BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Tinjauan Pustaka Data Sekunder - Data pemakaian dan biaya kebutuhan air dari PDAM . Universitas Sumatera Utara. 43 . Selesai . 3.3.3. Tahapan Peneliti...

0 downloads 72 Views 1MB Size
BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ini dilakukan pada Oktober 2016 di Sentra UMKM pengrajin batik khas Sumatera Utara yang bertempat di Jl. Letda Sudjono, Medan Tembung. Lokasi kegiatan di Jl. Letda Sudjono, masuk Jl. Bersama Gg. Musyawarah No 2.

Lokasi penelitian

Gambar 3. 1 Lokasi pengerajin ardhina batik motif medan

39 Universitas Sumatera Utara

Gambar 3. 2 Ardhina Batik Motif Medan 3.2. Sentra Pengrajin Batik Motif Medan Ardhina Batik Motif Medan memiliki dua jenis batik yang dikembangkan adalah batik tulis dengan motif khas Jawa serta batik cap atau cetak dengan motif Gorga atau khas Batak. Produksi batik dari sentra ini sering dipamerkan pada acara-acara pameran yang diadakan di Sumatera Utara dan beberapa sudah mendapat pesanan dari beberapa instansi pemerintah untuk pakaian seragam. UMKM Ardhina Batik Motif Medan (BMM) yang meproduksi kain batik khas Sumatera Utara. Batik dengan motif yang disesuaikan dengan lima etnis Batak yang ada di Sumatera Utara yaitu Mandailing Tapanuli Utara (Toba) Simalungun Karo Pakpak Dairi dan Tapanuli Tengah. Ardhina Batik Motif Medan tahun 2009.

Gambar 3. 3 Manajemen Produksi Ardhina Batik Motif Medan Aspek produksi dan Manajemen dari usaha pembuatan kain batik oleh mitra kerja sama terdiri dari tiga aspek yaitu perencanaan produksi, pengendalian produksi dan pengawasan produksi. Pada aspek produksi meliputi jenis produk berupa kain untuk bakal baju dengan jumlah produksi rata-rata perhari 10 meter utuk tiap motif dengan jumlah motif yang dihasilkan rata-rata perhari 2-3 motif. Pengendalian produksi meliputi penjadwalan kerja yaitu untuk Ardhina

40 Universitas Sumatera Utara

Batik Motif Medan dengan jam kerja dari Senin sampai Sabtu dari jam 08.00– 17.00 WIB, Ardhina Batik Motif Medan terdiri dari 9 orang pekerja yang merupakan masyarakat sekitar. Pemasaran batik melalui reseller dan dijual di galeri-galeri batik. Pengawasan produksi meliputi kualitas dan standar produk yang dihasilkan, produk yang dihasilkan sudah dipamerkan di beberapa acara dan sudah dipasarkan ke berbagai daerah serta dipesan oleh beberapa instansi pemerintah sebagai baju seragam. Kisaran harga untuk per lembar kain batik yang dipasarkan sekitar 150 ribu sampai dengan 300 ribu rupiah, untuk cost produksi rata-rata 100 ribu sampai dengan 200 ribu rupiah per lembar. Proses produksi kain batik terdiri dari tiga tahapan yaitu pewarnaan, pemberian malam (lilin) pada kain dan pelepasan lilin pada kain. Jika proses pewarnaan dan pemberian malam selesai maka malam dilunturkan dengan proses pemanasan. Batik yang telah jadi direbus hingga malam menjadi leleh dan terlepas dari air. Proses perebusan ini dilakukan dua kali, yang terakhir dengan larutan soda ash untuk mematikan warna yang menempel pada batik, dan menghindari kelunturan. Setelah perebusan selesai, batik direndam air dingin dan dijemur. Proses pembatikan tersebut menghasilkan limbah cair batik yang menimbulkan masalah pada lingkungan jika tidak dikelola. Limbah cair batik dibuang begitu saja ke saluran drainase tanpa memikirkan dampaknya. Keterbatasan air bersih untuk proses pewarnaan dan pelontoran (perebusan) memerlukan jumlah air yang cukup banyak, hal tersebut akan menambah biaya produksi. Seperti

41 Universitas Sumatera Utara

kita ketahui bahwa UMKM selalu terkendala dengan modal. 3.3. Metodologi Penelitian 3.3.1.

Jenis Penelitian Penelitian yang dilakukan jl. Letda sudjono jl. Bersama Gg. Musyawarah

no.2 Medan termasuk jenis penelitian eksperimen.

3.3.2.

Kerangka Penelitian Mulai

Tinjauan Pustaka Pengumpulan Data

Data Primer -

Data jumlah produksi harian Data pengujian sampel limbah sesudah dan sebelum penyaringan (BOD, COD, TSS, TDS, PH, Suhu)

Data Sekunder -

Data pemakaian dan biaya kebutuhan air dari PDAM

42 Universitas Sumatera Utara

Pengolahan Data -

Metode Analisis Kebutuhan Air Metode Daur Ulang Limbah Cair Batik Metode Perhitungan Biaya Metode Perhitungan Komponen Instalasi

Kesimpulan dan Saran

Selesai

3.3.3.

Tahapan Penelitian

Tugas akhir ini dimulai dengan survei lokasi. setelah mendapat lokasi, peneliti melakukan referensi atau studi literatur yang berkaitan dengan studi analisis pengolahan sektor air non domestik kategori industri kecil di sentra pengerajin batik motif medan. Setelah mempelajari literatur yang ada, peneliti melakukan pengumpulan data yang di butuhkan. Data yang diambil yaitu data primer dan sekunder, data primer berupa : -

Data jumlah produksi harian

-

Data pengujian sampel limbah sesudah dan sebelum penyaringan (BOD, COD, TSS, TDS, PH, Suhu)

43 Universitas Sumatera Utara

Sedangkan data sekunder yang diambil adalah : -

Data kebutuhan dan biaya pemakaian air dari PDAM

Data – data tersebut akan diolah dengen beberapa metode yaitu : 1. Metode analisis kebutuhan air 2. Metode daur ulang limbah cair batik 3. Metode perhitungan biaya 4. Metode perhitungan komponen instalasi Setelah data – data diolah, maka didapatkan hasil analisa biaya produksi batik. Kemudian peneliti dapat memberi kesimpulan dan saran terhadap biaya produksi batik dan pencemaran lingkungan. 3.4. Metode Analisis Kebutuhan Air

3.5. Metode Daur Ulang Limbah Cair Batik Metode yang digunakan untuk menyelesaikan masalah tersebut adalah Metode elektrokoagulasi. Secara singkat berikut cara kerja sistem yang digunakan adalah. 1) Limbah batik hasil pencucian batik yang selesai direbus, lalu dimasukkan ke dalam bak pengumpul limbah cair. 2) Kemudian limbah batik dimasukkan dalam bak elektrokoagulasi, kemudian bisa ditambahkan 250 gr garam untuk mempercepat proses elektrokoagulasi untuk setiap 100 L limbah batik.

44 Universitas Sumatera Utara

3) Elektroda-elektroda pada bak elektrokoagulasi dihubungkan dengan sumber arus DC melalui voltmeter. 4) Proses elektrokoagulasi limbah batik dijalankan dan dihentikan jika larutan sudah menjadi jernih. 5) Penambahan garam dapur untuk mempercepat proses elektrokoagulasi. 6) Air limbah yang terdapat pada bak elektrokoagulasi setelah waktu tertentu maka dialirkan ke bak pengendapan. pada bak pengendapan akan diendapkan dalam kurun waktu satu malam. 7) Limbah hasil pengendapan kemudian dialirkan ke bak filtrasi. 8) Setelah melewati serangkaian filterisasi maka air akan dialirkan ke bak penampung. 9) Begitu terus prosesnya selanjutnya sampai dengan air yang keluar jernih agar dapat digunakan kembali untuk proses pekerjaan pembuatan batik motif Medan.

3.6. Metode Perhitungan Biaya Dengan adanya pemakaian alat pengolahan limbah tentunya terdapat influence terhadap perhitungan biaya untung dan rugi. Analisa biaya pada penelitian ini dilakukan dalam jangka waktu sebulan, dengan memfokuskan perhitungan pada penggunaan air, biaya pembuatan alat dan peningkatan nilai jual. Dimensi alat pengolahan limbah disesuaikan dengan penggunaan air pada proses produksi seperti bak elektrokoagulasi, bak pengendap, banyaknya lempengan katoda-anoda yang digunakan dan lain sebagainya. Keberadaan alat dapat meningkatkan nilai jual dari kain batik. Keuntungan perbulan dari nilai jual

45 Universitas Sumatera Utara

tersebut diakumulasi dengan biaya pembuatan alat dan biaya dari volume air yang masih digunakan (diluar penggunaan air daur ulang).

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1. Analisis Kebutuhan Air 4.1.1. Kebutuhan Air Proses Produksi Penggunaan air pada produksi batik digunakan pada proses pewarnaan, perebusan, dan pencucian. Dari hasil interview dan survei lapangan langsung, total produksi rata-rata kain batik perharinya adalah 10 potong kain dengan penggunaan 15 ember dengan kapasitas ± 0.1 m 3. Oleh karena itu, kebutuhan air proses produksi perharinya adalah 15 x 0.1 = 1,5 m3dan perbulannya sebesar 15 x 0.1 x 30 = ± 45 m 3 (dengan perhitungan 30 hari/ bulan)

46 Universitas Sumatera Utara

4.1.2.

Suplai Air untuk Proses Produksi Kebutuhan air pada proses produksi tidak hanya digunakan pada

proses tersebut diatas, tetapi juga pada proses sekunder lainnya. Total suplai air yang digunakan dilihat dari tagihan rekening air Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) pabrik seperti pada gambar dibawah.

Gambar 4. 1 Rekening tagihan air PDAM Dari tagihan rekening air tersebut diperoleh suplai air rata-rata untuk proses produksi sebesar 63 m3. Dengan asumsi pemakaian sekunder sebesar ± 20 m3 4.2.

Analisis Daur Ulang Limbah Cair

4.2.1. Analisis Kondisi Limbah Cair Batik Dari survei lapangan diambil sampel limbah pengolahan seperti pada Gambar 4.2.

Dari hasil uji laboratorium Balai Teknik Kesehatan

Lingkungan dan Pengendalian Penyakit (BTKLPP) Kelas I Medan diperoleh kandungan limbah cair batik berdasarkan PerMenLH No. 05 Tahun 2014 Lamp. XLVII tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha seperti pada Tabel. 5.1

47 Universitas Sumatera Utara

Gambar 4. 2 Sampel Limbah

48 Universitas Sumatera Utara

Gambar 4. 3 Hasil penyaringan Tabel. 5.1 Hasil uji laboratorium Balai Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit (BTKLPP) Kelas I Medan Tabel 4. 1 Hasil Analisa Penurunan Kandungan Parameter Limbah Parameter No. 1 2 3 4 5 6

COD BOD TSS TDS PH Suhu

Hasil Analisa Sebelum Setelah Penyaringan Penyaringan 1132 mg/L 14.19 362.2 mg/L 4.54 7020 mg/L 14 3120 mg/L 1815 9.38 6.7 20 C 23

Baku mutu limbah cair industri batik 100 mg/L 50 mg/L 200 mg/L 2000 mg/L 6-9 38 C

Setelah dilakukan penyaringan terdapat perubahan pada warna seperti pada Gambar 4.3 dan penurunan kandungan parameter limbah seperti yang tercantum pada Tabel 4.1. 4.2.2. Analisis Proses Elektrokoagulasi Aplikasi metode elektrokimia untuk lingkungan dan laboratorium pada umumnya didasarkan pada proses elektrolisis, yakni terjadinya reaksi kimia dalam suatu sistem elektrokimia akibat pemberian arus listrik dari suatu sumber luar. Proses elektrokoagulasi merupakan gabungan dari proses elektrokimia dan proses flokulasi-koagulasi. Proses ini dapat menjadi pilihan metode pengolahan limbah radioaktif dan limbah B3 cair fase air alternatif mendampingi metode-metode pengolahan yang lain yang telah dilaksanakan.

49 Universitas Sumatera Utara

Sebuah arus yang dilewatkan ke elektroda logam maka akan mengoksidasi logam (M) tersebut menjadi logam kation (M+), sedangkan air akan mengalami reduksi menghasilkan gas hidrogen (H2) dan ion hidroksi (OH). Persamaan reaksi elektrokoagulasi adalah sebagai berikut : M

 M+ + ne

:

Anoda ………………….. (1)

2H2O+ 3e

 2OH- + H2 :

Katoda …………………. (2)

Kation menghidrolisis di dalam air membentuk sebuah hidroksi dengan spesies dominan yang tergantung pada kondisi pH larutan. Kation bermuatan tinggi mendestabilisasi beberapa partikel koloid dengan membentuk polivalen polihidroksi komplek. Senyawa komplek ini mempunyai sisi yang mudah diadsorbsi, membentuk gumpalan (aggregates) dengan polutan. Pelepasan gas hidrogen akan membantu pencampuran dan pembentukan flok. Flok yang dihasilkan oleh gas hidrogen akan diflotasikan kepermukaan reaktor. Sebuah reaktor elektrokoagulasi adalah sel elektrokimia dimana anoda korban (biasanya menggunakan aluminium atau besi) digunakan sebagai agen akoagulan (Matteson et al). Ada beberapa faktor yang mempengaruhi proses elektrokoagulasi ini antara lain: a. Kuat arus Pengolahan limbah nikel dengan rapat arus 40, 50, 60, dan 70 mA/cm2 menghasilkan penurunan kontaminan nikel sebesar 95% dan Cu sebesar 98% pada rapat arus 70 mA/cm2. Ini dikarenakan rapat arus merupakan elektron yang berpindah setiap satuan luas. Sehingga semakin besar rapat arus maka

50 Universitas Sumatera Utara

elektron yang berpindah maka semakin besar, hal ini akan menyebabkan pembentukan koagulan yang terbentuk akan semakin banyak. b. Jenis Elektroda Pada penelitian yang dilakukan ada 3 elektrode yang digunakan yaitu Fe, Zn, serta Al. Setiap jenis elektrode ini memberikan pengaruh yang berbeda-beda. Hasil terbaik pada penelitian ini di dapat pada logam Al dengan penurunan TSS sebesar 95,3%, sedangkan untu Fe terjadi penurunan sebesar 94,39% dan Zn sebesar 91,96%. Penggunaan jenis elektrode ini dipengaruhi kereaktifan logam serta pembentukan koagulan untuk mengikat kotoran yang ada. c. Waktu Percobaan elektrokoagulasi dengan variasi waktu 10, 15, 20, 25. dan 30 menit. Dalam elektrokoagulasi semakin lama waktu proses maka penurunan parameter pencemaran akan semakin baik. Ini juga sesuai hukum faraday yang menyatakan semakin lama waktu proses. Proses Elektrokoagulasi menggunakan bak dengan material stainless steel dan dilengkapi elektroda yang juga terbuat dari stainless steel yang tersusun sebanyak 15 material katoda anoda. Proses elektrokoagulasi terjadi selama 120 menit hingga terjandinya koagulasi pada limbah. Berikut gambar bak elektrokoagulasi dan prosesnya.

51 Universitas Sumatera Utara

Gambar 4. 4 Bak elektrokoagulasi

Gambar 4. 5 Proses elektrokoagulen

52 Universitas Sumatera Utara

Gambar 4. 6 Proses elektrokoagulen pada material anoda katoda 4.2.3. Analisis Proses Pengendapan Proses pengendapan dimaksudkan agar limbah yang mengalami koagulasi terpisah dengan air. Pengendapan dilakukan di bak pengendap selama 24 jam dan setelah itu limbah yang menggumpal akan berada didasar bak pengendap dan air berada diatasnya. Kapasitas bak pengendap disesuaikan dengan pemakaian air produksi batik selama 1x24 jam. Berikut adalah gambar bak pengendap dan limbah sebelum dan sesudah mengalami proses pengendapan.

Gambar 4. 7 Bak pengendap

53 Universitas Sumatera Utara

(a)

(b)

Gambar 4. 8 (a) Limbah sebelum mengalami pengendapan. (b) Limbah sesudah mengalami pengendapan 4.2.4. Analisis Proses Filtrasi Filtrasi(penyaringan) adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkan pada medium penyaringan yang diatasnya padatan akan terendapkan. Rentang filtrasi pada industry mulai dari penyaringan sederhana hingga pemisahan yang kompleks. Fluida yang difiltrasi berupa cairan. Filtrasi merupakan pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada medium penyaringan. Pada penelitian ini limbah yang sebelumnya diendapkan pada bak pengendapdialirkan kedalam bak filtrasi. Bak filtrasi terdiri dari 1 (satu) buah bak yang memiliki kapasitas sebesar 200 liter dalam keadaan kosong sebelum diisi material

54 Universitas Sumatera Utara

filtrasi. Berikut gambar bak filtrasi untuk proses filter air hasil pengendapan.

Gambar 4. 9 Bak Filtrasi Bak filtrasi tersebut memiliki tinggi sekitar 100 cm akan diisi material untuk proses filtrasi yang terdiri dari (dari dasar bak ke atas permukaan) yaitu pasir, coral, ijuk dan kerikil. Untuk material pasir diisi dengan ketebalan 15 cm, coral diisi dengan ketebalan 10 cm, ijuk diisi dengan ketebalan 10 cm dan kerikil diisi dengan ketebalan 10 cm. Berikut gambar material yang akan diisi pada bak filtrasi.

55 Universitas Sumatera Utara

(a)

(b)

Gambar 4. 10 (a) Proses pencucian material . (b) Material filtrasi yang sudah bersih Limbah yang telah difiltrasi akan berubah baik dari segi kandungan dan warnanya seperti yang terlihat pada tabel 4.1 dan gambar 4.11. Limbah tersebut dapat digunakan kembali dalam proses produksi dan mengurangi penggunaan air PDAM.

Gambar 4. 11 Limbah yang telah mengalami proses filtrasi

56 Universitas Sumatera Utara

4.3 Analisis Dimensi Pengolahan Limbah 4.3.1 Analisis Bak Elekrokoagulasis Proses elektrokoagulen berlangsung selama 120 menit, maka dalam satu hari dapat dilakukan 12 kali proses elektrokoagulen. Dengan kapasitas penggunaan air sebesar 1,5 m3

perharinya, maka

dimensi

bak

elektrokoagulasi minimum sebesar 0,125 m3 (12 kali). Pada penelitian ini digunakan dimensi bak sebesar 0,35 m3. Oleh karena itu, proses elektrokoagulen dapat dilakukan 5 kali perharinya.

Gambar bak

eletrokuagulasi terdapat pada gambar 4.4 dengan dimensi 1,5x0,5x0,5 m .

4.3.2 Analisis Bak Pengendap Pengendapan berlangsung selama 1x24 jam, maka dimensi bak pengendap harus disesuaikan dengan pemakaian air perhari. Dengan kapasitas penggunaan air sebesar 1,5 m3 perharinya, maka dimensi bak pengendap yang digunakan sebesar 1,53 m3 dengan dimensi 1,7x1x0.9 m seperti yang terdapat pada gambar 4.7 4.4 Analisis Biaya Produksi

4.4.1 Analisis Biaya dengan Suplai Air dari PDAM

Total biaya penggunaan air untuk proses produksi perbulannya merupakan uraian dari tagihan rekening air PDAM Tirtanadi sebagai berikut

57 Universitas Sumatera Utara

Jumlah (m3)

Harga air /m3 (Rp) Total (Rp)

Pemakaian total

63

2.300

144.900

Pemakaian Sekunder

20

2.300

46.000

Proses produksi

98.900

4.4.2 Analisis Air dengan Suplai Air Daur Ulang Pengendapan berlangsung selama 1x24 jam, maka dimensi bak pengendap harus disesuaikan dengan pemakaian air perhari. Dengan kapasitas penggunaan air sebesar 1,5 m3 perharinya, maka dimensi bak pengendap yang digunakan sebesar 1,53 m3 dengan dimensi 1,7x1x0.9 m seperti yang terdapat pada gambar 4.7

4.4.3 Analisis Perbandingan Biaya dengan Suplai Air PDAM dan Daur Ulang Alat pengolahan limbah ini dapat mengurangi pemakaian air dalam proses produksi pembuatan kain batik karena air yang telah diolah dapat digunakan kembali. Selain itu, keberadaan alat ini juga dapat meningkatkan harga jual karena pabrik dapat memperoleh sertifikat AMDAL dari dan harga jual dapat meningkat sebesar. Dari analisa biaya diatas, kita dapat melihat selisih pengeluaran dalam priode bulanan pabrik sebesar. Namun apabila kita kalkulasikan dengan peningkatan harga jual sebesar dan

58 Universitas Sumatera Utara

produksi batik perharinya sebesar 15 buah, maka dalam bulan pertama pabrik sudah dapat menutupi modal pembuatan alat dan memperoleh keuntungan di bulan selanjutnya.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diambil pada Tugas Akhir yang berjudul “Studi Analisis Kebutuhan Air Sektor Non-Domestik Kategori Industri Kecil di Sentra Pengrajin Batik Motif Medan” adalah 1. Jumlah kebutuhan air untuk proses produksi batik sebesar 45 m3 perbulan 2. Terjadi penurunan terhadap kandungan limbah cair batik seperti yang tercantum pada Tabel 5.1

59 Universitas Sumatera Utara

No.

Parameter

1 2 3 4 5 6

COD BOD TSS TDS PH Suhu

Hasil Analisa Sebelum Setelah Penyaringan Penyaringan 1132 mg/L 14.19 362.2 mg/L 4.54 7020 mg/L 14 3120 mg/L 1815 9.38 6.7 20 C 23

Baku mutu limbah cair industri batik 100 mg/L 50 mg/L 200 mg/L 2000 mg/L 6–9 38 C

3. Bedasarkan kebutuhan air produksi diperoleh desain bak elektrokoahgulasi sebasar1,5x0,5x0,5 m 1,7x1x0.9 m dan bak pengendap sebesar 1,7x1x0.9 m. 4. Biaya produksi penggunaan air dari suplai PDAM sebesar Rp. 98.900, sedangkan dari PDAM dan proses daur ulang sebesar Rp. 10.748.800. 5.2. Saran Saran untuk hasil Tugas Akhir yang berjudul “Studi Analisis Kebutuhan Air Sektor Non-Domestik Kategori Industri Kecil di Sentra Pengrajin Batik Motif Medan” adalah 1. Agar proses elektrokoagulen berjalan lebih cepat power supply sebaiknya diganti dengan kapasitas 24 volt 10 ampere dan lempengan stainless steel diganti dengan logam Seng, karena memiliki sifat penghantar listrik yang lebih baik. 2. Biaya pembuatan alat ini masih tergolong mahal bila dilimpahkan terhadap pengrajin tradisional. Untuk penelitian selanjutnya agar lebih memberikan inovasi-inovasi baru terkhusus dalam hal pengurangan biaya.

60 Universitas Sumatera Utara