Chemical oxygen demand (COD)

Chemical oxygen demand (COD)

Penetapan COD gunanya untuk mengukur banyaknya oksigen setara dengan bahan organik dalam sampel air, yang mudah dioksidasi oleh senyawa kimia oksidator kuat.

COD adalah banyaknya oksidator kuat yang diperlukan untuk mengoksidasi zat organik dalam air, dihitung sebagai mg/l O2.

Manfaat

Dalam studi kualitas air parameter COD sangat penting sekali karena parameter ini juga merupakan salah satu indikator pencemaran air. Penentuan kadar COD bermanfaat untuk menentukan sistem pengolahan limbah. Air yang tercemar, misalnya oleh limbah domestik ataupun limbah industri pada umumnya mempunyai nilai COD yang tinggi, sebaliknya air yang tidak tercemar mempunyai COD yang rendah.

Prinsip Pengujian
Kebanyakan jenis bahan organik dirusak oleh campuran dikromat dan asam sulfat mendidih, kelebihan dikromat dititrasi dengan ferro amonium sulfat. Banyaknya bahan organik yang dioksidasi dihitung sebagai oksigen yang setara dengan kalium dikromat yang terikat.

Prinsip :
Sampel air direfluks dengan kalium dikromat dalam lingkungan asam sulfat pekat selama 2 jam pada suhu diatas 100 ^oC, kelebihan kaliumdikromat dititrasi dengan larutan baku Ferri amonium sulfat (FAS) dengan menggunakan indikator ferroin dan pada titik akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna dari kuning hijau kebiruan menjadi coklat kemerahan.

Cara Pengujian
Untuk menganalisa COD dalam contoh mula-mula contoh dimasukkan dalam suautu wadah dan ditambah kalium dikromat dan asam sulfat serta senyawa-senyawa lain sebagai katalisator. Kalium dikromat ini harus diketahui dengan pasti dan harus berlebihan sehingga setelah reaksi selesai masih ada kalium dikromat sisa yang dapat ditetapkan. Selanjutnya campuran contoh tersebut dipanaskan lebih dari 100OC selama selama 2 jam. Setelah dingin sisa kalium dikromatnya ditetapkan dengan titrasi menggunakan titran ferro amonium sulfat dengan indikator ferroin. Untuk menetapkan kalium dikromat yang ditambahkan, digunakan larutan blanko. Selanjutnya selisih kalium dikromat yang ditambahkan dan sisa setelah reaksi dapat diketahui dan nilai COD contoh dapat dihitung.

Pengganggu :
Senyawa alifatik rantai lurus, hidrokarbon aromatik dan piridin tidak dioksidir dengan sempurna, meskipun cara ini lebih baik dari cara permanganat. Senyawa alifatik rantai lurus lebih efektif oksidasinya dengan menambahkan katalisator Ag2SO4, tetapi akan terjadi endapan dengan Iodida, Bromida atau Chlorida yang hanya sebagian dioksidasi dalam prosedur ini. Pada oksidasi hidrokarbon aromatik penambahan katalisator tidak ada manfaatnya berbeda pada rantai lurus. Kesulitan yang terjadi karena adanya Chlorida dalam sampel diatasi dengan menambahkan HgSO4 sebelum direfluks. Akan terjadi kompleks merkuri chlorida yang larut sehingga berkurang kemampuannya untuk bereaksi lebih lanjut.

Metode Penetapan
1. Metode Refluks terbuka
Sampel 20,0 ml dimasukkan erlenmayer + 0,4 HgSO4 dan 10 ml reagent K2Cr2O7 , + 30 ml campuran H2SO4 + Ag2SO4 , batu didih, panaskan 2 jam dan dihubungkan dengan kondensor tegak dan dipanaskan dan dititrasi dengan FAS 0,1 N dengan indikator ferroin dari warna biru hijau kekuningan sampai coklat merah.
Perhitungan :
1000 x ( ml titrasi blanko – ml titrasi sampel)
COD = ------------------------------------------------------- x N FAS x 8 = .... mg/l
ml sample
2. Metode Refluks Tertutup
Caranya : Sampel 2,0 ml dalam tabung COD ditambahkan 5,0 ml K2Cr2O7 0,25 N + HgSO4 0,1 g dan 3 ml campuran H2SO4 + Ag2SO4 lalu ditutup rapat. Dipanaskan selama 2 jam 150OC ± 2OC dan dipindahkan lalu dititrasi dengan FAS 0,1 N dengan indikator ferroin dari warna biru hijau kekuningan sampai coklat merah.
Keuntungan refluks tertutup dibanding terbuka :
- Lebih praktis dan mudah
- Sampel yang digunakan lebih sedikit
- Reagent yang digunakan lebih sedikit
- Peralatan yang digunakan lebih sedikit

Perhitungan :
1000 x ( ml titrasi blanko – ml titrasi sampel)
COD = ------------------------------------------------------- x N FAS x 8 = .... mg/l
ml sample

3. Metode Spektrofotometer
Menggunakan standar yang dibuat dari glukosa atau kalium biftalat.
Abs. Sampel
C sampel = -------------------- x C. standar
Abs. Standar

Perubahan warna pada titik akhir titrasi dimulai dari warna kuning, hijau, biru, lalu menjadi warna coklat merah (warna coca cola). Guna penambahan batu didih untuk mempercepat pemanasan dan meratakan panas nyala api.

Daftar jumlah Reagent yang digunakan dalam COD :

Sampel K2Cr2O7 0,25 N H2SO4 HgSO4 FAS
10 5 15 0,2 0,05
20 10 30 0,4 0,1
30 15 45 0,6 0,15


Contoh soal :
Diketahui 10,0 ml K2Cr2O7 0,2500 N dititrasi dengan FAS memerlukan 26,40 ml. 20,0 ml contoh dititrasi memerlukan 6,7 ml FAS dan 20,0 ml blanko memerlukan 12,7 ml FAS berapa kadar COD sampel tersebut?
Jawab :
10,0 ml x 0,2500 N
N FAS = ------------------------ = 0,0947 N
26,40 ml

1000 x ( ml titrasi blanko – ml titrasi sampel)
COD = ------------------------------------------------------- x N FAS x 8 = .... mg/l
ml sample
1000 x ( 12,7 ml – 6,7 ml )
= --------------------------------------- x 0,0947 N x 8 = .... mg/l
20 ml
= 227,28 mg/lt O2

. Metode Analisa COD

            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.

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.