## EFEKTIFITAS ELEKTROFLOKULATOR DALAM MENURUNKAN TSS DAN BOD PADA LIMBAH CAIR TAPIOKA
Hery Setyobudiarso ( Staf Pengajar Jurusan Teknik Lingkungan FTSP-ITN Malang ) hery_sba@yahoo.com

## ABSTRAKSI
Industri  kecil  berbahan  baku  lokal  memegang  peranan  yang  berarti  bagi  masyarakat, akan  tetapi  hal  tersebut  menjadi  tidak  sebanding  dengan  kerusakan  lingkungan  yang ditimbulkan akibat limbah yang dihasilkan, seperti halnya yang terjadi pada industri tapioka yang  akhir-akhir  ini berperan  banyak  dalam  terjadinya  pencemaran  perairan  sungai. Adanya  bahan-bahan  organik  dalam  air  limbah  menyebabkan  tingginya  TSS  dan  BOD badan air sehingga keseimbangan ekosistem air akan terganggu.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  tingkat  efisiensi  elektroflokulator  dalam menurunkan  TSS  dan  BOD  pada  limbah  cair  tapioca.  Sebagai  teknologi  alternative  yang aplikatif  proses  elektroflokulasi  merupakan  sebuah  proses  yang  secara  simultan menghilangkan/memindahkan  suspended  solid,  bahan  organik  teremulsi  dan  kontaminan lainnya dari air dengan menggunakan arus listrik searah (DC) dari anoda menuju katoda. Sistem  ini  menyebabkan  pelepasan  ion  pada  elektroda  untuk  berpindah  kedalam  larutan elektrolit.
Hasil  penelitian  dan  analisa  data  menunjukkan  bahwa  elektroflokulator  mempunyai kemampuan untuk menurunkan kandungan TSS dan BOD pada limbah cair tapioka. Dari berbagai  perlakuan  yang  direncanakan penyisihan  konsentrasi  TSS  setelah  proses elektroflokulasi yang paling rendah adalah pada waktu 30 menit dengan tegangan 15 volt dengan penurunan 15,93 % dan penyisihan yang paling tinggi adalah pada waktu 90 menit dengan  tegangan  25  volt  dengan  penurunan  66,22  %  dan  penyisihan  konsentrasi  BOD setelah  proses  elektroflokulasi  yang  paling  rendah  adalah  pada  waktu  30  menit  dengan tegangan 15 volt dengan penurunan 14,76 % dan penyisihan yang paling tinggi adalah pada waktu 90 menit dengan tegangan 25 volt dengan penurunan 53,66 %.
Kata kunci: TSS, BOD, Elektroflokulator.

## PENDAHULUAN
Latar Belakang Satu prinsip pembangunan berkelanjutan  adalah  pembangunan  yang mempertahankan ketersediaan
dan memanfaatkan untuk kesejahteraan masyarakat,  baik  pada  masa  sekarang atau masa yang akan datang. Pencemaran oleh limbah idustri terjadi karena hal ini
sering  diabaikan  dan  keterbatasan  dalam pengolahan limbah sehinnga air buangan tersebut  dibuang  secara  langsung keselokan  atau  sungai.  Atas  dasar permasalahan  tersebut  diperlukan  suatu metode  pengolahan  limbah  yang  efisien dan  ekonomis.  Salah  satu  metode pengolahan  limbah  industri  tapioka dengan menggunakan elektroflokulatror.

## Perumusan Masalah
Penelitian  ini  dilakukan  dengan menggunakan  metode  olektroflokulator dan masalah yang dirumuskan :
1. Bagaimana  pengaruh  tegangan  dan waktu  elektrolisis  dalam  penurunan TSS  dan  BOD  pada  limbah  cair tapioka.
2. Sebarapa  besar  tingkat  efisiensi metode elektrolisis
dalam menurunkan  kandungan TSS  dan COD pada limbah cair  tapioka.

## Tujuan Penelitian
1. Untuk  mengetahui  kemampuan elektroflokulator  sebagai  teknologi alternatif  yang  aplikatif  dalam menurunkan TSS dan BOD dalamlimbah cair tapioka. 2.  Untuk  mengetahui  perbedaan  tingkat penurunan TSS dan BOD pada proses elektroflokulasi  dalam  variasi  waktu dan tegangan yang direncanakan.

## Manfaat Penelitian
Manfaat  dari  penelitian  pengolahan limbah cair tapioka dengan menggunakan metode  elektroflokulator  ini  adalah mampu menurunkan TSS dan BOD pada limbah  cair  tapioka  sehingga  dapat dijadikan  teknologi  alternative  yang aplikatif.

## TINJAUAN PUSTAKA
Pada  proses  produksinya,  limbah  cair tapoka  berasal  dari  buangan  pencucian dan  pemerasan  pati  dari  parutan  ubi. Bahan-bahan  yang  terlarut  pada  air limbah  merupakan  komponen  dari  ubi kayu  yang  merupakan  bahan-bahan
organik berupa pati, gula, protein, lemak, serat,  dll (Soeratmadja,  1984 dalam Sukadarti S, 2002). Adanya bahan-bahan organik  dalam  air  limbah  akan menyebabkan  tingginya  COD  dan  BOD dalam  air.  Selain  itu  tingginya  partikel yang  terlarut  juga  akan  menyebabkan kekeruhan pada air.
Suatu  sel  elektrokimia  terbentuk dari  dua  elektroda,  yaitu  katoda  dan anoda. Kombinasi antara kedua elektroda dapat  berlangsung  tanpa  hubungan  atau melalui hubungan.  Ion-ion dalam larutan elektrolit  selalu  bergerak,  karena mempunyai  derajat  kebebasan  translasi. Elektroda  dimana  terjadi  reaksi  oksidasi disebut  anoda  dan  elektroda  dimana terjadi reaksi reduksi disebut katoda. Pada sel  elektrolisis,  katoda  merupakan  kutup positif dan anoda sebagai kutup negative.
Berdasarkan uraian diatas dapat disimpulkan  bahwa  hantaran  elektrolit terjadi karena :
a. Elektroda  masuk  kedalam  air  dan keluar  muatan  dari  larutan  yang melalui reaksi pada kedua elektroda.
b. Elektroda  lewat  dalam  larutan melalui migrasi ion.
Prinsip  dasar  elektrolisis  mulai  dari ionisasi air menjadi H + dan OH - :
Reaksi : H 2 O           H + + OH - Jika  larutan  elektrolit  (air)  diberi elektroda  dan  dialiri  muatan  maka  akan terjadi :
- Ion positif akan ditarik oleh katoda (-) dan disebut reaksi reduksi.
Reaksi : H + + 2e           H 2 - Ion  negative  akan  ditarik  oleh  anoda (+),  disebut  dengan  reaksi  oksidasi (Pelepasan ion hidroksil).
Reaksi : 4OH - 2H 2 O + O 2 + 4e -
Sehingga pada reaksi kompleks : Reaksi : H 2 O (l) H 2 (g) + O 2 (g) pada  anoda  mengakibatkan  terbetuknya gas oksigen.
4 OH              4e + 2H 2 O + O 2 Proses  elektroflokulasi  merupakan sebuah  proses  yang  secara  simultan menghilangkan/memindahkan logam- logam  berat,  suspended  solid,  bahan organic teremulsi dan kontaminan lainnya dari air dengan menggunakan arus listrik searah  (DC)  dari  anoda  menuju  katoda. Sistem  ini  menyebabkan  pelepasan  ion pada  elektroda  untuk  berpindah  kedalam larutan elektrolit. Kontaminan- kontaminan  yang  terkandung  dalam  air limbah dipindahkan oleh reaksi kimia dan proses
presipitasi atau dengan menyebabkan
bahan-bahan
koloid bersatu.
Pada elektrofokulator, reaksi yang terjadi pada  kedua  elektroda  adalah  sebagai berikut :
 Anoda (+) : Al            Al 3+ + 3e -
 Katoda (-) : 2H 2 O + 2e           H 2 + 2OH -
Unsur-unsur  tersebut  akan  membentuk gumpalan (flok) dari Al(OH) 3 berdasarkan reaksi berikut : 2Al 3+ + 6OH -

## 2Al(OH) 3

## METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian    ini  dilaksanakan  pada tanggal  02 – 10  bulan  Juni  2005  di Laboratorium  di  Laboratorium  Kualitas Air  PJT  I  Malang. Sampel  yang digunakan  adalah  limbah  cair    Industri tapoika.  PT.  Intaf  Turen Kecamatan Turen Kabupaten Malang. Metode analisa penelitian
1. Metode  analisa  TSS  menggunakan TURBIDITY  METER,  sedangkan
BOD menggonakan TITIMETRI 2.  Analisis  data  Statitik  menggunakan UNIVARIATE ANOVA untuk mengetahui apakah terdapat perbedaan signifikan  atau  tidak  (Variasi  waktu dan tegangan terhadap penurunan TSS dan BOD pada limbah cair tapioka.
Alat Pengolahan Limbah.
Gambar 1:  Alat  pengolahan  limbah  cair tapioka (Elektroflokulator)
Keterangan : A . Bak penampung B. Bak Elektroflokulator C. Volt meter
D. In let
E. Out let

## HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

## Hasil penelitian
Tabel 1. Konsentrasi awal limbah cair Tapioka No Parameter Kandungan (mg/l) 1 TSS 598,00 2 BOD 576,90 Tabel  2.  Konsentrasi  akhir  TSS  setelah proses Elektroflokulasi t (menit) V (Volt) Konsentrasi TSS setelah proses Elektroflokulasi ( mg/l) 1 2 3 30 15 20 25 502,82 423,09 341,75 503,27 422,52 342,85 502,19 422,85 342,22 60 15 20 25 438,02 353,97 273,55 438,94 354,06 272,14 439.53 353,42 272,96 90 15 20 25 361,26 276,09 201,82 360,31 275,58 202,75 360,74 275,65 201,41 Tabel 3  Penurunan  konsentrasi  TSS setelah proses elektroflokulasi t (Menit) V (Volt) Penurunan konsentrasi TSS setelah proses Elektroflokulasi (mg/l) 1 2 3 30 15 20 25 95,21 174,94 256,28 95,76 175,50 256,28 95,84 175,18 255,81 60 15 20 25 160,01 244,06 324,48 159,09 243,97 325,89 158,50 244,61 325,07 90 15 20 25 236,77 321,94 396,21 237,72 322,45 395,28 237,29 322,38 396,62 Tabel 4. Persentase penurunan konsentrasi TSS t (menit) V (Volt) Persentase penurunan konsentrasi TSS  (%) Rata- rata (%) 1 2 3
30
15 20 25 15,92 29,25 42,85 15,84 29,35 42,67 16,02 29,29 42,77 15,93 29,30 42,76 60 15 20 25 26,76 40,81 54,26 26,60 40,79 54,49 26,50 40,90 54,35 26,62 40,83 54,37 90 15 20 25 39,59 53,83 66,25 39,75 53,92 66,09 39,68 53,90 66,32 39,67 53,88 66,22
Dari  tabel  4. didapat  persentase penurunan  konsentrasi  TSS  pada  limbah cair  tapioka  setelah  melalui  proses Elektroflokulasi  dapat dibuat  grafik seperti gambar 2.
Gambar 2. Grafik % penyisihan TSS pada limbah  cair  tapioka  dengan berbagai variasi.

## Analisa BOD
Tabel  5.  Konsentrasi  akhir  BOD  setelah proses elektroflokulasi
Waktu (menit) Tegangan (volt) Konsentrasi BOD setelah proses Elektroflokulasi (mg/l) 1 2 3 30 15 20 25 492,35 424,91 364,28 491,07 425,13 363,54 491,90 424,22 365,24 60 15 20 25 445,96 383,79 319,32 447,20 384,05 319,93 446,08 382,55 318,63 90 15 20 25 399,05 333,87 268,54 398,56 333,24 267,49 398,76 332,41 267,92 Tabel  6.  Penurunan  konsentrasi  BOD setelah proses elektroflokulasi Waktu (Menit) Tegangan (Volt) Penurunan konsentrasi BODsetelah proses Elektroflokulasi (mg/l) 1 2 3 30 15 20 25 84,56 151,99 212,63 85,84 151,78 213,37 85,01 152,69 211,67 60 15 20 25 130,95 193,21 257,59 129,71 192,86 256,98 130,83 194,36 258,28 90 15 20 25 177,86 243,04 308,37 178,35 239,67 309,42 178,15 244,50 308,99 Sedangkan  besar  prosentase  penyisihan BOD  pada  setiap  variasi  adalah  sebagai berikut:
Tabel 7. Persentase penurunan konsentrasi BOD setelah proses elektroflokulasi
Waktu (menit) Tegangan (Volt) Persentase penurunan konsentrasi BOD (%) Rata- rata (%) 1 2 3 30
15 20 25 14,66 26,35 36,86 14,88 26,31 36,98 14,74 26,47 36,69 14,76 26,37 36,84 60 15 20 25 22,69 33,47 44,65 22,48 33,43 44,54 22,67 33,69 44,76 22,61 33,53 44,65 90 15 20 25 30,82 42,23 53,45 30,91 41,54 53,63 30,88 42,38 53,91 30,87 42,05 53,66 Dari  tabel 7 didapat  persentase penurunan  konsentrasi  TSS  pada  limbah cair  tapioka  setelah  melalui  proses Elektroflokulasi  dapat  dibuat  grafik seperti gambar 3.
Gambar  3.  Grafik  %  penyisihan  BOD pada  limbah  cair  tapioka dengan berbagai variasi.
PEMBAHASAN
Proses  elektroflokulasi  merupakan sebuah  proses  yang  secara  simultan menghilangkan/memindahkan bahan pencemar  (suspended  solid,  bahan organic  teremulsi  dan  kontaminan lainnya)  dari  air  limbah  dengan menggunakan  arus  listrik  searah  (DC) dari  anoda  menuju  katoda.  Dalam penelitian  ini  elektroda  yang  digunakan adalah  Alumunium  (Al),  sistem  ini menyebabkan  pelepasan-pelepasan  ion pada  elektroda  untuk  berpindah  kedalam larutan  elektrolit  (limbah  cair  tapioka). Kontaminan-kontaminan yang terkandung  dalam  air  limbah  tapioka dipindahkan oleh reaksi kimia dan proses presipitasi  atau  dengan  menyebabkan bahan-bahan  koloid  bersatu.  Proses elektroflokulasi  sangat  baik  untuk mengolah  limbah  cair  yang  mengandung padatan  yang  sulit  terendapkan  seperti lumpur, mikroorganisme dan kontaminan yang  menambah  kekeruhan  air  lainnya,
( Mckay  Creek  Teknologis  Ltd,  1997 dalam Andy F, 2004 ). Menurut Donini  Et al,  1988 ( Dalam Andy F, 2004) , pengolahan secara elektrokimia  menggunakan  elertroda Alumunium  (Al)  memiliki  beberapa keuntungan di banding dengan pengolahan dengan menggunakan koagulan,  karena  dalam  proses  ini  tidak memerlukan  supply  alkalinity  dalam menjalankan reaksinya. Dengan membuang anion-anion yang berkompetisi  menggunakan  elektoda alumunium  (Al)  dengan  kemurnian tinggi,  residu  logam  dan  endapan  yang dihasilkan sedikit.
Pengaruh  variabel  Waktu  dan Tegangan terhadap % Penurunan TSS Dari  hasil  penelitian  menunjukan bahwa konsentrasi awal TSS dari limbah cair tapioka adalah 590,00 mg/l (tabel 4), setelah  dilakukan  proses  elektroflokulasi dengan variasi waktu (30 menit, 60 menit, 90 menit) dan tegangan (15 volt, 20 volt, 25 volt) telah terbukti dapat menurunkan konsentrasi TSS pada limbah cair tapioka secara meningkat seiring dengan lamanya waktu  dan  besarnya  tegangan  yang diberikan. Cepatnya  laju  reaksi  yang terjadi  pada  proses  elektroflokulasi  ini disebabkan  oleh  adanya  banyak  muatan ion  yang  terkandung  dalam  air  limbah tapioka  tersebut,  karena  jika  elektrolisis dilakukan  pada  larutan  yang  memiliki banyak ion/atom yang terlarut, maka ion- ion  tersebut  akan  berlomba-lomba menuju  elektroda  untuk  melepaskan  dan menerima elektron (Vogel, 1979). Pada gambar 4.1 menunjukkan % penyisihan  konsentrasi  TSS  setelah
proses  elektroflokulasi  yang  paling rendah  adalah  pada  waktu  30  menit dengan  tegangan  15  volt  dengan penurunan 15,93 % dan penyisihan  yang paling tinggi adalah pada waktu 90 menit dengan  tegangan  25  volt  dengan penurunan 66,22 %. Hal ini terjadi karena semakin  lama  waktu  dan  semakin  besar tegangan yang diberikan maka kesempatan penguraian logam Alumunium  (Al)  untuk  melepaskan  Al 3+
semakin  besar  terhadap  air  limbah tapioka, dan partikel-partikel yang dilepas akan  bergabung  menjadi  Al(OH) 3 sehingga  flok-flok  yang  terbentuk  akan semakin besar dan tingkat penurunan TSS semakin  meningkat.  Semakin  banyak partikel  bermuatan  ion  yang  bereaksi (reaksi  redoks)  maka  akan  semakin banyak partikel  yang bergabung, (Mckay Creek  Teknologis  Ltd,1997  dalam  Andy F; 2004).
Laju  reaksi  pada  proses  ini  akan mencapai titik optimum pada saat muatan ion  yang  ada  pada  air  limbah  dapat berikatan secara sempurna sehingga pada kondisi  ini  penambahan  waktu  dan tegangan  tidak  berpengaruh  lagi,  karena besarnya  jumlah  muatan  yang  berpindah keelektroda  sebanding  dengan  besarnya jumlah ion/m 3 pada sampel (F Suryatmo; 1995 dalam Dhanardono; 2000). Berdasarkan
hasil analisa
statistiks,  diketahui  pengaruh  kedua variabel  (waktu  dan  tegangan)  sangat signifikan dan  dari  hasil pengujian menunjukkan  bahwa setiap  penambahan tegangan  lebih  besar  pengaruhnya dibanding  dengan  penambahan  waktu dalam penurunan konsentrasi TSS.
Pengaruh  variabel  Waktu  dan Tegangan  terhadap  %  Penurunan BOD Dari  hasil  penelitian  menunjukan bahwa konsentrasi awal BOD dari limbah cair  tapioka  adalah  576,90  mg/l  (tabel 4.1),
setelah dilakukan proses elektroflokulasi dengan variasi waktu (30 menit, 60 menit, 90 menit) dan tegangan (15  volt,  20  volt,  25  volt)  telah  terbukti dapat menurunkan konsentrasi BOD pada limbah  cair  tapioka  secara  meningkat seiring  dengan  lamanya  waktu  dan besarnya tegangan yang diberikan.
Pada gambar 4.1 menunjukkan % penyisihan  konsentrasi BOD setelah proses  elektroflokulasi  yang  paling rendah  adalah  pada  waktu  30  menit dengan  tegangan  15  volt  dengan penurunan 14,76 % dan penyisihan  yang paling tinggi adalah pada waktu 90 menit dengan  tegangan  25  volt  dengan penurunan 53,66 %. Hal ini membuktikan bahwa semakin lama waktu dan semakin tinggi tegangan, bahan-bahan kimia yang sisihkan  akan  semakin  besar.  Terjadinya penurunan  BOD  ini  disebabkan  reaksi elektrolisis  yang  dalam  prosesnya mengalami  pengikatan,  penetralan  atau penguraian  bahan-bahan  kimia  yang  ada dalam air limbah oleh reaksi yang terjadi pada elektroda yang membentuk endapan, ( Bambang mulyana H, 2001 ). Selain itu pada reaksi oksidasi pada anoda akan  terjadi  pelapasan  ion  hidroksil sehingga  dari  reaksi  yang  terjadi  pada anoda akan  menghasilkan  gas O 2, (A. Handayana Pudjaatmaka, 1995) . Dengan adanya  gas  O 2 yang dihasilkan ini akan membantu  proses  penurunan  BOD  pada air limbah tapioka. Besarnya gas O 2 yang
dihasilkan  dalam  proses  ini  akan tergantung  dari  besarnya  tegangan  yang diberikan. Karena dalam reaksi elektrolisis  akan  menghasilkan  gas  O 2 jika tegangan  yang  diberikan  lebih  besar dari 1,7 volt (Sukardjo; 1997).
Laju  reaksi  pada  proses  ini  akan mencapai titik optimum pada saat muatan ion  yang  ada  pada  air  limbah  dapat berikatan secara sempurna sehingga pada kondisi  ini  penambahan  waktu  dan tegangan  tidak  berpengaruh  lagi,  karena besarnya  jumlah  muatan  yang  berpindah keelektroda  sebanding  dengan  besarnya jumlah ion/m 3 pada sampel (F Suryatmo; 1995 dalam Dhanardono; 2000). Berdasarkan hasil analisa
statistiks,  diketahui  pengaruh  kedua variabel  (waktu  dan  tegangan)  sangat signifikan dan  dari  hasil pengujian menunjukkan  bahwa setiap  penambahan tegangan  lebih  besar  pengaruhnya dibanding  dengan  penambahan  waktu dalam penurunan konsentrasi BOD.

## KESIMPULAN
1. Metode  elektroflokulator  memiliki kemampuan  untuk  menurunkan  TSS dan  BOD  pada  limbah  cair  tapioka dan dari perameter yang direncanakan tegangan  lebih  besar  pengaruhnya dibanding  dengan    waktu  dalam menurunkan  kandungan  TSS  dan BOD.
2. Hasil  penyisihan  kadar  TSS paling tinggi adalah 66,22 % dan penurunan kadar BOD paling tinggi adalah 53,66
% pada  waktu  90  menit  dengan tegangan 25 volt.
3. Metode  elektroflokulator  memiliki kemampuan  untuk  menurunkan  TSS dan  BOD  pada  limbah  cair  tapioka dan dari perameter yang direncanakan tegangan  lebih  besar  pengaruhnya dibanding  dengan    waktu  dalam menurunkan  kandungan  TSS  dan BOD.
4. Hasil  penyisihan  kadar  TSS paling tinggi adalah 66,22 % dan penurunan kadar BOD paling tinggi adalah 53,66 % pada  waktu  90  menit  dengan tegangan 25 volt.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Andy  F,  2004 “Pengolahan  Limbah industri Tahu Menggunakan Elektrokoagulan” Politeknik Brawijaya Malang. 2. Bambang Mulyana H, 2001 “Pengaruh  Jarak  Elektroda  Dalam Proses Elektrokoagulan pada pengolahan limbah cair industri tahu” Teknik Kimia ITN Malang. 3. Dhanardono, 2000 “Pengaruh
Elektrolisis  teradap  Laju  Reaksi  Ion pada larutan elektrolit” Jurusan Kimia UPN Veteran Yogyakarta.
4. Sukarjo,  1997. “Kimia  Fisika” . Penerbit Rineka Cipta, Jakarta.
5. Sukadarti.  S, 2002 “ Pengolahan Limbah  Cair  Tapioka  Menggunakan Lumpur Atif Secara Anaerob” Jurusan Kimia UPN Veteran Yogyakarta.
6. Vogel, 1990 “ Buku  Teks  Kimia Analitis  Anorganik  Kualitatif  Makro dan  Semimakro ”  Bagian  II,  Edisi  ke lima,  Penerbit  PT.  Kalman  Media Pustaka, Jakarta.