BAB I - kanalispolban.files.wordpress.com€¦ · Web viewDalam penelitian kali ini, penulis akan...

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada saat ini semakin banyaknya permasalahan mengenai lingkungan yang

terjadi di sekitar masyarakat Indonesia. Masalah yang mulai disoroti dengan serius

yaitu masalah pembuangan limbah industri maupun limbah rumah tangga yang

mencemari lingkungan. Keberadaan limbah tersebut semakin lama semakin sulit

teratasi karena volume limbah tersebut semakin lama semakin menumpuk.

Industri-industri pada umumnya telah mempunyai tempat limbah tersendiri

yang digunakan untuk mengolah limbah yang dihasilkan dari suatu proses yang

dilakukan pada industri tertentu. Tetapi, ada hal yang sering terlupakan yaitu

limbah rumah tangga, perkantoran, restoran, maupun tempat-tempat lain yang

seringkali menghasilkan limbah yang seharusnya ditangani secara intensif.

Biasanya dilakukan pengumpulan limbah sesuai dengan jenisnya yang

kemudian akan diolah dengan beberapa cara mulai dengan pengambilan kembali

(recovery), daur ulang (recycle), dan penggunaan kembali (recover).

Salah satu limbah yang dapat merusak lingkungan apabila tidak diolah

adalah limbah air bekas cucian yang berasal dari tempat-tempat laundry maupun

dari hasil dari rumah tangga. Limbah tersebut biasanya langsung masuk ke saluran

air yang selanjutnya akan menyatu pada solokan-solokan tanpa ada pengolahan

kembali.

Dalam penelitian kali ini, penulis akan melakukan penelitian terhadap air

buangan bekas cucian agar dapat dibuang dengan aman, tidak mencemari

lingkungan sekitar.

Pengolahan Limbah Bekas Cucian Pakaian dengan Proses Adsorpsi 1 Menggunakan Karbon Aktif sebagai Adsorben

1.2 Tujuan Praktikum

Tujuan dari praktikum ini adalah:

1. Mengetahui pH, kekeruhan, DHL dan, TDS dari air limbah sebelum

dilakukan proses adsorpsi dan setalah dilakukan proses adsorpsi

menggunakan karbon aktif.

2. Menentukan kurva breaktrough fluida yang melalui permukaan karbon

aktif

1.3 Ruang Lingkup

Praktikum dilakukan di Laboratorium Pengolahan Limbah Industri (PLI),

Teknik Kimia, POLBAN, pada tahun 2013. Praktikum berlangsung selama satu

hari. dengan bahan-bahan yang digunakan antara lain karbon aktif dan air

buangan bekas cucian pakaian.

1. Air buangan bekas cucian yang digunakan adalah air buangan bekas

cucian yang berasal limbah cucian yang dibuat sendiri, dimana air

yang dihasilkan dari proses pencucian pakaian kotor diambil sebagai

sampel.

2. Adsorben yang digunakan dalam metode adsorpsi ini adalah karbon

aktif.

3. Parameter uji pada praktikum ini meliputi pengukuran pH, DHL,

Kekeruhan, dan TDS.


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Air limbah adalah air yang tidak bersih dan mengandung berbagai zat

yang dapat membahayakan kehidupan manusia dan mahluk hidup lainnya dan

lazimnya muncul karena hasil aktivitas manusia terutama aktivitas rumah tangga.

Air limbah yang banyak dihasilkan adalah dari air buangan yang mengandung

detergen, misalnya limbah bekas cucian pakaian. Untuk mengolah air buangan

yang mengandung detergen maka dilakukan penyisihan bahan-bahan tersebut,

yang pada prinsipnya berlangsung melalui penyerapan partikel pada permukaan

zat. Partikel koloid sol memiliki kemampuan untuk mengadsorpsi partikel

pendispersi pada permukaanya. Daya adsorpsi partikel koloid tergolong besar

Karena partikelnya memberikan sesuatu permukaan yang luas. Sifat ini telah

digunakan dalam berbagai proses seperti penjernihan air.

2.1 Detergen Dan Limbah Bekas Cucian Pakaian

Detergen merupakan suatu senyawa sintetis zat aktif permukaan (surface

active agent) yang dipakai sebagai zat pencuci yang baik untuk keperluan rumah

tangga, industri tekstil, kosmetik, obat-obatan, logam, kertas, dan karet. Detergen

memiliki sigat pendispersi, pencucian, dan pengelmusi. Penyusun utama senyawa

ini adalah Dodecyl Benzena Sulfonat (DBS) yang memiliki kemampuan untuk

menghasilkan busa (Dini et al., 2007).

Detergen adalah surfaktan anionik dengan gugus alkil umumnya C9-C15

atau garam dari sulfonat atau sulfat berantau panjang dari natrium (RSO3-Na+ dan

ROSO3-Na+) yang berasal dari turunan minyak nabati atau minyak bumi (fraksi

parafin dan olefin).

Limbah bekas cucian pakaian yang dihasilkan oleh detergen mengandung

pospat yang tinggi. Pospat ini berasal dari Sodium Tripolyphospate (STPP) yang

merupakan salah satu bahan pembentuk yang kadarnya besar dalam detergen


(Dini et al., 2007). Dalam detergen, STTP ini berfungsi sebagai builder yang

merupakan unsur terpenting kedua setelah surfaktan karena kemampuannya

menonaktifkan mineral. Selain STTP, pemutih, air softener, surfaktan merupakan

bahan terpenting pada detergen.

Tanpa mengurangi makna manfaat detergen dalam memenuhi kebutuhan

sehari-hari, harus diakui bahwa bahan kimia yang digunakan pada detergen dapat

menimbulkan dampak negative baik terhadap kesehatan maupun lingkungan. Dua

bahan terpenting dari pembentuk detergen yakni surfaktan dan builder

diidentifikasi mempunyai pengaruh langsung dan tidak langsung terhadap

manusia dan lingkungannya.

2.2 Adsorpsi

Salah satu sifat penting dari permukaan zat adalah adsorpsi. Adsorpsi

adalah suatu proses yang terjadi ketika suatu fluida (cairan maupun gas) terikat

pada suatu padatan dan akhirnya membentuk suatu film (lapisan tipis) pada

permukaan padatan tersebut. Berbeda dengan absorpsi dimana fluida terserap oleh

fluida lainnya dengan membentuk suatu larutan.

Adsorpsi secara umum adalah proses penggumpalan substansi terlarut

(soluble) yang ada dalam larutan, oleh permukaan zat atau benda penyerap,

dimana terjadi suatu ikatan kimia fisika antara substansi dengan penyerapnya

(Indra, 2008).

Adsorpsi adalah pengumpulan dari adsorbat diatas permukaan adsorben,

sedang absorpsi adalah penyerapan dari adsorbat kedalam adsorben dimana

disebut dengan fenomena sorption. Materi atau partikel yang diadsorpsi disebut

adsorbat, sedang bahan yang berfungsi sebagai pengadsorpsi disebut adsorben

(Brady, 1999).

Adsorpsi dibedakan menjadi dua jenis, yaitu adsorpsi fisika (disebabkan

oleh gaya Van Der Waals (penyebab terjadinya kondensasi gas untuk membentuk

cairan) yang ada pada permukaan adsorbens) dan adsorpsi kimia (terjadi reaksi

antara zat yang diserap dengan adsorben, banyaknya zat yang teradsorpsi


tergantung pada sifat khas zat padatnya yang merupakan fungsi tekanan dan

suhu).

Kinetika adsorpsi yaitu laju penyerapan suatu fluida oleh adsorben dalam

suatu jangka waktu tertentu. Kinetika adsorpsi suatu zat dapat diketahui dengan

mengukur perubahan konsentrasi zat teradsorpsi tersebut, dan menganalisis nilai k

(berupa slope/kemiringan) serta memplotkannya pada grafik. Kinetika adsorpsi

dipengaruhi oleh kecepatan adsorpsi. Kecepatan adsorpsi dapat didefinisikan

sebagai banyaknya zat yang teradsorpsi per satuan waktu. Kecepatan atau besar

kecilnya adsorpsi dipengaruhi oleh beberapa hal, diantaranya :

- Macam adsorben

- Macam zat yang diadsorpsi (adsorbate)

- Luas permukaan adsorben

- Konsentrasi zat yang diadsorpsi (adsorbate)

- Temperatur

2.3 Karbon Aktif/Arang Aktif/Norit

Adsorben ialah zat yang melakukan penyerapan terhadap zat lain (baik

cairan maupun gas) pada proses adsorpsi. Umumnya adsorben bersifat spesifik,

hanya menyerap zat tertentu. Dalam memilih jenis adsorben pada proses adsorpsi,

disesuaikan dengan sifat dan keadaan zat yang akan diadsorpsi. Tiap partikel

adsorben dikelilingi oleh molekul yang diserap karena terjadi interaksi tarik

menarik. Zat ini banyak dipakai di pabrik untuk menghilangkan zat-zat warna

dalam larutan. Penyerapan bersifat selektif, yang diserap hanya zat terlarut atau

pelarut sangat mirip dengan penyerapan gas oleh zat padat.

Jenis adsorben yang digunakan dalam penelitian kali ini adalah karbon

aktif/arang aktif/norit. Sejak perang dunia pertama arang aktif produksi dari

peruraian kayu sudah dikenal sebagai adsorben atau penyerap yang afektif

sehingga banyak dipakai sebagai adsorben pada topeng gas arang aktif adalah

bahan berupa karbon bebas yang masing-masing berikatan secara kovalen atau

arang yang telah dibuat dan diolah secara khusus melalui proses aktifasi, sehingga

pori-porinya terbuka dan dengan demikian mempunyai daya serap yang besar


terhadap zat-zat lainnya, baik dalam fase cair maupun dalam fase gas. Dengan

demikian, permukaan arang aktif bersifat non-polar. Struktur pori berhubungan

dengan luas permukaan, dimana semakin kecil pori-pori arang aktif,

mengakibatkan luas permukaan semakin besar. Dengan demikian kecepatan

adsorpsi bertambah. Untuk meningkatkan kecepatan adsorpsi, dianjurkan

menggunakan arang aktif yang telah dihaluskan. Karbon aktif ini cocok

digunakan untuk mengadsorpsi zat-zat organik. Komposisi arang aktif terdiri dari

silika (SiO2), karbon, kadar air dan kadar debu. Unsur silika merupakan kadar

bahan yang keras dan tidak mudah larut dalam air, maka khususnya silika yang

bersifat sebagai pembersih partikel yang terkandung dalam air keruh dapat

dibersihkan sehingga diperoleh air yang jernih.

Sifat arang aktif yang paling penting adalah daya serap. Untuk

menghilangkan bahan-bahan terlarut dalam air, biasa menggunakan arang aktif

dengan mengubah sifat permukaan partikel karbon melalui proses oksidasi.

Partikel ini akan menyerap bahan-bahan organik dan akan terakomulasi pada

bidang permukaannya. Pada umumnya ion organik dapat diturunkan dengan arang

aktif.

Adsorpsi oleh arang aktif akan melepaskan gas, cairan dan zat padat dari

larutan dimana kecepatan reaksi dan kesempurnaan pelepasan tergantung pada

pH, suhu, konsentrasi awal, ukuran molekul, berat molekul dan struktur molekul.

Penyerapan terbesar adalah pada pH rendah. Dalam Laboratorium Manual

disebutkan bahwa pada umumnya kapasitas penyerapan arang aktif akan

meningkat dengan turunnya pH dan suhu air. Pada pH rendah aktifitas dari bahan

larut dengan larutan meningkat sehingga bahan-bahan larut untuk tertahan pada

arang aktif lebih rendah.

Proses adsorpsi arang aktif dapat digambarkan sebagai molekul yang

meninggalkan zat pengencer yang terjadi pada permukaan zat padat melalui ikatan

kimia maupun fisika. Molekul tersebut digunakan sebagai adsorbat dan zat padat

disebut adsorben arang aktif. Adapun adsorpsi yang terjadi pada arang aktif dapat

bersifat adsorpsi Fisik dan adsorpsi Kimia


2.4 Parameter-Parameter

2.4.1 Kekeruhan (Turbidity)

Turbiditas atau kekeruhan di dalam air disebabkan oleh adanya zat yang

tersuspensi seperti lumpur, plangton, zat organik dan zat halus lainya. Turbiditas

tidak memiliki hubungan langsung dengan zat padat tersuspensi, karena turbiditas

tergantung dari ukuran dan bentuk butir partikel, sedangkan zat padat tersuspensi

tergantung dengan zat yang tersuspensi tersebut. Ada beberapa metoda

pengukuran turbiditas yatu :

- Nefelometri

- Hellige turbiditymetri (kekeruhan silika)

- Metode visual/candle turbiditymetri (kekeruhan jackson)

- Metode spektrofotometri

Metode yang sering dipakai adalah metode nefelometri dengan satuan

NTU (Nefelometric Turbidity Units). Prinsip analisa dengan metode nefelometri

ini adalah pengukuran terhadap intensitas cahaya yang dihamburkan oleh partikel-

partikel yang ada di dalam air. Semakin tinggi intensitas cahaya yang

dihamburkan semakin tinggi pula turbidity atau kekeruhannya. Pengukuran

dilakukan dengan membandingkan intensitas cahaya yang dihamburkan oleh

sampel dengan intensitas cahaya yang dihamburkan oleh larutan standar dalam

keadaan yang sama. Sebagai larutan standar untuk penentuan kekeruhan

digunakan larutan suspensi polimer formazin. Maka satuannya juga sering disebut

FTU (Formazin Turbidity Units).

Untuk standar kekeruhan pada alat tubiditas di lapangan sebaiknya

menggunakan standar turbiditas yang berbentuk padat, yaitu kaca buram yang

sudah distandarisasikan dengan larutan standar turbiditas.

Gangguan yang dapat terjadi dalam pengukuran turbiditas antara lain:

- Warna sampel dapat memepengaruhi nilai kekeruhan, karena adanya

penyerapan cahaya sehingga nilai turbiditasnya akan turun.

- Alat gelas yang buram atau retak mempengaruhi hasil pengukuran.


Faktor lain yang harus diperhatikan adalah tingkat representatif sampel,

terutama pada sampel yang banyak mengandung zat padat tersuspensi.

2.4.2 pH

pH menunjukan derajat asam-basa suatu cairan, melalui konsentrasi

(aktifitas) ion Hidrogen. Peranan ion hidrogen dalam air dapat mempengaruhi

aktifitas manusia, binatang, nikroorganisme serta proses-proses lainya. Ion

hidrogen sangat berperan dalam air, namun tidak begitu berperan dalam pelarut

organik seperti alkohol dan lain-lain. Oleh karena itu, derajat asam basa hanya

dapat diukur di dalam pelarut air. Asam dianggap sebagai suatu molekul yang

memisahkan diri menjadi ion H+ dan sisa asam, misalnya HCl → H + + Cl − .

Belakangan ini timbul anggapan baru tentang asam, sehubungan dengan adanya

senyawa yang bila bereaksi dengan air akan menghasilkan ion hidrogen (H+)

yaitu: CO2 dan Al2(SO4)3.

CO2 + 2H2O H3O+ HCO3-

pH dalam bentuk logaritma memiliki definisi sebagai berikut

pH = - log [H+]

Air murni memiliki kesetimbangan yang dinamis, antara H2O,H+ dan OH,

H2O

H+ + OH Kw = [H+] [OH-]

[H2O] Kw = [H+] [OH-]

Kw = 10-4

Karena air memiliki konsentrasi ion H+ dan OH- yang sama maka H2O

memiliki pH = 7.

Kw = [H+] [OH-]

10-4 = 10-7.10-7

Ada dua metode pengukuran pH

- Metode kolorimetri

- Metode potensiometri


Metode potensiometri adalah metode pengukuran pH yang didasarkan atas

perbedaan tegangan pada kedua ujung potensial. Yang dimaksud dengan ujung

potensial disini adalah elektroda (elektroda kerja dan elektroda pembanding).

2.4.3 Padatan Total

Total suspended solid atau padatan tersuspensi total (TSS) adalah residu

dari padatan total yang tertahan oleh saringan dengan ukuran partikel maksimal

2μm atau lebih besar dari ukuran partikel koloid. Yang termasuk TSS adalah

lumpur, tanah liat, logam oksida, sulfida, ganggang, bakteri dan jamur. TSS

umumnya dihilangkan dengan flokulasi dan penyaringan. TSS

memberikan kontribusi untuk kekeruhan (turbidity) dengan membatasi penetrasi

cahaya untuk fotosintesis dan visibilitas di perairan. Sehingga nilai kekeruhan

tidak dapat dikonversi ke nilai TSS. Kekeruhan adalah kecenderungan ukuran

sampel untuk menyebarkan cahaya. Sementara hamburan diproduksi oleh adanya

partikel tersuspensi dalam sampel. Kekeruhan adalah murni sebuah sifat optik.

Pola dan intensitas sebaran akan berbeda akibat perubahan dengan ukuran

dan bentuk partikel serta materi. Sebuah sampel yang mengandung 1.000 mg/L

dari fine talcum powder akan memberikan pembacaan yang berbeda kekeruhan

dari sampel yang mengandung 1.000 mg/L coarsely ground talc . Kedua sampel

juga akan memiliki pembacaan yang berbeda kekeruhan dari sampel mengandung

1.000 mg/L ground pepper. Meskipun tiga sampel tersebut mengandung nilai

TSS yang sama.

Perbedaan antara padatan tersuspensi total (TSS) dan padatan terlarut total

(TDS) adalah berdasarkan prosedur penyaringan. Padatan selalu diukur sebagai

berat kering dan prosedur pengeringan harus diperhatikan untuk menghindari

kesalahan yang disebabkan oleh kelembaban yang tertahan atau kehilangan bahan

akibat penguapan atau oksidasi.


http://environmentalchemistry.wordpress.com/2010/09/30/total-dissolved-solid-tds/

http://environmentalchemistry.wordpress.com/2010/09/30/total-dissolved-solid-tds/

http://environmentalchemistry.wordpress.com/

http://environmentalchemistry.wordpress.com/2012/01/11/total-suspended-solid-tss-2/

BAB III

METODOLOGI

Dalam mengolah air limbah cucian pakaian, dilakukan proses adsorpsi

menggunakan karbon aktif sebagai adsorben. Pada prosesnya limbah air limbah

cucian pakaian dialirkan melalui kolom adsorben sehingga terjadi proses adsorpsi.

Dari proses yang terjadi dihasilkan effluen dengan konsentrasi organik yang

rendah serta warna yang lebih jernih. Percobaan yang dilakukan ini merupakan

percobaan skala laboratorium, yang dilaksanakan di laboratorium PLI

(Pengolahan Limbah Industri) Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung.

3.1. Diagram Alir Proses3.1.1 Persiapan

Air hasil backwash

Diagram 3.1 Diagram Alir Proses Backwash Pada Kolom Karbon Aktif


Pembukaan keran outlet dari menara, dan penghubungan dengan selang air

Pembukaan air keran hingga memenuhi menara

backwash selama 15 menit

Pengaliran air keran dari bawah kolom ke atas kolom pada kolom K-01

Ukur pH air yang keluar hingga pH air yang keluar = pH air keran

3.1.2 Proses Pengolahan air limbah

Limbah Cucian Pakaian

Diagram 3.2 Diagram Alir Proses Pengolahan Air limbah cucian pakaian dengan

Proses Adsorpsi Karbon Aktif

3.2. Tahapan Persiapan

3.2.1. Pengadaan Peralatan Penelitian dan Analisa

Pengadaan Peralatan Penelitian dan Analisa dari laboratorium

pengolahan limbah industri Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri

Bandung. Peralatan yang diperlukan diantaranya adalah

menara adsorpsi, gelas ukur, gelas kimia, stopwatch, turbidimeter,

penggaris, pH Meter, TDS Meter.

3.2.2. Pengadaan Bahan Adsorpsi, Bahan Kimia, dan Sampel

Limbah

Adsorben yang digunakan pada pengolahan limbah air cucian

pakaian ini adalah karbon aktif. Karbon aktif yang digunakan dari

laboratorium Pengolahan Limbah Industri Politeknik Negeri


Bak Umpan

Ukur volume filtrat (efluen) pH, DHL Laju Alir (awal) Kekeruhan TDS

Pengaliran air limbah kedalam Kolom K-01 bagian atas

Kran dalam keadaan terbuka

Penampungan efluen setiap 15 menit selama 60 menit

Bandung. Pada percobaan kali ini sampel yang dipakai adalah

sampel air bekas cucian pakaian yang dibuat sendiri.

3.3. Tahap Pelaksanaan Percobaan

3.3.1. Sampling

Sampel yang digunakan adalah air limbah bekas cucian

pakaian yang berasal limbah cucian yang dibuat sendiri, dimana air

yang dihasilkan dari proses pencucian pakaian kotor diambil

sebagai sampel.

3.3.2 Prosedur Backwash

Backwash dilakukan sebelum dilakukan proses adsorpsi pada

sampel limbah air cucian pakaian. Backwash dilakukan dengan

mengalirkan air keran dari bagian bawah kolom keatas kolom. Air

yang telah dialirkan akan kembali kebawah dan keluar dari kolom.

Proses backwash dilakukan selama 15 menit hingga air yang keluar

dari kolom memiliki pH yang sama dengan pH air keran.

Pengecekan pH air yang keluar dari kolom dan air keran dilakukan

dengan menggunakan PH meter.

3.3.3. Prosedur Adsorpsi Menggunakan Karbon aktif

Prosedur adsorpsi dilakukan dengan mengalirkan sampel air

limbah cucian pakaian kedalam kolom karbon aktif dengan laju alir

tertentu. Effluen yang dihasilkan ditampung dan diukur volumenya

setiap 15 menit selama 60 menit. Effluen yang dihasilkan

kemudian diukur TDS, kekeruhan, DHL, dan PH.

3.4. Tahap Analisis

Tahap analisis kekeruhan, pH, DHL dan TDS dilakukan pada air limbah air

limbah cucian pakaian sebelum proses adsorpsi dan pada efluen setelah

proses adsorpsi.


3.4.1 Prosedur Pemeriksaan pH

3.4.1.1. Prinsip Pengujian

Pengukuran pH air pada prinsipnya mengukur aktifitas

hidrogen yang terdapat dalam air dengan menggunakan

potensiometri. Dimana yang diukur adalah perubahan

tegangan yang diakibatkan oleh aktivitas ion Hidrogen sebesar

59,1 mV/pH unit pada 250C.

3.4.1.2. Alat dan Bahan

1. pH meter

2. Stirer Magnetik

3. Gelas Kimia

4. Kertas Tissue

3.4.1.3. Cara Kerja

1. Membilas Elektroda dengan air suling kemudian

keringkan dengan kertas tissue.

2. Membilas Elektroda dengan sampel uji.

3. Mencelupkan elektroda kedalam sampel uji sampai pH

meter menunjukkan pembacaan yang tetap.

4. Mencatat hasil pembacaan skala atau rangka pada tampilan

dari pH meter.

3.4.2. Prosedur Pemeriksaan DHL dan TDS


Pada percobaan ini alat yang digunakan adalah

turbidimeter. Konduktivity meter ini berdasarkan hubungan

antara konduktansi listrik dan konsentrasi larutan. Sel terdiri dari

sepasang elektroda berupa logam yang dilapisi dengan logam

untuk menahan efektivitas permukaan elektroda. Sementara untuk

TDS hubungan antara konduktivitas dengan TDS yang

dikemukakan oleh Victorian Salinity Program and the Murray

Darling Basin Commission adalah mikrosiemens per sentimeter


(µS/cm pada 25oC) sehingga TDS berbanding lurus dengan DHL.

Sehingga untuk pengukuran TDS dan DHL menggunakan alat

yang sama yaitu konduktometer.

3.4.2.2. Alat

Konduktometer

3.4.2.3. Cara Kerja

1. Masukkan ± 50 mL sampel uji kedalam gelas kimia,

kemudian periksa dengan alat konduktometer.

2. Baca dan catat nilai yang tertera.

3.4.3. Prosedur Pemeriksaan Kekeruhan


Untuk pengukuran kekeruhan digunakan alat turbidimeter.

Prinsip umum dari alat turbidimeter adalah sinar yang datang

mengenai suatu partikel ada yang diteruskan dan ada yang

dipantulkan, maka sinar yang diteruskan digunakan sebagai dasar

pengukuran.

3.4.3.2. Alat

Turbidimeter

3.4.3.3. Cara Kerja

3. Menuangkan atau mengisi botol/tabung turbidimeter

dengan sampel hingga penuh

4. Memasukan tabung/botol yang berisi sampel kedalam alat

turbidimeter

5. Membaca angka yang tertera pada alat turbidimeter


BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada percobaan ini dilakukan pengolahan limbah air bekas cucian pakaian

dengan menggunakan adsorben yaitu karbon aktif. Dengan penggunaan karbon

aktif ini, adsorbat akan diserap oleh adsorben dimana akan terjadi suatu ikatan

kimia fisika antara substansi dengan penyerapnya. Partikel-partikel kecil zat

penyerap dilepaskan pada adsorpsi kimia yang merupakan ikatan kuat antara

penyerap dan zat yang diserap sehingga tidak mungkin terjadi proses yang bolak-

balik. Limbah yang digunakan adalah limbah bekas cucian pakaian dengan

kekeruhan awal yaitu 90,34 NTU, pH awal sebesar 8,18, DHL awal sebesar 3,17,

dan TDS sebesar 215.

4.1 Pengaruh Waktu Adsorpsi terhadap Kekeruhan Limbah Bekas Cucian

Pakaian

Lamanya waktu pengolahan limbah bekas cucian pakaian oleh partikel

adsorben dalam proses adsorpsi akan mempengaruhi kekeruhan dari effluent.

Pengaruh lamanya waktu proses adsorpsi terhadap kekeruhan ditunjukkan pada

gambar 4.1

0 10 20 30 40 50 60 7078808284868890929496

Waktu (menit)

Keke

ruha

n (N

TU)

Gambar 4.1 Kurva pengaruh waktu adsorpsi terhadap kekeruhan


Berdasarkan gambar 4.1 dapat diketahui bahwa kekeruhan terhadap waktu

semakin menurun seiring berjalannya waktu. Namun pada awal proses terjadi

kenaikan kekeruhan terlebih dahulu hal ini disebabkan karena tidak konstannya

pengadukan pada sampel. Kecepatan pengadukan yang rendah menyebabkan

kurang efektifnya tumbukan yang terjadi antar adsorben dengan adsorbat sehingga

daya serap yang ada bernilai kecil. Untuk kondisi sebaliknya dengan kecepatan

pengadukan yang terlalu cepat, maka kemungkinan yang terjadi struktur adsorben

cepat rusak, sehingga proses adsorpsi kurang optimal (Alimatun dalam Mulyatna,

2003). Maka dari itu pada waktu 0-20 menit terjadi kenaikan kekeruhan dan

penurunan kekeruhan pada menit selanjutnya.

Penurunan kekeruhan pada dasarnya terjadi apabila penyerapan dilakukan

dalam jangka waktu yang lama dan debit yang keluar tidak terlalu besar, maka

hasil dari adsorban akan terlihat lebih jernih dan nilai kekeruhan akan lebih kecil

dibandingkan sampel awal sebelum diserap oleh adsorbat. Hal itu dikarenakan

proses interaksi tarik-menarik antara adsorben dan adsorbat akan semakin lama

sehingga nilai kekeruhan pun akan semakin turun. Namun, pada waktu tertentu

nilai kekeruhan akan mengalami peningkatan kembali dikarenakan karbon aktif

yang digunakan sebagai adsorben telah jenuh sehingga proses penyerapannya pun

akan berkurang sehingga dapat diketahui seberapa besar penyerapan maksimum

yang dapat dilakukan oleh karbon aktif. Tetapi pada grafik menunjukkan sebelum

adsorben mengalami penjenuhan, proses telah berhenti. Pada grafik terlihat dari

menit ke-20 hingga menit ke-50 grafik terlihat menurun sedangkan pada menit ke

60 nilainya meningkat hanya sedikit yaitu 84,7 NTU, dikarenakan kenaikan grafik

hanyalah sedikit atau tidak signifikan sehingga kemungkinan jika grafik

diteruskan maka akan masih mengalami penurunan, sehingga dari kurva ini belum

didapatkan breaktrough. Hal itu dikarenakan debit yang digunakan pada saat

proses berlangsung terlalu besar sehingga volume effluen tidak cukup untuk

sampai mendapatkan hasil penyerapan maksimum karbon aktif.


4.2 Pengaruh Waktu Adsorpsi terhadap pH Air Limbah Bekas Cucian

Pakaian

Lamanya waktu pengolahan air limbah bekas cucian pakaian oleh partikel

adsorben dalam proses adsorpsi akan mempengaruhi effluent. Pengaruh lamanya

waktu proses adsorpsi terhadap pH ditunjukkan pada Gambar 4.2

0 10 20 30 40 50 60 707.4

7.5

7.6

7.7

7.8

7.98

8.1

8.2

8.3

Waktu (menit)

pH

Gambar 4.2 Kurva pengaruh waktu adsorpsi terhadap pH

Berdasarkan Gambar 4.2 dapat diketahui bahwa effluent hasil proses

adsorpsi air limbah menggunakan karbon aktif mengalami kenaikan dan

penurunan pH seiring dengan bertambahnya waktu adsorpsi. Menurut Bai &

Abraham dalam Afrianita (2001), pH adsorbat mempengaruhi gaya elektrostatik

ion untuk berhubungan dengan gugus fungsi pada adsorben (Bai & Abraham

dalam Afrianita 2001). Pada pH rendah, anion akan muncul ke permukaan yang

disebabkan banyaknya ion H+ yang muncul pada permukaan adsorben. Hal ini

akan mengganggu penyerapan adsorbat. Maka dari itu terjadi ketidakstabilan pH

seiring dengan bertambahnya waktu. Selain itu, semakin bertambahnya waktu

adsorpsi maka semakin meningkat juga proses penyerapan senyawa - senyawa

kimia yang terlarut dalam air limbah tersebut, sehingga ion-ion logam dalam air

limbah juga akan terserap. Ion-ion logam tersebut melepas pasangan anion-

anionnya sehingga effluent mengandung banyak anion yang menyebabkan pH

effluent menjadi bertambah basa. Tetapi pada menit tertentu effluent mengalami


kenaikan pH. Didalam air limbah bekas cucian pakaian, dikarenakan terdapat

detergen yang bersifat basa didalamnya maka pH air limbah pada awalnya adalah

basa yaitu 8,18, sehingga pengolahan air yang baik adalah pH air dapat

menurunkan pH hingga pH yang dihasilkannya adalah mendekati netral agar hasil

proses pengolahan dapat dibuang ke lingkungan. Sehingga kurva yang didapat

seharusnya pH akan turun hingga pada titik tertentu kemudian akan naik kembali

dimana titik pH terendah yang mendekati netral adalah penurunan optimum pH

pada waktu tertentu. Dari gambar 4.2 dapat dilihat bahwa pada proses awal pH

terlihat menurun sehingga pH mendekati pH netral yaitu pada menit ke 20 hingga

pH mencapai 7,72, akan tetapi pada menit ke-40 kurva nilai pH meningkat dan

turun kembali hingga pH akhir mencapai 7,74. Nilai pH yang meningkat

disebabkan karena adsorben sudah mencapai kondisi jenuh sehingga kemampuan

adsorben menyerap partikel kimia atau pengotor dalam air limbah bekas cucian

pakaian mengalami penurunan. Kemudian setelah pH meningkat, nilai pH

kembali turun hingga 7,74. Naik turunnya kurva ini diakibatkan proses adsorpsi

menunjukan bahwa hasil proses adsorpsi belum stabil, dimana bila grafik terus

dilanjutkan maka kurva masih akan terus turun mendekati pH netral 7. Sehingga

untuk penentuan breaktrough pada kurva ini belum dapat ditentukan dikarenakan

bila diambil titik pada menit ke 20 dengan pH 7,72, kurva pada menit ke 40 pH

turun kembali sehingga kemungkinan kurva belum mendapatkan titik optimum

untuk penurunan pH yang mendekati netral, dikarenakan sampel air limbah yang

telah habis sehingga tidak dapat melanjutkan proses. Dari data yang dihasilkan

didapatkan pH awal sebesar 8,18 dan pH akhir sebesar 7,74. Dan berdasarkan PP

no. 82 tahun 2001 air yang baik berada pada kisaran pH sekitar 6-9. Dari data

tersebut bisa diketahui bahwa kisaran pH pada proses yang telah dilakukan

memenuhi syarat sebagai kualitas air yang baik. Sehingga aplikasinya air hasil

pengolahan ini dapat dibuang ke lingkungan bila ditinjau dari segi kisaran pH

yang memenuhi syarat sebagai kualitas air yang baik.


4.3 Pengaruh Waktu Adsorpsi terhadap TDS dan DHL Limbah Air Bekas

Cucian Pakaian

Berdasarkan data yang diperoleh, lamanya proses adsorpsi akan

berpengaruh terhadap perubahan nilai TDS dan DHL pada effluen yang

ditunjukkan pada Gambar 4.3.1

0 10 20 30 40 50 60 702.7

2.8

2.9

3

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

Waktu (menit)

DHL

Gambar 4.3.1 Kurva pengaruh waktu adsorpsi terhadap DHL

Prinsip daya hantar listrik yaitu semakin lama waktu alir maka daya hantar

listriknya akan semakin tinggi dikarenakan waktu alir yang lama dapat dipastikan

menghasilkan adsorbat yang jernih (Udin, 2011). Tinggi rendahnya daya hantar

listrik pada air dapat menunjukkan banyaknya jumlah logam yang terlarut dalam air.

Semakin banyak garam-garan terlarut terionisasi, semakin tinggi pula nilai DHL.

Asam, basa dan garam merupakan penghantar listrik yang baik sedangkan bahan

organic merupakan penghantar listrik yang buruk.

Adsorbat yang jernih, sedikit mengandung bahan-bahan terlarut didalamnya

sehingga pergerakan elektrolit atau ion-ion dalam larutan dapat bergerak dengan

cepat sehingga menyebabkan daya hantar listriknya menjadi besar, berbeda

dengan larutan yang mengandung berbagai macam bahan-bahan terlarut

didalamnya, pergerakan ion akan terganggu dan lebih lambat sehingga

menyebabkan daya hantar listrik menjadi kecil. Maka semakin besar DHL maka

semakin besar nilai daya hantar listriknya maka dapat disimpulkan kualitas air

tersebut semakin baik. Untuk pengaruh DHL terhadap waktu, seharusnya grafik


terus meningkat hingga pada satu waktu tertentu, nilai DHL kemudian menurun

dimana nilai DHL tertinggi adalah kenaikan DHL optimum pada proses

pengolahan menggunakan proses adsorpsi karbon aktif. Akan tetapi pada kurva

4.3.1 pada proses awal terjadi penurunan DHL kemudian DHL naik. Pada kurva

ini belum dapat ditentukan breaktrough dikarenakan DHL masih meningkat dan

belum terjadi penurunan yang tajam. Sementara itu, pada hubungan antara

pengaruh waktu adsorpsi terhadap TDS dapat terlihat dari Gambar 4.3.2

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65102030405060708090

100110120130140150160170180190200210220230240

Waktu (menit)

TDS

Gambar 4.3.2 Kurva pengaruh waktu adsorpsi terhadap TDS

Nilai TDS akan menurun dengan bertambahnya waktu. Penurunan nilai

TDS menunjukkan bahwa ukuran kandungan dari bahan-bahan organik maupun

anorganik yang terdapat pada limbah air bekas cucian pakaian mengecil. Namun,

pada waktu tertentu nilai TDS akan mengalami peningkatan kembali. Pada

Gambar 4.3.2 dapat terlihat bahwa nilai TDS pada awal proses mengalami

penurunan hingga 91,97 dan 94,48 kemudian kurva meningkat dengan


bertambahnya waktu. Dari kurva ini didapat breaktrough pada menit ke 15

dengan nilai TDS sebesar 82 NTU. Dikarenakan pada menit ke 15 ini merupakan

penurunan TDS optimum, sehingga proses adsorpsi dapat menurunkan TDS

hingga 85 NTU dengan waktu 15 menit. Nilai TDS itu sendiri menunjukan ukuran

kandungan gabungan semua bahan anorganik dan organik yang terkandung dalam

cairan dalam: (sol koloid) molekul, terionisasi atau mikro-butiran bentuk

ditangguhkan. Pada saat nilai TDS meningkat kembali menunjukkan bahwa

ukuran kandungan bahan anorganik maupun bahan anorganik yang berasal dari

limbah air bekas cucian pakaian membesar. Hal ini dikarenakan karbon aktif yang

digunakan sebagai adsorben telah jenuh sehingga proses penyerapannya pun akan

berkurang sehingga dapat diketahui seberapa besar penyerapan maksimum yang

dapat dilakukan oleh karbon aktif.

TDS yang dihasilkan pada awal sebesar 215 mg/l. Sedangkan pada menit ke

15 menghasilkan TDS sebesar 82 mg/L. Menurut PP no. 85 tahun 2001 standar

besarnya TDS pada air berkisar antara 3 – 2000 mg/l. Hal ini menunjukkan bahwa

air limbah bekas cucian pakaian tersebut masuk kedalam rentang yang telah

ditentukan.


BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Dari data percobaan hasil penelitian pengolahan air limbah cucian pakaian dengan

proses adsorpsi menggunakan karbon aktif sebagai adsorben yang telah

dilaksanakan, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan dalam penelitian ini.

Kesimpulan yang didapat sebagai hasil dari penelitian ini diharapkan dapat

menjadi referensi untuk penelitian selanjutnya agar mencapai hasil yang terbaik.

5.1. Kesimpulan

Dari hasil yang didapat, dapat disimpulkan bahwa:

1. Titik optimum proses adsorpsi dapat menurunkan pH dalam pengolahan

belum dapat diketahui karena kurva breaktrough belum tercapai

2. Titik optimum proses adsorpsi dapat menurunkan kekeruhan dalam

pengolahan air limbah bekas cucian pakaian adalah pada menit ke 15

hingga kekeruhan sebesar 82 NTU

3. Titik optimum proses adsorpsi dapat menurunkan TDS dalam

pengolahan air limbah bekas cucian pakaian belum dapat diketahui

karena kurva breaktrough belum tercapai

4. Titik optimum proses adsorpsi dapat meningkatkan DHL dalam

pengolahan air limbah bekas cucian pakaian belum dapat diketahui

karena kurva breaktrough belum tercapai

5.2. Saran

Disarankan apabila dilakukan penelitian lebih lanjut untuk proses adsorpsi

untuk pengolahan air limbah cucian pakaian, maka dapat dilakukan penelitian

untuk pengolahan lebih lanjut mengenai variasi laju alir yang digunakan sehingga

pH, TDS, DHL dan kekeruhan nilainya dapat masuk batasan yang diperbolehkan

untuk dibuang kelingkungan serta dapat dilakukan penelitian lebih lanjut

mengenai dosis optimum karbon aktif untuk penggunaan proses adsorpsi dalam

mengolah air limbah.


BAB I - kanalispolban.files.wordpress.com€¦ · Web viewDalam penelitian kali ini, penulis akan...

Documents

Transcript of BAB I - kanalispolban.files.wordpress.com€¦ · Web viewDalam penelitian kali ini, penulis akan...