BAB I PENDAHULUAN. Perkembangan industri di Indonesia selain membawa keuntungan juga

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Perkembangan industri di Indonesia selain membawa keuntungan juga membawa dampak negatif bagi lingkungan sekitar misalnya pencemaran oleh limbah industri dimana limbah industri ini dapat berbentuk cair, padat, dan gas. Limbah cair dapat berupa senyawa anorganik seperti logam Fe(III), Cu(II) maupun oksida logam seperti TiO 2. Senyawa anorganik ini dapat berasal dari industri pelapisan logam, industri kosmetik maupun industri cat. Sedangkan senyawa organik seperti fenol merupakan polutan yang mempunyai toksisitas yang tinggi dan bersifat karsinogen (pemicu kanker). Limbah fenol dapat berasal dari limbah cair Rumah Sakit misalnya pada laboratorium Mikrobiologi, laboratorium Kimia Klinik, laboratorium Hematologi, ruang operasi dan ruang instalasi lainnya. Fenol biasanya digunakan sebagai bahan disinfektan maupun antiseptik untuk sterilisasi peralatan terutama dari laboratorium Mikrobiologi dan ruang operasi, hal ini menyebabkan fenol potensial sebagai sumber pencemaran dari limbah cair Rumah Sakit. Menurut peraturan Daerah Jawa Tengah No. 10 Tahun 2004 dalam Mukaromah, A. H., Irawan, B., Rahmawati, A. 2008, tentang Baku Mutu Air Limbah Rumah Sakit tidak boleh mengandung fenol sama sekali, sehingga perlu dilakukannya berbagai penelitian untuk menurunkan atau menghilangkan fenol dari air limbah. 1

2 2 Pada dasarnya fenol dapat mengalami penurunan (degradasi) oleh adanya cahaya matahari. Namun karena intensitas sinar matahari yang sampai ke permukaan bumi relatif lemah maka penurunan kadar fenol kurang efektif atau berlangsung lambat. Akibatnya, laju akumulasi fenol lebih tinggi daripada laju penurunannya, yang pada akhirnya konsentrasi fenol akan semakin meningkat sehingga melebihi batas ambang yang diperbolehkan. Proses ini dapat dipercepat oleh adanya oksida logam seperti TiO 2, CuO, ZnO, CdO, Fe 2 O 3 dan sebagainya yang dapat digunakan sebagai katalisator untuk meningkatkan efektivitas penurunanan kadar fenol (Wahyuni. E.T., Sugiharto.E., Tohir. I., 2003). Menurut Hoffmann, et al., 1995., dalam Wahyuni. E.T., Sugiharto.E., Tohir. I., 2003 bahwa peran fotokatalis oksida logam dalam proses penurunan fenol adalah menyediakan radikal OH yang dihasilkannya jika oksida tersebut dikenai radiasi foton (cahaya matahari atau sinar lampu UV). Radikal ini akan bertindak sebagai oksidator yang sangat efektif untuk mendegradasi senyawasenyawa organik seperti fenol. Aktivitas fotokatalitik oksida besi telah dibuktikan cukup efektif dalam mendegradasi fenol, namun kemampuan besi sebagai ion Fe(III) dalam mempercepat penurunan kadar fenol belum banyak dikaji. Dalam larutan, ion Fe(III) akan membentuk Fe(OH) 3 yang jika menyerap radiasi foton maka akan menghasilkan radikal OH pada permukaan besi tersebut. Dengan demikian, sangat mungkin ion Fe(III) juga dapat meningkatkan efektivitas penurunan fenol. Dalam proses tersebut, jika fenol terdegradasi sempurna maka akan terbentuk CO 2 dan H 2 O, sedangkan ion Fe(III) mengalami fotoreduksi menjadi Fe(II).

3 3 Masalah yang timbul dengan penggunaan katalis TiO 2 adalah adanya TiO 2 yang masih berada dalam limbah setelah proses penurunan kadar fenol, sehingga diperlukan pengambilan katalis TiO 2 yang dapat dipergunakan kembali dalam proses fotokatalik. Oleh karena itu diperlukan adanya penggunaan atau pemakaian membran fotokatalik untuk memisahkan katalis TiO 2, molekulmolekul hasil degradasi dan dapat dihasilkan air yang dapat digunakan kembali untuk keperluan industri setelah proses degradasi dengan fotokatalitik. Alat yang digunakan membran (polipropilen dengan konfigurasi hollow fiber) dalam satu modul membran hollow fiber terdiri dari 6 batang fiber dengan panjang 30 cm dan diameter fiber 0,2 mm serta diameter ukuran luar 0,4 mm. Kecepatan aliran fenol 1-8 m/detik dengan laju aliran volumetrik L/jam. Reaktor Membran fotokatalitik dilengkapi dengan sinar ultra violet, sehingga membran ini cocok digunakan untuk mengambil ion monovalent, dan hampir seluruh senyawa organik yang berukuran kecil. B. Rumusan Masalah Dari latar belakang diatas timbul permasalahan, bagaimanakah pengaruh ion Fe(III) terhadap penurunan kadar fenol dengan katalis Titanium Oksida (TiO 2 ) melalui membran fotokatalitik? C. Tujuan Penelitian 1. Tujuan Umum Tujuan Umum penelitian adalah mengkaji pengaruh ion Fe(III) terhadap efektivitas penurunan fenol dengan katalisis TiO 2 melalui membran fotokatalitik.

4 4 2. Tujuan Khusus a. Pada penelitian pendahuluan 1) Mengetahui konsentrasi larutan fenol yang optimum dengan waktu optimum dalam penurunan kadar fenol dengan katalis TiO 2 melalui reaktor membran fotokatalitik 2) Mengetahui jumlah katalis TiO 2 yang paling optimum dengan waktu dan kadar fenol yang optimum dalam penurunan kadar fenol dengan katalisis TiO 2 melalui reaktor membran fotokatalitik 3) Mengetahui waktu reaksi yang optimum dalam penurunan kadar fenol dengan katalisis TiO 2 melalui reaktor membran fotokatalitik yang maksimum. 4) Mengetahui pengaruh ph larutan terhadap efektifitas penurunan kadar fenol dengan waktu reaksi, konsentrasi fenol, dan jumlah TiO 2 yang optimum melalui reaktor membran fotokatalitik. 5) Mengetahui konsentrasi ion Fe(III) terhadap efektifitas penurunan kadar fenol yang terkatalis TiO 2 yang paling optimum dengan waktu reaksi, konsentrasi fenol, dan jumlah TiO 2 dan ph yang optimum melalui reaktor membran fotokatalitik. b. Mengetahui efektifitas penurunan konsentrasi fenol yang dengan katalisis TiO 2 melalui reaktor membran fotokatalitik pada kondisi optimal (waktu reaksi, konsentrasi fenol, jumlah TiO 2, ph, dan konsentrasi ion Fe(III)) dengan variasi waktu 25, 50, dan 75 jam.

5 5 c. Mengetahui pengaruh ion logam Fe(III) terhadap penurunan kadar fenol dengan katalis TiO 2 melalui reaktor membran fotokatalitik dengan kondisi optimal dalam sekala laboratorium. D. Manfaat Penelitiani Hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai dasar desain penanganan limbah fenol secara alamiah dan sinergis, misalnya pembuangan air limbah Rumah Sakit, limbah kosmetik, industri tekstil, industri cat maupun industri pelapisan logam yang mengandung TiO 2, dan Fe(III) di perairan yang sama. Penggunaan membran fotokatalik diharapkan dapat digunakan untuk memisahkan katalis TiO 2, molekul-molekul hasil degradasi dan dapat dihasilkan air yang dapat digunakan kembali untuk keperluan industri setelah proses degradasi dengan fotokatalisis.