## Aplikasi Teknik Elektrokoagulasi pada Penjernihan Air Sungai Pepe Surakarta Menuju Standar Baku Mutu Air Bersih

## ABSTRAK
ABSTRACT

## PENDAHULUAN

## BIOMEDIKA
ISSN : 1979 - 035X (printed edition)
ISSN : 2302 - 1306 (electronic/Portal e-Journal)
Available online at www.biomedika.ac.id

## The Application of Electrocoagulation Method for Water Purification of River Pepe Surakarta toward
Clean Water Quality Standarts
Wisnu A. A. Sudjarwo, Dikha Indra P. C. Utami, Puti Pertiwi, Dhenada Ayu D. Respitasari, Atika Sari B. N., Kriscylla S. Arum Fakultas Teknik, Universitas Setia Budi
* Corresponding author: wisnuarfian@gmail.com
Volume 9, No. 2, September 2016
Teknik  elektrokoagulasi  telah  banyak  digunakan  untuk  treatment  limbah  dan  air  yang  memberikan  hasil  cukup baik. Penelitian ini bertujuan untuk menurunkan kadar pencemaran air sungai Pepe Surakarta dengan teknik elektro- koagulasi. Elektrokoagulasi merupakan proses destabilisasi suspensi, emulsi dan larutan yang mengandung kontaminan dengan cara mengalirkan arus listrik melalui air, menyebabkan terbentuknya gumpalan yang mudah dipisahkan. Pada kajiannya, pengujian yang dilakukan adalah dengan membedakan  voltase 4,5; 6; 7,5; 9; 12 dan secara umum standar baku air bersih tercapai dengan efisiensi penurunan kadar kontaminan antara 82% sampai 100%.
Kata kunci: elektrokoagulasi, Sungai Pepe, destabilisasi suspensi
Electrocoagulation is  well-known method that  used  to  treat  either water  or  wastewater which  giving adequate enough result. The study aimed to reduce water pollutant on river Pepe Surakarta using electrocoagulation method. Electrocoagulation involved suspension destabilisation, emulsion and solution containing contaminants by supporting electric current through water, causing formation of flock that easily separated. In this study, tests carried out which distinguished voltages on 4.5; 6; 7.5; 9; 12, respectively  and in general, clean water standard was achieved with the results of reducing contaminant efficiency levels by approximately 82 % to 100 % .
Keywords: electrocoagulation, river Pepe, suspension destabilisation
Sungai  Pepe  merupakan  salah  satu  sungai yang melintasi kota Surakarta. Aliran Sungai Pe- pe dimulai dari aliran setelah Bendung Tirtonadi. Dewasa  ini,  kualitas  air  Sungai  Pepe  menurun menurut  parameter  Badan  Lingkungan  Hidup Surakarta  (BLH)  peruntukkan  air  untuk  kelas  1 sebagai  air  bersih.  Hal  ini  dikarenakan  adanya pencemaran  dari  limbah  kegiatan  pertanian,  in- dustri  tekstil,  kegiatan  domestik,  dan  rumah  sa- kit.
Lain hal, metode untuk penanganan limbah yang cukup sederhana dan murah serta membe- rikan hasil yang cukup baik adalah elektrokoagu- lasi. Elektrokoagulasi merupakan proses kom- pleks yang melibatkan fenomena kimia dan fisik dengan menggunakan elektroda untuk mengha- silkan ion yang digunakan untuk mengolah air limbah, yang mana pada anoda terjadi pelepasan koagulan aktif berupa ion logam ke dalam larut-
an, sedangkan pada katoda terjadi reaksi elektro- lisis  berupa  pelepasan  gas  hidrogen  (Samudro dan  Junaidi  (2012),  Holt et  al .,  2015).  Prinsip dasar dari elektrokoagulasi adalah reaksi reduksi dan  oksidasi  (redoks).  Dalam  suatu  sel  elektro- koagulasi, peristiwa oksidasi terjadi pada anoda, sedangkan  reduksi  terjadi  di  katoda. Yang  terli- bat reaksi dalam elektrokoagulasi selain elektro- da adalah air yang diolah yang berfungsi sebagai larutan elektrolit.
Pada kajian yang dilakukan Prabowo, dkk., (2012)  menyatakan  bahwa  pengolahan  limbah cair  yang  mengandung  minyak  dengan  proses elektrokoagulasi  menghasilkan  penurunan  COD sebesar 29,83%, total penurunan kosentrasi COD sebesar 223,45 mg/L dari konsentrasi awal sebe- sar  317,53  mg/L.  Bahkan  review  Butler et  al., (2011)  dan  Siringi et  al., (2012)  menegaskan bahwa teknik elektrokoagulasi dapat menurunan
hampir  seluruh  kadar  cemaran  dalam  limbah, seperti limbah domestik, industri, logam berat, organik dan anorganik, dan pertanian. Pada pe- nelitian  ini,  elektrokoagulasi  digunakan  untuk menurunkan kadar cemaran berdasar parameter air bersih dari Sungai Pepe Surakarta.
Metode yang dilakukan adalah batch Bahan utama yang digunakan adalah sampel air Sungai Pepe Surakarta. Pengambilan sampel dilakukan

## METODE PENELITIAN
A B
Gambar 1. Proses elektrokoagulasi A. Sebelum proses elektrokoagulasi, B. Proses elektrokoagulasi Gambar 2. Hasil elektrokoagulasi
Tabel 1. Standar baku mutu air bersih dan hasil uji sebelum di elektrokoagulasi
Kadar maksimum
(Permenkes RI No.
416/MENKES/PER/IX/1990)
Sampel sebelum diproses Bau Tak berbau Berbau Rasa Tak berasa Tak berasa Suhu Suhu udara ± 3ºC 30,00 Kekeruhan 5 NTU 29,27 Warna 15 TCU 116,00 pH 6,5 – 8,5 7,2 Daya Hantar Listrik
866,00
Karbon dioksida bebas Karbon dioksida agresif 64,68 0,00 Alkalinitas
a) Phenol phtalein b) Total c) Hidroksida (OH-)
d) Karbonat (CO32-) e) Bikarbonat(HCO 3 0,00 600,36 0,00 0,00
600,36 Kesadahan 500 mg/L 209,90 Kalsium 57,82 Magnesium (Mg) 15,88 Besi (Fe) 0,3 mg/L 1,53 Mangan (Mn) 0,4 mg/L 0,74 Nitrit (NO 2 ) 3 mg/L 0,10 Zat Organik 10 mg/L 27,07 Klorida (Cl) 250 mg/L 76,21 Sulfat (SO 4 ) 250 mg/L 52,38
di  Kelurahan  Gilingan.  Variabel  yang  diamati adalah voltase atau tegangan yaitu 4,5; 6; 7,5; 9; dan 12 volt dan dielektrolisis dengan waktu kon- tak selama 30 menit. Elektroda yang digunakan adalah logam alumunium dan bekas yang dida- pat  dari  pengrajin  logam  di  daerah  Semanggi, Surakarta.  Selanjutnya  kedua  elektroda  tersebut dialiri  arus  listrik  searah.  Penentuan  kekeruhan menurut metode uji SNI 06-6989.25-2004, war- na  menurut  metode  uji  SNI  06-6989.24-2004, kadar  besi  menurut  metode  uji  SNI  06-6854-
ses  elektrokoagulasi  ditampilkan  pada  Tabel  1. Parameter  penentu  baku  mutu  air  bersih  yang ditentukan  adalah  kekeruhan,  warna,  besi  dan zat organik sebelum perlakuan yang dikompara- si dengan hasil analisis setelah elektrokoagulasi.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Perlakukan  elektrokoagulasi  menghasilkan data  penurunan  kekeruhan,  warna,  besi  dan  zat organik yang ditampilkan pada Gambar 3, 4, 5, dan 6  secara  berurutan.  Terlihat  penurunan  yang  sig- nifikan dari parameter yang diamati
Hasil analisis yang dilakukan sebelum pro- 2002 dan zat organik menurut metode uji SNI 06-6989.22-2004 (Gambar 1 dan 2).

## Kekeruhan dan Warna
Pengukuran perubahan kekeruhan air dilaku- kan  dengan  menggunakan  turbidimetri  dengan satuan NTU ( Nepnelometrik Turbidity Units ). Ke- keruhan  adalah  hasil  dari  banyaknya  suspensi tak larut yang berada di dalam air.
gunakan  untuk  elektrokoagulasi.  Proses  elektro- koagulasi  akan  terjadi  pembentukan  Al(OH) 3 yang  semakin  besar. Al(OH) merupakan  senya- 3 wa koagulan yang berperan sebagai bahan peng- gumpal  dan  penyerap  berbagai  polutan  baik  or- ganik  maupun  anorganik  yang  terdapat  dalam air  limbah,  sehingga  membentuk  senyawa  kom- pleks  dengan  berat  molekul  yang  lebih  besar dan mudah diendapkan. Dengan demikian sema- kin  banyak  endapan  yang  terbentuk  menyebab- kan  penurunan  jumlah  polutan  air  semakin  ber- kurang dan air akan menjadi jernih (Sutanto, dkk. 2011).  Peningkatan  penurunan  kekeruhan  ber- hubungan dengan peningkatan penurunan warna hal itu dapat terlihat dari Gambar 4. Secara garis besar – meski terjadi anomali – penurunan war- na  terjadi  dengan  baik  meski  tidak  selaras  de- ngan grafik kekeruhan. Hal tersebut dimungkin- kan  karena  warna  dari  air  adalah  sejati,  sedang- kan  kekeruhan  perpaduan  antara  warna  sejati dan padatan terlarut atau tersuspensi.
Gambar 3. Grafik penurunan kekeruhan terhadap variasi voltase
Dari Gambar 3 kekeruhan air semakin ber- kurang dengan bertambahnya voltase yang di-
Dari Gambar 3 dapat disimpulkan dengan voltase 12 volt dengan waktu 30 menit didapat- kan  kekeruhan  sebesar  0  NTU.    Sampel  yang
Gambar 4. Grafik penurunan warna terhadap variasi voltase
diuji  sebelum  diproses  didapatkan  kekeruhan sebesar  29,27  NTU.  Dengan  demikian  hasil  12 volt dengan waktu 30 menit menurunkan 100% .
Dari  Gambar  5,  seluruh  voltase  yang  digu- nakan  sudah  menghasilkan  kosentrasi  di  bawah kosentrasi  awal  sebesar  1,53  mg/l.  Penyisihan terbaik untuk voltase 12 Volt adalah sebesar 98%.
Adanya  zat  organik  dalam  air  tersebut  me- nunjukkan  bahwa  air  tersebut  telah  tercemar oleh kotoran manusia,  hewan  maupun  sumber yang  lainnya.  Makin  banyak    zat  organik  yang masuk  dan  tinggal  pada  lapisan  aerobik  akan makin besar pula kebutuhan oksigen bagi mikto- ba yang mendekomposisi. Kadar zat organik da- lam air tidak diperbolehkan karena menimbulkan
Gambar 4. Grafik penurunan zat organik  terhadap variasi voltase
Warna  air  limbah  dapat  dibedakan  menjadi dua, yaitu warna sejati dan warna semu. Warna yang  disebabkan  oleh  warna  organik  yang  mu- dah larut, beberapa ion logam ini disebut warna sejati. Jika air mengandung kekeruhan atau ada- nya bahan tersuspensi oleh penyebab warna se- jati maka warna tersebut dikatakan warna semu karena  adanya  bahan-bahan  tersuspensi  terma- suk koloid (Sutanto, dkk., 2011). Dari Gambar 4, metode elektrokoagulasi dapat menurunkan kon- sentrasi warna dengan hasil yang optimum pada voltase  12  volt  dengan  waktu  30  menit  dengan hasil 6 TCU dan memiliki efisiensi sebesar 94%.

## Besi
Berdasar  parameter  kadar  besar,  teramati penurunan  di  setiap  voltase  yang  diujicobakan, yakni  4,5;  6;  7,5;  9  dan  12  volt  dengan  kadar 0,3; 0,36; 0,14; 0,1 dan 0,03 mg/l. Hal ini dise- babkan  oleh  terjadinya  peningkatan  pembentu- kan  Al(OH)   pada  waktu  proses  semakin  lama 3 dijalankan (arus yang digunakan semakin diting- katkan).  Dalam  hal  ini Al(OH)   merupakan  se- 3 nyawa  koagulan  yang  berperan  sebagai  bahan
penggumpal dan berinteraksi dengan ion Fe (be- si)  dalam  air  limbah,  sehingga  membentuk  se- nyawa kompleks dengan berat molekul yang le- bih  besar  dan  mudah  diendapkan.  Alumunium hidroksida  akan  bereaksi  dan  terpresipitasi  se- hingga  proses  dari  koagulasi,  adsorpsi,  presipi- tasi  hingga  floatasi  adalah  satu  rangkaian  dari elektrokoagulasi  (Ozyonar  and  Karagozoglu, 2011).  Besi dapat menimbulkan kerusakan din- ding usus, dan menyebabkan berkurangnya fung- si paru – paru, hal tersebut dapat terjadi jika be- si  memiliki  kosentrasi  yang  tinggi  dengan  batas 1 mg/L
Zat Organik
Gambar 3 Grafik penurunan besi terhadap variasi voltase
warna, bau dan rasa yang tidak diinginkan dan mungkin  bersifat  toksik  baik  secara  langsung maupun  setelah  bersenyawa  dengan  zat  yang lainnya.
Berdasar Gambar 6, zat organik mengalami penurunan  dari  setiap  voltase  yang  digunakan dari voltase 7,5 sampai 12 volt. Penyisihan ter- baik  zat  organik  menggunakan  teknik  elektro- koagulasi adalah 82%.
Berdasarkan hasil penelitian metode elektro- koagulasi dengan voltase 12 volt dengan waktu 30  menit  mampu  menurunkan  kosentrasi  keke- ruhan  sebesar  100%,    warna  sebesar  94%,  besi sebesar 98% dan zat organik sebesar 82%. Un- tuk pengujian parameter air bersih, perlu ditam- bahkan parameter COD dan BOD yang difung- sikan untuk mengetahui tingkat efektivitas peng- gunaan  teknik  ini  pada  peningkatan  mutu  air Sungai Pepe Surakarta.
KESIMPULAN
Butler, E., Hung, Y., Yeh, R. Y., and Al Ahmad, M. S., 2011, Electrocoagulation in Wastewater Treatment, Water , 3: 495-525

## DAFTAR PUSTAKA
Holt, P.K., Barton, G. W., Mark, M., And Mitchell, C.A, 2005, The Future For  Electrocoagulation as A Localised Water Treatment Technology, Chemosphere. 59:335-365. Ozyonar,  F.,  and  Karagozoglu,  B.,  2011,  Operating  Cost Ana- lysis  and Treatment  of  Domestic Wastewater  by  Electro- coagulation using Alumunium Electrodes, Polish J. Of En- viron. Stud., 20 (1) :173 – 179. Permenkes RI No. 416/MENKES/PER/IX/1990 tentang syarat- syarat pengawasan kualitas air . Prabowo,  A., Basrori, G. H., dan Purwanto, 2012, Pengolahan Limbah  Cair  Yang  Mengandung  Minyak  Dengan  Proses Elektrokoagulasi Dengan Elektroda Besi , Universits Dipo- negoro.
Samudro, G., dan Junaidi, J, 2012, Studi Penurunan Kosentrasi Nikel Dan Tembaga Pada Limbah Cair Elektrokoagulasi. Universitas Diponegoro.
Siringi, D. O., Home, P., Chacha, J. S., and Koehn, E., 2012, Is Electrocoagulation (EC)  a  Solution  to  The  Treatment  of Wastewater  and  Providing  Clean  Water  for  Daily  Use, ARPN  J. Eng. Appl. Sci. , 7 (2) : 197 – 2014 Sutanto, Widjajanto D., Hidjan, 2011. Penurunan Kadar Logam Berat  dan  Kekeruhan  Air  Limbah  Menggunakan  Proses Elektrokoagulasi. Politeknik Negeri Jakarta.