UJI KEMAMPUAN ADSORPSI ARANG BATOK KELAPA UNTUK MEREDUKSI WARNA DAN PERMANGANAT VALUE DARI LIMBAH CAIR INDUSTRI BATIK

Transkripsi

1 UJI KEMAMPUAN ADSORPSI ARANG BATOK KELAPA UNTUK MEREDUKSI WARNA DAN PERMANGANAT VALUE DARI LIMBAH CAIR INDUSTRI BATIK ADSORPTION ABILITY TEST OF CHARCOAL COCONUT SHELLS TO REDUCE COLOUR AND PERMANGANATE VALUE FROM BATIK WASTEWATER Raditya Derifa Jannatin 1) dan Ir. M. Razif, MM Jurusan Teknik Lingkungan FTSP ITS Surabaya Abstrak Kampung Batik Jetis merupakan salah satu sentra produksi batik tulis yang belum memiliki instalasi pengolahan air limbah. Limbah cair industri tekstil batik sendiri memiliki kandungan warna dan organic yang cukup tinggi. Salah satu cara untuk mereduksi kandungan warna dan organic adalah dengan proses adsorpsi. Dalam penelitian ini dilakukan adsorpsi terhadap warna dan PV menggunakan arang batok kelapa sebagai adsorben dengan proses batch dan kontinyu. Pada proses batch digunakan variasi konsentrasi limbah cair batik (1%, 75%, dan 5%), ukuran adsorben (mesh 8, 1, dan 12) dan dosis adsorben (8gr, 1gr, dan 12gr). Pada proses kontinyu digunakan variasi tinggi media (7 cm, 14 cm, dan 21 cm). Kemudian ditentukan nilai efisiensi removal dan nilai kemampuan adsorpsinya. Dari hasil penelitian didapat efisiensi removal oleh adsorben arang batok kelapa untuk konsentrasi warna dan permanganate value dari limbah cair batik secara batch adalah sebesar 77% - 1 % dan 7.5% 83%. Konsentrasi, dosis serta ukuran yang paling efektif pada percobaan batch adalah 5%, 12gr/5ml dan mesh 12. Kemudian efisiensi removal adsorban arang batok kelapa untuk konsentrasi warna dan permanganate value dari limbah batik cair secara kontinyu sebesar 9-1% dan 8% 95%. Dan ketinggian media adsorben arang batok kelapa yang paling efektif pada percobaan secara kontinyu adalah 21cm. Kata kunci : batik, adsorpsi, arang batok kelapa, isotherm adsorpsi, konstanta kinetika Abstract Kampung Batik Jetis in one of written batik production center that don t have wastewater treatment plant. The liquid wastewater batik textile industrial itself has a quite high color and organic concentration. An option to reduce color and organic is adsorption process. This research did the adsorption of color and organic using coconut shell charcoal as adsorbent in batch and continue process. In batch process is used various concentration of liquid batik wastewater (1%, 75%, and 5%), adsorbent dimension (mesh 8, 1, and 12) and adsorbent dose (8gr, 1gr, and 12gr). In continue process is used various of adsorbent height (7cm, 14 cm, and 21 cm). And then determined the removal efficiency value and the adsorption capacity. Based on research result, it got the removal efficiency by coconut charcoal shell adsorbent for color and permangate value concentration of batik industrial wastewater in batch process is 77% - 1% and 7.5 % - 83%. The most effective concentration, dose and dimension in batch process are 5%, 12gr/5ml and mesh 12. And then the adsorbent removal efficiency of coconut charcoal shell for color and permanganate value concentration from batik industrial wastewater in continue process is 9% - 1% and 8% 95%. The most effective height of adsorben is 21 cm. Key Words : batik, adsorption, charcoal coconut shell, isothermal adsorption, kinetic constant 1

2 1. PENDAHULUAN Industri batik nasional semakin berkembang akibat semakin banyaknya permintaan terhadap batik. Sejak dicanangkan hari batik nasional pada tanggal 2 Oktober 29 omzet pengusaha batik naik hingga 5% (Suhendra, 29). Pada beberapa daerah mulai muncul kampung batik sebagai sentra batik khas daerah masing masing. Salah satu kampung batik tulis yang terkenal adalah kampung batik Sidoarjo. Kampung batik ini tergolong home industri dengan batik tulisnya. Dalam proses produksinya, industri batik banyak menggunakan bahan-bahan kimia dan air. Bahan kimia ini biasanya digunakan pada proses pewarnaan atau pencelupan. Pada umumnya polutan yang terkandung dalam limbah industri batik selain warna dapat berupa logam berat, padatan tersuspensi, atau zat organik. Proses pembatikan secara garis besar terdiri dari pemolaan, pembatikan tulis, pewarnaan/pencelupan, pelodoran/penghilangan lilin, dan penyempurnaan (Purwaningsih, 28). Proses persiapan bahan, pewarnaan dan pelodoran menghasilkan limbah cair dengan kandungan COD dan warna yang tinggi, kadar COD mencapai mg/l dan warna 185 CU (Purwaningsih, 28). Pada peneltian ini akan dilakukan percobaan secara batch dan kontinyu dalam menentukan kemampuan efisiensi removal arang batok kelapa dalam mereduksi warna dan permanganate value. 2. METODOLOGI Pelaksanaan diawali dengan uji ketahanan media, uji densitas media serta analisa awal warna dan PV. Percobaan adsorpsi secara batch dilakukan dengan variasi konsentrasi limbah cair, dosis dan ukuran media. Dari hasil percobaan batch ini dilakukan percobaan kontinyu memakai down flow fixed bed adsorption coloumn dengan variasi ketinggian media. Dari percobaan batch dan kontinyu akan dianalisa parameter warna dan PV. Data yang diperoleh dari percobaan diolah dengan isothermal Freundlich atau langmuir dan interpretasi. Akhirnya ditarik kesimpulan dari interpretasi tersebut Analisis Sifat Fisik Adsorban yang digunakan dalam percobaan ini adalah arang batok kelapa yang diperoleh dari toko bahan kimia di Jalan Tidar, Surabaya. Sebelum digunakan dalam percobaan, maka dilakukan uji ketahanan fisik media dan uji densitas media. - Uji ketahanan fisik media Uji ketahanan fisik media bertujuan untuk mengetahui pengurangan berat media setelah dilakukan perendaman dengan larutan HCl 2%. Kelayakan fisik media dapat terpenuhi apabila pengurangan berat media tidak lebih dari 2% berat media mula-mula - Uji densitas media Uji densitas media meliputi Apparent Density dan True Bulk Density. Apparent density merupakan berat jenis bahan media kondisi kering, sedangkan true bulk density merupakan berat jenis media pada keadaan jenuh air Perlakuan Terhadap Adsorben Perlakuan terhadap adsorben sebelum adsorpsi terdapat empat macam yaitu: i. Arang batok kelapa dicuci bersih untuk menghilangkan debu dan ash dengan menggunakan air bersih/kran. ii. Arang batok kelapa yang telah dicuci bersih kemudian direndam dalam larutan HCl selama 24 jam sebagai prinsip dasar aktivasi kimia. iii. Arang batok kelapa kemudian dicuci bersih dengan air kran sebelum dicuci dengan larutan soda kue untuk menetralkan ph. iv. Arang batok kelapa dipanaskan pada temperature 15 C untuk menghilangkan kadar air serta memperbesar luas permukaan Limbah Cair Batik Limbah cair batik yang dipergunakan untuk percobaan adsorpsi adalah limbah cair batik hasil proses pengerlingan. Percobaan Pendahuluan a. Penentuan Dosis Adsorban Penentuan dosis adsorban dilakukan dengan proses batch dengan memvariasikan 2

3 dosis (25g, 5 g, dan 1g) pada 25ml sampel dengan kecepatan putaran 6 rpm selama 3 jam. b. Penentuan Waktu Pengadukan Penentuan waktu pengadukan dilakukan dengan membubuhkan dosis adsroben hasil poin C pada kecepatan pengadukan 6rpm dan analisa warna dan PV pada interval 3 menit. c. Penentuan kecepatan pengadukan Penentuan kecepatan pengadukan atau agitasi dilakukan dengan dosis pada poin C dan waktu pengadukan pada poin D. Variasi kecepatan yang digunakan adalah 6 rpm, 8 rpm, dan 1 rpm Variabel Penelitian Variabel penelitian meliputi variabel tidak bebas dan variabel bebas. Variabel tidak bebas adalah kadar warna dan organic yang teradsorpsi. Variabel bebas proses batch adalah : - Ukuran arang batok kelapa (3 variasi : mesh 8, 1, dan 12) - Konsentrasi limbah awal ( 3 variasi :1%, 75%, dan 5%) - Dosis arang batok kelapa (3 variasi : ditentukan berdasarkan uji pendahuluan) Variabel bebas proses kontinyu adalah : Ketinggian media (3 variasi : ditentukan berdasarkan proses batch) 2.5. Pelaksanaan A. Sistem Batch Percobaan adsorpsi dilaksanakan secara batch dengan langkah kerja secara batch dapat dilihat pada gambar 1. system batch menggunakan alat jartest sebagai pengaduk. Kecepatan putaran pada 6 rpm. Waktu pengadukan berdasarkan poin 2.3.b, dilanjutkan percobaan dengan prosedur sebagai berikut: a. Menyiapkan empat beaker glass yang telah dibersihkan b. Menyiapkan larutan cair batik dengan konsentrasi 1%,75% dan 5% c. Mengisi beker glass masing-masing dengan larutan limbah cair batik tersebut sampai volume 5 ml d. Mengisi satu bekerglass dengan aquades sampai 5 ml sebagai blanko e. Meletakkan bekerglas tersebut pada alat jartest f. Memasukkan adsorban sebanyak dosis yang ditentukan berdasarkan hasil percobaan pendahuluan untuk kemudian divariasikan sebanyak 3 jenis dengan ukuran media mesh 8 ( mm) pada tiga beker glass yang ada dan satu bekerglas tanpa adsorben sebagai kontrol g. Menjalankan alat jartest dengan kecepatan putaran 6 RPM dan waktu yang ditentukan. h. Mematikan alat jartest setelah waktu kesetimbangan terjadi i. Setelah didiamkan sesaat kurang lebih 3 menit, dilakukan pengambilan sampel dari tiap bekerglass pada bagian supernatannya j. Melakukan analisa warna dan PV k. Mengulangi prosedur a sampai j untuk Ukuran media mesh 1 ( mm); mesh 12 ( mm) Variasi Ukuran dan Dosis Adsorben Konsentrasi Limbah Cair Batik (1, 75, 5%) Variasi Ukuran dan Dosis Adsorben Variasi Ukuran dan Dosis Adsorben Aduk dengan kecepatan dan waktu yang didapat pada percobaan pendahuluan Analisa warna dan PV Gambar 1 Skema Percobaan Batch Variasi Ukuran dan Dosis Adsorben B. Sistem Kontinyu Sistem kontinyu adalah lanjutan dari system batch. Percobaan adsorpsi dilaksanakan menggunakan konsentrasi limbah, ukuran dan dosis adsorban optimum yang didapat dari sistem batch. Skema percobaan kontinyu dapat dilihat pada Gambar 3.2. Kolom akan diisi dengan adsorban dengan tinggi berdasar pada dosis sistem batch. Pada proses ini akan dipertahankan tinggi muka air dengan tujuan membuat sama lama waktu kontak antara batch dan kontinyu. Pada proses kontinyu menggunakan arang batok kelapa komersil ini dilakukan dengan variasi ketinggian media. Variasi ketinggian media ditentukan berdasarkan hasil percobaan batch yang didapatkan melalui proses batch. 3

4 Penelitian ini menggunakan 4 buah kolom adsorpsi yang terbuat dari kaca/plastik dengan diameter 6.2 cm yang digunakan dengan pembagian sebagai berikut: - 1 kolom digunakan sebagai kolom kontrol - 3 kolom digunakan untuk variasi ketinggian media. Prosedur penelitian adalah sebagai berikut: a. Peralatan disusun seperti terlihat pada Gambar 3.2. b. Menyiapkan sampel. c. Mengisi tiga kolom dengan media yang diameter dan massa media sudah didapat dari proses batch dengan tinggi media masing-masing kolom berdasar proses Batch. d. Menjalankan reaktor kontinyu dengan debit disesuaikan dari proses batch dimana diatur ketinggian muka air dan efluen agar konstan. e. Pengambilan sampel dari setiap effluen kolom dilakukan pada interval 1 jam hingga breakthrough. f. Kemudian dilakukan analisa warna dan PV sesuai prosedur. E B C D Gambar 2 Skema Percobaan Kontinyu Keterangan : A = Bak Penampung Influen B = Bak Pengatur Debit C = Reaktor Kolom D = Bak Penampung Efluen E = Bak Overflow 2.5. Analisa Kadar Warna dan Permanganat Value A. Prosedur Analisa Warna a. Penentuan Konsentrasi Awal Warna Pada penelitian ini akan dibuat limbah cair buatan untuk acuan konsentrasi warna. F A Pembuatan limbah cair buatan berdasarkan arahan pemilik rumah batik Namiroh,Kampung Batik Jetis Sidoarjo sebagai tempat pengambilan limbah cair batik. Komposisi bahan yang digunakan adalah naptol + soda api sebanyak 5gr dicampur 1 L air panas dan garam pewarna sebanyak 1gr dicampur pada 1 L air dingin. b. Penentuan Panjang Gelombang Penentuan panjang gelombang dilakukan dengan spektrofotometri. Dilakukan pembacaan blangko dan sampel pada beberapa ukuran panjang gelombang hingga didapat panjang gelombang optimum. c. Pembuatan Kurva Kalibrasi Pada metoda spektrofotometri, sampel yang diukur mempunyai kecenderungan menyerap pancaran dari gelombang elektromagnetik, sehingga pada panjang gelombang tertentu dapat terlihat. Alat spektrofotometer yang digunakan dapat langsung memperlihatkan nilai Absorbansi. Kemudian dengan membuat pembacaan pada beberapa konsentrasi yang diukur absorbansinya pada panjang gelombang tertentu, dapat digambarkan kurva kalibrasi dan persamaan regresinya. Pada persamaan linier y = ax +b, ditentukan bahwa nilai absorbansi = y, dan nilai konsentrasi warna adalah x. B. Prosedur Analisa PV (Kalium Permanganat) Untuk analisa PV dengan metode Kalium Permanganat diperlukan beberapa reagent yaitu: a. Larutan H 2 SO 4 4 N bebas organic b. Larutan KMnO 4,1 N c. Larutan Asam Oksalat,1 N Nilai permanganate dengan menggunakan rumus berikut KMnO 4 L = 1 [ 1 + a xn 1x,1 }]x31,6xp (3.1 vol sampel Dimana : a = ml titran larutan Kalium Permanganat (KMnO 4 ) N = Normalitas Larutan Kalium Permanganat P = faktor pengenceran 4

5 C. Efisiensi Removal Efisiensi removal (%) pada adsorben terhadap warna dan permanganat value dihitung dengan menggunakan rumus: Keterangan : E(%) = efisieni removal (%) Cawal = konsentrasi awal (mg/l) Cakhir = konsentrasi akhir (mg/l) 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1. Hasil Uji Pendahuluan Uji Fisik Media Uji pendahuluan mengenai fisik media yang dilakukan meliputi fisik media dan uji densitas media. Hasil yang diperoleh diharap menjadi data pendukung penelitian untuk aplikasi selanjutnya. data hasil uji pendahuluan dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Hasil Uji Pendahuluan Karakteristik Hasil 1. Ketahanan Fisik 1.42% 2. Densitas Media a. True Bulk Density Diameter I gram/ml Diameter II gram/ml Diameter III gram/ml b. Apparent Density Diameter I.584 gram/ml Diameter II.5955 gram/ml Diameter III.625 gram/ml Hasil pengukuran ketahanan fisik media didapatkan 1.42%. nilai ketahanan fisik media menunjukkan penurunan berat media setelah direndam asam kuat (HCl) dan pengovenan masing masing selama 24 jam. Prosentase pengurangan lebih kecil dari 2 % menunjukkan ketahanan fisik layak untuk digunakan sebagai media adsorpsi. Density media (true bulk dan apparent density) pada variasi diameter media menunjukkan pada diameter yang lebih besar memiliki berat volume yang kecil. Pada diameter yang lebih besar, akan terdapat rongga rongga kosong yang lebih banyak daripada diameter kecil, sehingga walaupun telah dimampatkan atau terisi air, hasil pengukuran menunjukkan hasil yang lebih kecil daripada diameter kecil. Kalibrasi warna Kalibrasi warna dilakukan untuk E % = C awal C ak hir x1% C awal menentukan (3.2) panjang gelombang optimum pada spektrofotometri yang digunakan pada pembacaan larutan. Rentang panjang gelombang untuk warna merah adalah antara 5nm 6nm (APHA, 25). 5 Adsorban Gambar 3 Kurva Kalibrasi Warna Berdasar Gambar 3, hasil kalibrasi warna didapatkan nilai panjang gelombang optimum adalah 521 A. Dari panjang gelombang optimum, kemudian dibuat kurva kalibrasi untuk menentukan konsentrasi larutan pada penelitian. didapat persamaan garis regresi y =.7x +.24 A Panjang Gelombang Mg/l y =.7x +.24 R² =.992 Gambar Error! No text of specified style in document. Kurva Regresi Warna Analisis Kadar Warna dan PV Air Limbah Sampel diambil dua kali yaitu pada tanggal 7 April 211 dan 25 April 211. Dari pengukuran awal sampel didapat hasil : Tanggal 7 April 211: - Warna = mg/l dan nilai PV = mg KMnO 4 /L Tanggal 25 April 211: - Warna = mg/l dan nilai PV = mg KMnO 4 /L

6 ( ) Penentuan Dosis Adsorban. Dari beberapa dosis didapatkan besaran dosis yang dapat mengadsorp adsorbat secara optimum, dapat dilihat pada Tabel 4.2. Tabel 2 Hasil Penentuan Dosis Adsorban Untuk Warna Dosis(gr) mg/l % Removal Tabel 3 Hasil Penentuan Dosis Adsorban Untuk PV Dosis(gr) PV(mg KMNO 4 /l) % Removal Pada hasil analisa warna untuk dosis 1 gr/25ml konsentrasi akhir justru lebih besar dari konsentrasi awal, hal ini dikarenakan dari faktor adsorban yang menghasilkan abu saat pengadukan sehingga menganggu pembacaan. dosis yang kemudian diambil sebagai dosis adsorban adalah 5gr/25ml. Dari 5gr/25ml dikonversi menjadi 1gr/5ml. Dosis ini kemudian di variasi menjadi tiga besaran yaitu 8gr, 1gr dan 12 gr dalam 5ml untuk memperkuat hasil penentuan dosis yang lebih optimum. Penentuan Waktu Pengadukan Penentuan waktu digunakan untuk mendapatkan waktu pengadukan optimum selama proses batch sehingga adsorban dapat mengadsorp adsorbat hingga batas maksimal. Hasil penentuan dosis dapat dilihat pada Tabel 4 dan Tabel 5. Tabel 4 Efisiensi Removal Warna Untuk Waktu Pengadukan Waktu (jam) Warna (mg/l) % Removal Waktu (jam) Warna (mg/l) % Removal Tabel Error! No text of specified style in document..5 Efisiensi Removal PV Untuk Waktu Pengadukan waktu (Jam) PV ( mg KMnO 4 /l) % Removal E f i s i e n s i Gambar 5 Penentuan Waktu Keseimbangan Berdasarkan Warna Efisiensi Removal PV (%) R e m o v a l w a r n a % waktu (jam) Waktu (jam) Gambar 6 Penentuan Waktu Keseimbangan Berdasarkan PV Berdasarkan Tabel 4 dan Tabel 5 serta Gambar 5 dan Gambar 6 menunjukkan waktu pengadukan selama 2,5 jam dan 3 jam memiliki efisiensi removal yang tinggi. Untuk memaksimalkan waktu pengadukan, maka diambil waktu 3 jam sebagai waktu pengadukan dalam proses batch. Penentuan Kecepatan Pengadukan Penentuan kecepatan pengadukan dilakukan untuk mendapatkan agitasi yang tepat agar adsorban dapat mengadsorp 6

7 adsorbat secara optimum pada waktu kesetimbangan dan dosis yang telah didapatkan sebelumnya. Hasil penentuan kecepatan pengadukan dapat dilihat pada Tabel 6 dan Tabel 7. Gambar 8 Penentuan Kecepatan Pengadukan Berdasarkan PV Pada proses penentuan kecepatan pengadukan ini didapatkan kecepatan pengendapan yang optimum pada proses batch adalah 6 rpm, apabila kecepatan pengadukan lebih dari 6 RPM didapatkan efisiensi removal menurun akibat agitasi yang dilakukan terlalu besar. Tabel 6 Penentuan Kecepatan Pengadukan Berdasarkan Warna efisiensi removal Warna(%) Kecepatan Pengadukan (RPM) Warna (mg/l) %removal kecepatan pengadukan (rpm) Gambar 7 Penentuan Kecepatan Pengadukan Berdasarkan Warna Tabel 7 Penentuan Kecepatan Pengadukan Berdasarkan PV RPM PV( mg KMnO 4 /l) % Removal Penelitian Proses Batch Pengaruh Variasi Konsentrasi Larutan dan Ukuran Adsorban Terhadap Efisiensi Removal Warna dan PV. Dalam proses secara batch dapat diketahui besarnya efisiensi removal warna dan PV pada sampel limbah batik dibandingkan dengan parameter konsentrasi larutan, ukuran dan dosis adsorban. Dengan demikian dapat diketahui pengaruh konsentrasi larutan terhadap kemampuan arang batok kelapa untuk menurunkan konsentrasi warna dan PV dalam larutan limbah batik. Hubungan antara efisiensi removal warna dan PV dengan konsentrasi larutan, ukuran dan dosis adsorban dapat dilihat pada pembahasan berikut. A. Hasil percobaan batch dosis adsorben 8gr pada 5 ml larutan Hasil efisiensi removal warna pada dosis 8gr/5ml ditunjukkan pada Gambar 7 di bawah ini: Removal warna (%) % 75% 1% diameter I diameter I diameter II diameter III diameter II diameter III Konsentrasi (%) Efisiensi Removal PV (%) Kecepatan Pengadukan (rpm) Gambar 1 Efisiensi removal warna dosis 8gr/5ml Hasil efisiensi removal PV pada dosis 8gr/5ml ditunjukkan pada Gambar 8 di bawah ini: 7

8 Removal PV (%) % 75% 1% diameter I diameter II diameter III Konsentrasi (%) diameter I diameter II diameter III C. Hasil percobaan batch dosis adsorben 12gr pada 5 ml larutan Hasil efisiensi removal warna pada dosis 12gr/5ml ditunjukkan pada Gambar 4.1 di bawah ini: 12 Gambar Error! No text of specified style in document..2 Efisiensi removal PV dosis 8gr/5ml B. Hasil percobaan batch dosis adsorben 1gr pada 5 ml larutan Hasil efisiensi removal warna pada dosis 1gr/5ml ditunjukkan pada Gambar 4.9 di bawah ini: 12 Removal warna (%) % 75% 1% diameter I diameter II diameter III Konsentrasi (%) Gambar 5 Efisiensi removal warna dosis 12gr/5ml diameter I diameter II diameter III Removal warna (%) % 75% 1% diameter I diameter II diameter III Konsentrasi (%) Gambar 3 Efisiensi removal warna dosis 1gr/5ml Hasil efisiensi removal PV pada dosis 1gr/5ml ditunjukkan pada Gambar 4.1 di bawah ini: Removal PV (%) % 75% 1% diameter I diameter II diameter III Konsentrasi (%) Gambar 4 Efisiensi Removal PV pada dosis 1gr/5ml diameter I diameter II diameter III diameter I diameter II diameter III Hasil efisiensi removal PV pada dosis 12gr/5ml ditunjukkan pada Gambar 12 di bawah ini: Removal PV (%) % 75% 1% diameter I diameter II diameter III Konsentrasi (%) Gambar 6 Efisiensi removal PV dosis 12gr/5ml diameter I Berdasar Gambar 12 rentang efisiensi removal PV pada konsentrasi 5% adalah (26.42% %). Pada Konsentrasi 75%, rentang efisiensi removal menunjukkan hasil (7.5% %). Pada konsentrasi 1% rentang efisiensi removal menunjukkan hasil (32.38% %). Pada dosis 12gr, rentang efisiensi cenderung konstan pada kisaran 3%, hanya pada konsentrasi 75%, efisiensi removal pada diameter III (Mesh 12) memiliki efisiensi removal paling tinggi yaitu 83.75%. Hasil pada Gambar 12 mempertegas kemampuan adsorben dalam mengadsorpsi PV pada diameter II diameter III 8

9 Gambar 4.1 dan 4.8. Hanya pada konsentrasi 75% terjadi data di luar rata- rata efisiensi removal yang berkisar 3%. Rata rata nilai efisiensi removal warna dan PV adalah 89.32% dan 35.47%. Sehingga pada dosis ini terjadi reduksi warna sebesar 89.32% yang diikuti PV sebesar 35.47%. Apabila nilai PV dianggap satu, maka kemampuan adsorpsi warna adalah hampir tiga kali nilai PV. Dari pembahasan hubungan antara nilai warna dan PV, didapatkan hubungan efisiensi removal warna dan PV adalah nilai efisiensi warna sebesar tiga kali efisiensi PV Berdasarkan pembahasan efisiensi removal di atas, terlihat bahwa nilai rata rata efisiensi removal paling efektif untuk mengadsorpsi warna dan PV terdapat pada ukuran media mesh 12 dengan dosis 12gr/5ml dan pada konsentrasi 5%. Adsorpsi Isothermis Dalam adsorpsi isothermis ini hanya dilakukan perhitungan kapasitas adsorpsi terhadap warna. Hal ini dilakukan karena berdasarkan grafik efisiensi removal PV, efisiensi removal yang didapat kurang dari 5%, menandakan bahwa kandungan organic yang kecil pada limbah batik yang berasal dari Kampung Batik Jetis. Dalam penentuan kapasitas adsorpsi terhadap warna digunakan persamaan isotherm dengan melakukan plot data hasil penelitian serta perhitungan. Pada perhitungan adsorpsi Isothermis dalam penelitian ini akan digunakan model isotherm Langmuir, Freundlich dan BET. Dari ketiga model adsorpsi tersebut kemudian dipilih persamaan yang menghasilkan garis regresi yang paling linier yaitu garis regresi dengan konstanta regresi (R 2 ) terbesar. Perhitungan parameter model dimaksudkan untuk melihat kecenderungan data yang diperoleh diantara tiga model isotherm. Untuk melihat kecenderungan itu, maka koefisien regresi (R 2 ) dan ketiga model akan dibandingkan. Koefisien determinasi yang lebih besar dianggap sebagai model yang lebih dekat dengan data percobaan. Dari grafik linier Gambar 13 hingga Gambar 15 yang telah dibuat dengan menggunakan ketiga model isotherm adsorpsi, didapat nilai koefisien regresi R 2 untuk masing masing jenis ukuran diameter arang batok kelapa. Tabel 11 menunjukkan koefisien regresi model isotherm adsorpsi dalam penurunan warna. Tabel Error! No text of specified style in document..8 Nilai Koefisien Regresi Untuk Masing Masing Model Isotherm Adsorpsi Dalam Penurunan Warna No Keterangan Freundlich Koefisien Regresi Langmuir BET 1 Diameter I (mesh 8) Diameter II (mesh 1) Diameter III (mesh 12) sumber : Hasil Analisis Dari Tabel 4.11 tampak hasil nilai koefisien regresi tertinggi dicapai oleh model Isotherm BET yaitu pada diameter I (mesh 8) sebesar.928. Hasil ini menunjukkan data yang didapat pada hasil percobaan mendekati asumsi asumsi pada isotherm BET. Sehingga untuk penentuan kapasitas adsorpsi karbon akan digunakan persamaan Isotherm BET. Penggunaan persamaan Isotherm BET ini menunjukkan terjadinya proses adsorpsi multi layer pada arang batok kelapa arang batok kelapa terhadap limbah cair batik pada penelitian ini. Dari persamaan regresi model isotherm BET yang disajikan, dilakukan pengolahan data data tersebut maka akan didapat persamaan isotherm BET yang berbeda beda untuk setiap variasi diameter. Berdasarkan persamaan linier grafik BET didapat persamaan garis linier dan regresi untuk mendapatkan persamaan BET. Nilai masing masing q (x/m) untuk setiap ukuran arang batok kelapa dapat dilihat pada Tabel 4.12 Tabel Error! No text of specified style in document..9 Nilai Konstanta BET Dan Persamaan Isotherm BET Untuk Masing Masing Variasi Ukuran Dalam Penurunan Warna Ukuran q Mesh Mesh E-5 Mesh sumber : Hasil Analisis 9

10 Berdasar hasil perhitungan pada Tabel 4.12, mesh 12 memiliki kemampuan adsorpsi tertinggi, sedang pada hasil yang ditunjukkan oleh mesh 1 menunjukkan nilai negatif dimana diasumsikan terjadi desorpsi yang menyebabkan proses adsorpsi sendiri kurang maksimal, hal ini terlihat pada beberapa hasil efisiensi removal oleh mesh 1 yang cenderung lebih rendah daripada mesh Penelitian Proses Kontinyu Pada penelitian proses kontinyu ini dilakukan dengan menggunakan variasi ketinggian media. Ukuran media yang digunakan adalah diameter hasil paling optimum yang berasal dari proses batch yaitu diameter III (mesh 12). Konsentrasi larutan yang digunakan 1%. Ketinggian media berasal dari dosis yang optimum hasil proses batch, kemudian divariasikan 2 hingga 3 kali lipat. Hal ini dilakukan untuk mendapat tinggi media optimum untuk pengolahan limbah cair batik pada proses kontinyu sehingga digunakan variasi tinggi media 7cm, 14cm dan 21cm. Debit pada kolom kontinyu ini diatur sesuai waktu optimum pada proses batch yaitu 3 jam pada volume 5ml, sehingga debit yang diatur adalah + 3ml/menit. Kolom kontinyu yang digunakan terbuat dari Polyethylene. Pengaruh Tinggi Media Terhadap Efisiensi Removal Warna. Pengaruh tinggi media ini akan ditinjau terhadap perubahan efisiensi removal warna. Dari proses kontinyu yang telah dilakukan didapatkan Gambar 4.21 sampai dengan Gambar 4.23 yang menunjukkan grafik efisiensi removal penurunan warna. Berikut gambar grafik efisiensi removal warna pada tinggi media 7 cm, 14cm, dan 21cm. Efisiensi Removal warna (%) Waktu Kumulatif (Jam) Gambar 13 Grafik efisiensi removal warna pada tinggi media 7 cm Efisiensi Removal warna (%) Gambar 14 Grafik efisiensi Removal warna pada tinggi media 14 cm Efisiensi Removal warna (%) Waktu Kumulatif (Jam) Waktu Kumulatif (Jam) Gambar 15 Grafik efisiensi Removal warna pada tinggi media 21 cm Pada Gambar 4.16 proses kontinyu dengan ketinggian 7 cm menunjukkan breakthrough mulai dicapai pada jam ke 18 dimana pada jam ke 9 warna efluen secara fisik berwarna kuning dan mulai berwarna merah ketika memasuki jam ke 2. Sedangakn breakthrough pada tinggi media 14 cm terjadi setelah 28 jam dan tinggi media 21 cm setelah 29 jam. Pada penelitian yang dilakukan untuk tinggi media 14cm dan 21cm, karakteristik air mulai berwarna kuning setelah 24 jam. Pada ketinggian media 14 cm dan 21 cm breakthrough dimulai pada jam ke 2. Berdasar Gambar 4.16, 4.17 dan 4.18, efisiensi removal mencapai 1%, pada tinggi media 7 cm, efluen masih berwarna sedikit kuning, lebih buruk daripada hasil efluen pada tinggi media 14cm dan 21 cm dimana hasil efluen dapat berupa air bening yaitu saat efisiensi removal 1%. Hal ini disebabkan karena pada tinggi media yang lebih tinggi, zona adsorpsi lebih tinggi sehingga proses adsorpsi pun lebih baik. Pengaruh Tinggi Media terhadap efisiensi removal Permanganat Value (PV). Pengaruh tinggi media juga ditinjau terhadap perubahan efisiensi removal PV. Pada Gambar 4.19 hingga Gambar 4.21 menunjukkan efisiensi penurunan PV pada variasi tinggi. 1

11 Efisiensi Removal PV (%) Gambar 16 Efisiensi Removal PV pada tinggi media 7 cm Efisiensi Removal PV (%) Gambar 17 Efisiensi Removal PV pada tinggi media 14 cm Efisiensi Removal PV (%) Waktu Kumulatif (jam) Waktu Kumulatif (jam) Waktu Kumulatif (Jam) Gambar 18 Efisiensi Removal PV pada tinggi media 21 cm Berdasarkan Gambar 4.24 hingga Tinggi media 21cm pada akhir proses kontinyu memiliki efisiensi removal PV paling baik, hingga pada jam ke 28 efisiensi removal yang didapat menunjukkan 85%. Tinggi media 14cm dan 7cm menunjukkan tren menurun meskipun kecenderungan hasil yang didapat fluktuatif. Pada tinggi media 14cm, meski sempat mengalami fluktuatif, namun pada jam ke 9 kembali pada efisiensi 89% setelah itu cenderung turun. Pada tinggi media 7cm juga menunjukkan efisiensi removal yang cukup baik meski sekitar jam ke 7 efisiensi mulai menurun dari 6%. Hal ini dibandingkan dengan proses batch jauh lebih baik untuk penurunan PV dikarenakan pada proses kontinyu ini terdapat zona adsorpsi dimana pada zona ini mayoritas hanya cairan yang dapat diadsorpsi lebih baik tanpa adanya zat pengotor. Tinggi media 21cm memiliki efisiensi removal paling baik karena memiliki jumlah media terbanyak yang menghasilkan zona adsorpsi tertinggi. Semakin tinggi media, efisiensi removal yang didapat semakin baik dan waktu operasi kolom lebih lama dan Hubungan penurunan nilai warna dan PV pada penelitian secara kolom dapat dihitung berdasarkan rata rata nilai efisiensi removal warna dan PV pada waktu operasi kolom. Untuk tinggi media 21 cm selama 3 jam efisiensi removal warna 99.33% dan PV sebesar 89.7%. Untuk tinggi media 14 cm selama 3 jam efisiensi removal warna 98.9% dan PV sebesar 8.22%. Untuk tinggi media 7 cm selama 27 jam efisiensi removal warna 95.98% dan PV sebesar 69.67%. Pada awal operasi kolom sebelum mencapai breakthrough, nilai efisiensi removal PV hampir sebanding dengan PV, namun setelah mencapai breakthrough, nilai efisiensi removal PV lebih cepat menurun daripada warna. Konstanta Kinetika Dan Kapasitas Media Konstanta kinetika dan kapasitas media untuk dihitung dengan menggunakan pendekatan kinetika (kinetic approach). Data yang digunakan dalam pendekatan kinetika adalah konsentrasi influen dan efluen, debit dan massa media yang berasal dari kurva breakthorugh. Data volume terolah didapatkan dari debit dikalikan waktu operasi. Debit yang digunakan adalah 2.9 ml/menit atau.174 L/Jam. Perhitungan konstanta kinetika dan kapasitas media diperlihatkan pada Tabel Tabel Error! No text of specified style in document..1 Perhitungan Konstanta Kinetika Waktu Kumulatif (Jam) Co/Ce-1 ln(co/ce-1) Sumber : Hasil Analisis Keterangan: Co = Konsentrasi awal (mg/l) Ce = Konsentrasi akhir (mg/l) Kemudian dibuat grafik antara Co/Ce- 1 dan ln(co/ce-1). 11

12 ln(co/ce-1) Gambar Error! No text of specified style in document..7 Grafik konstanta kinetika dan kapasitas media arang batok kelapa pada adsorpsi warna pada tinggi media 21 cm Berdasarkan Gambar 4.222, didapatkan nilai : Perhitungan nilai qo pada tinggi media lain dapat dilihat pada Tabel 4.14 di bawah ini. Tabel Error! No text of specified style in document..11 Perhitungan Persamaan Kinetika Adsorpsi Dan Kapasitas Media Pada Penurunan Warna Tinggi media K1 qo E E E-8 Keterangan: Tinggi media Q Co K 1 qo adsorban 2 1 y = -.78x Volume (L) = cm = lt/jam = mg/l = lt/mg.jam =mg adsorbat / mg Berdasarkan hasil percobaan kontinyu didapatkan kemampuan adsorpsi arang batok kelapa sebagai berikut: a. Pada tinggi media 7 cm, arang batok kelapa dapat menghilangkan 95% konsentrasi warna selama 18 dan mencapai breakthrough. Sedangkan untuk kandungan organic yang dinyatakan dalam PV selama 3-4 jam dengan efisiensi penurunan antara 9% - 74%. Konstanta kinetika yang didapat adalah lt/mg.jam, sedangkan kapasitas media yang didapat adalah 4.29 x 1-8 mg adsorbat / mg adsorban b. Pada tinggi media 14 cm, arang batok kelapa dapat menghilangkan 95% konsentrasi warna selama 28 jam dan mencapai breakthrough. Sedangkan untuk kandungan Permanganat Value selama 4 5 jam dengan efisiensi penurunan antara 92% - 86%. Konstanta kinetika yang didapat adalah lt/mg.jam, sedangkan kapasitas media yang didapat adalah 5.56 x 1-8 mg adsorbat / mg adsorban c. Pada tinggi media 21 cm, arang batok kelapa dapat menghilangkan 95% konsentrasi warna selama 29 jam dan mencapai breakthrough. Sedangkan untuk kandungan Permanganat Value selama 19 jam dengan efisiensi penurunan mencapai 93%. Konstanta kinetika yang didapat adalah lt/mg.jam, sedangkan kapasitas media yang didapat adalah 5.74 x 1-8 mg adsorbat / mg adsorban 4. KESIMPULAN DAN SARAN 4.1. Kesimpulan 1. Efisiensi removal oleh adsorben arang batok kelapa untuk konsentrasi warna dari limbah cair batik secara batch adalah sebesar 77% - 1 % dengan nilai (x/m) pada mesh 8 ( mm) ; (x/m) =.6 mg/mg, mesh 1 ( mm); (x/m) =.42 mg/mg, mesh 12 ( mm); (x/m) =.64 mg/mg, sedangkan untuk konsentrasi permanganate value diperoleh efisiensi removal sebesar 7.5% 83%. 2. Konsentrasi, dosis serta ukuran yang paling efektif pada percobaan batch adalah 5%, 12gr/5ml dan mesh a. Efisiensi removal adsorban arang batok kelapa untuk konsentrasi warna dari limbah batik cair secara kontinyu sebesar 9-1%. b. Nilai K1 dan qo yang diperoleh adalah : - Untuk tinggi media 7 cm; Breakthrough = 18 jam, K1 = lt/mg.jam dan qo = 4.29 x 1-8 mg adsorbat / mg adsorban. - Untuk tinggi media 14 cm; Breakthrough = 28 jam, K1 = lt/mg.jam dan qo = 5.56 x 1-8 mg adsorbat / mg adsorban. - Untuk tinggi media 21 cm; Brakthrough = 29 jam, K1 = lt/mg.jam dan qo = 5.74 x 1-8 mg adsorbat / mg adsorban c. Nilai efisiensi removal permanganate value nilai 8% 95%. 12

13 4. Ketinggian media adsorben arang batok kelapa yang paling efektif pada percobaan secara kontinyu adalah 21cm Saran 1. Agar dilakukan percobaan pendahuluan untuk kecepatan pengadukan dengan pengaturan kecepatan yang lebih bervariasi. 2. Agar penelitian ini dapat dilanjutkan dengan menambah bahan limbah cair batik yang berasal dari proses pelorodan. 3. Agar melakukan penelitian untuk perencanaan unit pengolahan limbah terpadu pada kampung batik. 5. DAFTAR PUSTAKA Ahmad, A.A., Hameed, B.H.,29.Reduction of COD and color of dyeing effluent from a cotton textile mill by adsorption onto bamboo based activated carbon. Journal of Hazardous Materials; Volume 172 (29) Ahmad, M.A.B. 29. Colour Reduction From Water Sample Using Adsorption Process by Agro - Waste By Product. Thesis. Malaysia : Universiti Teknologi Malaysia. American Public Health Association (APHA), American Water Work Association, Water Environmental Federation. 25. Standart Method for Examination of Water and Watewater. Amuda, O.S.,Giwa, A.A., Bello, I.A.,27.Removal of Heavy Metal From Industrial Wastewater Using Modified Activated Coconut Shell Carbon. Biochemical Engineering Journal; Volume 36 (27) Anantatur.21. Pengaruh Tinggi Media Adsorbsi Karbon Aktif Batubar Terhadap Kadar Warna Dan Zat Padat Tersuspensi Pada Limbah Cair Industri Kecil Batik Tradisional Mivika Di Samarinda Fahriar. Skripsi. Semarang:Undip Aryani, R.A., Razif, M. (1995), Pengolahan Lindi Sampah di LPA Pantai Ria Kenjeran dengan Reaktor Laboratorium Aliran Vertikal Dalam Rangka Pengelolaan Kawasan Pantai, Laporan Penelitian, Pusat Penelitian KLH, Lembaga Penelitian ITS, Surabaya. Asri, R.Y Kemampuan karbon aktif dari tempurung kelapa dan kayu sebagai media saring dalam penurunan kadar warna limbah cair industri tekstil pr. Sandratek di Kotamadia Semarang. Skripsi. Semarang : Universitas Diponegoro Cooney, D.O Adsorption Design For Wastewater Treatment. Lewis Publishers: USA Droste, R.L.1997.Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment. John Wiley and sons Inc. USA Gratuito, M.K.B., Panyathanmaporn, T., Chumnanklang, R,A., Sirinuntawittaya, N.,Dutta, A.28. Production of Activated Carbon from Coconut Shell: Optimization Using Response Surface Methodology. Bioresource Technology; Volume 99 (28) Handogo, R., Razif, M., Slamet, A (1994) Adsorpsi Air Limbah Pabrik Alkohol dan Spiritus Dengan Menggunakan Batubara, Laporan Penelitian, Pusat Penelitian Industri, Lembaga Penelitian ITS, Surabaya. Hardoko, I.Q. 26. Kimia Lingkungan. Diktat Kuliah Kimia Lingkungan Jurusan Kimia FMIPA. Universitas Lampung. Paul, A.J., Dhas, L.A., 28. Removal Of Cod And Colour From Textile Wastewater Using Limestone And Activated Carbon. Thesis. Malaysia : Universiti Sains Malaysia Purwaningsih, I.28. Pengolahan Limbah Cair Industri Batik Cv. Batik Indah Raradjonggrang Yogyakarta Dengan Metode Elektrokoagulasi Ditinjau Dari Parameter Chemical Oxygen Demand (Cod) Dan Warna. Tugas Akhir Jogjakarta:UII Razif, M., Aryani, R.A. (1995), Pengolahan Lindi Sampah di LPA Pantai Ria Kenjeran dengan Reaktor Laboratorium Aliran Horizontal Dalam Rangka Pengelolaan Kawasan Pantai, Laporan Penelitian, Pusat Penelitian KLH, Lembaga Penelitian ITS, Surabaya. 13

14 Razif, M., Moesriati, A.(2), Adsorpsi Detergen Memakai Batubara pada Kolom Kontinyu, Jurnal Purifikasi Teknik Lingkungan ITS, Vol 1 No 1 Januari 2, ISSN , Surabaya Razif, M.,Yuniarto, A Pengaruh Konsentrasi Deterjen, Massa dan Ukuran Batu Bara Terhadap Efisiensi Removal Proses Proses Adsorpsi Secara Batch. Majalah Iptek ITS, Vol 1 No 4 Nopember Surabaya Reynolds, T.D., Paul A.R.1995.Unit Operations And Processes In Environmental Engineering. PWS Publishing Company:Boston Said, M. 28. Pengolahan Limbah Cair Hasil Pencelupan Benang Songket Dengan Metoda Filtrasi dan Adsorpsi. Jurnal Penelitian Sains; Volume 11 Nomor 2 Mei 28 hlm Setyaningsih, H. 29. Pengolahan Limbah Batik Dengan Proses Kimia dan Adsorpsi Karbon Aktif. Thesis. Depok: Universitas Indonesia Suhendra.29. url: ad/29/3/14/1527/199371/4/per mintaan-batik-melonjak-5 Sundstrom, D.W., dan Klei, H.E., Wastewater Treatment Prentice- Hall,Inc.,London) Surat Keputusan Gub Jawa Timur no 45 tahun 22. Baku Mutu Limbah Cair Bagi Industri Atau Kegiatan Usaha Lainnya Di Jawa Timur Yuariski, O. 21. Proses Adsorpsi Pengurangan Kadar Vertigo Blue 49 Dengan Adsorbent Karbon Aktif Pada Industri Tekstil. Skripsi. Semarang: Universitas Diponegoro Yuniarto, A Studi Kemampuan Batu Bara Untuk Menurunkan Konsentrasi Surfaktan Dalam Larutan Deterjen Dengan Proses Adsorpsi. Tugas Akhir Teknik Lingkungan:Surabaya 14