Laporan Praktikum Pengolahan Limbah Cair Bod Ani [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM PENGOLAHAN LIMBAH CAIR Penentuan Oksigen Terlarut (OT) dan Analisis Biochemical Oxygen Demand (BOD) Dosen pengampu : Ir. Cahya Widiyati, M. Kes.



Dikerjakan Oleh:



Nama



: Ani Resa Apriani



NIM



: 1803005



Kelas



: TPKP A



Kelompok



:3



Tanggal Praktikum



: 27 September 2019



PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PENGOLAHAN KARET DAN PLASTIK



POLITEKNIK ATK YOGYAKARTA 2019



I.



Judul : Penentuan Oksigen Terlarut dan Analisis Biochemical Oxygen Demand (BOD).



II.



III.



Tujuan : a) Mengetahui kadar oksigen terlarut dalam contoh air limbah dengan cara Winkler. b) Mengetahui nilai BOD pada contoh air limbah. Dasar Teori Dissolved oxygen (kadar oksigen) merupakan kadar ukuran relatif suatu oksigen



yang terlarut dalam suatu media tertentu yang dibutuhkan semua makhluk hidup untuk pernapasan ,pertumbuhan,metabolisme. Sumber oksigen utama media cair adalah proses difusi dari lingkungan sekitar media tersebut dan juga proses fotosintesis dari tumbuh tumbuhan yang ada didalamnya proses difusi dapat dipengaruhi kecepatanya oleh parameter parameter lainnya seperti suhu,salinitas,pergerakan massa air dan udara seperti arus, gelombang dan pasang surut. Sehingga diperlukan alat ukur untuk membantu mengetahui indikasi nilai dari kondisi real kandungan kualitas airnya oleh .hal ini dapat diukur dengan menggunakan alat ukur oksigen terlarut oleh karena itudalam praktikum kali ini kami memanfaatkan dissolved oxygen dengan menggunakan alat DO meter (Salmin, 2005). Kelarutan oksigen dalam air dapat dipengaruhi oleh suhu, tekanan parsial gasgas yang ada di udara maupun yang ada di air, salinitas serta persenyawaan unsur-unsur mudah teroksidasi di dalam air. Kelarutan tersebut akan menurun apabila suhu dan salinitas meningkat, oksigen terlarut dalam suatu perairan juga akan menurun akibat pembusukanpembusukan dan respirasi dari hewan dan tumbuhan yang kemudian diikuti dengan meningkatnya CO2 bebas serta menurunnya pH (Swingle, H.S, 1968). Kebutuhan oksigen biologi (BOD) didefinisikan sebagai banyaknya oksigen yang diperlukan oleh organisme pada saat pemecahan bahan organik, pada kondisi aerobik. Pemecahan bahan organik diartikan bahwabahan organik ini digunakan oleh organisme sebagai bahan makanan dan energinya diperoleh dari proses oksidasi (Pescod,1973). Parameter BOD, secara umum banyak dipakai untuk menentukan tingkat pencemaran air buangan. Penentuan BOD sangat penting untuk menelusuri aliran pencemaran dari tingkat hulu ke muara. Sesungguhnya penentuan BOD merupakan suatu



prosedur bioassay yang menyangkut pengukuran banyaknya oksigen yang digunakan oleh organisme selama organisme tersebut menguraikan bahan organik yang ada dalam suatu perairan, pada kondisi yang harnpir sama dengan kondisi yang ada di alam. Selama pemeriksaan BOD, contoh yang diperiksa harus bebas dari udara luar untuk rnencegah kontaminasi dari oksigen yang ada di udara bebas. Konsentrasi air buangan/sampel tersebut juga harus berada pada suatu tingkat pencemaran tertentu, hal ini untuk menjaga supaya oksigen terlarut selalu ada selama pemeriksaan. Hal ini penting diperhatikan mengingat kelarutan oksigen dalam air terbatas dan hanya berkisar ± 9 ppm pada suhu 20°C (Sawyer dan Mc Carty, 1978). Penguraian bahan organik secara biologis di alam, melibatkan bermacammacam organisme dan menyangkut reaksi oksidasi dengan hasil akhir karbon dioksida (CO2) dan air (H2O). Pemeriksaan BOD tersebut dianggap sebagai suatu prosedur oksidasi dimana organisme hidup bertindak sebagai medium untuk menguraikan bahan organik menjadi CO2 dan H2O. Reaksi oksidasi selama pemeriksaan BOD merupakan hasil dari aktifitas biologis dengan kecepatan reaksi yang berlangsung sangat dipengaruhi oleh jumlah populasi dan suhu. Karenanya selama pemeriksaan BOD, suhu harus diusahakan konstan pada 20°C yang merupakan suhu yang umum di alam. Secara teoritis, waktu yang diperlukan untuk proses oksidasi yang sempurna sehingga bahan organik terurai menjadi CO2 dan H2O adalah tidak terbatas. Dalam prakteknya dilaboratoriurn, biasanya berlangsung selama 5 hari dengan anggapan bahwa selama waktu itu persentase reaksi cukup besar dari total BOD. Nilai BOD 5 hari merupakan bagian dari total BOD dan nilai BOD 5 hari merupakan 70 - 80% dari nilai BOD total (Sawyer dan Mc Carty, 1978). Faktor yang mempengaruhi hasil BOD adalah : • pH jika tidak dekat dengan aslinya (netral) • Temperatur jika selain 200 C (68 0F) • Keracunan sampel • Waktu inkubasi Selama pemeriksaan BOD, contoh yang diperiksa harus bebas dari udara luar mencegah kontaminasi dari oksigen yang ada di udara bebas. Konsentrasi air buangan/ sampel tersebut yang harus berada pada suatu tingkat



pencemaran tertentu. Hal ini untuk menjaga supaya oksigen terlarut selalu ada selama pemeriksaan. Hal ini penting diperhatikan mengingat kelarutan oksigen salam air terbatas dan hanya berkisar 9 ppm pada suhu 200C (Salmin. 2005). Faktor-faktor yang mempengaruhi BOD adalah jumlah senyawa organik yang diuraikan, tersedianya mirkoorganisme aerob dan tersedianya sejumlah oksigen yang dibutuhkan dalam proses penguraian tersebut (barus, 1990 dalam Sembiring, 2008). Oksidasi biokimia adalah proses yang lambat. Dalam waktu 20 hari, oksidasi bahan organik karbon mencapai 95-99%, dan dalam waktu 5 hari sekitar 60-70% bahan organik telah terdekomposisi (Metcalf dan Eddy, 1991). Lima hari inkubasi adalah kesepakatan umum dalam penentuan BOD. IV.



Alat dan Bahan a) Alat yang digunakan No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.



Nama Alat Botol winkler Pipet ukur Buret Gelas Ukur Erlenmeyer Pipet tetes Pipet ukur Pro pipet Labu takar Corong Botol semprot Statif dan klem Inkubator



Spesifikasi 250 mL 5 mL 50 mL 100 mL 500 mL 10 mL 1000 mL



b) Bahan yang digunakan 1. Larutan mangan sulfat 2. Larutan alkali-iodida-azida 3. Air pengencer 4. Asam sulfat pekat 5. Larutan tiosulfat 6. Indikator amilum



Jumlah 4 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1



V.



Cara Kerja 1.



Mengambil air pngencer lalu didinginkan hingga suhu 200 C.



2.



Mengambil 125mL sampel limbah Tawas 5%, mengecek pH sampel. Jika bersifat asam atau basa harus di netralkan sampai pH 7, kemudian diencerkan dengan air pengencer hingga volume 1000 mL dalam labu takar.



3.



Memeasukkan sampel yang telah diencerkan ke dalam botol winkler (membuat 2 sampel).



4.



Membuat blanko dari air pengencer yang dimasukkan ke dalam botol winkler (membuat 2 sampel).



5.



Mendinginkan kedua sampel limbah dan kedua blanko ke dalam incubator hingga mencapai suhu 200 C.



6.



Setelah mecapai suhu 200 C satu blanko dan satu sampel dikeluarkan dan diletakkan di erlenmeyer.



7.



Menambahkan 2 mL mangan sulfat dan 2 mL alkali-iodida-azida. Tutup Erlenmeyer dan kocok dengan hati-hati (untuk sampel dan blanko perlakuannya sama).



8.



Menambahkan asam sulfat 2 mL, mengkocok hingga homogen (sampel dan blanko).



9.



Menitrasi dengan natrium tiosulfat hingga berwarna kuning untuk sampel dan blanko. Apabila berwarna kuning ditambahkan indikator amilum sebanyak 2 mL (sampel dan blanko).



10. Menitrasi kembali hingga berwarna biru hilang pertama kali. 11. Mencatat natrium tiosulfat yang diperlukan. 12. Setelah 5 hari, mengeluarkan sampel dan blanko yang telah dibuat pada saat penentuan OT pada inkubator. 13. Mengulangi langkah 7-11.



VI.



Data Hasil Pengamatan OT



BOD



V Titrat (mL)



V Titran (mL)



V Titrat (mL)



V Titran (mL)



Blanko



250 mL



12,6 mL



250 mL



10,5 mL



Sampel



250 mL



13,6 mL



250 mL



8,6 mL



Perubahan warna saat titrasi yaitu kuning-biru-bening.



IV.



Perhitungan



Diketahui : N tiosulfat = 0,025 N P = 0,125



VII. Pembahasan Pada percobaan ini dilakukan pengolahan limbah untuk mengetahui oksigen terlarut dan oksigen yang diperlukan untuk mikroba dalam mengoksidasi bahan organik. Semakin banyak bahan organik yang ada dalam sampel air limbah maka semakin banyak juga oksigen yang diperlukan oleh mikroba. Untuk mengetahui oksigen yang diperlukan oleh mikroba maka ditentukan OT awal dan OT setelah diinkubasi selama 5 hari, dimana selisih yang dihasilkan adalah oksigen yang diperlukan oleh mikroba. Metoda penentuan OT dan BOD pada percobaan yang dilakukan adalah dengan metoda titrasi dengan cara Winkler. Metoda titrasi dengan cara Winkler secara umum banyak digunakan untuk menentukan kadar oksigen terlarut. Prinsipnya dengan menggunakan titrasi iodometri. Sampel yang akan dianalisis terlebih dahulu ditambahkan larutan MnCl 2 dan NaOH - KI, sehingga akan terjadi endapan MnO2. Dengan menambahkan H2SO4 atan HCl maka endapan yang terjadi akan larut kembali dan juga akan membebaskan molekul iodium (I2) yang ekivalen dengan oksigen terlarut. Iodium yang dibebaskan ini selanjutnya dititrasi dengan larutan standar natrium tiosulfat (Na2S2O3) dan menggunakan indikator larutan amilum (kanji). Sebelum dilakukan analisa BOD dilakukan pengenceran terlebih dahulu dengan air pengencer hingga 1000 mL dengan rincian sampel limbah sebanyak 125 mL air limbah tawas 5% dan air pengencer sebanyak ± 875 mL. Pengenceran dilakukan karena pada percobaan ini dilakukan dengan metode Winkler sehingga jumlah oksigen dalam botol winkler terbatas, maksimum 9 mg O2/L tersedia, dan sebaiknya oksigen terlarut pada masa inkubasi antara 3 dan 6 mg O2/L. Fungsi dari larutan pengencer adalah sebagai bahan makanan/nutrien mikroba sehingga makanan mikroba ini sebagai sumber energi untuk mikroba untuk mengoksidasi bahan organik yang ada dalam sampel. Pada larutan pengencer ini terlebih dahulu dilakukan aerasi, fungsi dari aerasi adalah sebagai pengadukan serta untuk menambahkan oksigen kedalam



larutan pengencer dimana oksigen ini akan digunakan untuk mikroba dalam mengoksidasi bahan organik karena dimungkinkan oksigen dalam sampel saja tidak akan cukup untuk memenuhi kebutuhan mikroba untuk mengoksidasi organik. Aerasi dilakukan 30 menit agar mikroba mendapatkan oksigen yang cukup. Makanan mikroba serta oksigen yang cukup untuk mikroba kemudian dicampurkan dengan sampel sebagai sumber bahan organik, maka diharapkan akan didapatkan hasil kerja mikroba yang optimum dalam mengoksidasi bahan organik sehingga diketahui berapa oksigen yang dibutuhkan. Dari sampel yang telah tercampur, langsung ditetapkan OT serta blankonya (berisi pengencer saja) dengan metode winkler, sedangkan untuk sampel yang telah dicampur pengencer serta blankonya yang lainnya diinkubasi selama 5 hari pada suhu 200 C. Untuk OT hari 0, larutan sampel yang telah dicampur dengan pengencer serta blanko ditambahkan MnSO4 dan pereaksi oksigen (KI+NaOH) dimana MnSO4 dalam keadaan basa ini akan membentuk endapan MnO2, kemudian ditambahkan H2SO4 sehingga endapan larut dan akan melepas I2 yang ekivalen dengan oksigen terlarut. I2 yang terbentuk ditirasi dengan Na2S2O3 dengan metode iodometri. Dari data percobaan yang didapat, OT pada hari nol adalah sebesar 11,056 mg O2/L dimana OT pada nol hari sangat banyak. Serta OT pada blanko sebesar 10,24 mg O2/L. Pada hari ke-0 ini dapat dilihat nilai OT pada sampel lebih kecil dibanding nilai OT pada blanko. Hal ini dikarenakan nilai OT pada blanko oksigen yang ditambahkan tidak banyak digunakan untuk mikroba, sedangkan pada sampel dikarenakan didalamnya mengandung bahan organik sehingga memungkinkan mikroba melakukan aktivitasnya yaitu mengoksidasi bahan organik dalam sampel walaupun masih dalam jumlah yang sedikit sehingga oksigen yang digunakan oleh mikroba pada sampel lebih banyak dibanding pada blanko. Sedangkan untuk OT pada hari kelima didapat nilai OT sampel sebesar 6,99 mg O2/L serta blanko sebesar 8,53 mg O2/L dimana nilai OT pada sampel ini lebih kecil dibanding dengan nilai OT pada hari ke 0 hal ini dikarenakan oksigen terlarut berkurang karena digunakan oleh mikroba untuk mengoksidasi bahan organik. Apabila dihitung, maka selisih OT hari ke-0 dengan OT pada hari ke 5 adalah sebesar 4,066 mg O2/L. Dari persyaratan penetapan BOD tersebut salah satu persyaratan penetapan tidak terpenuhi dimana nilai OT akhir masih kurang dari 0,5 mg O2/L. Walaupun selisih pengurangan OT0 dengan OT5 telah kurang lebih



dari 22% sehingga dapat dikatakan kinerja mikroba untuk mengoksidasi zat organik ini sudah optimal sehingga selisih OT0 dan OT5 begitu besar akan tetapi nilai OT5 masih kurang dari 0,5 mg/L. Telah optimalnya kinerja mikroba untuk mengoksidasi zat organik, kondisi proses yang telah optimal seperti temperatur yang digunakan dimana temperatur yang digunakan adalah sebesar 200 C, adanya mikroba didalamnya dengan waktu inkubasi yang digunakan adalah selama 5 hari dengan ketersediaan oksigen yang cukup (Salmin, 2005). Selain itu tepatnya kondisi pH dimana pH harus netral, serta tidak terdapatnya senyawa toksik maka mikroba tidak akan teracuni/optimal dalam mengoksidasi bahan organik. Akan tetapi nilai BOD akhir kurang dari 0,5 mg/L hal ini dikarenakan pada saat OT awal nilai OT telah kurang dari 0,5 mg/L sehingga untuk DO lima dapat dipastikan nilai yang dihasilkannya pasti akan lebih kecil sehingga nilai OT lima pasti akan kurang dari 0,5 mg/L. Dari hasil analisa BOD ini dihasilkan nilai BOD sebesar 20,608 mg oksigen akan dihabiskan oleh mikroorganisme dalam satu liter contoh air selama waktu lima hari pada suhu 200 C. Sedangkan menurut literatur BOD pada air bersih tidak boleh lebih dari 10 ppm. Sehingga dapat dikatakan bahwa sampel air limbah ini tercemar. IX. Kesimpulan Dari praktikum yang telah dilakukan dan pembahasan serta perhitungan di atas dapat disimpulkan bahwa : 1. Oksigen terlarut (OT) adalah jumlah oksigen terlarut dalam air yang berasal dari fotosintesis absorbsi atmosfer/udara. Semakin banyak jumlah DO (dissolved oxygen) maka kualitas air semakin baik, jika kadar oksigen terlarut yang terlalu rendah akan menimbulkan bau yang tidak sedap akibat degradasi anaerobik yang mungkin saja terjadi. Oksigen juga dijadikan sebagai faktor pembatas dalam penentuan kehadiran makhluk hidup dalam air. Selain, itu, oksigen juga menentukan peran biologis yang dilakukan oleh organisme aerobik atau anaerobik. 2. Dari hasil data yang didapatkan pada saat praktikum, kadar BOD yang terdapat pada air limbah hasil jar test dengan tawas 5% adalah 20,608 mg O2/L.



X. Daftar Pustaka Anonim. 2004. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup. No. 5 1 Tahun 2004. Tentang: Baku Mutu Air Laut. 2004. 11 halaman. Metcalf dan Eddy. 1991. Wastewater and Engineering 3rd ed. Singapura. McGraw Hill International Engineering. Pescod, M. D. 1973. Investigation of Rational Effluen and Stream Standards for Tropical Countries. A.I.T. Bangkok, 59 pp. Salmin, 2005.” Oksigen Terlarut (Do) Dan Kebutuhan Oksigen Biologi (Bod) Sebagai Salah Satu Indikator Untuk Menentukan Kualitas Perairan (online). Diperoleh dari http://oseanografi.lipi.go.id. Diakses pada 1 Oktober 2019 pukul 14.17. Sawyer, C.N dan P.L., Mc Carty, 1978. Chemistry for Environmental Engineering. 3rd ed. Mc Graw Hill Kogakusha Ltd.: 405 - 486 pp