Ppt cu dan nikel fix

46
PENURUNAN KONSENTRASI NIKEL & TEMBAGA PADA LIMBAH CAIR EEKTROPLATING DENGAN METODE ELEKTROKOAGULASI Disusun oleh : Rizki Dwi Pangesti Isponi Umayah Mega Bunga Persada Eka Rusadi

Transcript of Ppt cu dan nikel fix

Page 1: Ppt cu dan nikel fix

PENURUNAN KONSENTRASI NIKEL

& TEMBAGA PADA LIMBAH CAIR

EEKTROPLATING DENGAN METODE

ELEKTROKOAGULASI

Disusun oleh :

Rizki Dwi Pangesti

Isponi Umayah

Mega Bunga Persada

Eka Rusadi

Page 2: Ppt cu dan nikel fix

Pendahuluan

Limbah cair industri elektroplating

mengandung logam berat yang

berbahaya sehingga, pengolahan

terhadap limbah hasil elektroplating

diharapkan dapat diminimalisir

dampaknya terhadap lingkungan.

Elektroplating adalah pelapisan logam

dengan menggunakan teknik

elektrokimia atau elektrolisa. (MenLH,

2007).

Page 3: Ppt cu dan nikel fix

Air limbah elektroplating banyak

mengandung logam-logam terlarut,

pelarut dan senyawa organik maupun

anorganik terlarut lainnya. (Purwanto,

2005). Untuk mengolah nilai parameter-

parameter logam berat seperti krom,

besi, nikel, tembaga dan mangan

dengan konsentrasi yang berbeda- beda

digunakan pengolahan secara

elektrokoagulasi.

Page 4: Ppt cu dan nikel fix

Baku mutu limbah cair industri pelapisan logam di

Indonesia, sesuai dengan keputusan Gubernur Jawa Timur

No.45 Tahun 2002 dapat diperlihatkan pada tabel berikut :

Sumber: Hendro, Mario K, Ratih S. Pemisahan Kromium dan Nikel

dari Limbah Cair Elctroplating dengan Proses Ultrafiltrasi. Jurnal

Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.

Page 5: Ppt cu dan nikel fix

Elektrokoagulasi merupakan

metode elektrokimia untuk pengolahan

air dimana pada anoda terjadi

pelepasan koagulan aktif berupa ion

logam (biasanya aluminium atau besi)

ke dalam larutan, sedangkan pada

katoda terjadi reaksi elektrolisis berupa

pelepasan gas hidrogen (Holt et.al.,

2005).

Page 6: Ppt cu dan nikel fix

Sedangkan menurut Mollah,

(2004), elektrokoagulasi merupakan

proses kompleks yang melibatkan

fenomena kimia dan fisik dengan

menggunakan elaktroda untuk

menghasilkan ion yang digunakan untuk

mengolah air limbah.

Page 7: Ppt cu dan nikel fix

Proses elektrokoagulasi melibatkan

peristiwa energi listrik dengan arus

searah digunakan untuk menginduksi

reaksi redoks yang tidak spontan

sehingga terjadi dekomposisi material

elektroda (anoda) dan elektrolit.

Page 8: Ppt cu dan nikel fix

Persamaan reaksinya adalah sebagai

berikut:

Reaksi pada Anoda :

M(s) M(aq) n+ + ne -

2H2O(l) + 2e - 4H+(aq) + O2(g) + 4e -

Reaksi pada katoda :

M(aq)n+ + ne- M(s)

2H2O(l) + 2e- H2(g) + 4OH-

Page 9: Ppt cu dan nikel fix

Kuantitas rapat arus yang

digunakan pada proses elektrokoagulasi

bervariatif dari 10 A/m2 hingga 2000

A/m2 . Umumnya rapat arus yang

digunakan pada interval 10 – 150 A/m2

Perbedaan kuantitas rapat arus yang

digunakan tergantung pada perbedaan

kondisi aplikasi.

Page 10: Ppt cu dan nikel fix

Rapat arus tinggi dipilih bila

aplikasi melibatkan proses flotasi

dengan dimensi proses yang besar.

Sebuah analisis sitematik dibutuhkan

untuk mendifinisikan dan memperjelas

hubungan antara rapat arus dengan

faktor-faktor pemisahan yang diinginkan

(Koparal and Ogutveren, 2002).

Page 11: Ppt cu dan nikel fix

Metodologi Penelitian

Penelitian pengolahan air limbah elektroplating ini dilakukan dalam skala laboratorium menggunakan metodaelektrokoagulasi dalam suatu bak elektrokoagulasi berkapasitas 1 liter dengan sistem aliran batch.

Rapat arus yang digunakan sebesar 40, 50, 60, dan 70 mA/cm2.

Untuk percobaan ini digunakan reaktor gelas beaker dengan kapasitas 1000 mL.

Waktu kontak selama 120 menit dan pengambilansampel setiap 15 menit.

Pengukuran secara langsung dilakukan untuk parameter nikel dan tembaga.

Pengukuran lain juga dilakukan untuk mengetahui besarnya nilai pada setiap variabel kontrol seperti suhu, kekeruhan, TDS, TSS dan pH.

Page 12: Ppt cu dan nikel fix

Air limbah elektroplating dimasukkan ke reaktor

yang telah dipasang elektrodaelektroda

Alumunium dan juga elektroda Besi, yang

tersusun dengan jarak yang tetap dan

dihubungkan dengan arus listrik searah.

Penelitian ini dilakukan analisis terhadap

kemampuan masing-masing elektroda dari plat

Alumunium (Al) dan Besi (Fe) sebagai anoda dan

katoda.

Perbandingan penggunaan bahan elektroda

Alumunium dan Besi dilakukan untuk mengetahui

bahan elektroda terbaik dalam menyisihkan

kandungan Nikel dan tembaga.

Page 13: Ppt cu dan nikel fix

Perlakuan dilakukan dengan menggunakan kerapatan arus sebesar 40 mA/cm2, 50 mA/cm2, 60 mA/cm2, 70 mA/cm2.

Pada setiap reaktor dilengkapi dengan Ampere meter, adaptor dengan tegangan sebesar 3 Volt dan kuat arus sebesar 5 Ampere.

Proses pengambilan sampel dilakukan di reaktor dengan menggunakan pipet.

Pengambilan sampel dilakukan setiap 15 menit selama 120 menit untuk masing-masing percobaan.

Lokasi pengambilan sampel di tengah-tengah (bagian paling jernih).

Hal ini bertujuan supaya flok yang mengapung atau yang mengendap tidak ikut terbawa melalui pipa karet yang dipasang pada tengah-tengah reaktor.

Page 14: Ppt cu dan nikel fix

Gambar 1. Skema Reaktor Elektrokoagulasi

Page 15: Ppt cu dan nikel fix

Analisis dan Pembahasan

Pembahasan hasil-hasil penelitian

yang meliputi hasil percobaan

elektrokoagulsi dengan menggunakan

variasi jenis plat (Besi dan Alumunium)

untuk penyisihan Nikel dan Tembaga.

Pengukuran lain juga dilakukan untuk

mengetahui besarnya nilai pada setiap

variabel kontrol seperti suhu, kekeruhan,

TDS, TSS dan pH.

Page 16: Ppt cu dan nikel fix

1. Hasil Pengujian Konsentrasi

Tembaga (mg/L)

Tabel 2. Hasil Penyisihan Tembaga (mg/L) dengan Plat Alumunium

Sumber: Data Primer 2012

Waktu

(menit)

Rapat Arus (mA/cm2)

40 50 60 700

0 26,30 26’30 19.48 14,42

15 20,37 10.12 4,28 2,87

30 13,21 1,04 0,76 0,52

45 8,43 26,30 17,45 2,16

60 5,54 7,42 4,13 2,16

75 3,11 0,92 0,68 0,51

90 1,49 26,30 17,11 12,47

105 0,87 7,88 3,44 2,08

120 0,58 1,05 0,67 0,51

Page 17: Ppt cu dan nikel fix

Gambar 2. Kurva Penyisihan Konsenrasi Cu (mg/L) dengan Plat

Alumunium

Page 18: Ppt cu dan nikel fix

Tabel 3. Hasil Penyisihan Tembaga dengan Plat Besi

Sumber: Analisis Penulis 2012

Waktu

(menit)

Rapat Arus (mA/cm2)

40 50 60 70

0 26,30 26,30 22,46 16,31

15 24,92 11,28 8,61 7,07

30 18,45 5,38 3,47 2,14

45 12,75 26,30 20,41 15,84

60 10,63 10,46 7,95 6,47

75 8,41 4,79 2,62 1,94

90 6,27 26,30 19,25 14,21

105 4,03 10,93 6,28 5,56

120 3,11 4,12 2,11 1,54

Page 19: Ppt cu dan nikel fix

Gambar 3. Kurva Penyisihan Konsentrasi Cu dengan Plat

Besi (mg/L)

Page 20: Ppt cu dan nikel fix

Konsentrasi Cu mengalami perubahan

yang cukup signifikan dengan

penurunan sebesar 26,3 mg/L menjadi

0,51 mg/L pada menit ke 120 dengan

menggunakan plat Alumunium.

Sedangkan dengan penggunaan plat

besi penurunan terbaik pada

konsentrasi 1,54 mg/l.

Hasil penurunan maksimal dapat terlihat

dengan menggunakan jenis plat

elektroda Al dengan rapat arus sebesar

70 mA/cm

Page 21: Ppt cu dan nikel fix

2. Hasil Penyisihan

Konsentrasi Nikel (mg/L)

Sumber : Jurnal PRESIPITASI Vol. 9 No.2 September 2012, ISSN 1907-

187X

Page 22: Ppt cu dan nikel fix

Gambar 4. Kurva Penyisihan Konsenrasi Ni dengan Plat Al (mg/L)

Page 23: Ppt cu dan nikel fix

Sumber : Jurnal PRESIPITASI Vol. 9 No.2 September 2012, ISSN 1907-

187X

Page 24: Ppt cu dan nikel fix
Page 25: Ppt cu dan nikel fix

Konsentrasi Ni mengalami perubahan yangcukup signifikan dengan penurunan sebesar18,1 mg/L menjadi 0,8 mg/L pada menit ke105.

Penurunan terbaik pada konsentrasi 0,8dengan menggunakan plat Alumunium.

Penggunaan plat elektroda besi terjadipenurunan konsentrasi sebesar 1,34 mg/L.

Hasil penurunan maksimal dapat terlihatdengan menggunakan jenis plat elektroda Aldengan rapat arus sebesar 70 mA/cm2.

Pada proses elektrokoagulasi ini terjadipembentukan endapan dan flok-flok yangterapung (flotation), hal ini sebagai indikasibahwa ion-ion Al3+ dan Fe3+ mengikatpolutan atau pengotor sangat efektif.

Page 26: Ppt cu dan nikel fix

3. Hasil Perubahan pH

Sumber : Jurnal PRESIPITASI Vol. 9 No.2 September 2012, ISSN 1907-

187X

Page 27: Ppt cu dan nikel fix
Page 28: Ppt cu dan nikel fix

Besarnya pH tidak mengalamiperubahan yang berarti. pH awalsebesar 6,26 dan pH akhir tertinggisebesar 7,18.

Terjadinya kenaikan pH dikarenakankatoda memproduksi ion hidroksi (OH-)secara berlebih, seiring denganpertambahan waktu.

Sedangkan berkurangnya pH jugadikarenakan pada anoda terjadi oksidasiair (H2O) yang menghasilkan ion H+.

Besarnya pH yang dihasilkan masihmemenuhi baku mutu yang ditentukanoleh pemerintah sekitar 6-9.

Page 29: Ppt cu dan nikel fix

4. Hasil Perubahan Kekeruhan

(NTU)

Sumber : Jurnal PRESIPITASI Vol. 9 No.2 September 2012, ISSN 1907-

187X

Page 30: Ppt cu dan nikel fix
Page 31: Ppt cu dan nikel fix

Konsentrasi Kekeruhan mengalamiperubahan yang cukup signifikandengan penurunan sebesar 278 NTUmenjadi 42,1 NTU.

Hasil penurunan maksimal dapatterlihat dengan menggunakan jenisplat elektroda Alumunium denganrapat arus sebesar 70 mA/cm2.

Dibandingkan dengan hasilpenyisihan dengan Besi pada 70mA/cm2 sebesar 56,7 NTU.

Page 32: Ppt cu dan nikel fix

5. Hasil Perubahan Suhu (°C)

Sumber : Jurnal PRESIPITASI Vol. 9 No.2 September 2012, ISSN 1907-

187X

Page 33: Ppt cu dan nikel fix

Suhu awal sebesar 29 ºC, pada akhirpercobaan mengalami kenaikan suhutertinggi sebesar 31 ºC.

Kenaikan Suhu tertinggi pada platelektroda Alumunium yaitu sebesar 31ºC.

Plat elektroda Besi mengalami kenaikansuhu sebesar 30,5 ºC dengan rapat arussebesar 70 mA/cm2.

Perubahan suhu pada proseselektrokoagulasi karena melepaskanenergi berupa panas atau perubahansuhu dalam limbah.

Page 34: Ppt cu dan nikel fix

Gambar 8. Kurva Perubahan Suhu (°C)

Page 35: Ppt cu dan nikel fix

6. Hasil Perubahan TSS

(mg/L)

Sumber : Jurnal PRESIPITASI Vol. 9 No.2 September 2012, ISSN

1907-187X

Page 36: Ppt cu dan nikel fix

Gambar 9. Kurva Perubahan TSS (mg/L)

Page 37: Ppt cu dan nikel fix

7. Hasil Perubahan TDS (mg/L)

Sumber : Jurnal PRESIPITASI Vol. 9 No.2 September 2012, ISSN 1907-

187X

Page 38: Ppt cu dan nikel fix

Gambar 10. Kurva Perubahan TDS (mg/L)

Page 39: Ppt cu dan nikel fix

Konsentrasi TDS tidak mengalami

perubahan yang cukup signifikan

dimungkinkan karena pada anoda

menghasilkan ion Al3+ dan Fe3+.

TDS awal sebesar 177 mg/L dan TDS

akhir sebesar 151 pada plat elektroda

Alumunium dan 143 mg/L pada plat

elektroda Besi.

Page 40: Ppt cu dan nikel fix

Hasil analisis setelah melalui proseselektrokoagulasi dengan variasi jenis platelektroda (Al dan Fe) dan Rapat arus ( 40,50, 60 dan 70 (mA/cm2)) secara umummemberikan perubahan yang signifikan.Baik konsentrasi Ni, Cu, kekeruhan, Suhudan TSS, sedangkan perubahan pH danTDS kurang signifikan karena pada proseselektrokoagulasi menghasilkan ion-ion darianoda. Serta menghasilkan ion OH- dan H+

yang berasal dari reaksi redoks dari air.

Page 41: Ppt cu dan nikel fix

Hasil penurunan maksimal dapat

terlihat dengan menggunakan jenis plat

elektroda Al dengan rapat arus sebesar

70 mA/cm2. Pada proses

elektrokoagulasi ini terjadi pembentukan

endapan dan flok-flok yang terapung

(flotation), hal ini sebagai indikasi bahwa

ionion Al3+ dan Fe3+ mengikat polutan

atau pengotor sangat efektif.

Page 42: Ppt cu dan nikel fix

Kelebihan

Pengolahan ini memiliki kelebihan

yaitu lebih cepat pengoperasiannya,

peralatannya sederhana, efisiensi

penyisihan yang cukup tinggi dan tidak

memerlukan tambahan bahan kimia.

Page 43: Ppt cu dan nikel fix

Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis dantemuan studi, maka dapat disimpulkansebagai berikut :

Proses elektrokoagulasi efektifdigunakan dalam pengolahan untukmenurunkan konsentrasi Tembaga danNikel, yaitu masing-masing sebesar 97%dan 98,9 %.

Penurunan Konsentrasi tembaga dannikel terbaik pada rapat arus 70 mA/cm2yaitu sebesar 97,5% pada menit ke 105dan penurunan konsentrasi nikelsebesar 98,5% pada menit ke 90.

Page 44: Ppt cu dan nikel fix

Penggunaan plat elektroda

Alumunium dapat menyisihkan

penurunan konsentrasi nikel dan

tembaga diatas 90 pada menit ke 60

sedangkan plat elektroda besi

penurunan diatas 90 % terjadi pada

menit ke 90.

Page 45: Ppt cu dan nikel fix

TERIMAKASIH

Page 46: Ppt cu dan nikel fix

Pertanyaan

Indah : kuantitas rapat arus 10-150

pengaruhnya?

Lutfi : besi lebih efektif?

Sinta : Cu dan Ni 0,51 mg/L sudah

sesuai dengan baku mutu menteri

Kingkungan Hidup?

Rahma : Fungsi TDS TSS ? Untuk

pengukuran kekeruhan menggunakan

apa?