Submitted : 6 November Revised : 13 November
Accepted : 14 November

## DEGRADASI COD LIMBAH CAIR DARI PABRIK KELAPA SAWIT DALAM PROSES PEMBENTUKAN BIOGAS
Budi Nining Widarti 1* , Septian Hadi Susetyo 1 , Edhi Sarwono 1
1 Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Mulawarman Jln. Sambaliung No. 9 Gn. Kelua Samarinda.
* Email: budinining.tlingkungan@yahoo.co.id

## Abstrak
Limbah cair pabrik kelapa sawit mempunyai nilai COD yang tinggi. Penurunan COD yang tinggi dapat dilakukan dengan melakukan pengolahan secara anaerob yang akan dihasilkan biogas.  Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui  seberapa  besar  degradasi  COD  dari  limbah  cair  pabrik  kelapa  sawit  dalam  proses  anaerob  untuk menghasilkan  metana.  Penelitian  ini  dilakukan  dengan  digester  19  liter.  limbah  sebelum  dimasukkan  kedalam digester  terlebih  dahulu  dilakukan  pembenihan  kemudian  dimasukkan  limbah  cair  kelapa  sawit  sebanyak  14 liter kedalam digester dan dilakukan analisis nilai COD, pH dan volume gas yang dihasilkan digester pada waktu 0, 6, 12, 18 dan 24 hari. Hasil penelitian menunjukkan penurunan COD pada hari ke  6, 12, 18 dan 24  berturut- turut sebesar 5090; 4099; 8015; 762 dan 1086mg/L yang diikuti dengan peningkatan akumulasi volume biogas sebesar  0.004,  0.009,  0.011  dan  0.012L,  proses  anaerob  berlangsung  selama  24  hari  dengan  nilai  pH  4  –  6 sehingga disimpulkan bahwa nilai pH 6 pada digester mampu menghasilkan metana.

## Kata Kunci :  Anaerob, COD, Metana, pH

## Abstract
Palm oil processing factory liquid waste has a high COD value. High COD reduction can be conducted by performing anaerobic  treatment  which  will  produce  biogas.  The  purpose  of  this  study  was  to  determine  how  high  the degradation  of  COD  palm  oil  processing  factory  liquid  waste  in  an  anaerobic  process  to  produce  methane.  The experiment was conducted by using a digester with the volume of 19 L, palm oil processing factory liquid waste of 14  L  was  loaded  into  a  digester  in  which  the  seeding  with  EM4  was  done  previously,  by  then  the  analysis  was conducted to measure the COD, pH and volume of gas produced by the digester on 0, 6 th , 12 th , 18 th and 24 th day. The results  showed  a  decrease  of  COD,  respectively  as  5090;  4099;  8015;  762  and  1086  mg  /  L,  followed  by  an accumulation of biogas volume as 0.004, 0.009, 0.011 and 0.012 L, the anaerobic process occurred for 24 days with a pH value of 4-6, so that it was concluded that the pH value of 6 in digester has been able to produce methane.
Keywords : Anaerobic, COD, Methane, pH
1. PENDAHULUAN
Usaha  perkebuanan  kelapa  sawit  semakin  pesat, serta  pabrik  pengolahan  kelapa  sawit  menjadi crude palm  oil (CPO)  juga  mengalami  pertumbuhan  yang signifikan.  Kalimantan  Timur  mempunyai  49  pabrik CPO yang tersebar di beberapa kabupaten dan kota di Kalimantan Timur. Pesatnya pertumbuhan pabrik CPO
menyebabkan  limbah  yang  dihasikan  oleh  pabrik kelapa sawit juga besar Limbah yang dihasilkan pabrik CPO  berupa  limbah  berbentuk  padatan  dan  cairan. Limbah  padatan  berupa  tandan  janjang  kosong,  sisa pengolahan,  serta  buah  yang  terlepas,  sedangkan limbah cair yang dihasilkan berupa campuran minyak CPO  dan  air.  Limbah  cair  ini  mempunyai  kandungan

## JURNAL INTEGRASI PROSES
Website: http://jurnal.untirta.ac.id/index.php/jip
zat  organik  yang  sangat  tinggi  sehingga  apabila  di buang langsung ke perairan akan dapat menyebabkan pencemaran  lingkungan  sehingga  perlu  dilakukan pengolahan  terlebih  dahulu  sebelum  limbah  dibuang ke lingkungan (Said dan Firly, 2010).
Kandungan  zat  organic  yang  ditunjukkan  dengan nilai  COD.  Penurunan  COD  yang  tinggi,  dapat dilakukan  dengan  melakukan  pengolahan  secara anaerob  yang  akan  dihasilkan  biogas.  Penurunan parameter  bahan  organik  hasil  pengolahan  anaerob dipengaruhi oleh waktu tinggal limbah dan penambahan  biostarter  (Rambe  dkk,  2014).  Kinerja mikroorganisme dalam proses anaerob mikroorganisme  membutuhkan  membutuhkan  waktu dalam  mendegradasi  bahan  organik  untuk  dapat hidup  dan  bekerja  optimal  (Indriyati,  2004).  Proses anaerob  selain  dipengaruhi  oleh  waktu  ,  juga dipengaruhi  oleh  pH,  sehingga  dalam  penelitian  ini akan  dilakukan  pengamatan  tentang  bagaimana pengaruh  pH  setiap  waktu  terhadap  degradasi  COD dari limbah cair pabrik kelapa sawit.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui seberapa besar degradasi COD dari limbah cair pabrik kelapa sawit dalam proses anaerob untuk menghasilkan metana.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 Kelapa Sawit
Kelapa  sawit  merupakan  tumbuhan  monokotil (berbiji  tunggal)  yang  dapat  tumbuh  dengan  baik  di daerah dataran rendah. Kelapa sawit memiliki spesifik yaitu  tanaman  sejenis  palma,  buah  tersusun  dalam sebuah tandan dan disebut dengan tandan buah segar, satu  tandan  dewasa  beratnya  15-30  kg  tersusun  dari 600-2000  buah  dengan  berat  perbuah  15-30  gram, buah  diambil  minyaknya  dengan  hasi  dari  sabut (daging  buah)  menghasilkan  20-24%  sedangkn  inti sawit menghasilkan minyak sawit 3-4 %. (Pardamean, 2008).

## 2.2 Limbah Pengolahan Kelapa Sawit
Pertumbuhan  perkebunan  kelapa  sawit,  akan diikuti  dengan  perkembangan  pabrik  minyak  mentah kelapa  sawit  yang  memproduksi  CPO  (Rahardjo, 2009). Pabrik kelapa sawit sebagian besar mempunyai kelemahan  dalam  hal  penanganan  limbahnya,  baik terhadap  limbah  padat  ataupun  limbah  cair. Effluent (hasil  akhir  yang  dibuang  ke  alam)  dari  instalasi pengolahan  limbah  cair  dari  pabrik-pabrik  CPO  yang ada  di  Indonesia  umumnya  masih  belum  memenuhi kriteria  sesuai  standar  peraturan  yang  berlaku, misalnya kadar BOD masih di atas 100 ppm (Rahardjo, 2009).
Limbah    cair    yang    dihasilkan    dari    Pabrik pengolahan    minyak    Kelapa    Sawit    (PKS)    dapat memberikan    dampak    negatif    bagi    lingkungan karena    memiliki    kandungan    Biochemical    Oxygen Demand  (BOD)  dan  Chemical  Oxygen  Demand  (COD) yang  sangat  tinggi,  untuk    itu  sebelum  dialirkan  ke lahan  perkebunan,  BOD  dan  COD  dari  limbah  cair tersebut harus  diturunkan (Febijanto, 2010). Menurut Rambe  dkk,  2014  limbah  cair  kelapa  sawit  memiliki
kandungan  BOD  sebesar  20.000  –  30.000  mg/l  dan COD sebesar 40.000 – 60. 000 mg/l.

## 2.3 Pengolahan Anaerob
Pengolahan anerob ini akan menguraikan senyawa organik  di  air  limbah  menjadi  asam  lemak  rendah, asam  asetat,  hidrogen  dan  lain-lain  melalui  asam lemak  tinggi,  asam  amino  dll  dengan  cara  hidrolisis, fermentasi  melibatkan  bermacam-macam  bakteri anaerob  fakultatif  (bakteri  metabolisme  yang  tahan hidup  hanya  di  kondisi  anaeob),  dan  selanjutnya diuraikan  secara  reduksi  (proses  produksi  gas) menjadi  CO 2 ,  CH 4 ,  amonia  dan  H 2 S,  proses  produksi asam  dan  gas  pada  umumnya  dilakukan  didalam  bak yang  sama,  karena  itu  menjaga  keseimbangan  kedua proses  produksi  gas  adalah  mudah  dipengaruhi  oleh kondisi  lingkungan  atau  senyawa  penghambat  dari bakteri  anaerob  fakultatif.  Oleh  karena  itu,  untuk melancarkan  fermentasi  metana,  penting  untuk mempertahankan  kontrol  proses  produksi.  Minyak sawit  atau  lumpur  orhanil  (polimer  dari  tumbuhan) yang  terkandung  di  air  limbah  pabrik  kelapa  sawit berbeda  dengan  senyawa  organik  terlarut  pada umumnya, dan merupakan senyawa yang sulit terurai pada pengolahan anaerob, karena itu perlu menambahkan  waktu  tinggal  dan  volume  beban optimal (Tsurusaki dan Salim, 2013).

## 2.4 Biogas
Biogas  merupakan  gas  yang  mudah  terbakar ( flamable )  yang  dihasilkan  dari  proses  fermentasi bahan-bahan  organik  oleh  bakteri-bakteri anaerob, (Wahyono  dkk,  2012).  Biogas  merupakan  salah  satu jenis  energi  terbarukan.  Biogas  merupakan  gas  yang dihasilkan  oleh  aktivitas  anaerobik  atau  fermentasi dari  bahan-bahan  organik,  termasuk  diantaranya limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable  atau  setiap  limbah  organik  yang biodegradable dalam kondisi anaerobik.   Biogas yang dihasilkan oleh biodigester sebagian besar terdiri dari 54% – 70% metana (CH 4 ), 27%– 35% karbondioksida (CO 2 ),  nitrogen  (N 2 ),  hidrogen  (H 2 ),  0,1%  karbon monoksida  (CO),  0,1%  oksigen  (O 2 )  dan  hidrogen sulfida (H 2 S) (Wahyono, 2012). Proses anaerob untuk menghasilkan  biogas  dipengaruhi  oleh  beberapa factor,  antara  lain  yaitu  temperatur,  pH,  bahan organik, starter dan pengadukan.

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  dalam  skala  laboratorium, Kapasitas  digester  19  liter.  Limbah  sebelum dimasukkan  kedalam  digester  terlebih  dahulu dilakukan  pembenihan  ( seeding )  dengan  EM4. Seeding  dilakukan  dengan  melarutkan  EM4  37,5  ml kedalam  aquades  750  ml  kedalam  digester  dan didiamkan  selama  5  hari,  kemudian  dimasukkan limbah  cair  kelapa  sawit  sebanyak  14  liter  kedalam digester  dan  dilakukan  analisis  nilai  COD,  pH  dan volume  gas  yang  dihasilkan  limbah  cair  kelapa  sawit pada  waktu  0,  6,  12,  18  dan  24  hari.  Digester  biogas untuk penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Digester Biogas

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hubungan COD dan Volume Biogas
Penelitian  yang  telah  dilaksanakan,  diperoleh  data yang  disajikan  dalam  Tabel  1.  Tabel  1  menunjukkan bahwa  terjadi  tren    penurunan  nilai  COD  mulai    pada hari 0, 6, 12, 18 dan 24 berturut-turut adalah  20837, 17957,  12867,  4852  dan  3766  mg/L.  Penurunan  nilai COD  akan  diikuti  dengan  peningkatan  akumulasi volume  biogas  yaitu  dari  0,  0.004,  0.009,  0.011  dan 0.012 L, hal ini karena COD merupakan bahan makaan mikroorganisme untuk proses hidrolisis dan pembentukan asam secara anaerob, selanjutnya asam yang terbentuk akan dimanfaatkan oleh mikroorganisme untuk menghasilkan biogas.
Penurunan  nilai  COD  pada  hari  ke  6  sebesar  2880 mg/L oleh mikroorganisme yang terlebih dahulu telah dilakukan seeding selama  5  hari  sehingga  tidak memerlukan  waktu  lama  untuk  beradaptasi  terhadap limbah  cair  kelapa  sawit  untuk  bisa  mengurai  limbah cair  tersebut.  Nilai  pH  awal  limbah  cair  kelapa  sawit yaitu 4 yang asam dan pada hari ke-6 telah mengalami kenaikaan  5.  Walaupun  masih  dalam  kondisi  asam namun telah menghasilkan akumulasi biogas sebanyak 0.004L dan saat uji bakar gas tersebut tidak ada  nyala  api,  sehingga  disimpulkan  dalam  biogas belum  mengandung  metana  dan  masih  dalam  tahap pembentukan asam.
Tabel 1 . Data Hasil Penelitian Waktu COD Akumulasi Volume Biogas pH Nyala / tidak 0 20837 0 4 Tidak 6 17957 0.004 5 Tidak 12 12867 0.009 6 Tidak 18 4852 0.011 6 Nyala 24 3766 0.012 6 Nyala Keterangan : COD, Chemichal Oxygen Demand (mg/L), Akumulasi Volume Biogas (L); pH power of hydrogen
Gambar 2. Hubungan pH dan Akumulasi Volume Biogas
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0 1 2 3 4 5 6 7 0 6 12 18 24 30 Ak u mu la si V ol. Bio ga s (L ) pH Waktu (hari) pH Akumulasi Volume Biogas
Outlet Udara Limbah cair Selang
Pada  hari  ke-12  terjadi  penurunan  COD  sebesar 5090 mg/L diikuti dengan akumulasi biogas sebanyak 0.009L dengan nilai pH 6 atau netral dan uji bakar gas tidak  ada  nyala  api  sehingga  disimpulkan  dalam biogas  belum  mengandung  metana  dan  masih  dalam tahap pembentukan asam. Pada hari ke-18 penurunan COD  sebesar  8015  mg/L.  diikuti  dengan  akumulasi biogas  sebesar  0.011L,  dengan  nilai  pH  6  atau  netral dan  uji  bakar  gas    menunjukkan  nyala  api,  sehingga disimpulkan  dalam  biogas  belum  sudah  mengandung metana  dan  pada  hari  ke  18  sudah  memasuki  tahap pembentukan metana. Pada hari ke-24 nilai COD lebih rendah  dari  hari  ke-18  yaitu  3766  mg/L  dan akumumasi  volume  biogas  sebesar  0.012L  dan  uji bakar gas menunjukkan nyala api.
Dari  data  penelitian  didapatkan  setiap  selang waktu,  nilai  COD  terus  mengalami  penurunan.  Hal  ini dapat  diketahui  bahwa  bahan  organik  yang  tinggi didalam  limbah  cair  kelapa  sawit,  merupakan  nutrisi bagi  mikroorganisme  dan  dihasilkan  biogas  sehingga menyebabkan  nilai COD mengalami penurunan setiap selang waktu tersebut.

## 4.2 Hubungan pH dan Akumulasi Volume Biogas
Pengukuran  pH  dilakukan  untuk  mengontrol perubahan  tingkat  keasaman slurry didalam  digester. Hasil  pengukuran  akumualsi  volume  biogas  dari semua  digester  dan  pengaruhnya  terhadap  pH  dapat dilihat dalam Gambar 2.
Berdasarkan Gambar 2. Pada awal sampai hari ke 6 diketahui pH limbah kelapa sawit mengalami kenaikan dari  pH  4  menjadi  pH  5,  hal  ini  dapat  terjadi  karena terjadinya  penurunan volatile  fatty  acid untuk dimanfaatkan  mikroorganisme  menjadi  metana    Pada awal  proses  ini  dihasilkan  volume  akumulasi  biogas gas sebanyak 0.004L.
Pada  hari  ke  6  menuju  hari  ke  12.  pH  mengalamai kenaikan  dari  5  menjadi  pH  6  atau  netral.  Volume biogas yang dihasilkan sebesar 0.009L. Volume biogas yang  dihasilkan  dua  kali  lebih  besar  dari  yang dihasilkan  pada  hari  ke  6.  Hal  ini  menunjukkan  pada pH yang netral cocok untuk pertumbuhan mikroorganisme  walaupun  belum  dihasilkan  metana. Pada hari ke 12 sampai hari ke 18. pH dalam digester tidak berubah dengan nilai 6  atau netral, hal ini dapat terjadi  kemungkinn  karena volatile  fatty  acid yang semakin meningkat pada slurry sehingga tidak terjadi peningkatan  nilai  pH.    Akumulasi  volume  bigas  yang dihasilkan pada hari ini sebesar 0.011L, Volume biogas yang  dihasilkan  tidak  terlalu  banyak  peningkatannya dari  hari  ke  12,  namun  pada  hari  ke  18  ini  api  telah menyala  saat  di  uji  bakar,  hal  ini  menunjukkan  ada kandungan  metana  dalam  biogas  tersebut.  Pada  hari ke  24  kondisi  nilai  pH  sebesar  6.  Akumulasi  volume biogas yang dihasilkan sebanyak  0.012L. Api menyala
saat  uji  bakar  yang  menunjukkan  adanya  metana dalam  biogas  tersebut,  namun  volume  biogas  yang dihasilkan semakin sedikit. ini kemungkinan disebabkan  semakin  berkurangnya  substrat  dalam digester  juga  karena  pH  dalam  digester  hanya  pada nilai  6,  menurut  Yadvika  dkk , 2004 bahwa  salah  satu faktor  penting  dalam  proses  anaerob  adalah  pH.  pH dalam  digester  harus  berkisar  antara  6-8  dan optimum pada nilai 7.

## 5. KESIMPULAN
1. Penurunan  COD  pada  hari  ke    6,  12,  18  dan  24 berturut-turut sebesar  5090; 4099; 8015; 762 dan 1086mg/L  yag  diikuti  dengan  peningkatan akumulas  volume  biogas  sebesar  0.004,  0.009, 0.011 dan 0.012L.
2. Selama proses anaerob berlangsung selama 24 hari nilai pH 4 - 6
3. Nilai  pH  6  pada  digester  mampu  menghasilkan metana.

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Febijanto,  I.,  Potensi  Penangkapan  Gas  Metana  dan Pemanfaatan  Sebagai  Bahan  Bakar  Pembangkit Listrik  Di  PTPN  VI  Jambi , Jurnal  Ilmiah  Teknologi
Energy, BPPT, 2010. Indriyati, Pengaruh Waktu Tinggal Terhadap
Perbandingan  BOD  dan  COD  serta  Pembentukan Gas  Metana , Jurnal  Tek.Ling,  P3TL-BPPT,  Jakarta, 2004.
Pardamean,  M.,  Panduan  Lengkap  Pengolahan  Kebun dan  Pabrik  Kelapa  Sawit,  PT  Agromedia,  Jakarta, 2008.
Rahardjo,  P.N.,  Studi  Banding  Teknologi  Pengolahan Limbah Cair Pabrik  Kelapa  Sawit,  Jurnal Teknologi Lingkungan ISSN 1441-1318X, Jakarta, 2009.
Rambe,  S.M.;  Iriany;  Irvan,  Pengaruh  Waktu  Tinggal Terhadap  Reaksi  Hidrolisis  Pada  Pra-Pemuatan Biogas  Dari  Limbah  Cair  Kelapa  Sawit, Jurnal Dinamika Penelitian, USU, Medan, 2014.
Said,  NI.;  Firly,  Uji  Performance  Biofilter  Anaerobik Unggun Tetap Menggunakan Media Biofilter Sarang Tawon  Untuk  Pengolahan  Limbah  Rumah  Potong Ayam, Jurnal BPPT, Jakarta, 2010.
Tsurusaki,  K.;  Salim,  M.,  Panduan  Penanganan  Air Limbah  di  Pabrik  PKS  Sebagai  Hasil  Studi Kebijakan  Bersama  Indonesia  –  Jepang . Jakarta,
2013.
Wahyono,  E.H.;  Sudarno,  N.,  2012,  Biogas  Energi Ramah Lingkungan , Diktat ITTO, Bogor, 2012. Yadvika;  Santosh;  Sreekrishnan,  T.R.;  Kohli,  S.;  Rana, V.,  Enhancement  of  Biogas  Production  From  Solid Substrates  Using  Different  Techniquies-  arivew, Bioresource Tecnology, 2004.