## PENGOLAHAN LIMBAH CAIR RUMPUT LAUT SECARA BIOLOGI AEROB PROSES BATCH
Lucky Indrati Utami, Kindriari Nurma Wahyusi,  Yulanda Kartika Utari * , Kholilah Wafiyah
Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur * E-mail : yulandakartika34@gmail.com

## Abstrak
Pengolahan  air  limbah  secara  biologi  merupakan  pengolahan  air  limbah  dengan memanfaatkan  mikroorganisme,  dimana  mikroorganisme  ini  dimanfaatkan  untuk  menguraikan bahan-bahan  organik  yang  terkandung  dalam  air  limbah  menjadi  bahan  yang  lebih  sederhana  dan tidak  berbahaya.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  pengaruh  waktu  aerasi  dan volume  limbah  rumput  laut  terhadap  penurunan  COD  dan  BOD.  Hasil  penelitian  menunjukkan bahwa  pengolahan  limbah  cair  secara  biologi  aerob  sangat  efisien  dalam  menurunkan  kadar  COD dan  BOD.  Semakin  lama  waktu  aerasi  hasil  penurunan  COD  dan  BOD  yang  di  dapatkan  juga semakin  besar.  Rasio  dan  waktu  aerasi  terbaik  didapatkan  terjadi  pada  rasio  1:2  dengan  waktu aerasi  10jam,  dengan  hasil  akhir  COD  sebesar  245,15mg/l  dan  BOD  sebesar  90,08mg/l  dengan efisiensi penurunannya 90,45%, kualitas limbah hasil pengolahan sudah memenuhi baku mutu limbah cair rumput laut yang telah ditetapkan.
Kata kunci : biologi aerob, industri rumput laut, pengolahan limbah cair

## BIOLOGICAL SEAWEED WASTEWATER TREATMENT IN BATCH PROCESS

## Abstract
Biological  wastewater  treatment  is  the  treatment  of  wastewater  by  utilizing  microorganisms, where  these  microorganisms  are  used  to decompose  organic  materials  contained  in  waste  water  into simpler and harmless materials. The purpose of this study was to determine the effect of aeration time and volume of seaweed waste on decreasing COD and BOD. The results showed that the treatment of liquid waste in aerobic biology was very efficient in reducing the levels of COD and BOD. The longer the aeration time the result of the decrease in COD and BOD that gets also greater. The best ratio and aeration  time  is  obtained  at  a  ratio  of  1:  2  with  an  aeration  time  of  10hours,  with  the  final  result  of COD of 245.15mg/l and BOD of 90.08mg/l with an efficiency of 90.45% reduction. At a ratio of 1: 2 and  an  aeration  time  of  10hours,  the  quality  of  waste  produced  by  processing  has  met  the  quality standards of predetermined seaweed wastes.
Keywords : aerobic biology, seaweed industry, wastewater treatment

## PENDAHULUAN
Rumput  laut  merupakan  bagian  terbesar  dari tanaman  laut  yang  tumbuh  dan  berkembang  hampir di  seluruh  perairan  Indonesia.  Volume  produksi rumput  laut  di  Indonesia  dari  tahun  ke  tahun menunjukkan  peningkatan.  Keberhasilan  produksi budidaya rumput laut di Indonesia, telah mendorong
tumbuhnya  industri  rumput  laut  yang  saat  ini berkembang dengan sangat pesat (Hala, 2018).
Dengan banyaknya industri rumput laut yang tumbuh  di  indonesia,  tentu  saja  menimbulkan berbagai  macam  permasalahan.  Salah  satu  masalah yang  dihadapi  dalam  industri  rumput  laut  adalah terkait  dengan  permasalahan  limbah.  Salah  satu limbah utama dalam pengembangan industri rumput
laut  adalah  limbah  air  cucian  rumput  laut  yang bersifat alkali.
Pengolahan air limbah secara biologi merupakan pengolahan air limbah dengan memanfaatkan  mikroorganisme  atau  lumpur  aktif, dimana  mikroorganisme  atau  lumpur  aktif  ini dimanfaatkan  untuk  menguraikan  bahan-bahan organik  yang  terkandung  dalam  air  limbah  menjadi bahan yang lebih sederhana dan tidak berbahaya.
Sistem  pengolahan  lumpur  aktif  adalah pengolahan  dengan  cara  membiakkan  bakteri aerobik  dalam  tangki  aerase  yang  bertujuan  untuk menurunkan  organik  karbon  atau  organik  nitrogen. Air  limbah  bersama  lumpur  aktif  masuk  ke  dalam tangki aerasi, dimana dilakukan aerasi terus-menerus untuk  memberikan  oksigen.  Di  dalam  tangki  aerasi ini,  terjadi  reaksi  penguraian  zat  organik  yang terkandung di dalam air limbah secara biokimia oleh mikroba  yang  terkandung  di  dalam  lumpur  aktif menjadi  gas  CO 2 dan  sel  baru.  Jumlah  mikroba dalam  tangki  aerasi  akan  bertambah  banyak  dengan dihasilkannya sel-sel baru (Artikazzani, 2010).Setelah  waktu  tertentu  dilakukan  pemisahan lumpur  aktif  dari  campurannya,  untuk  menjaga konsentrasi  lumpur  aktif  dalam  tangki  aerasi,  agar tidak  terjadi  kekurangan  oksigen.  Dan  dilakukan analisis  terhadap  air  limbah  yang  sudah  diolah dengan lumpur aktif.
Analisis  air  limbah  penting  dilakukan  untuk mengetahui kualitas air limbah dan membantu untuk memilih  proses  perlakuan  yang  tepat.  Paremeter yang  dilakukan  uji  seperti  analisa  DO  ( Dissolved Oxygen ),  BOD  ( Biochemical  Oxygen  Demand ), COD  ( Chemical  Oxygen  Demand ),  kekeruhan,  pH dll (Nagwekar, 2014).
Teknologi  pengolahan  secara  aerob  limbah cair  rumput  laut  adalah  dengan  menggunakan metode  aerasi  merupakan  pengolahan  secara  aerob yang efektif untuk melakukan pengolahan air limbah industri.  Kandungan  influent  berupa  senyawa organik  dan  anorganik  merupakan  substart  yang mempengaruhi  laju  pertumbuhan  bakteri.  Waktu aerasi merupakan faktor penting yang mempengaruhi kontak bakteri dalam proses pengolahan  menggunakan  metode  aerasi.  Sehingga pada  penelitian  ini  dilakukan  variasi  waktu  aerasi untuk  mendapatkan  kondisi  optimum  pada  skala laboratorium untuk melakukan penyisihan COD dan BOD pada limbah cair rumput laut.
Tujuan penelitian ini  yaitu untuk  mengetahui pengaruh waktu aerasi terhadap penurunan COD dan BOD  serta,  untuk  mengetahui  pengaruh  volume limbah  rumput  laut  terhadap  penurunan  COD  dan BOD

## METODE PENELITIAN

## Bahan
Bahan  yang  digunakan  pada  penelitian  ini adalah  limbah  cair  rumput  laut,  lumpur  aktif,  NPK, gula dan aluminium sulfat.

## Alat
Alat  yang  digunakan  terdiri  dari  serangkaian alat pengendapan.
Gambar 1. Rangkaian alat pengendapan

## Prosedur penelitian
Limbah Cair Rumput Laut yang baru di ambil dari  pabrik  di  analisa  terlebih  dahulu  untuk mengetahui  COD,  BOD  serta  pH  awalnya.  Jika  pH masih diatas 8, tambahkan aluminium sulfat sampai pH 8.
Selanjutnya  dilakukan  tahap  adaptasi  dimana mikroorganisme di masukkan ke dalam tangki aerasi sebanyak  1300ml  dan  limbah  cair  rumput  laut sebanyak  1000ml,  namun  sedikit  demi  sedikit. Masukkan  pula  gula  dan  NPK  sebagai  nutrisi. Biarkan  selama  1hari  dengan  bantuan  oksigen (compressor) agar mikroba beradaptasi.Setelah tahap aklimatisasi selesai. Aerasi selama 6jam dengan laju alir udara 5liter/menit.
Mikroorganisme yang telah bercampur dengan  limbah  cair  rumput  laut  di  tampung  dan diendapkan.  Larutan  bagian  atas  diambil  sebanyak 600ml lalu disaring  untuk dianalisa kadar COD dan BOD nya.
Aduk  lagi  campuran  di  bak  penampung tersebut  lalu  ambil  larutan  sebanyak  100ml  di gunakan  untuk  penentuan  harga  VSS  ( Volatile Suspended Solid ). Campuran disaring, filtrat dibuang sedangkan  residu  di  oven  dengan  suhu  100°C selama  2jam  kemudian  timbang  berat  residu tersebut. Residu yang telah di oven merupakan berat awal.  Setelah  itu  di  furnace  dengan  suhu  400°C selama 1jam kemudian timbang sebagai berat akhir. Harga  VSS  diperoleh  dari  berat  awal  dikurangi dengan berat akhir.
Ulangi  percobaan  diatas  dengan  semua variabel volume limbah cair rumput laut, dan waktu aerasi yang telah ditentukan
Mikroba + Limbah Cair COD dan BOD 100 mL Nutrisi Tangki Aerasi Bak Penampung Penyaring an Di oven dengan suhu 100 C Di furnace dengan suhu 400 C Gelas Ukur Berat Mula Mula Berat Akhir VSS Compressor oksigen

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil Penurunan COD
Gambar  2. Hubungan  antara  Penurunan  COD terhadap waktu aerasi
Gambar  2.  diketahui  bahwa  kondisi  awal COD  3681,12mg/l  setelah  diproses  COD  nya  turun menjadi  76mg/l  dengan  presentase  penurunan sebesar  97,94%.  Sedangkan  perolehan  penurunan COD  dengan  waktu  aerasi  dan  rasio  terbaik  didapat dalam  waktu  aerasi  10jam  dengan  rasio  volume lumpur  aktif  dan  limbah  cair  rumput  laut  1:2  yang mana  saat  dilakukan  aerasi  dalam  waktu  tersebut sudah  dapat  menurunkan  COD  di  bawah  standart baku  mutu  COD  limbah  cair  rumput  laut  yaitu sebesar  245,15mg/l  dari  COD  awal,  dengan presentase  93,34%.  Dari  Gambar  2.  dapat  diketahui juga  bahwasanya  semakin  lama  waktu  aerasi  hasil penurunan  COD  yang  di  dapatkan  juga  semakin besar.  Selain  itu  bahwasanya  seluruh  sampel  yang diukur  mengalami  penurunan  nilai  COD.  Hasil  ini didukung  oleh  penelitian  dari  (Sari,  2013)  dengan judul  “Perbandingan  limbah  dan  lumpur  aktif terhadap  pengaruh  sistem  aerasi  pada  pengolahan limbah  CPO”.  Bahwasanya  penambahan  lumpur aktif  dan  sistem  aerasi  mampu  menurunkan  nilai konsentrasi  COD.  Hal  ini  juga  sesuai  dengan pendapat  (Antara,  1996)  bahwa  pengolahan  limbah cair  industri  dengan  menggunakan  sistem  lumpur aktif,  effisiensi  penghilangan  bahan  pencemar  lebih dari 90% dan umur lumpur yang lebih lama.

## Hasil Penurunan BOD
Gambar  3. Hubungan  antara  Penurunan  BOD terhadap waktu aerasi
Gambar  3.  diketahui  bahwasanya  BOD  awal limbah  cair  rumput  laut  sebesar  943,2mg/l  setelah dilakukan  pengolahan  didapatkan  penurunan  BOD yang  terbaik  adalah  pada rasio  volume  lumpur  aktif dan limbah cair rumput laut 1:1 dengan waktu aerasi 8jam  sebesar  95,05mg/l  dan  persentase  penuru- nannya 89,92%. Dengan demikian maka limbah cair yang diolah dengan menggunakan perlakuan biologi aerob  ini  sudah  berada  dibawah  baku  mutu  limbah cair  rumput  laut  yang  telah  ditetapkan  yaitu  sebesar 100mg/l.  Dari  Gambar  3.  dapat  diketahui  juga bahwasanya  semakin  lama  waktu  aerasi  hasil penurunan  BOD  yang  di  dapatkan  juga  semakin besar.
Terlihat  juga  bahwasanya  kelima  perlakuan terjadi perbedaan kemampuan masing-masing variabel  dalam  menurunkan  nilai  BOD.  Hal  ini disebabkan  karena  perkembangan  mikroorganisme yang berbeda di dalam masing-masing proses aerasi. Proses  ini  ditunjukkan  untuk  penambahan  oksigen kedalam  air.  Semakin  banyak  kontak  oksigen dengan  air,  semakin  banyak  limbah  cair  menyerap oksigen,  sehingga  sangat  effisien  bagi  pengurangan atau penurunan nilai BOD (Gintings, 1995)

## Hasil Perhitungan VSS
Gambar 4. Hubungan antara VSS terhadap waktu aerasi
0 100 200 300 400 500 600 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 6 8 10 12 14 C O D (m g/L) Waktu Aerasi (jam) rasio volume lumpur aktif dengan limbah cair 1:5 rasio volume lumpur aktif dengan limbah cair 1:4 rasio volume lumpur aktif dengan limbah cair 1:3 "rasio volume lumpur aktif dengan limbah cair 1:2" "rasio volume lumpur aktif dengan limbah cair 1:1" 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 6 8 10 12 14 B O D (m g/L) Waktu Aerasi (jam) "rasio volume lumpur aktif dengan limbah cair 1:5"
"rasio volume lumpur aktif dengan limbah cair 1:3" "rasio volume lumpur aktif dengan limbah cair 1:2" "rasio volume lumpur aktif dengan limbah cair 1:1" "rasio volume lumpur aktif dengan limbah cair 1:4" 0 2000 4000 6000 8000 10000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 6 8 10 12 14 V ol ati le S usp e nd ed Sol id (m g/L ) Waktu aerasi (jam) VSS pada rasio 1:5
"VSS pada rasio 1:4" "VSS pada rasio 1:3" "VSS pada rasio 1:2" "VSS pada rasio 1:1"
Berdasarkan  Gambar  4.  dapat  dilihat  bahwa pada waktu aerasi 6-14jam nilai VSS semua variabel mengalami peningkatan. Hal ini disebabkan meningkatnya  pertumbuhan  mikro  organisme  dan aktivitas  mikroorganisme  yang  didukung  dengan adanya ketersedianya makanan (bahan organik) bagi mikroorganisme  sehingga  pertumbuhan  biomassa mikroba  menjadi  meningkat.  Hal  ini  sesuai  dengan pendapat  Soeparno  (1992)  yang  menyatakan  bahwa semakin lama dibibit, maka beban mikroba semakin meningkat  yang  disebabkan  sel  mikroba  mengalami pembelahan atau perkembangbiakan. Mikroba mem- butuhkan  waktu  yang  cukup  untuk  berekembang biak  apabila  komponen  yang  dibutuhkan  cukup tersedia,  maka  mikroba  akan  berkembang  pesat seperti halnya mikroba membutuhkan zat gizi untuk pertumbuhannya.
Tingkat pertumbuhan biomassa mikroba pada variabel 1:5 memiliki nilai VSS yang paling rendah. Hal  ini  disebabkan  karena  lumpur  yang  digunakan pada  variabel  ini  hanya  1/6  dari  volume,  sehingga mikroorganismenya sedikit. Sedangkan pada variabel 1:1 nilai VSS yang dihasilkan paling tinggi, hal  ini  dikarenakan  banyak  jumlah  mikrrorganisme yang ada didalam lumpur.
Berdasarkan  hasil  tersebut  pengukuran  nilai VSS  terlihat  bahwa  perlakuan  pada  kelima  rasio volume  lumpur  aktif  dengan  limbah  cair  rumput laut,  waktu  aerasi  dan  pembibitan  berpengaruh sangat  nyata  terhadap  nilai  VSS,  sehingga  terjadi pertumbuhan  mikroorganisme  pada  kelima  variabel tersebut.
Hubungan  antara  Effisiensi  Penurunan  COD terhadap VSS
Gambar 5. Hubungan antara Effisiensi Removal COD terhadap VSS
Gambar  5.  dapat  diketahui  bahwasanya kondisi  optimum  terletak  pada  saat  VSS  mencapai 3093mg/l,  lebih  dari  jumlah  VSS  tersebut, penambahan  mikroba  tidak  memberikan  pengaruh yang  signifikan  terhadap  perubahan  effisiensi removalnya.  Selain  itu  dapat  diketahui  jumlah
perolehan  F/M=1  hal  ini  sudah  sesuai  dengan literatur  yang  ada  bahwasanya  nilai  dari  F/M  antara 0-1.
Hubungan antara Penurunan COD dan Penurunan BOD
Gambar 6. Hubungan antara Penurunan COD dan Penurunan BOD
Gambar  6.  menunjukkan  bahwasanya  hasil penurunan  COD  dan  BOD  di  peroleh  dengan  hasil yang baik, dengan persamaan linier untuk hubungan antara penurunan COD dan BOD yaitu 𝑦 = 0,29𝑥 − 12,47 . Yang mana untuk penurunan COD dan BOD yang paling besar ditunjukkan pada rasio 1 : 1 pada waktu  14jam  yaitu  sebesar  76mg/l  untuk  COD  dan 20,86mg/l untuk BOD.

## SIMPULAN
Limbah cair rumput laut memiliki COD awal sebesar 3681,12mg/l ; BOD awal sebesar 943,2mg/l dan  pH  awal  sebesar  12.  Rasio  dan  waktu  aerasi terbaik  didapatkan  pada  rasio  1:2  dengan  waktu aerasi  10  jam,  dengan  hasil  akhir  COD  sebesar 245,15mg/l  dan  BOD  sebesar  90,08mg/l  dengan efisiensi  penurunannya  90,45%,  limbah  hasil pengolahan sudah memenuhi baku mutu limbah cair rumput laut yang telah ditetapkan.

## DAFTAR  PUSTAKA
Ahansazan,  B, dkk.  2014. Activated  Sludge  Process Overview .  Jurnal  Internasional  Volume  5, No.  1.  (http://ijesd.org/papers/455-P20003. pdf).  Diakses  pada  tanggal  14  Maret  2018 pukul 08.47 WIB.
Antara, N. 1996. Kinerja Sistem Lumpur Aktif Pada Pengolahan  Limbah  Cair  Industri  Tahu. Majalah Ilmiyah Gitayana. Volume 2, No. 1. ISSN  0853-6414.  Denpasar  :  Program  Studi Teknologi Pertanian Universitas Udayana.
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 Eff is ie ns i R e m ov al (% )
VSS (mg/L)
Hubungan Effisiensi removal COD terhadap VSS
y = 0.29x - 12.473 R² = 0.9316 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 500 1000 1500 2000 B O D (m g/L)
COD (mg/L)
Hubungan penurunan COD dan BOD Linear (Hubungan penurunan COD dan BOD)
Arief, M. 2016. Pengolahan Limbah Industri Dasar- dasar  Pengetahuan  dan  Aplikasi  di  Tempat kerja. Yogyakarta: Andi Offset. Artikazzani.  2010. Mekanisme  Penguraian  Limbah Cair Organik Secara Aerob. (https:// artikazzani.wordpress.com/2010/10/25/meka nisme-penguraian-limbah-cair-organik-secara -aerob/). Diakses pada tanggal 14 Maret 2018 pukul 20.35 WIB.
Dohare,  D  &  Rahul  M.  2014. Biological  Treatment of  Edible  Oil  Refinery  Wastewater  using Activated  Sludge  Process  and  Sequencing Batch  Reactor. International  Journal  of Engineering Sciences and Research
TechnologyISSN:2277-9655. (http://www.ijesrt.com/issues_pdf_file/Archi ves-2014/December-2014/40_Biological- Treatment-of-Edible-Oil-Refinery- Wastewater-using-Activated-Sludge-Process- and-Sequencing-Batch-Reactors-A- Review.pdf).Diakses  pada  tanggal  14  Maret 2018 pukul 08.31 WIB.
Gintings,  P.  1995. Mencegah  dan  Mengendalikan Pencemaran Industri. Jakarta : Pustaka Sinar Harapan.
Hala,  Y,  dkk.  2018. Analisis  Potensi  Limbah  Cair
Hasil  Pengolahan  Rumput  Laut  Sebagai Pupuk Buatan . (www.researchgate.net /publication/265102616. Diakses
pada tanggal 5 Februari 2018 pukul 16.45 WIB.
Ita.  2013. Teknologi  Pengolahan  Air  Limbah .
(https://italase.blogspot.co.id/2013/05/teknolo gi-pengolahan-air-limbah. html). Diakses pada  tanggal  14  Maret  2018  pukul  20.31 WIB.
Kardena,  E.  2009. Activated  Sludge  dan  Berbagai Modifikasinya. Bandung : ITB Press.
Nagwekar,  P.  2014.  Removal  of  Organic  Matter from  Wastewater  by  Activated  sludge Process- Review. Jurnal Internasional Volume  3,  Issue  5.  (http://ijsetr.org/wp- content/uploads/2014/05/IJSETR-VOL-3-
ISSUE-5-1260-1263.pdf).Diakses pada tanggal 14 Maret 2018 pukul 08.37 WIB. Rahayuningsih,  S.  2015. Pengolahan  Limbah  Cair Secara
Kimia . ( http://sirahayuningsih . blogspot.co.id/2015/02/pengolahan-limbah- cair-secara-kimia.html). Diakses pada tanggal 14 Maret 2018 pukul 20.51 WIB.
Soeparno.  1992. Ilmu  dan  Teknologi  Daging .
Yogyakarta : Gajah Mada Press. Sutrisno.  2017. Pembuangan  Limbah  (Waste Disposal) Laboratorium Kimia. Modul Praktikum.  Malang  :  Universitas  Negeri Malang.