Pengolahan Limbah Tekstil dengan Metode Hibrid Menggunakan Sistem Filtrasi Bottom Ash dan Constructed Wetland
Pieter Jhon Joshua Daris 1 , Haryati Bawole Sutanto 2 , Guruh Prihatmo 3 1,2,3) Program Studi Biologi, Fakultas Bioteknologi, Universitas Kristen Duta Wacana, Jl. Dr. Wahidin Sudirohusodo no.5-25 Yogyakarta, Indonesia Email : peterdaris02@gmail.com, haryati@staff.ukdw.ac.id , guruh.pri@gmail.com

## ABSTRAK
Air  limbah  tekstil  yang  dibuang  secara  langsung  dapat  menimbulkan  kerusakan  ekosistem perairan dan mempengaruhi kesehatan manusia, sehingga mengharuskan adanya alternatif pengolahan limbah yang efektif. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode hibrid yang  bertujuan  untuk  mengeliminasi  kandungan  pencemar  pada  limbah  tekstil.  Penelitian dilakukan dengan mengalirkan limbah tekstil ke dalam filtrasi bottom ash dan dilanjutkan ke sistem constructed  wetland dengan  taraf  waktu  tinggal  selama  4  hari.  Hasil  penelitian menunjukan  penurunan  nilai  TDS,  TSS,  COD,  maupun  kromium  berturut-turut  sebesar 16,47%, 97,09%, 72,14% dan 94,78% pada luaran bottom ash ; dan 13,12%; 57,53%; 7,52%; dan 0,35% pada luaran constructed wetland ( outlet ). Oleh karena itu, penggunaan metode hibrid telah efektif dalam mengolah limbah tekstil dengan melihat penurunan pada setiap parameter uji.
Kata kunci : air limbah tekstil, bottom  ash, constructed wetland , kandungan  pencemar.

## ABSTRACT
Textile  wastewater  that  is  discharged  directly  can  cause  damage  to  aquatic  ecosystems  and affects  human  health,  thus  requiring  an  effective  alternative  wastewater  treatment.  This research was conducted using a hybrid method that aims to eliminate pollutants in textile waste. The study was conducted by flowing textile waste into the bottom ash filtration and proceed to constructed wetland system with the residence time of 4 days. The results showed a decrease in the  value  of  TDS,  TSS,  COD,  and  chromium  by  16.47%,  97.09%,  72.14%,  and  94.78% respectively in bottom ash output; and 13.12%; 57.53%; 7.52%; and 0.35% in the constructed wetland  output.  Therefore, the  use  of  the  hybrid  method  has  been  effective  in  treating  textile waste by looking at the decrease in each test parameter.
Keywords : textile wastewater, bottom  ash, constructed wetland, pollutant content.

## Pendahuluan
Pencemaran yang dihasilkan oleh limbah tekstil telah merusak lingkungan dengan berbagai beban pencemar yang sangat tinggi, seperti tingginya padatan terlarut maupun kandungan logam berat yang terdapat  pada  zat  pewarna  [5].  Tingginya  beban  pencemar  dalam  limbah  tekstil  menimbulkan kerusakan  ekosistem  perairan  dan  mempengaruhi  kesehatan  manusia  [7].  Berdasarkan  hasil pengamatan yang dilakukan, diketahui bahwa hanya sebagian industri tekstil yang memiliki instalasi pengolahan limbah (IPAL). Namun, adanya IPAL pada beberapa industri tekstil tidak menjamin hasil olahan limbah cair produksinya terdegradasi dengan baik. Parameter yang sering tidak memenuhi standar baku mutu adalah TSS, TDS, maupun COD. Adapun faktor lain berupa logam berat seperti kromium (Cr) dilimbah  tekstil yang berasal dari proses pencelupan, dikarenakan penyerapan yang kurang optimal oleh bahan tekstil [12].
Banyaknya pencemar  berbahaya yang  terkandung  pada  limbah  industri tekstil ini,  mengharuskan adanya alternatif pengolahan limbah yang mampu menurunkan kandungan pencemar dari sisa hasil produksi  industri  tekstil.  Dilihat  berdasarkan  karakteristik  limbah  tekstil,  untuk  mendapatkan sistem pengolahan yang efektif dibutuhkan gabungan antara proses fisik maupun biologi; sehingga pencemar  dapat direduksi dan  juga tidak menimbulkan  dampak baru  bagi lingkungan.  Salah  satu metode pengolahan yang dapat diterapkan adalah metode hibrid dengan menggunakan sistem filtrasi Bottom  Ash dan  sistem  lahan  basah  buatan  ( Constructed  wetland )  sebagai  pengolahannya  [4]. Penggunaan gabungan sistem tersebut bertujuan untuk mendapatkan hasil olahan yang optimal serta ekonomis,  karena  banyaknya  masalah  finansial  pada  industri  tekstil  terutama  industri  rumahan. Bottom ash merupakan material sisa pembakaran batubara yang sering dibuang, padahal memiliki keunggulan  dalam  proses  filtrasi  karena  adanya  pori  yang  sangat  banyak  di  permukaannya  serta terkandungnya mineral berupa silika (SiO 2 ) dan alumina (Al 2 O 3 ) yang mampu mengadsorbsi beban pencemar [12]. Sementara  itu,  penggunaan  sistem constructed  wetland memiliki  kemampuan  dalam  proses  filtasi pada  media  tanah  yang  digunakan  dan  juga  adanya  proses  adsorbsi  pada  tanaman  dan mikroorganisme  [13].  Oleh  karena  itu,  penelitian  ini  dilakukan  dengan  tujuan  untuk  mengetahui efektivitas  metode  hibrid  menggunakan  filtrasi bottom  ash dan constructed  wetland dalam mengeliminasi kandungan pencemar didalam limbah tekstil serta persentase total penurunan pada setiap parameter uji.

## Metode Penelitian
Sampel  limbah  tekstil  diambil  dari  salah  satu  pabrik  tenun  lurik  di  daerah  Sewon,  Bantul,  DIY. Percobaan pengolahan limbah dengan metode hibrid dan pengujian parameter TDS, TSS, warna serta COD  dilakukan  di  laboratorium  Universitas  Kristen  Duta  Wacana,  Yogyakarta.  Sedangkan  untuk pengujian  konsentrasi  kromium  dilakukan  di  laboratorium  kimia  Balai  Besar  Teknik  Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit, DIY. Bahan yang digunakan adalah bottom ash , dan untuk lahan basah buatan digunakan tanah sawah serta batu kerikil berbeda ukuran (kecil, sedang, besar). Tanaman yang digunakan adalah melati air ( Echinodorus palaefolius ) dan eceng padi ( Monochoria vaginalis ).
Penelitian dilakukan selama tiga bulan, dan diatur taraf waktu tinggal atau hydraulic retention time (HRT) selama 4 hari. Untuk data hasil penelitian dianalisis menggunakan analisis varians (ANOVA) satu arah.
Keterangan :
1. Bottom ash (Abu batubara)
2. Tanah sawah
3. Batu kerikil kecil (0,5-1,5 cm)
4. Batu kerikil sedang (2-4 cm)
5. Batu kerikil besar (4-6 cm)
6. Tanaman Monochoria vaginalis
7. Tanaman Echinodorus palaefolius
8. Sekat bottom ash 9. Sekat constructed wetland Bak Penampung Inlet 1 Outlet 7 3 4 5 6 2 8 9
Gambar 1. Desain Reaktor Pengolahan Limbah

## Hasil Dan Pembahasan
Pada penelitian ini, dengan menggunakan metode hibrid diketahui optimal dalam mengolah limbah tekstil karena adanya proses filtrasi, adsorbsi, perombakan senyawa maupun pertukaran ion sehingga kandungan beban pencemar dapat didegradasi.
Tabel 1. Rerata konsentrasi dan persentase penyisihan parameter uji TDS, TSS, COD, dan Kromium pada sistem pengolahan limbah dengan metode hibrid Parameter Satuan Titik sampling Baku mutu* Inlet Bottom ash Outlet TDS mg/L 2202,25 c 1839,5 b 1598,1875 a 2000 (16,47%) (13,12%) TSS mg/L 39962,5 b 1162,5 a 493,75 a 50 (97,09%) (57,53%) COD mg/L 3826,6688 b 1066,25 a 986,0413 a 150 (72,14%) (7,52%) Kromium mg/L 0,2061 b 0,010763 a 0,010725 a 1,0 (94,78%) (0,35%)
*Peraturan Daerah Daerah Istimewa Yogyakarta No.7 Tahun 2016
Data hasil analisis pada tabel 1 menunjukan adanya penurunan setiap parameter uji. Tetapi, hanya parameter TDS dan kromium yang memenuhi standar baku mutu, sedangkan parameter COD dan TSS tidak memenuhi standar baku mutu menurut Peraturan Daerah Daerah Istimewa Yogyakarta Nomor 7 Tahun 2016 yaitu 150 mg/L bagi COD dan 50 mg/L bagi TSS.
Proses  pengolahan  menggunakan  metode  hibrid  terdiri  dari  dua  sistem  yang  memiliki  peranan masing-masing. Pertama, bottom ash sebagai filtran yang mampu menyaring maupun memisahkan padatan  terlarut  maupun  padatan  tersuspensi  serta  mampu  mendegradasi  logam  berat  melalui pertukaran  ion  [11,12].  Kedua, constructed  wetland yang  melibatkan  berbagai  komponen  dalam pengolahannya  seperti    mikroorganisme  yang  merombak  dan  mendegradasi  beban  organik,  tanah yang mengoksidasi ion logam, serta tanaman yang menyerap beban pencemar [2,7,8].
Hasil  percobaan  pada  tabel  1  menunjukan  proses  filtrasi  menggunakan bottom  ash menghasilkan persentase penurunan TSS, COD, maupun kromium yang cukup besar. Hal ini dikarenakan bottom ash memiliki  pori  mikro  pada  permukaannya  sehingga  mampu  mengadsorbsi  partikel-partikel pencemar.  Prinsip  gravitasi  juga  merupakan  kunci  utama  yang  digunakan bottom  ash untuk memfiltrasi limbah  olahan  [11],  karena  padatan  dengan  ukuran  molekul yang  kecil akan  tertahan pada permukaan bottom ash . Kandungan  silika  (SiO 2 )  pada bottom  ash juga  mengoptimalkan bottom  ash dalam  mengadsorbsi dengan  proses  difusi  dan  penempelan  molekul  zat  terlarut  pada  permukaan bottom  ash [11]. Sementara itu, degradasi logam berat kromium juga dipengaruhi oleh pertukaran ion oleh permukaan botttom ash yang mengakibatkan terjadinya ikatan intramolekuler. Umumnya ion-ion positif berupa Si 4+ dan  Al 3+ melengkapi  kekurangan  anion  pada bottom  ash ,  sehingga  ion-ion  tersebut  dapat digantikan kation logam berat khususnya kromium [12]. Namun demikian, padatan terlarut maupun tersuspensi  masih  dipengaruhi oleh  waktu  kontak  limbah  sehingga penurunan  TDS  masih  kurang optimal. Semakin tinggi waktu kontak limbah terhadap media khususnya bottom ash , maka semakin tinggi efektivitas media dalam menurunkan beban pencemar [10,12].
Kapasitas  beban  pencemar  khususnya  senyawa  kimia  yang  terkandung  dalam  limbah  juga mempengaruhi  sistem  kerja  media  yang  digunakan.  Hal  tersebut  terlihat  pada  sistem constructed wetland yang  mengolah  secara  biologis menghasilkan penurunan  TDS, COD, dan  kromium relatif kecil.  Konsentrasi  pencemar  yang  tinggi  berpengaruh  pada  beberapa  komponen  dari constructed wetland , misalnya mikrorganisme yang kekurangan nutrisi sehingga mengalami proses sliding [1]; serta peranan tanaman juga dipengaruhi oleh tingginya beban pencemar yang terlihat pada  warna daun yang menguning serta pembusukan beberapa batang tanaman [3].
Gambar 2. Efisiensi Perubahan Warna (Inlet, Bottom ash 1, Bottom ash 2, Outlet 1, Outlet 2)
Namun, media yang mampu beradaptasi berperan penting dalam penurunan senyawa pencemar, ini terlihat pada penurunan nilai TSS yang cukup tinggi. Salah satunya, biosurfaktan yang dihasilkan oleh mikroorganisme mampu untuk melisiskan padatan organik non-polar, sehingga dapat berikatan dengan  air  yang  bersifat  polar  [7].  Tanaman  juga  berperan  dalam  mengurai  zat  warna  napthol (C 10 H 8 O)  dan  diubah  menjadi  CO 2 dan  H 2 O  melalui phytotreatment ,  sementara  akar  tanaman membantu mengadsorbsi molekul ringan yang terlewati oleh proses filtrasi [2,9,14]. Media tanah juga memainkan peranan penting dalam sistem constructed wetland karena mampu mereduksi bilangan oksidasi kromium sehingga ion logam berikatan dengan besi oksida pada tanah [8].

## Kesimpulan
1. Penggunaan  metode  hibrid  terbukti  dapat  diterapkan  untuk  mengolah  limbah  tekstil  karena memiliki  kemampuan  yang  sangat  optimal,  terlihat  pada bottom  ash yang  digunakan  dalam memfiltrasi  maupun  mengadsorbsi  serta  adanya  peranan constructed  wetland mengadsorbsi senyawa pencemar melalui tanaman maupun media. Adapun kemampuan dalam merombak zat berbahaya terutama zat warna yang terdapat pada limbah tekstil oleh mikroorganisme.
2. Metode  hibrid  dilihat  mampu  menurunkan  parameter  uji  berupa  TDS,  TSS,  COD,  maupun kromium dengan menggunakan filtrasi bottom ash secara berturut yaitu sebesar 16,47%; 97,09%;
72,14%; dan 94,78%. Kemudian pada luaran akhir melewati constructed wetland yang memiliki persentase kemampuan dalam menurunkan parameter uji secara berturut yaitu sebesar 13,12%; 57,53%; 7,52%; dan 0,35%.

## Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan mengubah variansi jenis tanaman maupun media yang digunakan untuk mengetahui kemampuan paling optimal sistem constructed wetland dalam mengolah limbah tekstil.
2. Dikarenakan  konsentrasi  beban  pencemar  yang  sangat  tinggi  sehingga  diperlukan  penelitian lanjutan  dengan  melakukan pre-treatment berupa  penambahan  kapur  (CaO)  yang  bertujuan untuk mengendapkan maupun mengikat senyawa pencemar yang bersifat toksik.

## Daftar Pustaka
[1] Ghimire, U., Nandimandalam, H., Martinez-Guerra, E. & Gude, V. G., Wetlands for wastewater treatment. Water Environment Research, 91(10), 2019, pp. 1378-1389.
[2] Indrayani,  L.,  &  Triwiswara,  M.,  Efektivitas  Pengolahan  Limbah  Cair  Industri  Batik  dengan Teknologi Lahan Basah Buatan. Dinamika Kerajinan dan Batik , 35(1), 2018, pp. 53-66.
[3] Malik,  R.  A.,  Surakusumah,  W.,  &  Surtikanti,  H.  K.,  Potensi  Tanaman  Air  sebagai Fitoakumulator  Logam  Kromium  Dalam  Limbah  Cair  Tekstil. Jurnal  Teknologi  Pencegahan Pencemaran Industri , 7(1), 2016, pp. 45-52.
[4] Pálfy,  T.  G.  et  al.,  Performance  assessment  of  a  vertical  flow  constructed  wetland  treating unsettled combined sewer overflow. Water Science & Technology, 75(11), 2017, pp. 2586-2597.
[5] Patel,  H.  &  Vashi,  R.  T.,  Treatment  of  Textile  Wastewater  by  Adsorption  and  Coagulation. E- Journal of Chemistry, 7(4), 2010, pp. 1468-1476.
[6] Peraturan  Daerah  Daerah  Istimewa  Yogyakarta  No.  7  Tahun  2016  tentang  Baku  Mutu  Air Limbah. pp. 17-19.
[7] Purnamawati, K. Y., Suyasa, I. B. & Mahardika, I., Penurunan Kadar Rhodamin B Dalam Air Limbah dengan Biofiltrasi Sistem Tanaman. Ecotrophic, 9(2), 2015, pp. 46-51.
[8] Putri, B. & Muntalif, B. S., Akumulasi Kromium pada Pistia stratiotes dalam Constructed Wetland Tipe Free Water Surface untuk Pengolahan  Limbah Tekstil. Jurnal Teknik Lingkungan , 25(1), 2019, pp. 73-90.
[9] Putri,  Y.  D.,  Holik,  H.  A.,  Musfiroh,  L.  &  Aryanti,  A.  D.,  Utilization  of  Ponteridaceae  as Phytoremediation  Agent  in  Chrome  Waste  Treatment. Indonesian  Journal  of  Pharmaceutical Science and Technology, I(1), 2014, pp. 20-25.
[10] Rismayani, S., Indarto, Wiwiati, W., Ariwahjoedi, B., Pemanfaatan Limbah Bottom Ash Sebagai Adsorben Limbat Zat Warna industri Tekstil. Jurnal Riset Industri , 1(3), 2007, pp. 136-146.
[11] Ronny.  &  Syam,  D.  M.,  Aplikasi  Teknologi  Saringan  Pasir  Silika  dan  Karbon  Aktif  Dalam Menurunkan Kadar BOD dan COD Limbah Cair Rumah Sakit Mitra Husada Makassar. Higiene . 4(2), 2018, pp.62-66.
[12] Rosyida, A., Bottom ash Limbah Batubara sebagai Media Filter yang Efektif pada Pengolahan Limbah Cair Tekstil. Jurnal Rekayasa Proses, V(2), 2011, pp. 56-61.
[13] Skrzypiec, K. & Gajewska, M. H., The use of constructed wetlands for the treatment of industrial wastewater. Journal of Water and Land Development, 34(1), 2017, pp. 233-240.
[14] Wahyu, D.A., Syafrudin, S. & Zaman, B., Pengaruh Jumlah Eceng Gondok ( Eichornia crassipes ) dan  Waktu  Tinggal  terhadap  Penurunan  Konsentrasi  COD,  BOD,  dan  Warna  dalam  Limbah Batik. Jurnal Teknik Lingkungan , 4(2), 2015, pp. 1-7.