Air merupakan sumber daya yang sangat penting yang dibutuhkan oleh tumbuhan, hewan dan manusia untuk kelangsungan kehidupan. Belakangan ini, peningkatan populasi global dan peningkatan aktivitas ekonomi dan industri yang diakibatkannya telah meningkatkan permintaan akan air portabel. Selain itu, pembuangan limbah cair yang tidak diolah dari kegiatan ini telah mengakibatkan degradasi sumber daya air yang ada saat ini.
Metode pengolahan air limbah konvensional meliputi filtrasi, pengendapan, penggunaan membran, proses elektrokimia, adsorpsi, proses biologis, dan beberapa metode konvensional lainnya. Terlepas dari kelebihannya, penerapan metode ini sangat terhambat oleh beberapa keterbatasan terkait untuk keramahan lingkungan, kemudahan penyebaran dan biaya.
Koagulasi-flokulasi (CF) telah diidentifikasi sebagai metode fisikokimia sederhana untuk pengolahan air limbah yang keruh. Proses tersebut dapat mempengaruhi penghilangan partikel koloid dan tersuspensi dalam larutan dengan cara menggumpalkannya untuk membentuk flok yang kemudian mengendap. Banyak penelitian telah mempertimbangkan pengembangan koagulan dari sumber anorganik dan organik. Beberapa koagulan anorganik, seperti aluminium sulfat (tawas), polialuminum klorida, besi klorida, besi sulfat, dan besi kloro sulfat, telah menerima banyak perhatian. Namun, koagulan anorganik memiliki beberapa kelemahan. Misalnya, aluminium sisa dalam air limbah yang diolah dengan tawas telah terlibat sebagai agen penyebab penyakit Alzheimer. Selain itu, penggunaan koagulan anorganik menghasilkan pembentukan lumpur kimia, yang menimbulkan biaya tambahan pasca-pemrosesan. Para peneliti dengan demikian menganggap koagulan alami sebagai alternatif yang murah, tidak beracun, terbarukan, dapat terurai secara hayati dan tersedia secara melimpah.
Singkong (Manihot esculenta) merupakan tanaman umbi-umbian yang tumbuh di negara-negara tropis seperti Nigeria, Brasil, Thailand, Indonesia, dan beberapa negara yang lainnya, dengan produksi global tahunan sekitar 280 juta ton. Umbi umumnya dikonsumsi di berbagai belahan dunia sebagai makanan. Meskipun daunnya dikonsumsi di beberapa bagian dunia, seperti Amerika Latin, ini adalah sebagian kecil dari jumlah bahan yang dihasilkan. Dengan demikian, sejumlah besar daun, kulit, dan batang sering dibuang sebagai limbah. Pengelolaan limbah yang buruk dari bahan-bahan ini dapat mengakibatkan pencemaran lingkungan dan hilangnya bahan sebagai sumber daya yang berharga. Beberapa peneliti telah mencoba menggunakan limbah kulit singkong sebagai prekursor koagulan organik. Misalnya, Kumar et al. (2021) mengkaji potensi pati kulit singkong sebagai koagulan ramah lingkungan untuk remediasi air limbah. Mereka mencatat tingkat penyisihan 60,2%, 57,8% dan 30,2% untuk kekeruhan, total padatan tersuspensi (TSS) dan kebutuhan oksigen kimia (COD). Dalam studi lain, Othman et al. (2018) menggunakan kulit singkong untuk memfasilitasi koagulasi dan flokulasi air limbah yang keruh dan mencatat penghilangan kekeruhan sebesar 90%. Mohd-Asharuddin et al. (2018) membandingkan penggunaan pati kulit singkong dan tawas sebagai koagulan untuk pengolahan air limbah dan melaporkan 90% penghilangan total padatan tersuspensi dalam kondisi optimal. Namun, dari penelusuran yang dilakukan, belum ada penelitian yang mengevaluasi daun singkong sebagai prekursor koagulan organik untuk mengolah air limbah yang keruh.
Pada peneliian ini dipelajari potensi aplikasi ekstrak dari daun Manihot esculenta sebagai koagulan ramah lingkungan untuk remediasi air keruh. Koagulan yang dihasilkan sangat efisien, dengan penghilangan kekeruhan lebih dari 95% dalam kondisi optimum. Sifat kimia dan morfologi koagulan bertanggung jawab untuk memfasilitasi penghilangan kekeruhan. Optimalisasi proses koagulasi berhasil dioptimalkan. Meskipun response surface methodology (RSM) dan artificial neural networks (ANN) mampu memodelkan dan mengoptimalkan penghilangan kekeruhan secara memadai, artificial neural networks (ANN) adalah alat pemodelan yang lebih baik. Proses koagulasi adalah proses multiparametrik dan efisiensinya tergantung pada dosis koagulan, waktu pencampuran yang cepat, kecepatan pencampuran yang cepat, dan waktu pencampuran yang lambat. Studi ini telah mengangkat potensi daun Manihot esculenta sebagai sumber daya yang berharga untuk pengelolaan air limbah. Namun, keterbatasan utama dari penelitian ini adalah kenyataan bahwa koagulan perlu disiapkan setiap kali akan digunakan untuk memastikan konsistensi hasil dan membatasi kesalahan. Oleh karena itu, studi tambahan diperlukan untuk menyelidiki karakteristik penyimpanan koagulan yang diperoleh dari daun Manihot esculenta serta sifat lain dari air keruh seperti pH awal, kandungan organik total, dan kondisi elektrostatik.
Penulis: Dr. Handoko Darmokoesoemo, Drs., DEA
Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, 51动漫
Kusuma, H.S., Amenaghawon, A.N., Darmokoesoemo, H., Neolaka, Y.A.B., Widyaningrum, B.A., Onowise, S.U., Anyalewechi, C.L., 2022, A comparative evaluation of statistical empirical and neural intelligence modeling of Manihot esculenta-derived leaves extract for optimized bio-coagulation-flocculation of turbid water, Industrial Crops and Products,186, 115194,
Link:
