COD adalah
jumlah oksigen (mg O2) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organis yang
ada dalam 1 liter sampel air, dimana pengoksidasi K2,Cr2,O7 digunakan sebagai
sumber oksigen (oxidizing agent) (G. Alerts dan SS Santika, 1987).
COD adalah
jumlah oksigen yang diperlukan agar bahan buangan yang ada dalam air dapat
teroksidasi melalui reaksi kimia baik yang dapat didegradasi secara biologis
maupun yang sukar didegradasi. Bahan buangan organic tersebut akan dioksidasi
oleh
kalium
bichromat yang digunakan sebagai sumber oksigen (oxidizing agent)
menjadi gas CO2 dan gas H2O serta sejumlah ion chrom. Reaksinya sebagai berikut
:
HaHbOc + Cr2O72- + H+ →
CO2 + H2O + Cr3+
Jika pada
perairan terdapat bahan organic yang resisten terhadap degradasi biologis,
misalnya tannin, fenol, polisacharida dansebagainya, maka lebih cocok dilakukan
pengukuran COD daripada BOD. Kenyataannya hampir semua zat organic dapat
dioksidasi oleh oksidator kuat seperti kalium permanganat dalam suasana asam,
diperkirakan 95% - 100% bahan organic dapat dioksidasi.
Seperti pada
BOD, perairan dengan nilai COD tinggi tidak diinginkan bagi kepentingan
perikanan dan pertanian. Nilai COD pada perairan yang tidak tercemar biasanya
kurang dari 20 mg/L, sedangkan pada perairan tercemar dapat lebih dari 200 mg/L
dan pada limbah industri dapat mencapai 60.000 mg/ (UNESCO,WHO/UNEP, 1992).
Tujuan COD
·
Digunakan untuk mengukur jumlah senyawa organik dalam
air.
·
Diperlukan agar bahan buangan yang ada dalam air dapat
teroksidasi melalui reaksi kimia baik yang dapat didegradasi secara biologis
maupun yang sukar didegradasi.
·
Jika pada perairan terdapat bahan organic yang
resisten terhadap degradasi biologis, misalnya tannin, fenol, polisacharida
dansebagainya, maka lebih cocok dilakukan pengukuran COD daripada BOD.
·
Sebagian besar aplikasi COD menentukan
jumlah organik polutan ditemukan di air permukaan (misalnya danau
dan sungai) atau air limbah.
Analisis COD
Prinsipnya
pengukuran COD adalah penambahan sejumlah tertentu kalium bikromat (K2Cr2O7)
sebagai oksidator pada sampel (dengan volume diketahui) yang telah ditambahkan
asam pekat dan katalis perak sulfat, kemudian dipanaskan selama beberapa waktu.
Selanjutnya, kelebihan kalium bikromat ditera dengan cara titrasi. Dengan
demikian kalium bikromat yang terpakai untuk oksidasi bahan organik dalam
sampel dapat dihitung dan nilai COD dapat ditentukan
Metode
Analisa COD
ž Metode
refluks terbuka (Open refluks)
ž Metode
refluks tertutup
Prinsip:
senyawa organik dalam air dioksidasi oleh larutan kalium dikromat dalam suasana
asam sulfat pada temperatur 150 0 . Kelebihan
kalium dikromat dititrasi oleh larutan ferro ammonium sulfat (FAS) dengan
indikator ferroin.
ž Refluks
terbuka : metode standar yang digunakan, metode ini cocok untuk berbagai jenis
contoh air limbah, tetapi membutuhkan jumlah contoh air dan pereaksi yang lebih
banyak sehingga kurang ekonomis.
ž Refluks
tertutup : lebih ekonomis karena volume contoh air dan pereaksi lebih sedikit,
tetapi contoh air harus homogen terutama terhadap suspended solid.
Senyawa
organik yang mudah menguap akn hilang selama pemanasan, untuk mencegah
penguapan tersebut, pengukuran COD dilakukan dengan kondensor atau refluks
secara tertutup.
Metoda
standar penentuan kebutuhan oksigen kimiawi atau Chemical Oxygen
Demand (COD) yang digunakan saat ini adalah metoda yang melibatkan
penggunaan oksidator kuat kalium bikromat, asam sulfat pekat, dan perak sulfat
sebagai katalis.
Kepedulian
akan aspek kesehatan lingkungan mendorong perlunya peninjauan kritis metoda
standar penentuan COD tersebut, karena adanya keterlibatan bahan-bahan
berbahaya dan beracun dalam proses analisisnya. Berbagai usaha telah dilakukan
untuk mencari metoda alternatif yang lebih baik dan ramah lingkungan.
Perkembangan metoda-metoda penentuan COD dapat diklasifikasikan menjadi dua
kategori. Pertama, metoda yang didasarkan pada prinsip oksidasi kimia secara
konvensional dan sederhana dalam proses analisisnya. Kedua, metoda yang
berdasarkan pada oksidasi elektrokatalitik pada bahan organik dan disertai
pengukuran secara elektrokimia.
KOK= Kebutuhan Oksigen Kimiawi (Chemical Oxygen Demand = COD) adalah jumlah
oksidan Cr2O7(2-) yang bereaksi dengan
contoh uji dan dinyatakan sebagai mg O2 untuk tiap 1000 ml
contoh uji. Senyawa organik dan anorganik, terutama organik dalam contoh uji
dioksidasi oleh Cr2O7(2-) dalam refluks tertutup menghasilkan
Cr(3+). Jumlah oksidan yang dibutuhkan dinyatakan dalam ekuivalen
oksigen (O2 mg /L) diukur secara spektrofotometri sinar tampak.
Cr2O7(2-) kuat mengabsorpsi pada panjang
gelombang 400 nm dan Cr(3+) kuat mengabsorpsi pada panjang
gelombang 600 nm. Untuk nilai KOK 100 mg/L sampai dengan 900 mg/L ditentukan
kenaikan Cr(3+) pada panjang gelombang 600 nm. Pada contoh uji
dengan nilai KOK yang lebih tinggi, dilakukan pengenceran terlebih dahulu
sebelum pengujian. Untuk nilai KOK lebih kecil atau sama dengan 90 mg/L
ditentukan pengurangan konsentrasi Cr2O7(2-)pada
panjang gelombang 420 nm.
Kelebihan dan Kelemahan Metode Analisis COD
KOK= Kebutuhan Oksigen Kimiawi (Chemical Oxygen Demand = COD) adalah jumlah
oksidan Cr2O7(2-) yang bereaksi dengan
contoh uji dan dinyatakan sebagai mg O2 untuk tiap 1000 ml
contoh uji. Senyawa organik dan anorganik, terutama organik dalam contoh uji
dioksidasi oleh Cr2O7(2-) dalam refluks tertutup menghasilkan
Cr(3+). Jumlah oksidan yang dibutuhkan dinyatakan dalam ekuivalen
oksigen (O2 mg /L) diukur secara spektrofotometri sinar tampak.
Cr2O7(2-) kuat mengabsorpsi pada panjang
gelombang 400 nm dan Cr(3+) kuat mengabsorpsi pada panjang
gelombang 600 nm. Untuk nilai KOK 100 mg/L sampai dengan 900 mg/L ditentukan
kenaikan Cr(3+) pada panjang gelombang 600 nm. Pada contoh uji
dengan nilai KOK yang lebih tinggi, dilakukan pengenceran terlebih dahulu
sebelum pengujian. Untuk nilai KOK lebih kecil atau sama dengan 90 mg/L
ditentukan pengurangan konsentrasi Cr2O7(2-) pada
panjang gelombang 420 nm.
Penanggulangan Kelebihan/Kekurangan Kadar COD
Penanggulangan kelebihan Kadar COD
Pada Trickling filter terjadi penguraian bahan organik yang terkandung
dalam limbah. Penguraian ini dilakukan oleh mikroorganisme yang melekat pada
filter media dalam bentuk lapisan biofilm. Pada lapisan ini bahan organik
diuraikan oleh mikroorganisme aerob, sehingga nilai COD menjadi turun. Pada
proses pembentukan lapisan biofilm, agar diperoleh hasil pengolahan yang
optimum maka dalam hal pendistribusian larutan air kolam retensi Tawang pada
permukaan media genting harus merata membasahi seluruh permukaan media. Hal ini
penting untuk diperhatikan agar lapisan biofilm dapat tumbuh melekat pada
seluruh permukaan genting.
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diketahui bahwa
semakin lama waktu tinggal, maka nilai COD akhir semakin turun (prosentase
penurunan COD semakin besar). Hal ini disebabkan semakin lama waktu tinggal
akan memberi banyak kesempatan pada mikroorganisme untuk memecah bahan-bahan
organik yang terkandung di dalam limbah. Di sisi lain dapat diamati pula bahwa
semakin kecil nilai COD awal (sebelum treatment dilakukan) akan menimbulkan
kecenderungan penurunan nilai COD akhir sehingga persentase penurunan CODnya
meningkat seperti yang ada pada grafik 4.6. Karena dengan COD awal yang kecil
ini, kandungan bahan organik dalam limbah pun sedikit, sehingga bila dilewatkan
trickling filter akan lebih banyak yang terurai akibatnya COD akhir turun.
Begitu pula bila diamati dari sisi jumlah tray (tempat filter media). Semakin
banyak tray, upaya untuk menurunkan kadar COD akan semakin baik. Karena dengan
penambahan jumlah tray akan memperbanyak jumlah ruang / tempat bagi
mikroorganisme penurai untuk tumbuh melekat. Sehingga proses penguraian oleh
mikroorganisme akan meningkat dan proses penurunan kadar COD semakin bertambah.
Jadi prosen penurunan COD optimum diperoleh pada tray ke 3.
Permukaan media bertindak sebagai pendukung mikroorganisme yang
memetabolisme bahan organik dalam limbah. Penyaring harus mempunyai media
sekecil mungkin untuk meningkatkan luas permukaan dalam penyaring dan organisme
aktif yang akan terdapat dalam volume penyaring akan tetapi media harus cukup
besar untuk memberi ruang kososng yang cukup untuk cairan dan udara mengalir
dan tetap tidak tersumbat oleh pertumbuhan mikroba. Media berukuran besar
seperti genting (tanah liat kering) berukuran 2-4 in akan berfungsi secara
maksimal. Media yang digunakan berupa genting dikarenakan lahan diatas
permukaan genting cenderung berongga dibanding media lain yang biasa mensuplai
udara dan sinar matahari lebih banyak daripada media lain yang dibutuhkan untuk
pertumbuhan mikroba pada genting.
Pada penelitian ini, efisiensi Trickling Filter dalam penurunan COD tidak
dapat menurunkan sampai 60% dikerenakan :
a. Aliran air yang kurang merata pada seluruh permukaan genting karena
nozzle yang digunakan meyumbat aliran air limbah karena tersumbat air kolam
retensi Tawang.
b. Supplay oksigen dan sinar matahari kurang karena trickling filter
diletakkan didalam ruangan sehingga pertumbuhan mikroba kurang maksimal.
Dalam penumbuahan mikroba distibusi air limbah dibuat berupa tetesan agar
air limbah tersebut dapat memuat oksigen lebih banyak jika dibanding dengan
aliran yang terlalu deras karena oksigen sangat diperlukan mikroba untuk tumbuh
berkembang
Penanggulangan Kekurangan Kadar COD
Senyawa
organik yang terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen dengan elemen aditif
nitrogen, sulfur, fosfat, dll cenderung untuk menyerap oksigen-oksigen yang
tersedia dalam limbah air dikonsumsi oleh mikroorganisme untuk mendegredasi
senyawa organik akhirnya oksigen. Konsentrasi dalam air limbah menurun,
ditandai dengan peningkatan COD, BOD, SS dan air limbah juga menjadi berlumpur
dan bau busuk. Semakin tinggi konsentrasi COD menunjukkan bahwa kandungan
senyawa organik tinggi tidak dapt terdegredasi secara biologis. EM4 pengobatan 10 hari dalam tangku aerasi harus dilanjutkan karena
peningkatan konsentrasi COD. Fenomena ini menunjukkkan bahwa EM4 tidak bisa
eksis baik di kondisi ini air limbah, karena populasi yang kuat dan jumlah
rendah mikroorganisme dalam air limbah.
Perhitungan COD
žCOD sebagai
mg O2/L = (A-B)Cx 8 x 1000
ml contoh air
Keterangan:
A : ml FAS
untuk blanko
B : ml FAS
untuk sample
C :
normalitas FAS
8 : berat
eqivalen O2
