STUDI KEMAMPUAN LUMPUR ALUM UNTUK MENURUNKAN KONSENTRASI ION LOGAM Zn (II) PADA LIMBAH CAIR INDUSTRI ELEKTROPLATING Oleh : Eka Masrifatus Anifah (3306 100 016) Dosen Pembimbing : Welly Herumurti, ST., M.Sc Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember 2010
Tujuan dan Manfaat Tujuan : 1) Menentukan waktu kontak, dosis dan ph optimum lumpur alum sebagai adsorben Zn 2+ 2) Menentukan kemampuan lumpur alum sebagai adsorben untuk menurunkan konsentrasi Zn 2+ dalam limbah cair industri elektroplating. 3) Menentukan model isoterm adsorpsi Zn 2+ dan kinetika adsorpsi Zn 2+ dengan adsorben lumpur alum. Manfaat : Penelitian ini diharapkan dapat memperoleh alternatif adsorben yang murah dan efektif, sehingga dapat digunakan dalam pengolahan limbah cair elektroplating.
Ruang Lingkup Penelitian skala laboratorium dengan sistem batch. Lumpur alum IPAM Ngagel III Surabaya. Lumpur alum untreated (105ºC) dan treated (400ºC). Air limbah air limbah buatan seng (Zn 2+ ) dan limbah cair industri elektroplating. Limbah buatan Zn 2+ padatan Zn(SO 4 ) 2 7H 2 O dilarutkan pada aqua DM. Pengaturan ph HNO 3 1M atau NaOH 1M. Waktu adsorpsi antara lain : 60, 90, 120, 150, 180 dan 210 menit Variasi dosis antara lain : 5, 10, 15 dan 20 g/l. Variasi ph antara lain : ph 3, ph 4, ph 5 dan ph 6. Analisis Zn 2+ dilakukan dengan menggunakan ICP-AES. Analisis karakteristik lumpur alum XRD, SEM, XRF dan adsorpsi nitrogen yang dikembangkan oleh Brunauer-Emmett-Teller (BET).
Lumpur Alum Lumpur merupakan produk samping dari suatu proses pengolahan air. Karakteristik lumpur yang berbeda-beda. Disebabkan oleh karakteristik air baku, jenis dan jumlah koagulan yang digunakan serta jenis koagulan pembantu yang digunakan (Kawamura, 2000). Lumpur alum mempunyai kandungan air yang cukup tinggi dan cukup sulit dihilangkan kadar airnya (dewatering) sehingga lumpur ini sulit untuk dibuang ataupun diolah (Kaggwa et al., 2000).
Limbah Cair Elektroplating Limbah cair elektroplating adalah limbah yang dihasilkan dari proses elektroplating yang terkontaminasi oleh logam Cu, Pb, Cr, Cd, Ni dan Zn (Ajmal et al., 2001; Mastuti dan Paryanto, 2007) Karakateristik limbah elektroplating (Šćiban et al.,2007). Parameter Nilai TSS (ml/l) 23 ph 7,89 COD (mg O 2 /L) 59,4 Cu (mg/l) 18,9 Zn (mg/l) 76,3 Cd (mg/l) 8,52 Ca (mg/l) 81,0 Mg (mg/l) 62,6
Teknologi Penyisihan Zn 2+ Proses Kelebihan Kekurangan Pengendapan kimia Konsentrasi ion logam yang rendah pada efluen Kebutuhan bahan kimia besar dan banyak dihasilkan lumpur Pertukaran ion/adsorpsi Sangat efektif dalam penyisihan ion logam Perlu regenerasi adsorben/resin dan perlu Membran pada konsentrasi rendah Hanya logam tertentu yang dapat tersaring tergantung pada ukuran logam (Kadirvelu dan Goel dalam Lewinsky, 2007) pembuangan adsorben/resin yang telah habis masa pakai Fouling dan umur masa pakai membran
Mekanisme Adsorpsi 1. Fase bulk transfer dan difusi film. 2. Difusi pori 3. Partikel menempel pada adsorben. permukaan Gambar Mekanisme adsorpsi pada mikropori
Adsorben Zn 2+ Adsorben Kapasitas adsorpsi (mg/g) Referensi Fosfat kalsinasi 20,6 (Akil et al., 2004) Sisa wortel 29,61 (Nasernejad et al., 2005) Lumpur klarifier 15,53 Sekam padi 14,3 Lumina teraktivasi 13,69 (Bhattacharya et al., 2006) Kulit pohon Neem 13,29 Zeolit alam 24,4 (Ören dan Kaya, 2006) Karbon aktif dengan asam tanin 1,23 (Üçer et al., 2006) Pulp kertas koran 9,2 (Chakravarty et al., 2007) Vermikompos 20.48 (Jordão et al., 2009) Tanah 216,0 (Tang et al., 2009) Tanah kalsinasi 113,6 Asam Humik 6,12 (Li et al., 2010)
Adsorben Lumpur Alum Parameter Limbah Efesiensi Referensi Flourida (F - ) Limbah buatan 99% (Sujana et al., 1998). Fosfat (PO 4 ) 2- Influen air limbah 65% (Georgantas dan Grigoropoulou, domestik 2005) Perklorat Influen 65% (Makris et al., (ClO - ) pengolahan 2006). air minum Merkuri (Hg 2+ ) Limbah buatan 56,6% (Hovsepyan et al., 2009)
Metodologi Penelitian B A
lanjutan B A Penelitian Lanjutan - Percobaan sistem batch - Kecepatan pengadukan 150 rpm - Lumpur alum yang digunakan adalah lumpur alum untreated dan treated. Tahap I : - Waktu adsorpsi antara lain 60, 90, 120, 150, 180 dan 210 menit. - Variasi dosis lumpur alum antara lain 5 g/l, 10 g/l, 15 g/l dan 20 g/l. - Variasi ph antara lain ph 3, ph 4, ph 5 dan ph 6. Tahap II : Percobaan batch menggunakan sampel limbah cair industri elektroplating dengan waktu adsorpsi, dosis dan ph optimum yang didapat dari percobaan tahap I. Setelah percobaan sistem batch, dilakukan pengukuran konsentrasi Zn 2+ dan ph sampel akhir. Analisa dan Pembahasan Kesimpulan
Analisis dan Pembahasan Karakteristik Lumpur Alum Optimasi Proses Adsorpsi - Pengaruh waktu kontak - Pengaruh dosis - Pengaruh ph Isoterm Adsorpsi Kinetika Adsorpsi Adsorpsi pada Limbah Cair Industri Elektroplating
Kesimpulan Kesimpulan dan Saran a. Kondisi adsorpsi optimum lumpur alum Untreated : waktu kontak 150 menit, dosis 10 g/l dan ph 5. Treated : waktu kontak 120 menit, dosis 15 g/l dan ph 4. b. Persentase penyisihan Untreated : 99,911% (limbah buatan) dan 0,9% (limbah elektroplating) Treated : 93,359% (limbah buatan) dan 1,2% (limbah elektroplating) c. Isoterm mengikuti Langmuir dan kinetika mengikuti orde dua semu. Kapasitas adsorpsi untuk lumpur alum untreated 6,173 mg/g dan lumpur alum treated 8,065 mg/g Saran a. Perlu variasi konsentrasi awal Zn 2+. b. Perlu penelitian lebih lanjut tentang pengolahan limbah elektroplating untuk menurunkan konsentrasi Zn 2+ dengan proses koagulasi-flokulasi.
TERIMA KASIH