PENDAHULUAN. Latar Belakang. meningkat. Peningkatan tersebut disebabkan karena banyak industri yang

Transkripsi

1 PENDAHULUAN Latar Belakang Pada era industrialisasi di Indonesia, kebutuhan arang aktif semakin meningkat. Peningkatan tersebut disebabkan karena banyak industri yang dibangun, baik industri pangan maupun non pangan yang menggunakan arang aktif dalam proses produksinya. Sebagian besar kebutuhan arang aktif di Indonesia masih diimpor, karena mutu arang aktif domestik masih rendah. Salah satu permasalahan yang dihadapi dalam pembangunan industri arang aktif di Indonesia adalah proses pembuatan yang dapat menghasilkan arang aktif berkualitas tinggi. Arang aktif dapat dibuat dari bahan yang mengandung karbon baik bahan organik maupun anorganik. Beberapa bahan baku yang digunakan antara lain kayu, tempurung kelapa, limbah batubara dan limbah pengolahan kayu maupun limbah pertanian seperti kulit buah kopi, sabut buah coklat, sekam padi, jerami, tongkol dan pelepah jagung. Bahkan dari bahan polimer seperti poliakrilonitril, rayon dan resin fenol (Asano et al. 1999). Industri arang aktif di Indonesia mulai berkembang sejak tahun 1980 dengan bahan baku utamanya tempurung kelapa. Beberapa sifat arang aktif dari tempurung kelapa antara lain adalah strukturnya sebagian besar mikropori, kekerasannya tinggi, mudah diregenerasi dan daya serap iodinnya tinggi sebesar 1100mg/g (Actech, 2002 dalam Pari, 2004). Di pihak lain arang aktif dari tempurung kelapa ini mempunyai keterbatasan dalam penerapannya, yaitu kurang

2 2 efektif bila digunakan untuk menyerap senyawa yang berdiameter makropori, sehingga perlu dicari alternatif bahan baku lain seperti kayu. Menurut Pari dan Hendra (2000), sekitar 300 industri penggergajian kayu dan industri kecil membutuhkan log 15,6 juta m 3 dan limbah yang dihasilkan sebanyak 7,8 juta m 3 termasuk serbuk gergajian kayu 0,78 juta m 3, belum lagi ditambah limbah pengolahan industri kayu hasil illegal logging. Dengan demikian akan terjadi penumpukan beribu-ribu meter kubik limbah yang jika tidak dimanfaatkan dengan baik, merupakan pemborosan terhadap kayu. Oleh karena itu mengingat potensi limbah penggergajian kayu cukup besar, maka salah satu alternatif adalah mengolah limbah tersebut menjadi arang aktif. Perkembangan teknologi dan industri juga mendorong peluang yang cukup besar terhadap arang aktif karena arang aktif merupakan suatu produk yang dihasilkan dari modifikasi karbonisasi yang sudah lama dikenal sejak perang dunia kedua dan mempunyai banyak kegunaan. Diantaranya adalah untuk menyerap gas pada masker, filter pada rokok, penjernih air, industri makanan, industri kimia dan industri lainnya. Penggunaan arang aktif terus berkembang hingga digunakan untuk menyerap gas-gas organik dari polutan gas pada bahan bangunan seperti gas aldehida dan heksan yang dikeluarkan dari cat dan perekat, karena gas-gas tersebut dapat menyebabkan penyakit alergi, paru-paru dan gangguan pada pernafasan (Asano et al. 1999). Permasalahan lingkungan untuk saat ini perlu mendapat perhatian, karena berbagai kegiatan pada sektor pemukiman, pertanian, pertambangan dan industri dapat menghasilkan air limbah yang dibuang ke lingkungan. Apabila air limbah

3 3 tersebut tidak dilakukan pengolahan maka akan menimbulkan pencemaran air yang menyebabkan penurunan kualitas air. Oleh karena itu maka air limbah tersebut harus diolah terlebih dahulu sebelum dibuang ke lingkungan. Salah satu usaha untuk mengolah air limbah tersebut adalah menggunakan arang aktif yang dapat berfungsi sebagai adsorben bahan pencemar (polutan) yang terdapat pada air limbah. Perumusan dan Pemecahan Masalah Air merupakan sumber daya alam yang diperlukan untuk hajat hidup orang banyak, bahkan oleh semua makhluk hidup. Oleh karena itu, sumber daya air harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan dengan baik oleh manusia serta makhluk hidup yang lain. Saat ini, masalah utama yang dihadapi oleh sumber daya air meliputi kuantitas air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dan kualitas air untuk keperluan domestik yang semakin menurun. Kegiatan industri, domestik dan kegiatan lain berdampak negatif terhadap sumber daya air, antara lain menyebabkan penurunan kualitas air akibat pencemaran oleh air limbah. Air limbah yang mengandung zat organik akan menimbulkan bau yang tidak sedap dan gas. Selain itu air limbah juga mengandung bakteri patogen dan bahan beracun, yang menyebabkan penyakit atau kematian. Kondisi ini dapat menimbulkan gangguan, kerusakan dan bahaya bagi semua makhluk hidup yang bergantung pada sumber daya air. Penurunan kualitas air akan menurunkan daya guna, hasil guna, produktivitas, daya dukung dan tampung dari sumber daya air yang pada akhirnya akan menurunkan kekayaan sumber daya alam.

4 4 Berdasarkan pertimbangan di atas, maka perlu dilakukan penelitian mengenai kemampuan arang aktif untuk mengadsorpsi bahan pencemar (polutan) air limbah dengan menggunakan bahan baku kayu mangium (Acacia mangium Willd) dengan pertimbangan antara lain di lapangan tersedia dalam jumlah yang banyak, pemanfaatannya belum maksimal dan untuk industri tertentu kebutuhan arang aktif dari kayu masih impor. Dalam penelitian ini juga digunakan serbuk gergaji kayu campuran karena harganya murah juga sekaligus dapat mengurangi dampak buruk ke lingkungan karena serbuk kayu gergajian merupakan limbah pada industri kayu. Disamping itu juga menggunakan bahan baku tempurung kelapa karena industri arang aktif di Indonesia bahan baku utamanya adalah tempurung kelapa. Berbeda dengan pembuatan arang, pembuatan arang aktif belum dikenal baik oleh masyarakat. Salah satu penyebabnya adalah proses aktivasi pada suhu tinggi dengan tujuan untuk menghilangkan tar, cairan destilat atau deposit yang menutupi pori-pori arang. Dengan cara ini luas permukaan pori menjadi lebih besar, sehingga dapat meningkatkan daya serap pori tersebut. Peningkatan pengolahan arang menjadi arang aktif sejalan dengan peningkatan daya guna dan harga jual. Ada 27 jenis industri yang menggunakan arang aktif untuk keperluan adsorben atau penyerapan polutan gas, padat dan cair antara lain industri air minum, minyak goreng, sirop, minyak atsiri, tambang emas dan tekstil. Harga jual arang per kg berkisar antara Rp 800, ,00 setelah menjadi arang aktif harganya lebih mahal, yaitu pada kisaran Rp 5.000, ,00 (Nurhayati dkk, 2002).

5 5 Penelitian pembuatan arang aktif skala laboratorium (retort kapasitas 500 gram) telah banyak dilakukan, diantaranya untuk mengetahui pengaruh penggunaan jenis bahan kimia, suhu aktivasi dan pengaruh penggunaan jenis kayu serta jenis lain. Sedangkan penelitian pembuatan arang aktif skala industri kecil (retort kapasitas 100 kg) belum pernah dilakukan, disamping itu juga belum diketahui komponen mana dari kayu yang berperan dalam pembentukan pori. Berkaitan dengan hal tersebut di atas, maka perlu dilakukan penelitian secara lebih mendalam mengenai pembuatan arang aktif skala industri kecil (retort kapasitas 100 kg) dengan cara kombinasi fisika dan kimia yaitu menggunakan uap H2O dan H3PO4 5 %. Selanjutnya arang aktif yang diperoleh diuji kemampuannya sebagai adsorben pada pengolahan air limbah. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Mengetahui pola struktur dan karakter arang aktif dari bahan biomasa yang berbeda. 2. Mencari kondisi pembuatan arang aktif skala industri kecil (retort kapasitas 100 kg) yang optimum sebagai adsorben pada pengolahan air limbah. 3. Menguji tingkat efektivitas arang aktif yang dihasilkan sebagai adsorben pada pengolahan air limbah. 4. Mendapatkan konsentrasi pemakaian arang aktif yang efektif sebagai bahan penyerap polutan air.

6 6 Hipotesis Penelitian Hipotesis dari penelitian ini adalah : 1. Pola struktur arang aktif berbeda untuk setiap jenis bahan baku. 2. Terdapat pengaruh waktu aktivasi terhadap struktur dan kualitas arang aktif. 3. Arang aktif yang dibuat dari serbuk gergaji kayu campuran, kayu Acacia mangium dan tempurung kelapa memiliki kemampuan sebagai adsorben pada pengolahan air limbah. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat bagi pengembangan arang aktif dalam skala industri kecil terutama dalam peningkatan mutu dan arang aktif yang dihasilkan dapat bermanfaat sebagai adsorben pada pengolahan air limbah. Kerangka Pemikiran Berdasarkan uraian di atas dapat dikemukakan kerangka pemikiran seperti tertera pada Gambar 1 berikut ini.