MONITORING DEGRADASI SUNGAI DAN TELUK AIR BANGIS DARI IMUNISASI LIMBAH CAIR PABRIK SAWIT SERTA UPAYA REHABILITASI DENGAN IPAL MSL-M
Aflizar, Amrizal, Fazlimi, Edi joniarta
Politeknik Pertanian Negeri Payakumbuh. Tanjung Pati, kab. 50 Kota, KM 7
Payakumbuh (0752)50220-92004/Fax(0752)50220
Penelitian ini didanai oleh Hibah Bersaing Dikti 2008 tahun I
ABSTRAK RENCANA PENELITIAN
Masalah limbah Pabrik Kelapa sawit di Kabupaen Pasaman Barat telah mulai mencemari sungai dan Laut di Teluk Sasak dan Teluk Air Bangis dimana air sungai mulai berbau busuk dan ikan di laut sudah banyak yang hilang menurut nelayan dan bagi masyarakt yang menggunakan sungai untuk MCK sudah banyak yang mengalami gatal-gatal. Penyebabnya adalah IPAL kolam anaerobik dari tanah yang dibuat Pabrik kelapa sawit (PKS) tidak efektif mengolah limbah cairnya karena hasil analisa Laboratorium Politeknik Pertanian Payakumbuh (1995) kwalitas limbah cairnya di outlet kolam anaerrobik dari tanah itu melebihi baku mutu yang ditetapkan pemerintah dimana BOD 23,85 ppm , COD 5500 ppm, TSS 15.800 ppm, minyak dan lemak 48 ppm, pH 8, suhu 40 -45oC, Fe 28 ppm sedangkan baku mutu dibolehkan menurut MENLH (1995) yaitu BOD 100 ppm, COD 350 ppm, TSS 250 ppm minyak dan lemek 25 ppm dan pH 6 – 9 bila dibandingkan maka BOD dan pH saja yang memenuhi baku mutu sedangkan COD, TSS , minyak dan lemak melebihi baku mutu sehingga menyebabkan pencemaran lingkungan. Keadaan ini bertambah buruk karena menurut data Amrizal (2003) ada tiga pabrik kelapa sawit (PKS) beropersai di Kab. Pasaman Barat yaitu PKS milik PT. Perkebunan Nusantara VI di Simpang Tiga, PT. Bakrie Pasaman Plantation dan PT. Agrowisata dengan kapasitas rata-rata 35 ton/jam dan menghasilkan limbah cair 1,8 m3/ ton produk minyak sawit.
Untuk mengatasi pencemaran lingkungan ini berlanjut maka meningkatkan kinerja kolam anaerobik tanah perlu ditambahkan di outletnya IPAL MSL-MW (Multy Soil Layering Mewafu) yang berbahan baku tanah vuklanik dan biomaterial (aflizar et al 2006). Menurut Wakatsuki (1993) tanah vulkanik dapat difungsikan untuk mengolah limbah cair. Di Sumatera Barat, Tanah Vulkanik banyak ditemukan di sekitar Gunung Sago Payakumbuh, Gunung Merapi dan Gunung Singgalang di Padang Panjang , Gunung Talang Solok serta Gunung Talamau Pasaman Barat perkiraan luas > 2500 ha. Semua lahan ini hannya dimanfaatkan oleh masyarakat untuk pertanian dan hutan alam. Moko et al (1995) melaporkan biomaterial dapat menjadi bioabsorben dan karbon aktif untuk menyerap logam. Biomaterial lain ditemukan hampir diseluruh Kabupaten di Sumatera Barat dan tempurung kelapa sawit dapat diolah jadi biomaterial dimana satu pabrik ada 180 ton/bulan. Selanjutnya aflizar et al (2006) melaporkan bahwa IPAL MSL-MW berbahan baku tanah vulkanik, biomaterial dan pelet besi untuk mengolah limbah cair domestik (rumah makan) dapat menghilangkan BOD, COD, TSS, Nitrogen Total, Pospor Total secara berurutan 99,2%, 92,29%, 81,25%, 67,92% dan 30% serta merobah pH dari masam menjadi netral. Kinerja MSL-MW dikombinasikan dengan kolam tanah anaerobik dilapangan dapat meningkatkan efisiensi mengolah limbah cair pabrik kelapa sawit dibawah baku mutu tanpa penambahan bahan kimia yang mahal sehingga lebih efisien dan sederhana dalam manajemen dan operasional serta pencemaran lingkungan dapat teratasi.
Penelitian ini dilaksanakan dengan membuat prototip IPAL MSL-M dan dioperasikan untuk mengolah limbah cair pabrik kelapa sawit di laboratorium danlapangan .Analisa limbah cair dilakukan di Politeknik Pertanian Negeri Payakumbuh. Penelitian ini akan dilaksanakan selama 2 (satu) tahun.
Penelitian ini dilakukan secara bertahap, yaitu pada tahun ke-1 (pertama) terdapat 4(empat) tahap penelitian : 1) Tahap pertama adalah pembuatan formula tanah campuran dari Tanah Vulkanik, biomaterial, pelet besi serta lapisan permeabel dari biomaterial dengan metode MSL-M, 2) Tahap kedua menentukan kondisi optimum penyerapan polutan dalam limbah pabrik kelapa sawit oleh IPAL MSL-M dengan mengatur parameter pH, aerasi , laju alir dan ikan survival., 3) Tahap ketiga pengujian efisiensi IPAL MSL-M dan baku mutu limbah cair pabrik kelapa sawit di inlet dan outlet IPAL MSL-M dengan parameter Minyak, Lemak, BOD, COD, TSS,EC, N-NH3, N-NH4, T-N, T-P, P-PO4, Fe, dan suhu 4} Monitoring air sungai dan teluk air bangis dari kandungan polutan yaitu Minyak, Lemak, BOD, COD, TSS,EC, N-NH3, N-NH4, T-N, T-P, P-PO4, Fe, pH, Total Garam. ORP dan suhu
Penelitian tahun ke-2 (kedua) terdapat pula 3 (tiga) tahap penelitian yaitu : 1) Tahap pertama Rekayasa IPAL MSL-M skala lapangan untuk mengolah limbah cair Pabrik Sawit berdasarkan formula optimum penyerapan polutan oleh IPAL MSL-M, 2) Pengukuran efisiensi IPAL MSL-M skala lapangan terhadap penyerapan zat polutan dari limbah cair pabrik sawit dengan parameter Minyak, Lemak, BOD, COD, TSS,EC, N-NH3, N-NH4, T-N, T-P, P-PO4, Fe, dan suhu 3} Monitoring air sungai dan teluk Air Bangis Tahun ke-2 dari kandungan polutan yaitu Minyak, Lemak, BOD, COD, TSS,EC, N-NH3, N-NH4, T-N, T-P, P-PO4, Fe, pH, Total Garam. ORP dan suhu setelah di install IPAL MSL-M di lokasi IPAL kolam anaerobic Pabrik Sawit.
III. TUJUAN KHUSUS
Penelitian ini akan menghasilkan alat model MSL-MW untuk mengolah limbah cair pabrik kelapa sawit tanpa penambahan bahan kimia buatan pabrik yang saai ini mahal harganya tetapi akan ditemukan penggantimnya dari formulasi tanah vulkanik dan biomaterial.
3.1. Tujuan khusus Tahun Pertama
1) Tahap pertama adalah pembuatan formula tanah campuran dari Tanah Vulkanik, biomaterial, pelet besi serta lapisan permeabel dari biomaterial dengan metode MSL-M
2) Tahap kedua menentukan kondisi optimum penyerapan polutan dalam limbah pabrik kelapa sawit oleh IPAL MSL-M dengan mengatur parameter pH, aerasi , laju alir dan ikan survival.
3) Tahap ketiga pengujian efisiensi IPAL MSL-M dan baku mutu limbah cair pabrik kelapa sawit di inlet dan outlet IPAL MSL-M dengan parameter Minyak, Lemak, BOD, COD, TSS,EC, N-NH3, N-NH4, T-N, T-P, P-PO4, Fe, dan suhu
4) Monitoring air sungai dan teluk air bangis dari kandungan polutan yaitu Minyak, Lemak, BOD, COD, TSS,EC, N-NH3, N-NH4, T-N, T-P, P-PO4, Fe, pH, Total Garam. ORP dan suhu
3.2. Tujuan khusus Tahun Kedua
1) Tahap pertama Rekayasa IPAL MSL-M skala lapangan untuk mengolah limbah cair Pabrik Sawit berdasarkan formula optimum penyerapan polutan oleh IPAL MSL-M
2) Pengukuran efisiensi IPAL MSL-M skala lapangan terhadap penyerapan zat polutan dari limbah cair pabrik sawit dengan parameter Minyak, Lemak, BOD, COD, TSS,EC, N-NH3, N-NH4, T-N, T-P, P-PO4, Fe, dan suhu
3) Monitoring air sungai dan teluk Air Bangis Tahun ke-2 dari kandungan polutan yaitu Minyak, Lemak, BOD, COD, TSS,EC, N-NH3, N-NH4, T-N, T-P, P-PO4, Fe, pH, Total Garam. ORP dan suhu setelah di install IPAL MSL-M di lokasi IPAL kolam anaerobic Pabrik Sawit.
IV. PENTINGNYA ATAU KEUTAMAAN RENCANA PENELITIAN INI
Pabrik Kelapa Sawit (PKS) beroperasi di Kabupaten Pasaman Barat saat ini adalah PKS milik PT. Perkebunan Nusantara VI di Simpang Tiga (Kapasitas 45 ton/jam), PT. Bakrie Pasaman Plantation (Kapasitas olah 30 ton/jam) di sungai aur dan PT. Agrowisata (Kapasitas Olah 30 ton/jam) di Sungai Aur Lembah Melintang, PT. Sawita (Kapasitas 45 ton/jam) di Air Bangis. Kab. Pasaman Barat daerah terluas memiliki areal perkebunan sawit di Sumatera Barat dimana 108.154 Ha milik swasta Nasional dan 34.080 Ha milik swadaya masyarakat (Dinas Perkebunan Kab. Pasaman, 2003).
Untuk menghasilkan 1 ton produk minyak sawit CPO maka akan dihasilkan Limbah Cair 1,8 meter kubik dan dari tiga pabrik PKS mengolah sebanyak 630.000 ton/tahun, dimana kwalitas limbah cair ini pada outlet kolam tanah anaerobik yang langsung mengalir ke sungai yaitu BOD 23,85 ppm , COD 5500 ppm, TSS 15.800 ppm, minyak dan lemak 48 ppm, pH 8, suhu 40 -45oC, Fe 28 ppm sedangkan baku mutu dibolehkan menurut MENLH (1995) yaitu BOD 100 ppm, COD 350 ppm, TSS 250 ppm minyak dan lemak 25 ppm dan pH 6 – 9 dimana kwalitas ini umumnya melebihi baku mutu yang dibolehkan. Hal ini berarti limbah cair PKS harus di proses lagi karena kolam tanah anaerobik tidak efktif dan efisien dan bila kejadian ini terus berlanjut maka peristiwa kematian masal ikan, udang, kepiting, kerang dan remis di teluk jakarta pada Mei 2004 bisa terjadi pula pada teluk Air Bangis dan Sasak Kabupaten Pasaman dan lebih jauh lagi peristiwa 100 warga disekitar Teluk Buyat Sulawesi Utara keracunan logam berat arsen (As) dan Mercuri (Hg) pada juli 2004 bisa pula terjadi pada teluk ini bila tidak segera dicarikan solusinya.
Kontaminan dapat dikelompokan secara sederhana kedalam sifat non-hazardous dan hazardous tergantung dari pada tingkat pengaruhnya pada kesehatan manusia dan lingkungan. Kontaminan bahan non hazardeus termasuk bahan organik seperti BOD (Biological Oksigen Demand) atau COD (Chemical Oksigen Demand), nitrogen dan pospor. Zat kontaminan bersifat hazardous termasuk kimia beracun seperti senyawa organik halogen seperti dioxin, PCBS (senyawa polichlorinated biphenyl ), PCE (tetrachloroethylene) dan logam berat seperti Cd, Pb, As,Hg ,dll) (Masunaga et al, 1998)
Pasal 43 (1) jo pasal 45 UU No.23 Tahun 1997 tentang ”Pengelolaan Lingkungan hidup” dengan pentapan baku mutu limbah cair mengisyaratkan pentingnya ditemukan material dan alat pengolah limbah cair bersifat ekonomis, efisien dalam opersional dan manajemen karena harga IPAL dan material penyerap racun yang sangat mahal membuat industri keberatan dalam mengolah serius limbah cair yang dihasilkannya.
Penemuan bahan alam yang lebih murah untuk mengabsorpsi racun dalam limbah cair PKS sebagai pengganti bahan kimia yang mahal seperti polimer dan karbon aktif menjadi komponen penting dalam konservasi lingkungan dan manusia oleh sebab itu pencarian material alam dan meningkatkan fungsi ekonomisnya sebagai penetral zat kimia beracun dalam limbah cair PKS menjadi suatu keharusan dimana mengadopsi teknologi MSL-MW (Multy Soil Layering Mawafu) salah satu jawabannya.
Dari hasil penelitian yang dilaporkan Aflizar et al (2005 dan 2006) memanfaatkan tanah vulkanik dan biomaterial, dimana disusun seperti batu bata berdasarkan metoda MSL-MW digunakan mengolah limbah cair domestik (Rumah Makan) hasilnya sangat efektif, dimana efisiensi penghilangan BOD (99,21%), COD (92,29%), TSS (81,25%), Total Nitrogen (67,92%) dan Total Pospor (30%) selanjunta pH berobah dari Masam mendekati Netral. IPAL MSL-MW sangat potensial sekali dikembangkan dengan biaya murah pembuatan dan operasional tanpa penambahan bahan kimia pabrik yang mahal karena material tanah vulkanik dan biomaterial berperan menggantikan peran bahan kimia dan ketersediaanya banyak terdapat di psaman Barat yaitu di Gunung Talamau dan Gunung Pasaman yang luasnya > 1500 ha sedangkan biomaterial dapat berasal dari arang tempurung kelapa sawit dari limbah sisa pengolahan dimana produksi total tahun 2003 untuk Pasaman Barat 1.68.998 ton/tahun dan sekitar 5% nya jadi limbah tempurung sawit yang tidak termanfaatkan.
Berdasarkan uraian diatas, maka dipandang perlu untuk melakukan penelitian pengolahan limbah cair Pabrik Kelapa Sawit yang lebih ekonomis dan sederhana dengan metode dan IPAL MSL-MW yang masih belum banyak diteliti guna mengatasi pencemaran akibat limbah cair pabrik pengolahan kelapa sawit di Pasman Barat dan Indonesia umumnya.
V. STUDI PUSTAKA/ HASIL YANG SUDAH DICAPAI DAN STUDI PENDAHULUAN YANG SUDAH DILAKSANAKAN
5.1. Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
Limbah cair pabrik kelapa sawit pada kolam tanah anaerobik diambil sampelnya dilapangan dan dilakukan analisa di laboratorium dengan data sebabagai berikut:
Dari hasil analisa limbah ini maka COD, TSS dan Minyak dan lemak dari limbah cair pabrik kelapa sawit menjadi zat penyebab pencemaran di di sungai dan laut karena konsentrasinya melebihi baku mutu yang ditetapkan pemerintah dan untuk itu perlu diolah kembali agar tidak mencemari lingkungan.
Ada tiga pabrik kelapa sawit (PKS) beropersai di kab. Pasaman barat yaitu PKS milik PT. Perkebunan Nusantara VI di Simpang Tiga, PT. Bakrie Pasaman Plantation dan PT. Agrowisata dengan kapasitas olah rerata 35 ton/jam maka dalam 1 (satu) hari menghasilkan 1512 m3 limbah cair dan dalam satu tahun 551880 m3 limbah cair/tahun dan dalam kontraknya perkebunan kelapa sawit ini akan beroperasi selama 25 tahun maka total limbah menjadi 13.797.000 m3 limbah cair/25 tahun dan semua polutan yang dikandungnya akan menumpuk di sungai dan laut Air Bangis, Sikabau dan Sasak dan cukup menenggelamkan 2,6 kilometer x 2,6 km lahan sedalam 2 meter hanya untuk satu buah PKS saja.
5.2. Penanganan Limbah Pabrik Kelapa Sawit yang ada sekarang
Untuk mudah memahami maka disajikan bagan alir pengolahan limbah kelapa sawit.
a. Kolam Pengutipan (fat fit) dan menara pendingin (Cooling Tower)
Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS) berasal dari air bungan pabrik yang memiliki bak pemisah tersendiri. Pemisahan minyak dan air limbah berlangsung di sludge separator. Limbah cair tersebut dipompakan ke menara pendingin agar suhu turun dari 60oC menjadi 40 oC, agar bakteri dapat hidup. pH limbah cair yang dikeluarkan dari menara pendingin adalah 4 – 4,5. selanjutnya limbah cair ini dialirkan kedalam anaerobik I dan II.
b. Kolam anaerobik I dan II
LCPKS yang bersifat asam dengan suhu lebih kurang 40oC masuk ke dalam kolam anaerobik I dan II. Di dalam kolam ini pH dari limbah akan meningkat dari 4 menjadi 7. Reaksi mikrobiologi berlangsung sangat cepat yaitu dengan merobah komponen anorganik majemuk menjadi asam mudah menguap (Volatile Fatty Acid VFA). Bakteri yang berperan selama reaksi ini terjadi dikenal dengan bakteri penghasil metan. Waktu perubahan hidroksil selama 14 hari. Pada kolam ini terdapat gumpalan lumpur yang bergabung dengan minyak akibat dari proses pengolahan yang tidak sempurna.
c. Kolam anaerobik III
LCPKS yang berasal dari kolam anaerobik 1 dan II dialirkan ke dalam kolam anaerobik III. Pada kolam ini pH kembali mengalami kenaikan dari 7 menjadi 8. Hal ini disebabkan karena pada kolam ini bakteri metan dalam kondisi lapar sehingga proses penguraian dengan kondisi anaerobik ini memerlukan makanan yang banyak. Waktu pemakaian kondisi di kolam ini selama 13 hari. Kondisi anaerobik ini memperoleh energinya dari oksidasi bahan organik komplek tanpa menggunakan oksigen terlarut tetapi menggunakan senyawa lain sebagai pengoksidasi. Senyawa pengoksidasi selain oksigen yang dapat digunakan oleh mikroorganisme termasuk CO2. Senyawa organik teroksidasi sebagai sulfat dan nitrat. Proses dimana bahan organik dipecah tanpa adanya oksigen sering disebut fermentasi.
d. Kolam anaerobik IV
Pengubah asam mudah menguap menjadi gas yang dilakukan oleh bakteri metan masih dilanjutkan dlam kondisi anaerobik IV. Pada kolam ini pH limbah cair berkisar 8 – 8,5. pada kolam ini juga terjadi pengendapan dan waktu penahanan hidrolisis 12 hari namun baku mutu limbah setelah proses ini masih melebihi baku mutu dan menjadi penyebab pencemaran.
5.3. IPAL MSL-M (Multi Soil Layering Melafu) Mengolah Limbah Cair Domestik
a. Komposisi dan performa MSL-M
Penelitian ini telah menghasilkan produk water treatment untuk untuk mengolah Limbah cair domestik dimana Gambar 2. Menunjukan bentuk, jenis material dan teknik penyusunan komponen MSL-M 1,2,3 dan 4. Selanjutnya menyajikan gambar material, ukuran, komposisi dari lapisan permebel dan tanah campuran berserta fungsi setiap material itu dalam pembersihan limbah cair domestik dimana semua material ini berasal dari sumber daya alami payakumbuh dan Kab. 50 Kota. Secara lengkap formula komposisi MSL-M1, MSL-M2, MSL-M3 dan MSL-M4 disajikan pada Tabel 2. secara umum lapisan tanah campuran berfungsi sebagai pembersih yaitu untuk Filter, Absorbsi, Dekomposisi, Nitrifikasi/ Denitrifikasi sedangkan Lapisan Permeabel berfungsi untuk Sebagai Lapisan permeabel yang berkemampuan tinggi meloloskan air, mencegah kerugian akibat penyumbatan serta tidak membutuhkan areal yang besar dalam instalasi.
Alat MSL-M mempunyai kemampuan mengolah limbah cair domestik per hari berkisar 3,54 sampai 103,36 meter kubik per hari per meter persegi luas permukaan MSL-M. Dari survei lapangan diperoleh volume rata-rata limbah cair domestik yang dihasilkan oleh satu (1) rumah makan 368,1646 meter kubik per tahun sedangkan untuk satu (1) rumah tangga terdiri dari 1 ayah, 1 ibu dan 2 anak 242, 54 meter kubik per tahun.
Selama alat MSL-M1,2,3 dan 4 beropearsi mengolah limbah cair domestik diberikan aerasi dari pompa aerator listrik rata-rata 47,368 meter kubik per hari per meter persegi luas permukaan MSL-M. Sedangkan kwalitas air olahan MSL-M terhadap survival bibit ikan Mujair meningkat dari 10 hari menjadi 32 hari.
b. Efisiensi MSL-Melafu mengolah Limbah Cair Domestik
Limbah cair Domestik dari rumah makan sebelum diolah MSL-M3 konsentrasi BOD, COD, TSS dan pH tidak memenuhi baku mutu namun setelah diolah MSL-M3 dapat memenuhi baku mutu dan bisa langsung dibuang ke sungai (Tabel 3). Efisiensi MSL-M 3 2006 terjadi peningkatan dibandingkan MSL-M3 yang dibuat tahun 2005 dan MSL Japan tahun 1999 terhadap parameter BOD, COD, TSS dan pH (Tabel 4)
c. Efisiensi MSL-Melafu mengolah Air sungai
Pengaruh limbah domestik yang dibuang ke sungai telah mempengaruhi kwalitas air sungai Batang Agam yang diambil sampelnya di lokasi jembatan Ratapan Ibu, Ibuh, dimana sampel air diambil sesudah terjadinya hujan di hulu sungai dimana setelah dianalisa ditemukan konsentrasi COD, TSS dan pH air sungai tidak memenuhi baku mutu yang ditetapkan oleh pemerintah akan tetapi konsentrasi BOD, N-Total memenuhi baku mutu ( Tabel 5) . Artinya tingkat pencemaran sungai ini belum begitu tinggi tetapi harus dilakukan pencegahan sebelum bertambah parah. Namun upaya untuk mengolah air sungai ini secara langsung untuk mengurangi polutannya dengan MSL-M3 belum berhasil sempurna karena terjadinya peningkatan konsentrasi COD, BOD, N-Total sehingga MSL-M ini efektif untuk di instal di lokasi sumber limbah cair domestik sebelum masuk langsung ke sungai.
Sebab terjadinya penurunan BOD dan COD setelah diolah MSL-M karena adanya lapisan biofilm maka mikroba ini menyerap dan kemudian mendekomposisikan bahan organik dalam limbah cair (Luanmannee. S. et al, 2001). COD menggambarkan bahan organik yang terdekomposisi dengan lambat, aerasi yang intensif bermanfat mengurangi COD (Luanmanee, S., et al, 2001). Efisiensi MSL-M memindahkan Nitrogen dari limbah sangat nyata dipengaruhi oleh aerasi dan suhu (Attanandana T. et al, 2002).
Terjadinya perubahan Nitrogen setelah diolah MSL-M Konsentrasi nitrat tertinggi selama periode aerasi disebabkan oleh oksidasi NH4+ - N dan inhibisi NO3-N (Nitrat reduksi) akan tetapi total nitrogen penurunannya berkurang selama periode tanpa aerasi dibandingkan selama periode aerasi. (Wakatsuki T. et al, 1993). Efisiensi MSL-M dalam pemindahan total nitrogen tergantung pada apakah kondisi sistim aerobik atau anaerobik. aerasi meningkatkan efisiensi MSL memindahkan N organik sampai 100%.(Attanandana, et al, 1997).
MSL-M efektif memindahkan pospor sebab kapasitas tanah dan pelet besi untuk adsobsi atau/ presipitasi pospor dari limbah cair (Attanandana, T. et al, 2000). Hal ini meningkatkan pembentukn ion Ferro yang tidak efektif mengikat pospor (Masunaga & Wakatsuki 1999, wakatsuki 2000).
VI. METODE PENELITIAN
1. Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan melalui survei lapangan pengambilan Tanah Vulkanik dan limbah pertanian (kulit kemiri,tempurung kelapa sawit) dan biomaterial serta konstruksi IPAL MSL-MW di Kampus Politeknik Pertanian Negeri Payakumbuh, Pengambilan sampel Limbah Cair Pabrik kelapa Sawit di Pasaman Barat (PT. Bakrie Pasaman Plantation, PT. Agrowisata ) sedangkan analisis limbah cair PKS dilakukan pada Laboratorium TSAL Politeknik Pertanian Negeri Payakumbuh dan Litbang Industri (LIK) Ulu Gadut Padang. Penelitian ini direncanakan selama satu tahun.
Bahan
Untuk konstruksi IPAL MSL-M, dibuat aquarium fiber atau akrilik dimensi TxLxP 1 m x 0,20 m x 0,9 m. Tanah Vulkanik diambil disekitar Gunung Sago/Gunung Talamau. Penentuan lokasi pengambilan sampel tanah diambil harus disekitar hutan atau belum ada aktivitas pertanian. Limbah pertanian (Tempurung kelapa sawit, tempurung kelapa, tempurung kemiri) dan biomaterial lain diambil di Payakumbuh dan Pasaman Barat sedangkan bahan kimia untuk analisa di laboratorium adalah, pH Buffer 4 dan 7, HgSO4, K2Cr2O7, kristal KI, Larutan KL, Na2S2O3, Iodium, indikator Kanji, standar N, standar P, akuades, kertas saring whatman, kapas, kain kasa dan lain-lain.
Alat
Untuk survei pengambilan Tanah Vulkanik digunakan alat standar kelapangan seperti bor, cangkul, parang,meteran, munsell soil colour chart, karung dan lain-lainnya yang diangap perlu. Limbah cair dikumpulkan dari Pabrik pengolahan Kelapa Sawit PT. Bakrie Pasaman Plantaton atau PT. Agrowisata. Pengambilan limbah cair ini dikumpulkan dari saluran pembuangan air limbah yang akan masuk ke sungai dengan menggunakan alat derigen, corong, slang dan lain-lainnya yang dianggap perlu, kapal motor untuk mengambuil sample disepanjang sungai dan teluk Air Bangis, Botol plastic tempat sample air.
Alat pendukung untuk konstruksi IPAL MSL-M antara lain pipa paralon, slang plastik, aerator, pompa aquarium, ember, gergaji, paku, palu, papan dan kayu reng, lem silikon, semen, besi, kerekel. Alat untuk analisis kualitas air limbah antara lain, pH meter aqualitic, erlemeyer, corong, botol winkler,Alat pengiling, lumpang, neraca analitik, oven listrik, beker glas, erlemeyer, corong, gelas ukur, labu ukur, spektronik dan lain-lain.
3. Metoda Penelitian.
Pengumpulan Tanah Vulkanik, Tempurung Kemiri, tempurung kelapa Sawit, Biomaterial dan Limbah Cair Pabrik kelapa Sawit.
Data yang dikumpulkan meliputi : data primer dengan melakukan analisis di laboratorium untuk mendapatkan data komposisi dan struktur MSL-M, ukuran material limbah pertanian (tempurung kemiri,Kelapa sawit ), volume limbah cair yang dihasilkan Pabrik kelapa Sawit
analisis kualitas limbah cair Pabrik kelapa sawit sebelum dan sesudah diolah dengan sistim MSL-M untuk mendapatkan data: pH, ORP (Oksidasi Reduksi Potensial), BOD (Biologycal Oxygen Demand), COD ( Chemical Oxygen Demand), TSS(Total Suspended Solid), Total Pospor dan Total Nitrogen, P-PO4, N-NH3, N-NH4, EC. Metoda analisis pada Tabel 1.
4. Rancangan percobaan
Komposisi Material MSL-M yang akan di uji coba untuk mengolah limbah cair kelapa sawit dibuat 4 model prototip seperti tabel dibawah ini dan desain alat pada sub bab rekayasa MSL-MW
Analisis Data
Untuk menguji pengaruh alat MSL-M terhadap kualitas air yang dianalisis dilakukan analisis koefisien korelasi (r ) dimana nilai berkisar +1 dan –1 dengan alat Ms. Exel. Dimana +1 artinya sebab meningkatnya faktor A karena diikuti meningnya faktor B. arti –1 yaitu sebab meningkat faktor A akibat menurunya faktor B, formulanya yaitu:
Koefisien Korelasi antara dua parameter untuk melihat hubungan erat setiap parameter yang diuji
Selanjutnya untuk mengobservasi bagaimana variable tetap tunggal dipengaruhi oleh satu atau lebih nilai variable bebas digunakan ANALISIS MULTIPLE REGRESI dengan formula sederhana sebagai berikuit:
Y = βX1+βX2+βX3+βX4+βX5…+ C
Dimana Y = Variabel tetap (komposisi Tanah Campuran atau parameter kualitas air)
X= Variabel bebas (Parameter kualitas air atau Komposisi tanah campuran)
C= intersep
β = koefisien
untuk mencari persamaan Multiple Regresi ini digunakan Ms. Excel dengan mengaktifkan terlebih dahulu dengan langkah berikut: Tool>Add-In>analisis Tool Pak setelah itu data diolah dengan langkah Tool>Data Analisis>regression. Maka akan didapat data Multiple R, R square, Adjusted R square, anova. Untuk menilai variable bebas berpengaruh nyata maka diuji nilai koefisien > P-Value, tidak berpengaruh nyata bila koefisien < P-Value baik pada konfiden level 90% dan 99%. Bila ditemukan nilai koefisien negatif maka dimutlakan jadi positif. Untuk melihat efektif tidaknya MSL-M juga dilakukan uji t.
Sedangkan efisiensi alat MSL-M mengolah limbah cair dihitung dengan rumus:
P = x 100% …………………(3)
P = persentase penghilangan parameter kualitas air
B = mg/l parameter kulaitas air sebelum diolah
C = mg/l parameter kualitas air sesudah diolah
7. Monitoring Kwalitas Air Sungai dan Teluk Air Bangis
Survei langsung dilapangan dengan mengukur kwalitas air dari hulu sungai, tengah sungai dan hilir muara sungai yang diambil waktu tidak hujan dan dilanjutkan sampai pada teluk air bagus sebanyak + 10 sampel air yang dikumpulkan pada kedalaman 0 – 20 cm dari permukaan air sungai dan laut. Sampel air dilakukan analisa Minyak. Lemak, BOD, COD, T-N, T-P, pH, suhu dan total garam (TGT). Data dibandingkan dengan baku mutu. Juga dilakukan uji t.
8. Survei Sosial ekonomi pada masyarakat di Teluk Air Bangis
Survei dilakukan dengan wawancara langsung dengan stake holder yang terdiri dari nelayan, Petani, PNS. Pengambilan sampel diacak mulai dari anak sekolah SLTA sampai Umur 50 tahun. Data yang akan dicari: jumlah Kapal Nelayan, Lamanya musim Ikan, penghasilan, penyakit yang banyak diderita, sebelum dan sesudah adanya pabrik kelapa sawit membuang limbah ke sungai dan teluk air bangis.
VII. PUSTAKA ACUAN
Aflizar, Ismawardi . 2005. Pemanfaatan Tanah dan Biomaterial menjadi IPAL untuk pemurnian zat poluitan dalam Limbah cair Domstik . DUE-LIKE tahun 2005. Politeknik Pertanian negeri Payakumbuh.
Aflizar, Oktoyurnal. 2006. Meningkatkan efisiensi IPAL MSL-M dengan menambah lapisan tanah vulkanik, arang kulit kemiri dan biomaterial untuk menghilangkan polutan dalam limbah cair domestik dan air sungai. DUE-LIKE tahun 2006. Politeknik Pertanian negeri Payakumbuh.
Amrizal. 2003. Evaluasi Lokasi Pabrik Pengolahan Kelapa Sawit dan Penetapan Lokasi Pelabuhan di kabupaten Pasaman.Thesis S2 Universitas Andalas.
Hermansah, Aflizar, T. Tsugiyuki Masunaga and toshiyuki wakatsuki. 2002. Litterfall and Nutrient flux in tropical rain forest, west Sumtera. Indonesia. Proceeding of the 17 th World Congress of soil Science. 14-21 August 2002, bangkok. Thailand. Symposium No. 14. Abstract volume II
Hermansah, Masunaga.T, Wakatsuki.T., and Aflizar .2003. Dynamic of litter production and it’s quality in reltion to climatic factors in super wet tropical rain forest, west Sumatera. Indonesia. Tropics 12. Tropics. 12 (12). 131-146.
Hermansah, Masunaga.T., Wakatsuki.T and Aflizar.2003. Micro spatial distribution pattern of litterfall and nutrient flux in relation to soil chemical properties in a super wet tropical rain forest, west Sumatera Indonesia. Tropics. 12 (12). 131-146.
Masunaga T., Wakatsuki T., Shirahama M, and Inaishi T. 1998. Hight quality water remediation by the Multy soil Layering Method. In Proceeding of the 12 th international conference on Chemistry for Protection of the environment, Z. Cao and L. Pawlowski (eds), Nanjing Univ. Press. pp. 303-309
Masunaga, T T. Wakatsuki. 1999. Quakity Multy Soil Layering method the by remediation water High. In : Chemistry For Protection Environment the of. Proceeding Of the 12 International Conference Chemistry Protection Environment the of for on th, Nanjing University Press, Nanjing, China, pp. 303-309.
Masunaga T., Sato K., Aoyama C., Fujii, S. zennami, T. Nobe, K and Wakatsuki, T. 2001. Development of remediation techniquue of environment water quality by multy soil layering system method-direct treatment of polluted river water, YOUSUI TO HAISUI (water and waste water), 43, 1033-1040 (In Japanese).
Wakatsuki, T. A. Saidi and A. Rasyidin.1986. Soil in Toposequence of the Gunung Gadut Tropical Rainforest, West Sumatera. Southeast asian studies 24 (3): 243-262
Wakatsuki T., Esumi H. and Omura S. 1993. High performance and N & P-removable on-site domestic waste water treatment system by multy soil layering method.Wat. Sci. Tsch., 27(1), 31-40.
Wakatsuki, T S. Luanmanee T. Masunaga T. Attanandana. 2000. Grade Multy-Soil-Layering method by water river poluited and wastewater domestic of treatment on-site High. In: Managing Water Waste New Millinium the in and. Proceeding Of IWA the ( Int. Water Association) Conference, May 2000, South Africa Johannesburg.
Wakatsuki, T., H. Esumi S. omura. 1993. Performance N&P wastewater domestic on-site removable waste water treatment system by multy soil layering method.Wat. Sci. Tsch., 27(1), 31-40.
Aflizar, Amrizal, Fazlimi, Edi joniarta
Politeknik Pertanian Negeri Payakumbuh. Tanjung Pati, kab. 50 Kota, KM 7
Payakumbuh (0752)50220-92004/Fax(0752)50220
Penelitian ini didanai oleh Hibah Bersaing Dikti 2008 tahun I
ABSTRAK RENCANA PENELITIAN
Masalah limbah Pabrik Kelapa sawit di Kabupaen Pasaman Barat telah mulai mencemari sungai dan Laut di Teluk Sasak dan Teluk Air Bangis dimana air sungai mulai berbau busuk dan ikan di laut sudah banyak yang hilang menurut nelayan dan bagi masyarakt yang menggunakan sungai untuk MCK sudah banyak yang mengalami gatal-gatal. Penyebabnya adalah IPAL kolam anaerobik dari tanah yang dibuat Pabrik kelapa sawit (PKS) tidak efektif mengolah limbah cairnya karena hasil analisa Laboratorium Politeknik Pertanian Payakumbuh (1995) kwalitas limbah cairnya di outlet kolam anaerrobik dari tanah itu melebihi baku mutu yang ditetapkan pemerintah dimana BOD 23,85 ppm , COD 5500 ppm, TSS 15.800 ppm, minyak dan lemak 48 ppm, pH 8, suhu 40 -45oC, Fe 28 ppm sedangkan baku mutu dibolehkan menurut MENLH (1995) yaitu BOD 100 ppm, COD 350 ppm, TSS 250 ppm minyak dan lemek 25 ppm dan pH 6 – 9 bila dibandingkan maka BOD dan pH saja yang memenuhi baku mutu sedangkan COD, TSS , minyak dan lemak melebihi baku mutu sehingga menyebabkan pencemaran lingkungan. Keadaan ini bertambah buruk karena menurut data Amrizal (2003) ada tiga pabrik kelapa sawit (PKS) beropersai di Kab. Pasaman Barat yaitu PKS milik PT. Perkebunan Nusantara VI di Simpang Tiga, PT. Bakrie Pasaman Plantation dan PT. Agrowisata dengan kapasitas rata-rata 35 ton/jam dan menghasilkan limbah cair 1,8 m3/ ton produk minyak sawit.
Untuk mengatasi pencemaran lingkungan ini berlanjut maka meningkatkan kinerja kolam anaerobik tanah perlu ditambahkan di outletnya IPAL MSL-MW (Multy Soil Layering Mewafu) yang berbahan baku tanah vuklanik dan biomaterial (aflizar et al 2006). Menurut Wakatsuki (1993) tanah vulkanik dapat difungsikan untuk mengolah limbah cair. Di Sumatera Barat, Tanah Vulkanik banyak ditemukan di sekitar Gunung Sago Payakumbuh, Gunung Merapi dan Gunung Singgalang di Padang Panjang , Gunung Talang Solok serta Gunung Talamau Pasaman Barat perkiraan luas > 2500 ha. Semua lahan ini hannya dimanfaatkan oleh masyarakat untuk pertanian dan hutan alam. Moko et al (1995) melaporkan biomaterial dapat menjadi bioabsorben dan karbon aktif untuk menyerap logam. Biomaterial lain ditemukan hampir diseluruh Kabupaten di Sumatera Barat dan tempurung kelapa sawit dapat diolah jadi biomaterial dimana satu pabrik ada 180 ton/bulan. Selanjutnya aflizar et al (2006) melaporkan bahwa IPAL MSL-MW berbahan baku tanah vulkanik, biomaterial dan pelet besi untuk mengolah limbah cair domestik (rumah makan) dapat menghilangkan BOD, COD, TSS, Nitrogen Total, Pospor Total secara berurutan 99,2%, 92,29%, 81,25%, 67,92% dan 30% serta merobah pH dari masam menjadi netral. Kinerja MSL-MW dikombinasikan dengan kolam tanah anaerobik dilapangan dapat meningkatkan efisiensi mengolah limbah cair pabrik kelapa sawit dibawah baku mutu tanpa penambahan bahan kimia yang mahal sehingga lebih efisien dan sederhana dalam manajemen dan operasional serta pencemaran lingkungan dapat teratasi.
Penelitian ini dilaksanakan dengan membuat prototip IPAL MSL-M dan dioperasikan untuk mengolah limbah cair pabrik kelapa sawit di laboratorium danlapangan .Analisa limbah cair dilakukan di Politeknik Pertanian Negeri Payakumbuh. Penelitian ini akan dilaksanakan selama 2 (satu) tahun.
Penelitian ini dilakukan secara bertahap, yaitu pada tahun ke-1 (pertama) terdapat 4(empat) tahap penelitian : 1) Tahap pertama adalah pembuatan formula tanah campuran dari Tanah Vulkanik, biomaterial, pelet besi serta lapisan permeabel dari biomaterial dengan metode MSL-M, 2) Tahap kedua menentukan kondisi optimum penyerapan polutan dalam limbah pabrik kelapa sawit oleh IPAL MSL-M dengan mengatur parameter pH, aerasi , laju alir dan ikan survival., 3) Tahap ketiga pengujian efisiensi IPAL MSL-M dan baku mutu limbah cair pabrik kelapa sawit di inlet dan outlet IPAL MSL-M dengan parameter Minyak, Lemak, BOD, COD, TSS,EC, N-NH3, N-NH4, T-N, T-P, P-PO4, Fe, dan suhu 4} Monitoring air sungai dan teluk air bangis dari kandungan polutan yaitu Minyak, Lemak, BOD, COD, TSS,EC, N-NH3, N-NH4, T-N, T-P, P-PO4, Fe, pH, Total Garam. ORP dan suhu
Penelitian tahun ke-2 (kedua) terdapat pula 3 (tiga) tahap penelitian yaitu : 1) Tahap pertama Rekayasa IPAL MSL-M skala lapangan untuk mengolah limbah cair Pabrik Sawit berdasarkan formula optimum penyerapan polutan oleh IPAL MSL-M, 2) Pengukuran efisiensi IPAL MSL-M skala lapangan terhadap penyerapan zat polutan dari limbah cair pabrik sawit dengan parameter Minyak, Lemak, BOD, COD, TSS,EC, N-NH3, N-NH4, T-N, T-P, P-PO4, Fe, dan suhu 3} Monitoring air sungai dan teluk Air Bangis Tahun ke-2 dari kandungan polutan yaitu Minyak, Lemak, BOD, COD, TSS,EC, N-NH3, N-NH4, T-N, T-P, P-PO4, Fe, pH, Total Garam. ORP dan suhu setelah di install IPAL MSL-M di lokasi IPAL kolam anaerobic Pabrik Sawit.
III. TUJUAN KHUSUS
Penelitian ini akan menghasilkan alat model MSL-MW untuk mengolah limbah cair pabrik kelapa sawit tanpa penambahan bahan kimia buatan pabrik yang saai ini mahal harganya tetapi akan ditemukan penggantimnya dari formulasi tanah vulkanik dan biomaterial.
3.1. Tujuan khusus Tahun Pertama
1) Tahap pertama adalah pembuatan formula tanah campuran dari Tanah Vulkanik, biomaterial, pelet besi serta lapisan permeabel dari biomaterial dengan metode MSL-M
2) Tahap kedua menentukan kondisi optimum penyerapan polutan dalam limbah pabrik kelapa sawit oleh IPAL MSL-M dengan mengatur parameter pH, aerasi , laju alir dan ikan survival.
3) Tahap ketiga pengujian efisiensi IPAL MSL-M dan baku mutu limbah cair pabrik kelapa sawit di inlet dan outlet IPAL MSL-M dengan parameter Minyak, Lemak, BOD, COD, TSS,EC, N-NH3, N-NH4, T-N, T-P, P-PO4, Fe, dan suhu
4) Monitoring air sungai dan teluk air bangis dari kandungan polutan yaitu Minyak, Lemak, BOD, COD, TSS,EC, N-NH3, N-NH4, T-N, T-P, P-PO4, Fe, pH, Total Garam. ORP dan suhu
3.2. Tujuan khusus Tahun Kedua
1) Tahap pertama Rekayasa IPAL MSL-M skala lapangan untuk mengolah limbah cair Pabrik Sawit berdasarkan formula optimum penyerapan polutan oleh IPAL MSL-M
2) Pengukuran efisiensi IPAL MSL-M skala lapangan terhadap penyerapan zat polutan dari limbah cair pabrik sawit dengan parameter Minyak, Lemak, BOD, COD, TSS,EC, N-NH3, N-NH4, T-N, T-P, P-PO4, Fe, dan suhu
3) Monitoring air sungai dan teluk Air Bangis Tahun ke-2 dari kandungan polutan yaitu Minyak, Lemak, BOD, COD, TSS,EC, N-NH3, N-NH4, T-N, T-P, P-PO4, Fe, pH, Total Garam. ORP dan suhu setelah di install IPAL MSL-M di lokasi IPAL kolam anaerobic Pabrik Sawit.
IV. PENTINGNYA ATAU KEUTAMAAN RENCANA PENELITIAN INI
Pabrik Kelapa Sawit (PKS) beroperasi di Kabupaten Pasaman Barat saat ini adalah PKS milik PT. Perkebunan Nusantara VI di Simpang Tiga (Kapasitas 45 ton/jam), PT. Bakrie Pasaman Plantation (Kapasitas olah 30 ton/jam) di sungai aur dan PT. Agrowisata (Kapasitas Olah 30 ton/jam) di Sungai Aur Lembah Melintang, PT. Sawita (Kapasitas 45 ton/jam) di Air Bangis. Kab. Pasaman Barat daerah terluas memiliki areal perkebunan sawit di Sumatera Barat dimana 108.154 Ha milik swasta Nasional dan 34.080 Ha milik swadaya masyarakat (Dinas Perkebunan Kab. Pasaman, 2003).
Untuk menghasilkan 1 ton produk minyak sawit CPO maka akan dihasilkan Limbah Cair 1,8 meter kubik dan dari tiga pabrik PKS mengolah sebanyak 630.000 ton/tahun, dimana kwalitas limbah cair ini pada outlet kolam tanah anaerobik yang langsung mengalir ke sungai yaitu BOD 23,85 ppm , COD 5500 ppm, TSS 15.800 ppm, minyak dan lemak 48 ppm, pH 8, suhu 40 -45oC, Fe 28 ppm sedangkan baku mutu dibolehkan menurut MENLH (1995) yaitu BOD 100 ppm, COD 350 ppm, TSS 250 ppm minyak dan lemak 25 ppm dan pH 6 – 9 dimana kwalitas ini umumnya melebihi baku mutu yang dibolehkan. Hal ini berarti limbah cair PKS harus di proses lagi karena kolam tanah anaerobik tidak efktif dan efisien dan bila kejadian ini terus berlanjut maka peristiwa kematian masal ikan, udang, kepiting, kerang dan remis di teluk jakarta pada Mei 2004 bisa terjadi pula pada teluk Air Bangis dan Sasak Kabupaten Pasaman dan lebih jauh lagi peristiwa 100 warga disekitar Teluk Buyat Sulawesi Utara keracunan logam berat arsen (As) dan Mercuri (Hg) pada juli 2004 bisa pula terjadi pada teluk ini bila tidak segera dicarikan solusinya.
Kontaminan dapat dikelompokan secara sederhana kedalam sifat non-hazardous dan hazardous tergantung dari pada tingkat pengaruhnya pada kesehatan manusia dan lingkungan. Kontaminan bahan non hazardeus termasuk bahan organik seperti BOD (Biological Oksigen Demand) atau COD (Chemical Oksigen Demand), nitrogen dan pospor. Zat kontaminan bersifat hazardous termasuk kimia beracun seperti senyawa organik halogen seperti dioxin, PCBS (senyawa polichlorinated biphenyl ), PCE (tetrachloroethylene) dan logam berat seperti Cd, Pb, As,Hg ,dll) (Masunaga et al, 1998)
Pasal 43 (1) jo pasal 45 UU No.23 Tahun 1997 tentang ”Pengelolaan Lingkungan hidup” dengan pentapan baku mutu limbah cair mengisyaratkan pentingnya ditemukan material dan alat pengolah limbah cair bersifat ekonomis, efisien dalam opersional dan manajemen karena harga IPAL dan material penyerap racun yang sangat mahal membuat industri keberatan dalam mengolah serius limbah cair yang dihasilkannya.
Penemuan bahan alam yang lebih murah untuk mengabsorpsi racun dalam limbah cair PKS sebagai pengganti bahan kimia yang mahal seperti polimer dan karbon aktif menjadi komponen penting dalam konservasi lingkungan dan manusia oleh sebab itu pencarian material alam dan meningkatkan fungsi ekonomisnya sebagai penetral zat kimia beracun dalam limbah cair PKS menjadi suatu keharusan dimana mengadopsi teknologi MSL-MW (Multy Soil Layering Mawafu) salah satu jawabannya.
Dari hasil penelitian yang dilaporkan Aflizar et al (2005 dan 2006) memanfaatkan tanah vulkanik dan biomaterial, dimana disusun seperti batu bata berdasarkan metoda MSL-MW digunakan mengolah limbah cair domestik (Rumah Makan) hasilnya sangat efektif, dimana efisiensi penghilangan BOD (99,21%), COD (92,29%), TSS (81,25%), Total Nitrogen (67,92%) dan Total Pospor (30%) selanjunta pH berobah dari Masam mendekati Netral. IPAL MSL-MW sangat potensial sekali dikembangkan dengan biaya murah pembuatan dan operasional tanpa penambahan bahan kimia pabrik yang mahal karena material tanah vulkanik dan biomaterial berperan menggantikan peran bahan kimia dan ketersediaanya banyak terdapat di psaman Barat yaitu di Gunung Talamau dan Gunung Pasaman yang luasnya > 1500 ha sedangkan biomaterial dapat berasal dari arang tempurung kelapa sawit dari limbah sisa pengolahan dimana produksi total tahun 2003 untuk Pasaman Barat 1.68.998 ton/tahun dan sekitar 5% nya jadi limbah tempurung sawit yang tidak termanfaatkan.
Berdasarkan uraian diatas, maka dipandang perlu untuk melakukan penelitian pengolahan limbah cair Pabrik Kelapa Sawit yang lebih ekonomis dan sederhana dengan metode dan IPAL MSL-MW yang masih belum banyak diteliti guna mengatasi pencemaran akibat limbah cair pabrik pengolahan kelapa sawit di Pasman Barat dan Indonesia umumnya.
V. STUDI PUSTAKA/ HASIL YANG SUDAH DICAPAI DAN STUDI PENDAHULUAN YANG SUDAH DILAKSANAKAN
5.1. Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
Limbah cair pabrik kelapa sawit pada kolam tanah anaerobik diambil sampelnya dilapangan dan dilakukan analisa di laboratorium dengan data sebabagai berikut:
Dari hasil analisa limbah ini maka COD, TSS dan Minyak dan lemak dari limbah cair pabrik kelapa sawit menjadi zat penyebab pencemaran di di sungai dan laut karena konsentrasinya melebihi baku mutu yang ditetapkan pemerintah dan untuk itu perlu diolah kembali agar tidak mencemari lingkungan.
Ada tiga pabrik kelapa sawit (PKS) beropersai di kab. Pasaman barat yaitu PKS milik PT. Perkebunan Nusantara VI di Simpang Tiga, PT. Bakrie Pasaman Plantation dan PT. Agrowisata dengan kapasitas olah rerata 35 ton/jam maka dalam 1 (satu) hari menghasilkan 1512 m3 limbah cair dan dalam satu tahun 551880 m3 limbah cair/tahun dan dalam kontraknya perkebunan kelapa sawit ini akan beroperasi selama 25 tahun maka total limbah menjadi 13.797.000 m3 limbah cair/25 tahun dan semua polutan yang dikandungnya akan menumpuk di sungai dan laut Air Bangis, Sikabau dan Sasak dan cukup menenggelamkan 2,6 kilometer x 2,6 km lahan sedalam 2 meter hanya untuk satu buah PKS saja.
5.2. Penanganan Limbah Pabrik Kelapa Sawit yang ada sekarang
Untuk mudah memahami maka disajikan bagan alir pengolahan limbah kelapa sawit.
a. Kolam Pengutipan (fat fit) dan menara pendingin (Cooling Tower)
Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS) berasal dari air bungan pabrik yang memiliki bak pemisah tersendiri. Pemisahan minyak dan air limbah berlangsung di sludge separator. Limbah cair tersebut dipompakan ke menara pendingin agar suhu turun dari 60oC menjadi 40 oC, agar bakteri dapat hidup. pH limbah cair yang dikeluarkan dari menara pendingin adalah 4 – 4,5. selanjutnya limbah cair ini dialirkan kedalam anaerobik I dan II.
b. Kolam anaerobik I dan II
LCPKS yang bersifat asam dengan suhu lebih kurang 40oC masuk ke dalam kolam anaerobik I dan II. Di dalam kolam ini pH dari limbah akan meningkat dari 4 menjadi 7. Reaksi mikrobiologi berlangsung sangat cepat yaitu dengan merobah komponen anorganik majemuk menjadi asam mudah menguap (Volatile Fatty Acid VFA). Bakteri yang berperan selama reaksi ini terjadi dikenal dengan bakteri penghasil metan. Waktu perubahan hidroksil selama 14 hari. Pada kolam ini terdapat gumpalan lumpur yang bergabung dengan minyak akibat dari proses pengolahan yang tidak sempurna.
c. Kolam anaerobik III
LCPKS yang berasal dari kolam anaerobik 1 dan II dialirkan ke dalam kolam anaerobik III. Pada kolam ini pH kembali mengalami kenaikan dari 7 menjadi 8. Hal ini disebabkan karena pada kolam ini bakteri metan dalam kondisi lapar sehingga proses penguraian dengan kondisi anaerobik ini memerlukan makanan yang banyak. Waktu pemakaian kondisi di kolam ini selama 13 hari. Kondisi anaerobik ini memperoleh energinya dari oksidasi bahan organik komplek tanpa menggunakan oksigen terlarut tetapi menggunakan senyawa lain sebagai pengoksidasi. Senyawa pengoksidasi selain oksigen yang dapat digunakan oleh mikroorganisme termasuk CO2. Senyawa organik teroksidasi sebagai sulfat dan nitrat. Proses dimana bahan organik dipecah tanpa adanya oksigen sering disebut fermentasi.
d. Kolam anaerobik IV
Pengubah asam mudah menguap menjadi gas yang dilakukan oleh bakteri metan masih dilanjutkan dlam kondisi anaerobik IV. Pada kolam ini pH limbah cair berkisar 8 – 8,5. pada kolam ini juga terjadi pengendapan dan waktu penahanan hidrolisis 12 hari namun baku mutu limbah setelah proses ini masih melebihi baku mutu dan menjadi penyebab pencemaran.
5.3. IPAL MSL-M (Multi Soil Layering Melafu) Mengolah Limbah Cair Domestik
a. Komposisi dan performa MSL-M
Penelitian ini telah menghasilkan produk water treatment untuk untuk mengolah Limbah cair domestik dimana Gambar 2. Menunjukan bentuk, jenis material dan teknik penyusunan komponen MSL-M 1,2,3 dan 4. Selanjutnya menyajikan gambar material, ukuran, komposisi dari lapisan permebel dan tanah campuran berserta fungsi setiap material itu dalam pembersihan limbah cair domestik dimana semua material ini berasal dari sumber daya alami payakumbuh dan Kab. 50 Kota. Secara lengkap formula komposisi MSL-M1, MSL-M2, MSL-M3 dan MSL-M4 disajikan pada Tabel 2. secara umum lapisan tanah campuran berfungsi sebagai pembersih yaitu untuk Filter, Absorbsi, Dekomposisi, Nitrifikasi/ Denitrifikasi sedangkan Lapisan Permeabel berfungsi untuk Sebagai Lapisan permeabel yang berkemampuan tinggi meloloskan air, mencegah kerugian akibat penyumbatan serta tidak membutuhkan areal yang besar dalam instalasi.
Alat MSL-M mempunyai kemampuan mengolah limbah cair domestik per hari berkisar 3,54 sampai 103,36 meter kubik per hari per meter persegi luas permukaan MSL-M. Dari survei lapangan diperoleh volume rata-rata limbah cair domestik yang dihasilkan oleh satu (1) rumah makan 368,1646 meter kubik per tahun sedangkan untuk satu (1) rumah tangga terdiri dari 1 ayah, 1 ibu dan 2 anak 242, 54 meter kubik per tahun.
Selama alat MSL-M1,2,3 dan 4 beropearsi mengolah limbah cair domestik diberikan aerasi dari pompa aerator listrik rata-rata 47,368 meter kubik per hari per meter persegi luas permukaan MSL-M. Sedangkan kwalitas air olahan MSL-M terhadap survival bibit ikan Mujair meningkat dari 10 hari menjadi 32 hari.
b. Efisiensi MSL-Melafu mengolah Limbah Cair Domestik
Limbah cair Domestik dari rumah makan sebelum diolah MSL-M3 konsentrasi BOD, COD, TSS dan pH tidak memenuhi baku mutu namun setelah diolah MSL-M3 dapat memenuhi baku mutu dan bisa langsung dibuang ke sungai (Tabel 3). Efisiensi MSL-M 3 2006 terjadi peningkatan dibandingkan MSL-M3 yang dibuat tahun 2005 dan MSL Japan tahun 1999 terhadap parameter BOD, COD, TSS dan pH (Tabel 4)
c. Efisiensi MSL-Melafu mengolah Air sungai
Pengaruh limbah domestik yang dibuang ke sungai telah mempengaruhi kwalitas air sungai Batang Agam yang diambil sampelnya di lokasi jembatan Ratapan Ibu, Ibuh, dimana sampel air diambil sesudah terjadinya hujan di hulu sungai dimana setelah dianalisa ditemukan konsentrasi COD, TSS dan pH air sungai tidak memenuhi baku mutu yang ditetapkan oleh pemerintah akan tetapi konsentrasi BOD, N-Total memenuhi baku mutu ( Tabel 5) . Artinya tingkat pencemaran sungai ini belum begitu tinggi tetapi harus dilakukan pencegahan sebelum bertambah parah. Namun upaya untuk mengolah air sungai ini secara langsung untuk mengurangi polutannya dengan MSL-M3 belum berhasil sempurna karena terjadinya peningkatan konsentrasi COD, BOD, N-Total sehingga MSL-M ini efektif untuk di instal di lokasi sumber limbah cair domestik sebelum masuk langsung ke sungai.
Sebab terjadinya penurunan BOD dan COD setelah diolah MSL-M karena adanya lapisan biofilm maka mikroba ini menyerap dan kemudian mendekomposisikan bahan organik dalam limbah cair (Luanmannee. S. et al, 2001). COD menggambarkan bahan organik yang terdekomposisi dengan lambat, aerasi yang intensif bermanfat mengurangi COD (Luanmanee, S., et al, 2001). Efisiensi MSL-M memindahkan Nitrogen dari limbah sangat nyata dipengaruhi oleh aerasi dan suhu (Attanandana T. et al, 2002).
Terjadinya perubahan Nitrogen setelah diolah MSL-M Konsentrasi nitrat tertinggi selama periode aerasi disebabkan oleh oksidasi NH4+ - N dan inhibisi NO3-N (Nitrat reduksi) akan tetapi total nitrogen penurunannya berkurang selama periode tanpa aerasi dibandingkan selama periode aerasi. (Wakatsuki T. et al, 1993). Efisiensi MSL-M dalam pemindahan total nitrogen tergantung pada apakah kondisi sistim aerobik atau anaerobik. aerasi meningkatkan efisiensi MSL memindahkan N organik sampai 100%.(Attanandana, et al, 1997).
MSL-M efektif memindahkan pospor sebab kapasitas tanah dan pelet besi untuk adsobsi atau/ presipitasi pospor dari limbah cair (Attanandana, T. et al, 2000). Hal ini meningkatkan pembentukn ion Ferro yang tidak efektif mengikat pospor (Masunaga & Wakatsuki 1999, wakatsuki 2000).
VI. METODE PENELITIAN
1. Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan melalui survei lapangan pengambilan Tanah Vulkanik dan limbah pertanian (kulit kemiri,tempurung kelapa sawit) dan biomaterial serta konstruksi IPAL MSL-MW di Kampus Politeknik Pertanian Negeri Payakumbuh, Pengambilan sampel Limbah Cair Pabrik kelapa Sawit di Pasaman Barat (PT. Bakrie Pasaman Plantation, PT. Agrowisata ) sedangkan analisis limbah cair PKS dilakukan pada Laboratorium TSAL Politeknik Pertanian Negeri Payakumbuh dan Litbang Industri (LIK) Ulu Gadut Padang. Penelitian ini direncanakan selama satu tahun.
Bahan
Untuk konstruksi IPAL MSL-M, dibuat aquarium fiber atau akrilik dimensi TxLxP 1 m x 0,20 m x 0,9 m. Tanah Vulkanik diambil disekitar Gunung Sago/Gunung Talamau. Penentuan lokasi pengambilan sampel tanah diambil harus disekitar hutan atau belum ada aktivitas pertanian. Limbah pertanian (Tempurung kelapa sawit, tempurung kelapa, tempurung kemiri) dan biomaterial lain diambil di Payakumbuh dan Pasaman Barat sedangkan bahan kimia untuk analisa di laboratorium adalah, pH Buffer 4 dan 7, HgSO4, K2Cr2O7, kristal KI, Larutan KL, Na2S2O3, Iodium, indikator Kanji, standar N, standar P, akuades, kertas saring whatman, kapas, kain kasa dan lain-lain.
Alat
Untuk survei pengambilan Tanah Vulkanik digunakan alat standar kelapangan seperti bor, cangkul, parang,meteran, munsell soil colour chart, karung dan lain-lainnya yang diangap perlu. Limbah cair dikumpulkan dari Pabrik pengolahan Kelapa Sawit PT. Bakrie Pasaman Plantaton atau PT. Agrowisata. Pengambilan limbah cair ini dikumpulkan dari saluran pembuangan air limbah yang akan masuk ke sungai dengan menggunakan alat derigen, corong, slang dan lain-lainnya yang dianggap perlu, kapal motor untuk mengambuil sample disepanjang sungai dan teluk Air Bangis, Botol plastic tempat sample air.
Alat pendukung untuk konstruksi IPAL MSL-M antara lain pipa paralon, slang plastik, aerator, pompa aquarium, ember, gergaji, paku, palu, papan dan kayu reng, lem silikon, semen, besi, kerekel. Alat untuk analisis kualitas air limbah antara lain, pH meter aqualitic, erlemeyer, corong, botol winkler,Alat pengiling, lumpang, neraca analitik, oven listrik, beker glas, erlemeyer, corong, gelas ukur, labu ukur, spektronik dan lain-lain.
3. Metoda Penelitian.
Pengumpulan Tanah Vulkanik, Tempurung Kemiri, tempurung kelapa Sawit, Biomaterial dan Limbah Cair Pabrik kelapa Sawit.
Data yang dikumpulkan meliputi : data primer dengan melakukan analisis di laboratorium untuk mendapatkan data komposisi dan struktur MSL-M, ukuran material limbah pertanian (tempurung kemiri,Kelapa sawit ), volume limbah cair yang dihasilkan Pabrik kelapa Sawit
analisis kualitas limbah cair Pabrik kelapa sawit sebelum dan sesudah diolah dengan sistim MSL-M untuk mendapatkan data: pH, ORP (Oksidasi Reduksi Potensial), BOD (Biologycal Oxygen Demand), COD ( Chemical Oxygen Demand), TSS(Total Suspended Solid), Total Pospor dan Total Nitrogen, P-PO4, N-NH3, N-NH4, EC. Metoda analisis pada Tabel 1.
4. Rancangan percobaan
Komposisi Material MSL-M yang akan di uji coba untuk mengolah limbah cair kelapa sawit dibuat 4 model prototip seperti tabel dibawah ini dan desain alat pada sub bab rekayasa MSL-MW
Analisis Data
Untuk menguji pengaruh alat MSL-M terhadap kualitas air yang dianalisis dilakukan analisis koefisien korelasi (r ) dimana nilai berkisar +1 dan –1 dengan alat Ms. Exel. Dimana +1 artinya sebab meningkatnya faktor A karena diikuti meningnya faktor B. arti –1 yaitu sebab meningkat faktor A akibat menurunya faktor B, formulanya yaitu:
Koefisien Korelasi antara dua parameter untuk melihat hubungan erat setiap parameter yang diuji
Selanjutnya untuk mengobservasi bagaimana variable tetap tunggal dipengaruhi oleh satu atau lebih nilai variable bebas digunakan ANALISIS MULTIPLE REGRESI dengan formula sederhana sebagai berikuit:
Y = βX1+βX2+βX3+βX4+βX5…+ C
Dimana Y = Variabel tetap (komposisi Tanah Campuran atau parameter kualitas air)
X= Variabel bebas (Parameter kualitas air atau Komposisi tanah campuran)
C= intersep
β = koefisien
untuk mencari persamaan Multiple Regresi ini digunakan Ms. Excel dengan mengaktifkan terlebih dahulu dengan langkah berikut: Tool>Add-In>analisis Tool Pak setelah itu data diolah dengan langkah Tool>Data Analisis>regression. Maka akan didapat data Multiple R, R square, Adjusted R square, anova. Untuk menilai variable bebas berpengaruh nyata maka diuji nilai koefisien > P-Value, tidak berpengaruh nyata bila koefisien < P-Value baik pada konfiden level 90% dan 99%. Bila ditemukan nilai koefisien negatif maka dimutlakan jadi positif. Untuk melihat efektif tidaknya MSL-M juga dilakukan uji t.
Sedangkan efisiensi alat MSL-M mengolah limbah cair dihitung dengan rumus:
P = x 100% …………………(3)
P = persentase penghilangan parameter kualitas air
B = mg/l parameter kulaitas air sebelum diolah
C = mg/l parameter kualitas air sesudah diolah
7. Monitoring Kwalitas Air Sungai dan Teluk Air Bangis
Survei langsung dilapangan dengan mengukur kwalitas air dari hulu sungai, tengah sungai dan hilir muara sungai yang diambil waktu tidak hujan dan dilanjutkan sampai pada teluk air bagus sebanyak + 10 sampel air yang dikumpulkan pada kedalaman 0 – 20 cm dari permukaan air sungai dan laut. Sampel air dilakukan analisa Minyak. Lemak, BOD, COD, T-N, T-P, pH, suhu dan total garam (TGT). Data dibandingkan dengan baku mutu. Juga dilakukan uji t.
8. Survei Sosial ekonomi pada masyarakat di Teluk Air Bangis
Survei dilakukan dengan wawancara langsung dengan stake holder yang terdiri dari nelayan, Petani, PNS. Pengambilan sampel diacak mulai dari anak sekolah SLTA sampai Umur 50 tahun. Data yang akan dicari: jumlah Kapal Nelayan, Lamanya musim Ikan, penghasilan, penyakit yang banyak diderita, sebelum dan sesudah adanya pabrik kelapa sawit membuang limbah ke sungai dan teluk air bangis.
VII. PUSTAKA ACUAN
Aflizar, Ismawardi . 2005. Pemanfaatan Tanah dan Biomaterial menjadi IPAL untuk pemurnian zat poluitan dalam Limbah cair Domstik . DUE-LIKE tahun 2005. Politeknik Pertanian negeri Payakumbuh.
Aflizar, Oktoyurnal. 2006. Meningkatkan efisiensi IPAL MSL-M dengan menambah lapisan tanah vulkanik, arang kulit kemiri dan biomaterial untuk menghilangkan polutan dalam limbah cair domestik dan air sungai. DUE-LIKE tahun 2006. Politeknik Pertanian negeri Payakumbuh.
Amrizal. 2003. Evaluasi Lokasi Pabrik Pengolahan Kelapa Sawit dan Penetapan Lokasi Pelabuhan di kabupaten Pasaman.Thesis S2 Universitas Andalas.
Hermansah, Aflizar, T. Tsugiyuki Masunaga and toshiyuki wakatsuki. 2002. Litterfall and Nutrient flux in tropical rain forest, west Sumtera. Indonesia. Proceeding of the 17 th World Congress of soil Science. 14-21 August 2002, bangkok. Thailand. Symposium No. 14. Abstract volume II
Hermansah, Masunaga.T, Wakatsuki.T., and Aflizar .2003. Dynamic of litter production and it’s quality in reltion to climatic factors in super wet tropical rain forest, west Sumatera. Indonesia. Tropics 12. Tropics. 12 (12). 131-146.
Hermansah, Masunaga.T., Wakatsuki.T and Aflizar.2003. Micro spatial distribution pattern of litterfall and nutrient flux in relation to soil chemical properties in a super wet tropical rain forest, west Sumatera Indonesia. Tropics. 12 (12). 131-146.
Masunaga T., Wakatsuki T., Shirahama M, and Inaishi T. 1998. Hight quality water remediation by the Multy soil Layering Method. In Proceeding of the 12 th international conference on Chemistry for Protection of the environment, Z. Cao and L. Pawlowski (eds), Nanjing Univ. Press. pp. 303-309
Masunaga, T T. Wakatsuki. 1999. Quakity Multy Soil Layering method the by remediation water High. In : Chemistry For Protection Environment the of. Proceeding Of the 12 International Conference Chemistry Protection Environment the of for on th, Nanjing University Press, Nanjing, China, pp. 303-309.
Masunaga T., Sato K., Aoyama C., Fujii, S. zennami, T. Nobe, K and Wakatsuki, T. 2001. Development of remediation techniquue of environment water quality by multy soil layering system method-direct treatment of polluted river water, YOUSUI TO HAISUI (water and waste water), 43, 1033-1040 (In Japanese).
Wakatsuki, T. A. Saidi and A. Rasyidin.1986. Soil in Toposequence of the Gunung Gadut Tropical Rainforest, West Sumatera. Southeast asian studies 24 (3): 243-262
Wakatsuki T., Esumi H. and Omura S. 1993. High performance and N & P-removable on-site domestic waste water treatment system by multy soil layering method.Wat. Sci. Tsch., 27(1), 31-40.
Wakatsuki, T S. Luanmanee T. Masunaga T. Attanandana. 2000. Grade Multy-Soil-Layering method by water river poluited and wastewater domestic of treatment on-site High. In: Managing Water Waste New Millinium the in and. Proceeding Of IWA the ( Int. Water Association) Conference, May 2000, South Africa Johannesburg.
Wakatsuki, T., H. Esumi S. omura. 1993. Performance N&P wastewater domestic on-site removable waste water treatment system by multy soil layering method.Wat. Sci. Tsch., 27(1), 31-40.
