## Jenis Artikel: orginial research
Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Penurunan BOD, COD, Dan Fe Pada Air Sungai Batang Toru Menggunakan Metode Elektrokoagulasi
Masthura  Masthura 1, ,  Miftahul  Husnah 1 ,  Dwi  Utami  Panggabean 1
1 Program Studi  Fisika Universitas Islam Negeri  Sumatera Utara
Corresponding  e-mail : dwiutamipanggabean84@gmail.com
KATA KUNCI: kadar BOD,  COD,  dan  Fe, Elektrokoagulasi, Variasi  Waktu
Diterima: 30 Juni 2022 Direvisi: 05 Juli 2022 Diterbitkan: 30 Juli 2022

## 1. Pendahuluan
Kualitas  air  sungai  Batang  Toru  mengalami  penurunan  diakibatkan  oleh  kegiatan  yang  berkembang  di  sekitar sungai, seperti : limbah industri, limbah  rumah  tangga,  dan  limbah  pertanian.  Limbah yang berbahaya berasal dari  limbah  industri.  Pertambangan  emas  Batang  Toru  salah  satu  pertambangan  yang  terdapat    di  Kecamatan Batang  Toru,  Kabupaten  Tapanuli  Selatan,  Sumatera  Utara.  Limbah  yang  telah diolah pihak  pertambangan

## Jurnal Phi
ABSTRAK. Sungai  Batang  Toru  merupakan  sungai  yang  menunjang kehidupan  sebagian besar masyarakat  Batang Toru.  Akan tetapi, dampak dari olahan  air limbah  pertambangan emas  Batang Toru mengakibatkan kualitas  dan  kuantitas  air  sungai  Batang  Toru  mengalami  penurunan. Penelitian  ini  tentang  bagaimana  pengaruh  waktu  kontak  terhadap penurunan  kadar  BOD,  COD,  dan  Fe  menggunakan  metode elektrokoagulasi. Adapun variasi waktu yang diberikan, yaitu 15 menit, 30 menit,  dan  45  menit.  Waktu  kontak  15  menit  merupakan  waktu  terbaik dalam penurunan kadar BOD dan  COD.  Nilai penurunan  BOD  mencapai 20  mg/L  dengan  efisiensi  66,67%  dan  nilai  penurunan  COD  mencapai 28,8% mg/L  dengan efisiensi 54,54%. Untuk Fe waktu kontak 45 menit merupakan  waktu  terbaik  dalam  penurunan  kadar,  dengan    nilai penurunan  Fe mencapai  1,42  mg/L dengan  efisiensi  99,39%.
emas  disalurkan  menuju  sungai  Batang  Toru.  Padahal  sungai  Batang  Toru  dimanfaatkan  penduduk  dalam menunjang  kehidupan, seperti : mandi, minum,  pertanian, serta perkebunan.
Bedasarkan  hasil  uji  sampel,  diketahui  bahwa  nilai  kadar  BOD,COD,  dan  Fe  melebihi  baku  mutu  kelas  III Peraturan Pemerintah RI No.  82  Tahun  2001  tentang  Pengelolaan  Kualitas  Air dan Pengendalian Pencemaran Air.  Adapun  nilai  kadar  yang  diperoleh  yaitu  BOD  30  mg/L,  COD  52,8  mg/L,  dan  Fe    1,426  mg/L.  berdasarkan analisis fisika  dan  kimia,  kualitas  air melebihi baku  mutu  yang  telah ditetapkan Pemerintah akan berdampak bagi  kesehatan  maupun  lingkungan.    Untuk    itu,    dalam    pencegahan    dampak    tersebut    perlu    diberi    solusi mengenai  pengolahan  air  yang  efektif  dalam menurunkan kadar  BOD, COD, dan  Fe.
Metode    elektrokoagulasi    merupakan    suatu    proses    pengendapan    dan      pengumpulan      partikel-partikel halus dalam  air  menggunakan   energi  listrik. Metode  elektrokoagulasi, perpaduan  metode   koagulasi, flokulasi, dan  elektrokimia.  Kelebihan  dari  metode    elektrokoagulasi    yaitu    metode    yang    lebih    maju    dan    efektif, dikarenakan  flokulasi  dan  koagulasi  masih  menggunakan  koagulan  ko  nvensional.  Selain  itu,  metode elektrokoagulasi  tidak  menggunakan  bahan    kimia    sehingga    tidak    merusak    lingkungan    dan    mahluk    hidup. Metode elektrokoagulasi  menggunakan  proses  elektrokimia,  adapun  proses  yang  terjadi pada  anoda  yaitu pelepasan ion logam 𝐶𝑢 2+ dan 𝑂𝐻 – membentuk    senyawa    baru 𝐶𝑢 ( 𝑂𝐻 ) 2 yang    bertindak   sebagai   floakulan dalam mengikat kontaminan-kontaminan  yang  terdapat  pada  air.

## 2. Pembahasan
Hasil  uji  sampel  air  sungai  Batang  Toru  sebelum  dilakukan  pengolahan  menggunakan  metode  elektrokoagulasi terdapat  pada  Tabel 1.
Tabel 1. Kadar BOD, COD, dan Fe Sebelum Dielektrokoagulasi
Parameter  Uji Hasil (mg/L) PP RI No. 82 Tahun 2001 (mg/L) BOD 30 8 COD 52,8 50 Fe 1,4 0,3
Berdasarkan  Tabel  1  nilai  kadar  BOD  30  mg/L  sementara  baku  mutu  8  mg/L,  nilai  kadar  COD  52,8  mg/L sementara    baku    mutu  50  mg/L,  dan  Fe    1,4  mg/L sementara  baku  mutu  0,3  mg/L.  Tabel  1  menunjukkan  kadar BOD, COD, dan Fe  tidak  sesuai dengan baku matu kelas III PP  RI No  82 Tahun 2001.
Nilai  kadar  BOD  dengan  variasi  waktu  kontak    15    menit,    30    menit,    dan    45    menit    ditunjukkan    pada Gambar  1.
Gambar  1 . Pengukuran  Kadar BOD Dengan Variasi Waktu
Berdasarkan  Gambar  1,  diketahui  bahwa    kadar    BOD   sebelum    dielektrokoagulasi    melewati    baku    mutu yaitu  30  mg/L,  pada  waktu  15  menit  kadar  BOD  mengalami  penurunan  yaitu  10  mg/L,  pada  waktu  30  menit mengalami  penurunan  yaitu  18  mg/L,  pada  waktu  45  menit  mengalami  kenaikan  yaitu  40  mg/L    dengan pembanding  nilai  kadar  BOD  sebelum  dielektrokoagulasi.  Semakin  lama  waktu  tinggal  dalam  proses elektrokoagulasi  maka  semakin  besar  penurunan  kadar  yang  terdapat  pada  air  (  Gustiana  Dan  Widayatno., 2020).  Berdasarkan  hasil  penelitian,  waktu  kontak  15  menit  menunjukkan  efisiensi  penurunan  yang  lebih  baik dibandingkan  dengan  waktu  kontak  30  menit,  dan    45    menit    hal    ini    disebabkan    elektroda    yang    digunakan setelah  15  menit  mengalami  kejenuhan  yang  ditandai  dengan  flok-flok  menutupi  plat  elektroda  sehingga kemampuan  menarik  ion-ion  dalam  umpan  berkurang  (Ridantami,  2017).  Ketika  arus    listrik    mengalir    ion elektroda  yang  keluar  pada    anoda    dan    ion    hidroksida    yang    keluar    dari    katoda    akan    bertambah    dan membentuk  flok-flok  pada  elektroda  yang  mengakibatkan  kemampuan  elektroda  berkurang  dalam    menarik padatan  terlarut  pada  air  (Masrullita    dkk,    2021).    Adapun    nilai    perhitungan    efisiensi    penurunan    BOD ditunjukkan pada  Tabel  2.
Tabel 2. Kadar BOD, COD, dan Fe Sebelum Dielektrokoagulasi Waktu (Menit) BOD  (mg/L) Efisiensi (%) 0 30 0,00 (Praperlakuan) 15 10 66,67 (Kadar turun) 30 18 40 (Kadar turun) 45 40 33,33 (Kadar naik)
Berdasarkan  Tabel  2  efisiensi  terbaik  66,67%  pada  waktu  15  menit.  Berdasarkan  kelas  III  peraturan pemerintah  Republik  Indonesia  No.    82    tahun    2001    efisiensi    terbaik    pada    penurunan    BOD    hampir    sesuai dengan  baku  mutu.
45 40 40
35 30 25 20 15 10 5 0 30
Kelas  III 18
PP  RI  No.
82   Tahun 2001 10 0 15 30 45 Waktu  (menit) K ad ar B OD (m g/ L)
Masthura,  M.,  Husnah,  M.,  Pangabean,  D.U.  Pengaruh  Waktu Kontak Terhadap…Vol 8  (2),  2022 dwiutamipanggabean84@gmail.com 73
Nilai  kadar  COD  dengan  variasi  waktu  kontak  15    menit,    30    menit,    dan    45    menit    ditunjukkan    pada Gambar  2.
Gambar  2 . Pengukuran  Kadar COD Dengan Variasi Waktu
Berdasarkan Gambar 2, diketahui    bahwa   kadar    COD   sebelum    dielektrokoagulasi    melewati    baku   mutu yaitu  52,8  mg/L,  pada  waktu  15  menit  kadar  COD  mengalami  penurunan  yaitu  24  mg/L,  pada  waktu  30  menit mengalami  penurunan  yaitu  35,2  mg/L,  pada  waktu  45  menit  mengalami  kenaikan  yaitu  88  mg/L  dengan pembanding    nilai    COD    sebelum    dielektrokoagulasi.    Semakin    lama    waktu    tinggal      dalam      proses elektrokoagulasi  maka semakin  besar    penurunan    kadar    yang    terdapat    pada    air    (Gustiana    Dan    Widayatno, 2020).  Dari  hasil  penelitian  waktu  kontak  15  menit  menunjukkan  efisiensi  penurunan  yang    lebih    baik dibandingkan  dengan  waktu  kontak  30  menit  dan    45    menit,    hal    ini    disebabkan    elektroda    yang    digunakan setelah  15  menit  mengalami  kejenuhan  yang  ditandai  dengan  flok-flok  menutupi  plat  elektroda  sehingga kemampuan  menarik ion-ion dalam  umpan berkurang  (Ridantami,  2017).
Ketika  arus listrik  mengalir ion  elektroda  yang  keluar  pada    anoda    dan    ion    hidroksida    yang  keluar  dari katoda  akan  bertambah  dan  membentuk  flok-flok  pada  elektroda  yang  mengakibatkan  kemampuan  elektroda berkurang  dalam  menarik  padatan  terlarut  pada  air  (Masrullita  dkk.,  2021).  Nilai  efisiensi  penurunan  COD ditunjukkan pada  Tabel  3.
Tabel 3. Data Efisiensi COD Dengan Variasi Waktu Waktu (Menit) COD  (mg/L) Efisiensi (%) 0 52,8 0,00 (Praperlakuan) 15 24 54,54 (Kadar turun) 30 35,2 33,33 (Kadar turun) 45 88 66,67 (Kadar naik)
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 88 52,8 Kelas III PP RI No. 82 Tahun 2001 35,2 24 0 15 30 45 Waktu  (menit) K a d a r CO D (m g/ L)
Masthura,  M.,  Husnah,  M.,  Pangabean,  D.U.  Pengaruh  Waktu Kontak Terhadap…Vol 8  (2),  2022 dwiutamipanggabean84@gmail.com 74
( 𝑎𝑞 }
( 𝑎𝑞 }
( 𝑎𝑞 }
Berdasarkan  Tabel  3  efisiensi  terbaik  yaitu  54,54%  pada  waktu  15  menit.  Berdasarkan  kelas  III  Peraturan Pemerintah  Republik    Indonesia    No.  82  tahun  2001  efisiensi  terbaik  pada  penurunan  COD  sesuai  dengan  baku mutu.
Nilai kadar Fe dengan variasi  waktu kontak 15 menit,  30 menit,  dan  45 menit  ditunjukkan  pada  Gambar  3.
Gambar 3 . Pengukuran  Kadar  Fe Dengan Variasi  Waktu
Berdasarkan  Gambar  3,  diketahui  bahwa  kadar  Fe  sebelum  dielektrokoagulasi  melewati  baku  mutu  yaitu  1,426 mg/L,  pada  waktu  15  menit  kadar    Fe    mengalami    penurunan    yaitu    0,107    mg/L,    pada    waktu    30    menit mengalami  penurunan  yaitu  0,023  mg/L,  pada    waktu    45    menit    mengalami    penurunan    yaitu    0,0086    mg/L dengan  pembanding  nilai  kadar  Fe  sebelum    dielektrokoagulasi.    Penurunan    kadar    Fe    semakin    baik    seiring dengan  lamanya  waktu    kontak,    disebabkan  adanya  reaksi  reduksi  kation  yang  diakibatkan  potensial  elektroda lebih  besar  dibandingkan  dengan  air  sehingga  lebih  mudah  mengalami    reduksi.    Adapun    reaksi    yang    terjadi selama  proses elektrokoagulasi pada  Fe  adalah  :
Anoda  :
𝐶𝑢 𝑠 → 𝐶𝑢 2+ + 2 𝑒 − (1)
Katoda  :
2 𝐻 2 𝑂 ( 𝑙 ) + 2 𝑒 − → 𝐻 2 ( 𝑔 ) + 2 𝑂𝐻 − (2)
𝐹𝑒 2+ + 2 𝑒 − → 𝐹𝑒 ( 𝑠 ) (3)
Reaksi Keseluruhan :
𝐶𝑢 𝑠 + 2 𝐻 2 𝑂 ( 𝑙 ) + 𝐹𝑒 2+ → 𝐶𝑢 ( 𝑂𝐻 ) 2 + 𝐻 2  ( 𝑔 ) + 𝐹𝑒 ( 𝑠 ) (4)
1,6 1,426 1,4 1,2 1 Kela s III Fe PP RI No. 82 Ta hun 2001 0,8 0,6 0,4
0,2
0,107
0,023 0,0086 0 0 15 30 45 Waktu  (menit) Ka d a r Fe (m g /L )
Tabel  4. Data  Efisiensi  Fe  Dengan  Variasi  Waktu
Waktu (Menit) Fe (mg/L) Efisiensi (%) 0 1,426 0,00 (Praperlakuan) 15 0,107 92,5 (Kadar turun) 30 0,023 98,39 (Kadar turun) 45 0,0086 99,39 (Kadar turun)
Pada  proses  reaksi  kation  Fe  dalam    air    mengalami    reduksi    dan    menempel    pada    katoda    mengakibatkan elektroda  Cu  terlapisi  oleh  flok-flok  ditambah  dengan    flok    Fe,  sehingga  penyisihan  kadar  Fe    semakin  banyak seiring  dengan  lamanya    waktu    kontak   yang  diberikan.  Perhitungan  efisiensi  penurunan  kadar  Fe    ditunjukkan pada  Tabel  3.  Berdasarkan  Tabel  3  efisiensi  terbaik  99,39%  pada    waktu    45    menit.    Berdasarkan    kelas    III peraturan  pemerintah  Republik  Indonesia  No.    82    tahun    2001    efisiensi    terbaik    pada    penurunan    Fe    sesuai dengan  baku  mutu.
Berdasarkan  hasil  penelitian,  waktu  kontak  berpengaruh  terhadap  penurunan  kadar  BOD,  COD,  dan  Fe. Penurunan  kadar  BOD,  dan  COD  paling  optimum  pada  waktu  kontak  15  menit  dengan    efisiensi  66,67%    dan 54,54%,  Sedangkan  untuk   parameter  Fe  penyisihan  yang  paling  optimum  pada  waktu  kontak  45  menit  dengan efisiensi 99,39%.

## Ucapan  Terimakasih
Terimakasih  penulis  ucapkan  kepada  Ibu    Dosen  pembimbing  (Masthura,  S.Si.,  M.Si.  dan  Miftahul  Husnah,  S.Pd., M.Si.)  yang  telah  membantu  dan  membimbing  penulis  dalam  menyelesaikan  penelitian  ini.    Terimakasih    juga penulis  ucapkan  kepada  Masyarakat  Batang  Toru,  Laboratorium  Kesehatan  Dae  rah  Provinsi  Sumatera  Utara, Laboratorium  Ilmu  Dasar    Universitas    Sumatera    Utara,    sebagai    institusi    yang    mendukung    penyelesaian penelitian ini.

## Daftar  Pustaka
Achmad,  R.  2004. Kimia  Lingkungan . Yogyakata,  Andi  Offset.
Al-Qodah,  Z.,   &   Al-Shannag,   M.  2017.   Heavy  metal  ions   removal  from  wastewater  using  electrocoagulation. Processes: a comprehensive  review. Separation  Science  And  Technology, 52(17),  2649-2676. Gustiana,  E.G.,  dan  Widayatno,  T.  2020.  Penerapan  Teknik  Penurunan  Kadar  COD    BOD    Dan    TSS    Limbah    Cair Pabrik  Tahu  Dengan  Metode  Elektrokoagulasi  Secara  Kontiniu  Menggunakan  Elektroda  Besi. Proceeding of  The  URECOL , 72-78.
Masthura, M. 2019. Penerapan  Metode Elektrokoagulasi Sebagai Alternatif Pengolah Air Bersih . LP2M  UIN Sumatera Utara.
Mukimin,  A.   2006.   Pengolahan   Limbah   Industri   Berbasis   Logam  Dengan  Teknologi  Elektrokoagulasi  Flotasi Doctoral Dissertation,  Program  Pascasarjana  Universitas  Diponegoro.
Ridantami,  V.,  Wasito,  B.,  &  Prayitno,  P.  2017.  Pengaruh    Tegangan    Dan    Waktu    Pada    Pengolahan    Limbah Radioaktif Uranium Dan Thorium Dengan Prose Elektrokoagulasi. Jurnal Forum Nuklir Vol. 10, No. 2, PP. 102- 107.
Susilawati.  Dkk.   2021.   Elektroda   Tembaga   Pada   Proses   Elektrokoagulasi   Dalam   Penjernihan   Air   Sungai . Pasuruan  : Qiara Media.
Suswanto  N.  2017.  Penyisihan  Fe,  Warna,  Dan    Kekeruhan      Pada    Air   Gambut    Menggunakan    Metode Elektrokoagulasi. Jurnal Tehnik  Lingkungan,  6 (2) .
Tambunan,  A.  K.  2020.  Studi Penurunan  Kadar  Besi (Fe),  Tembaga  (Cu)  Dan  Timbal (Pb)  Pada  Air  Lindi (LEACHATE) Dengan Metode Elektrokoagulasi  Menggunakan Elektroda Besi (Fe) . Skripsi  USU. Medan. Vaujiah,  H.  (2018).  Perbandingan Efisiensi  Penurunan  Kesadahan  Air  Menggunakan  Elektroda  Aluminium  (A1) Dengan  Konfigurasi Monopolar Dan Bipolar Pada  Proses Elektrokoagulasi. Skripsi  USU. Medan.