BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air mempunyai peranan yang sangat vital bagi kehidupan di dunia ini,

baik bagi tumbuhan, hewan maupun manusia. Sumber air dapat diperoleh dari

mata air, air laut, danau, dan air sungai, tetapi hanya 3% saja dari sumber

tersebut yang bisa dikonsumsi oleh manusia. (Endarko dkk, 2013).

Kontaminasi logam berat pada tanah dan air merupakan masalah serius

yang akan memberikan efek buruk terhadap perkembangan dan pertumbuhan

tanaman. (Abdollah Hatamzadeh dkk, 2012). Belum lagi, ion – ion logam

berat bersifat racun dan karsinogen di alam, dan juga telah diketahui bahwa

logam berat dapat mempengaruhi syaraf, paru – paru dan tulang. (Ezzat M.

Soliman dkk, 2011).

Kebanyakan perlakuan terhadap air yang telah tercemar dengan

menggunakan metode pertukaran ion, proses oksidasi dan lain – lain

membutuhkan biaya yang tinggi. Oleh karena itu, adsorpsi merupakan cara

yang lebih banyak digunakan karena kemudahan dan kenyamanan

pengoperasiannya dan dengan desain yang sederhana. (Manish Mishra dkk,

2013). Limbah pertanian lokal dapat dijadikan sebagai sumber bahan utama

dalam pembuatan karbon aktif. (Siti Khadijah C.O., 2012).

Dalam penelitian ini, ampas tebu diuji untuk pembuatan karbon aktif

melalui proses kimiawi dikarenakan ampas tebu merupakan bahan yang

mudah didapat dan murah dengan kandungan karbon yang tinggi dan kadar

zat anorganiknya yang rendah.

1.2. Batasan Masalah

Penelitian ini hanya mengkaji dan mengangkat tentang, kemampuan

ampas tebu sebagai karbon aktif dalam menghilangkan warna, kekeruhan,

padatan, , logam berat dan perbandingan kemampuan penyerapan ampas tebu

dalam bentuk serbuk (PAC) dan butir – butiran kecil (GAC).

1

1.3. Rumusan Masalah

Rumusan masalah penelitian ini adalah:

a. Bagaimana sifat menyerap pada ampas tebu dalam bentuk bubuk (PAC)

dan bentuk butiran kecil (GAC) dalam air?

b. Bagaimana kemampuan ampas tebu bubuk (PAC) dan butiran (GAC)

dalam menghilangkan kekeruhan dalam air?

c. Bagaimana kemampuan ampas tebu bubuk (PAC) dan butiran (GAC)

dalam menghilangkan warna dalam air?

d. Bagaiamana pengaruh pH pada kemampuan ampas tebu bubuk (PAC) dan

butiran (GAC) dalam proses penyerapan?

e. Bagaimana kemampuan ampas tebu bubuk (PAC) dan butiran (GAC)

dalam menghilangkan padatan yang tersuspensi?

f. Bagaimana kemampuan ampas tebu bubuk (PAC) dan butiran (GAC)

dalam menghilangkan bakteri coliform?

g. Bagaimana kemampuan ampas tebu bubuk (PAC) dan butiran (GAC)

dalam menghilangkan logam berat?

1.4. Tujuan

Untuk menginformasikan kemampuan karbon aktif dari ampas tebu

dalam bentuk bubuk (PAC) dan butiran kecil (GAC) sebagai adsorben yang

murah dan efektif.

1.5. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dalam penelitian ini adalah memberikan pengetahuan

pada masyarakat tentang pemanfaatan ampas tebu sebagai karbon aktif dalam

menangani limbah pada air tanah.

2

BAB II

KAJIAN TEORI

2.1. Utilisasi

Utilisasi atau Pemanfaatan (utilization) adalah rasio input yang benar-

benar digunakan dengan jumlah input yang tersedia. Menurut Vincent

Gaspersz (1998:209), utilisasi adalah pecahan yang menggambarkan

persentase clock time yang tersedia dalam pusat kerja yang secara aktual

digunakan untuk produksi berdasarkan pengalaman lalu.

2.2. Ampas Tebu

Ampas tebu adalah alternatif baru sebagai pengganti produk karbon

aktif yang telah ada. Sari ampas tebu adalah produk limbah dari industri

pemurnian gula. Penamaan sari ampas tebu dikarenakan, limbah tersebut

berasal dari sisa – sisa yang terbentuk setalah gula diekstraksi. Sari ampas

tebu mengandung selulosa, pentosa, dan lignin.

Pada penelitian sebelumnya, adosrpsi logam Cr (VI) mencapai 99.8%

pada pH 2. Dan data yang dihasilkan, cocok dengan isotherm Freundlich.

(Siti Khadijah, dkk, 2012)

2.3. Air Tanah

Air tanah (groundwater) merupakan air yang berada di bawah

permukaan tanah. Air tanah ditemukan pada akifer. Pergerakan air tanah

sangat lambat; kecepatan arus berkisar antara 10-10 – 10-3 m/detik dan

dipengaruhi oleh porositas, permeabilitas dari lapisan tanah, dan pengisian

kembali air (recharge). (Hefni Effendi, 2003:44)

Air permukaan dan air sumur biasanya mengandung bahan – bahan

logam terlarut seperti Na, Mg, Ca dan Fe. Air yan mengandung komponen –

komponen tersebut dalam jumlah tinggi disebut air sadah. (Srikandi Fardiaz,

1992:19)

2.4. Kabon Aktif

Arang aktif merupakan senyawa karbon amorph, yang dapat dihasilkan

dari bahan – bahan yang mengandung karbon atau dari arang yang

diperlakukan dengan cara khusus untuk mendapatkan permukaan yang lebih

luas. (Roop Chand Bansal, 2005:5)

3

10 Gram Karbon Aktif

Dicampurkan untuk pengaktifan

HASIL

28 ml Asam Sulfat

AMPAS TEBU

Dicuci dengan airDibilas dengan akuadesDikeringkan kedalam oven, suhu 130°C selama 24 jamDitanur dengan suhu 500°C selama 2 jamDitumbuk sampai agak halusDisaring menjadi dua ukuran, yaitu , 63 µm – 300 µm, dan 2 mm – 3,35. mm

HASIL

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Alat dan Bahan

3.1.1. Alat

Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah oven, tanur,

gelas plastik, Pipa PVC, keran, magnetic stirrer, orbital shaker,

Spektrofotometer HACH DR 5000 dan peralatan gelas yang lazim

digunakan dalam laboratorium.

3.1.2. Bahan

Bahan dan larutan yang digunakan dalam percobaan ini adalah

ampas tebu, larutan sulfur, larutan methylene blue, sampel air

tanah.

3.2. Cara Kerja

4

AIR LIMBAH

Dialirkan melalui pipa pvc menuju filter karbon aktif berbentuk butiran kecil (GAC)Diambil limbah air setiap 15 menit selama 60 menit proses penyaringan.

HASIL

AIR LIMBAH

Dialirkan melalui pipa pvc menuju filter karbon aktif berbentuk bubuk (PAC)Diambil limbah air setiap 15 menit selama 60 menit proses penyaringan.

HASIL

5

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Uji Penghilangan Kekeruhan

Grafik. 4.1. Persentase Penghilangan Kekeruhan dari PAC dan GAC

Pada Grafik ditunjukkan proses penghilangan kekeruhan yang paling

tinggi ditunjukkan pada PAC dengan persentase 98.04% dan pada waktu

optimum HRT 30 menit. Dan setelah mencapai waktu optimum, aktivitas

karbon aktif menurun sampai HRT 60 menit, baik pada PAC ataupun GAC.

4.2. Uji Penghilangan Warna

Grafik. 4.2. Persentase Penghilangan Warna dari PAC dan GAC

Persentase penghilangan warna tertinggi ditunjukkan pada HRT 30

menit dengan persentase pada PAC dan GAC masing – masing adalah,

96.24% dan 65.04%. Aktivitas karbon aktif menurun sampai HRT 60 menit.

6

4.3. Uji pH

Grafik. 4.3. Perbandingan Persentase Nilai pH pada PAC dan GAC

Grafik menunjukkan, pada HRT 30 menit nilai pH pada PAC dan GAC

masing – masing adalah 2.98 dan 6.2. Ini menunjukkan bahwa kedua limbah

cair berada pada suasana asam. Sementara itu, pada akhir eksperimen

menunjukkan perubahan pH kembali menuju mendekati 7. Bisa dikatakan

bahwa nilai pH pada limbah cair setelah proses pengolahan mencapai

kurang dari 7 dalam larutan asam.

4.4. Uji Penghilangan Padatan Tersuspensi.

Grafik. 4.4. Perbandingan Persentase Nilai pH pada PAC dan GAC

Persentase tertinggi dalam HRT 30 menit ditunjukkan oleh PAC yaitu

99.72%, sementara GAC berkisar 99.32%. Pada akhir eksperimen, yaitu

pada HRT 60 menit, persentase penghilangan pada PAC dan GAC masing –

masing adalah 98.58% dan 97.61%. Ini menunjukkan pada waktu tersebut,

ukuran pori – pori karbon aktif mengecil.

7

4.5. Uji Penghilangan Coliform

Grafik. 4.5. Perbandingan Persentase Penghilangan Coliform Oleh PAC dan GAC

Pada rentang HRT 15 – 30 menit, baik PAC ataupun GAC,

menunjukkan persentase tertinggi dalam penghilangan bakteri coliform,

yaitu dengan persentase 100%. Kemudian, aktivitas menurun saat HRT 35

menit sampai akhir eksperimen dimana persentase penghilangan coliform

oleh PAC dan GAC masing – masing, 51.22% dan 24.39%.

4.6. Uji Penghilangan Logam Berat

Grafik. 4.6. Persentase Penghilangan Ferum Oleh PAC dan GAC

Persentase tertinggi ditunjukkan pada waktu optimum yaitu HRT 30

menit, dengan persentase penghilangan kandungan Fe pada sampel oleh

PAC dan GAC masing – masing adalah, 88.47% dan 77.46%.

8

BAB V

KESIMPULAN

Air tanah merupakan air alami yang mengandung bermacam substansi yang

tidak dibutuhkan yang harus dibuang. Kinerja karbon aktif pada air dan

penghilangan limbah telah ditunjukkan pada penelitian – penelitian terdahulu.

Berdasarkan hasil dari beberapa parameter bahwa hasil pengujian

menunjukkan bubuk karbon aktif ampas tebu (PAC SB) merupakan yang paling

efektif dalam penghilangan (%) seperti kekeruhan, 98.82%, warna, 96.99%,

bakteri coliform, 100% dan padatan tersuspensi 99.55% pada waktu optimum

HRT 30 menit.

Penelitian ini juga menunjukkan bahwa semakin kecil partikel karbon aktif,

semakin efektif dalam pengolahan air dalam berbagai parameter. Meskipun,

ketika aktivitas karbon aktif telah mencapai batas optimum, kemampuannya

menurun dikarenakan efisiensi penyerapan menurun yang disebabkan oleh

menutupnya pori – pori karbon aktif. Meskipun demikian, dapat disimpulkan

bahwa karbon aktif dalam bentuk bubuk merupakan adsorben yang baik

dibandingkan dengan yang dalam bentuk butiran kecil.

9

DAFTAR PUSTAKA

Bansal, Roop Chand. 2005 Activated Carbon Adsorption. Taylor & Francis

Group. Boca Raton London New York. Singapore. LLC.

Khadijah, Siti dkk. Utilization of Sugarcane Bagasse In The Production of

Activated Carbon for Groundwater Treatment. International Journal of

Engineering and Applied Sciences. Civil Engineering Department, Faculty

of Engineering, Universiti Pertahanan Nasional Malaysia, Malaysia. 2012

10