikkan menjadi 1,25 ml untuk setiap liter  air  limbah,  warnanya  memudar  sangat  cepat setelah 15 menit.
Hipotesis  penelitian  ini  menyatakan  bahwa metode ozonasi dengan adanya penambahan hidrogen peroksida  serta  lama  waktu  pengontakan  ozon  pada pengolahan air limbah batik dapat menurunkan kadar COD  dan  TSS.  Penambahan  H 2 O 2 dan  lama  waktu kontak tersebut dapat mempengaruhi jumlah penuru- nan COD dan TSS.
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk mendapatkan kondisi terbaik antara volume H 2 O 2 dan waktu ozon untuk menurunkan kadar COD dan TSS pada limbah batik di Jetis, Sidoarjo. Industri batik di Kampung Batik Jetis Sidoarjo menghasilkan limbah yang berada di tengah-tengah pemukiman penduduk. Limbah batik yang dihasilkan menimbulkan masalah lingkungan karena sering dibuang langsung ke sungai dan pengelolaan limbah ini terbengkalai.

## Pengolahan Limbah Secara Umum
Terdapat beberapa cara yang dilakukan dalam pengolahan  limbah,  diantaranya  metode  koagulasi, dimana memanfaatkan ion-ion yang memiliki muatan
berlawanan  dengan  muatan  koloid  yang  terdapat dalam limbah. Kelanjutan dari proses koagulasi yaitu proses  flokulasi  (Bangun,  2013).  Proses  dari pertukaran reaksi kimia antara ion kation dengan ion anion disebut ion exchange (Sani, 2019).

## Karakteristik Limbah Cair
Karakteristik  limbah  cair  dapat  diklasifikasi- kan  menjadi  tiga  golongan  yaitu  pada  fisik  limbah cair  seperti  temperatur,  aroma,  warna,  dan  padatan. Karakteristik  kimia  meliputi  COD,  pH  dan  DO. Karakteristik biologis yang mana dengan memanfaat- kan bakteri anaerob dan mikroorganisme (Indrayani, 2018).

## Parameter Limbah Cair
COD  atau chemical  oxygen  demand adalah oksidasi zat-zat organisme yang terkandung dalam 1 liter  sampel  air  dengan  kebutuhan  jumlah  oksigen tertentu. Zat warna merupakan senyawa organik yang mengandung  gugus  kromofor  yang  terkonjugasi (Nugroho, 2013). Total suspended solid (TSS) ialah metode  analisis  yang  digunakan  untuk  menghitung kandungan padatan tersuspensi dalam air (Karamah, 2019).

## Hidrogen Peroksida
Penting untuk mengetahui dosis optimal H 2 O 2 karena peningkatan H 2 O 2 tidak selalu meningkatkan tingkat penyisihan COD, tetapi peningkatan konsen- trasi H 2 O 2 dapat mengarah pada perubahan perannya dari  inisiator  menjadi  inhibitor  (Geraldiansyah, 2015).

## Ozonasi
Polutan  organik  dapat  terdegradasi  melalui ozonasi.  Ketika  bereaksi  dengan  polutan  organik tersebut akan terdekomposisi menjadi oksigen. Ozon dapat mengoksidasi polutan organik secara langsung maupun  tidak  langsung  dengan  membentuk  radikal hidroksil (Rao, 2013).
Reaksi pembuatan ozon (Abdi, 2017)
𝑒 − +   𝑂 2 →   𝑂 ∗ +   𝑂 ∗ 𝑂 ∗ +   𝑂 2 →   𝑂 3
Dengan  penambahan  H 2 O 2 maka  reaksinya (Correa, 2019).
𝐻 2 𝑂 2 →   𝐻𝑂 2 − +   𝐻 + 𝐻𝑂 2 − +   𝑂 3 →   𝐻𝑂 2 . +   𝑂 3 − 𝐻𝑂 2 . →   𝐻 + +   𝑂 2 − 𝑂 2 − +   𝑂 3 →   𝑂 2 +   𝑂 3 −
𝑂 3 . +   𝐻 + →   𝐻𝑂 3 𝐻𝑂 3 . →   𝐻𝑂 . +   𝑂 2 𝐻𝑂 . +   𝑂 3 →   𝐻𝑂 2 . +   𝑂 2

## METODE PENELITIAN

## Bahan
Penelitian  dilaksanakan  menggunakan  bahan baku limbah cair industri batik yang didapatkan dari Batik  Jetis  Sidoarjo  dan  H 2 O 2 dengan  konsentrasi 50%.

## Alat
Rangkaian alat proses ozonasi dalam penelitian ini  dapat  dilihat  pada  Gambar  1.  Rangkaian  tersebut terdiri  dari  empat  komponen  utama  yaitu  generator ozon  (1),  selang  aliran  ozon  (2),  reaktor  (3),  dan keluaran gas (4).
Gambar 1. Rangkaian alat ozonasi

## Prosedur Ozonasi
Tahap  proses  ozonasi  dilakukan  dengan terlebih  dahulu  menganalisa  kadar  awal  COD  dan TSS.  Kemudian  menyaring  limbah  batik  serta melakukan  penyesuaian  pH  apabila  diperlukan. Melakukan proses ozonasi dengan waktu kontak ozon selama  30,  60,  90,  120  dan  150  menit  dengan penambahan H 2 O 2 sebanyak 0,5; 1; 1,5; 2 dan 2,5 ml, menyaring  limbah,  setelah  itu  menganalisa  kadar akhir COD dan TSS.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Kadar Awal COD dan TSS pada Limbah
Hasil analisa kadar COD dan TSS pada bahan baku  limbah  yang  digunakan  adalah  sebagaimana pada Tabel 1.
Tabel 1 . Analisa kadar awal chemical oxygen demand dan total suspended solid Parameter Hasil Analisa (mg/L) COD 2936,2 TSS 40

## Pengaruh Ozonasi pada Penurunan Kadar COD
Pada Gambar 2 dapat dilihat bawa kadar COD pada  limbah  mengalami  penurunan  seiring  dengan lama  waktu  pengontakan  pada  proses  ozonasi.  Hal tersebut  ditunjukkan  pada  variabel  yang  dijalankan saat  waktu  pengontakan  selama  150  menit  dan penambahan H 2 O 2 50% sebanyak 2,5 ml didapatkan kadar terendah yaitu 191,6 mg/L dengan persentase penurunan 93,47%. Hasil tersebut telah sesuai bahwa dengan  penambahan  H 2 O 2 dan  lama  ozonasi  dapat menurunkan  kadar  COD  pada  limbah.  Dengan melakukan  penambahan  H 2 O 2 yang  tidak  melebihi dosis optimumnya, maka tidak akan mengakibatkan peningkatan  konsentrasi  H 2 O 2 yang  akan  merubah perannya  menjadi  inhibitor  pada  penyisihan  COD (Geraldiansyah,  2015).  Namun  pada  penelitian  ini hasil yang diperoleh belum sesuai dengan baku mutu ketetapan  Keputusan  Jawa  Timur Nomor  72  Tahun 2013  dimana  kadar  COD  maksimum  sebesar  150 mg/L.
Gambar 2 . Pengaruh persen COD yang hilang (COD removal ) terhadap waktu kontak

## Pengaruh Ozonasi pada Penurunan Kadar TSS
Pada  Gambar  3  menunjukkan  bahwa  dengan penambahan  H 2 O 2 dapat  menurunkan  kadar  TSS yang  ada  pada  limbah  cair  batik  secara  signifikan. Didapatkan  persentase total  suspended  solid (TSS) sebesar  97,5%  pada  hasil  analisa  sebesar  1  mg/L dengan waktu pengontakan 120 menit dengan volume H 2 O 2 sebanyak 2,5 ml. Pada hasil analisa 1 mg/L pada waktu pengontakan 150 menit dengan volume H 2 O 2 sebanyak  2  ml  dan  pada  hasil  analisa  1  mg/L  pada waktu pengontakan 150 menit dengan volume H 2 O 2 sebanyak 2,5 ml. Penurunan tersebut disertai dengan perubahan warna dari pekat menjadi lebih jernih dan tidak adanya bau. Dengan pengontakan antara H 2 O 2 dengan  ozon  inilah  akan  menghasilkan  OH  radikal yang berguna dalam mengikat  polutan-polutan yang terkandung pada limbah. Sehingga dapat menurunkan parameter TSS, yang mana hal ini didukung oleh teori dari Yulianto (2020).
Gambar 3 . Pengaruh persen TSS yang hilang (TSS removal) terhadap waktu kontak

## SIMPULAN
Pengolahan  limbah  dengan  proses  ozonasi dapat menurunkan kadar COD dan TSS. Kadar COD dan TSS dapat menurun bila ditambahkan H 2 O 2 dan lama  waktu  pengontakan.  Penurunan  jumlah  COD didapatkan kondisi terbaik pada volume H 2 O 2 2,5 ml dengan  waktu  150  menit  yaitu  dapat  menurunkan hingga  191,6  mg/L,  sedangkan  penurunan  jumlah TSS  didapatkan  kondisi  terbaik  pada  volume  H 2 O 2 2,5  ml  dengan  lama  waktu  120  menit  yaitu  dapat menurunkan  hingga  97,5%,  maka  dari  itu  metode ozonasi lebih efektif pada penurunan parameter TSS.

## SARAN
Penurunan kadar COD masih di atas parameter baku mutu yang telah ditetapkan, sehingga sebaiknya penambahan  H 2 O 2 dan  waktu  pengontakan  ozon ditingkatkan.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdi,  C.  K.  R.  A.  S.,  2017.  Pengaruh  Ozonasi Terhadap  Penurunan  Intensitas  Warna  dan Kadar  Besi  (Fe)  pada  Air  Gambut.  Jurnal Teknik Lingkungan, Volume 3.
Bangun,  A.,  2013.  Pengaruh  Kadar  Air,  Dosis  dan Lama  Pengendapan  Koagulan  Serbuk  Biji
Kelor Sebagai Alternative Pengolahan Limbah Cair  Industri  Tahu.  Jurnal  Teknik  Kimia, Volume 2.
Correa, E. F. M. d. G. C., 2019. Advanced Oxidation Processes for the Removal of Antibiotics from Water. Water.
Geraldiansyah,  S.  S.  M.  d.  A.  S.,  2015.  Kelarutan Ozon pada Proses Ozonasi Konvensional dan Advanced  Oxidation  Process  pada  Lindi Effluent Pengolahan. Jurnal Rekayasa Lingkungan, Volume 3.
Indrayani,  L. d. R.  N., 2018. Nilai Parameter Kadar Pencemar sebagai Penentu Tingkat Efektivitas Tahapan  Pengolahan  Limbah  Cair  Industri
Batik. Jurnal Rekayasa Proses, Volume 12. Karamah,  E.  P.  A.  N.  R.  B.  S.,  2019.  Treatment  of Tofu Industry's Wastewater Using
Combination of Ozonation and Hydrodynamic Cavitations  Method  with  Venturi  Injector. Journal of Physics, 1198(6).
Nugroho,  R.  I.,  2005.  Pengolahan  Air  Limbah Berwarna Indutri Tekstil dengan Proses AOPs. Volume 1, p. 169.
Nugroho,  S.  P.  A.  W.  S.,  2013.  Elektrodegradasi Indigosol Golden Yellow IRK dalam Limbah Batik  dengan  Elektroda  Grafit.  Indonesian Journal of Chemical Science.
Rao, D. S. R., 2013. Wastewater Treatment Advanced Processes  and  Technologies.  New  York:  Iwa
Publishing.
Ratnawati,  E.,  2011.  Pengaruh  Waktu  Reaksi  dan Suhu pada Proses Ozonasi Terhadap Penurunan Warna, COD dan BOD Air Limbah Industri  Tekstil.  Jurnal  Teknik  Kimia  dan Kemasan, Volume 33, p. 108.
Sani,  I.  U.  N.  S.  A.  D.,  2019.  Penurunan  BOD  dan COD pada Limbah Cair Industri Rumput Laut dengan  Metode  Ion  Exchange.  Jurnal  Teknik Kimia, Volume 13.
Yulianto, R. P. R. S. I., 2020. Penurunan Kandungan COD  dan  BOD  Limbah  Cair  Industri  Tahu dengan Metode Ozonasi. Journal of Chemical and Process Engineering, Volume 1, pp. 9-15.