Mitigasi Emisi Gas Bau dari Sludge Industri Makanan Menggunakan Low-Cost Adsorbents: Evaluasi Kinerja dan Analisis Mekanisme Adsorpsi

Mochamad Zidan Sibromulis; Mohamad Mirwan

Authors

Mochamad Zidan Sibromulis Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Author
Mohamad Mirwan Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Author

Keywords:

sludge industri makanan, sekam padi, kalsium karbonat, hidrogen sulfida, deodorisasi

Abstract

Sludge industri makanan merupakan residu hasil pengolahan air limbah yang mengandung bahan organik tinggi sehingga rentan mengalami dekomposisi anaerobik dan menghasilkan senyawa bau, terutama amonia (NH₃) dan hidrogen sulfida (H₂S) [14]. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi efektivitas adsorben alami berbiaya rendah (low-cost adsorbents), yaitu zeolit, sekam padi, dan kalsium karbonat (CaCO₃) dari cangkang kerang, baik secara tunggal maupun kombinasi, dalam menurunkan konsentrasi NH₃ dan H₂S pada sludge industri makanan. Pengujian dilakukan secara batch dengan rasio adsorben terhadap sludge 1:3 (perlakuan tunggal) dan 1:1:3 (perlakuan kombinasi) pada variasi waktu kontak 12, 24, dan 48 jam. Hasil analisis menunjukkan bahwa jenis adsorben berpengaruh signifikan terhadap penurunan konsentrasi NH₃ maupun H₂S. Kombinasi CaCO₃ dan sekam padi (1:1:3) memberikan rata-rata penurunan NH₃ tertinggi sebesar 82,1%, sementara sekam padi tunggal (1:3) memberikan rata-rata penurunan H₂S tertinggi sebesar 96,3%. Mekanisme adsorpsi yang teridentifikasi merupakan gabungan dari fisisorpsi oleh zeolit melalui pertukaran ion NH₄⁺, kemisorpsi oleh CaCO₃ melalui penyangga pH, serta perbaikan porositas media oleh sekam padi. Temuan ini menunjukkan bahwa kombinasi adsorben alami berpotensi menjadi alternatif deodorisasi sludge industri makanan yang efektif dan ekonomis.

References

[1] Bai, W., Qian, M., Li, Q., Atkinson, S., Tang, B., Zhu, Y., & Wang, J. (2021). Rice husk-based adsorbents for removing ammonia: Kinetics, thermodynamics and adsorption mechanism. Journal of Environmental Chemical Engineering, 9(4), 105793. https://doi.org/10.1016/j.jece.2021.105793

[2] Deng, Z., Ferreira, A. L. M., Spanjers, H., & van Lier, J. B. (2023). Anaerobic protein degradation: Effects of protein structural complexity, protein concentrations, carbohydrates, and volatile fatty acids. Bioresource Technology Reports, 22, 101501. https://doi.org/10.1016/j.biteb.2023.101501

[3] Galera Martínez, M., Pham Minh, D., Nzihou, A., & Sharrock, P. (2020). Valorization of calcium carbonate-based solid wastes for the treatment of hydrogen sulfide in a semi-continuous reactor: Part II – Slurry bubble column pilot. Chemical Engineering Journal, 390, 124576. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.124576

[4] Harirchi, S., Wainaina, S., Sar, T., Nojoumi, S. A., Parchami, M., Parchami, M., Varjani, S., Khanal, S. K., Wong, J., Awasthi, M. K., & Taherzadeh, M. J. (2022). Microbiological insights into anaerobic digestion for biogas, hydrogen or volatile fatty acids (VFAs): A review. Bioengineered, 13(3), 6521–6557. https://doi.org/10.1080/21655979.2022.2035986

[5] Kementerian Negara Lingkungan Hidup Republik Indonesia. (1996). Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 50 Tahun 1996 tentang Baku Tingkat Kebauan.

[6] Mefiana, R. M., et al. (2021). Uji efektivitas karbon aktif dan abu sekam padi dalam menurunkan kadar BOD dan COD limbah cair laundry. Jurnal Kartika Kimia, 4(2), 83–88.

[7] Nishi, L., Ribeiro, A. C., Paraíso, C. M., Cusioli, D. A. G., Beltran, L. B., Cusioli, L. F., & Bergamasco, R. (2025). Low-cost adsorbents for water treatment: A sustainable alternative for pollutant removal. Processes, 13(12), 4088. https://doi.org/10.3390/pr13124088

[8] Pachaiappan, R., Cornejo-Ponce, L., Rajendran, R., Manavalan, K., Rajan, V. F., & Awad, F. (2022). A review on biofiltration techniques: Recent advancements in the removal of volatile organic compounds and heavy metals in the treatment of polluted water. Bioengineered, 13(4), 8432–8477. https://doi.org/10.1080/21655979.2022.2050538

[9] Senanu, B. M., Boakye, P., Oduro-Kwarteng, S., Sewu, D. D., Awuah, E., Obeng, P. A., & Afful, K. (2021). Inhibition of ammonia and hydrogen sulphide as faecal sludge odour control in dry sanitation toilet facilities using plant waste materials. Scientific Reports, 11(1), 17803. https://doi.org/10.1038/s41598-021-97016-w

[10] Setiawan, A. A., et al. (2022). Aplikasi kombinasi bahan pengisi biofilter zeolit alam untuk penyisihan emisi gas bau pada pengolahan sludge. Jurnal Teknologi Lingkungan, 23(2), 135–142.

[11] Sulistia, S., Charlena, & Ambarsari, H. (2021). Deodorisasi sludge limbah industri makanan untuk pakan maggot BSF (Black Soldier Fly) dengan teknik biosorpsi. Jurnal Teknologi Lingkungan, 22(2), 222–230. https://doi.org/10.29122/jtl.v22i2.4837

[12] Takarina, N. D., Chuan, O. M., Adiwibowo, A., & Adidharma, M. A. (2025). Modeling the shrimp aquaculture wastewater pollutant removals by clam shell using structural equation model. Global Journal of Environmental Science and Management, 11(1), 1–20.

[13] Truschi, S., Rosi, L., Cenni, M., & Napoli, M. (2024). Application of biochar and natural adsorbents to anaerobic digestion versus digestate: Effects on emissions and C stability. Science of The Total Environment, 915, 170124.

[14] Wang, X., Zhang, Y., & Zhao, Z. (2021). Environmental and health impacts of odor emissions from organic waste treatment. Journal of Environmental Management, 286, 112188. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112188

[15] Yu, T., Chen, Z., Liu, Z., Xu, J., & Wang, Y. (2022). Review of hydrogen sulfide removal from various industrial gases by zeolites. Separations, 9(9), 229. https://doi.org/10.3390/separations9090229