Laporan Adsorpsi Arang Aktif
-
Upload
nurul-aini-kesuma-wardhani -
Category
Documents
-
view
558 -
download
25
Transcript of Laporan Adsorpsi Arang Aktif
LAPORAN PRAKTIKUM
ADSORPSI WARNA, pH, DAN TDS PADA LIMBAH CAIR LAUNDRY
DENGAN MENGGUNAKAN KARBON AKTIF
diajukan untuk memenuhi salah satu tugas praktikum Pengolahan Limbah Industri
Dosen Pembimbing : Dianty Rosirda, S.T
Disusun Oleh :
Muhamad Aliyudin M 101411044
Muhammad Iqbal Alkindi 101411046
Nurul Aini Kesuma W 101411047
Nurul Anisa Hakim 101411048
Raihan Khairan 101411049
Kelompok : III (Tiga)
Kelas : 3 B
Tanggal praktikum : 12 September 2012
Tanggal pengumpulan: 19 September 2012
D3-TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2012
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Mencuci pakaian merupakan suatu pekerjaan yang telah dilakukan manusia
yang awal mulanya berasal dari orang-orang mesir kuno. Semakin berkembangnya
zaman dan teknologi, mencuci pakaian menjadi semakin dipermudah dengan adanya
mesin pencuci pakaian dan beragam jenis detergen yang mudah memudarkan noda.
Hal-hal tersebut menjadi penunjang banyaknya jasa pencucian pakaian atau laundry
dan pertumbuhannya semakin menjamur terutama di daerah yang mayoritas
penduduknya adalah mahasiswa.
Dengan bertambahnya jasa laundry akan bertambah pula limbah cair yang
dihasilkan. Jika limbah-limbah tersebut secara terus-menerus dibuang begitu saja
tanpa pengolahan terlebih dahulu maka ekosistem air di daerah sekitar proses
pencucian akan terganggu. Dampak tersebut diakibatkan oleh adanya sisa detergen
dan bahan-bahan ingredientnya.
Untuk mengurangi pencemaran lingkungan yang diakibatkan oleh limbah
laundry, maka dapat dilakukan pengololahan limbah cair. Salah satu pengolahannya
adalah dengan metoda adsorpdi menggunakan arang aktif. Dimana setelah
pengolahan diharapkan tidak terjadi pencemaran lingkungan dan ekosistem yang ada
dalam air.
1.2. Tujuan
Secara umum percobaan ini bertujuan untuk mengolah limbah cair menjadi
lebih ramah lingkungan dan tidak merusak lingkungan. Dan secara khusus tujuan
dari percobaan ini adalah sebagai berikut :
a. Mengetahui pengaruh laju alir cairan limbah terhadap pH, TDS, dan
kekeruhan.
b. Menentukan waktu optimum pada operasi adsorpsi limbah laundry dengan
arang aktif sebagai adsorben.
c. Mengetahui pengaruh waktu terhadap pH, TDS, dan kekeruhan.
BAB 2
TIJAUAN PUSTAKA
2.1. Limbah Laundry
Detergen merupakan suatu senyawa sintetis zat aktif muka (surface active
agent) yang dipakai sebagai zat pencuci yang baik untuk keperluan rumah tangga,
industri tekstil, kosmetik, obat-obatan, logam, kertas, dan karet. Detergen memiliki
sifat pendispersi, pencucian dan pengemulsi. Penyusun utama senyawa ini adalah
Dodecyl Benzena Sulfonat (DBS) yang memiliki kemampuan untuk menghasilkan
busa (Ginting, 2007).
Limbah laundry yang dihasilkan oleh detergen mengandung pospat yang
tinggi. Pospat ini berasal dari Sodium Tripolyphospate (STPP) yang merupakan salah
satu bahan yang kadarnya besar dalam detergen. Dalam detergen, STPP ini berfungsi
sebagai builder yang merupakan unsur terpenting kedua setelah surfaktan karena
kemampuannya menonaktifkan mineral kesadahan dalam air sehingga detergen
dapat bekerja secara optimal (HERA, 2003).
2.2. Arang Aktif
Arang aktif adalah bahan berupa karbon bebas yang masing-masing berikatan
secara kovalen atau arang yang telah dibuat dan diolah secara khusus melalui proses
aktifasi, sehingga pori-porinya terbuka dan dengan demikian mempunyai daya serap
yang besar terhadap zat-zat lainnya, baik dalam fase cair maupun dalam fase gas.
Dengan demikian, permukaan arang aktif bersifat non-polar. Struktur pori
berhubungan dengan luas permukaan, dimana semakin kecil pori-pori arang aktif,
mengakibatkan luas permukaan semakin besar. Dengan demikian kecepatan adsorpsi
bertambah. Untuk meningkatkan kecepatan adsorpsi, dianjurkan menggunakan arang
aktif yang telah dihaluskan. (Makalah Adsorpsi Kimia Fisik, 2008)
2.3. Pembuatan Arang Aktif
Secara umum dan sederhana, proses pembuatan arang aktif terdiri dari 3 tahap,
yaitu :
1. Dehidrasi : proses penghilangan air dimana bahan baku dipanaskan
sampai temperatur 170°C.
2. Karbonisasi : pemecahan bahan-bahan organik menjadi karbon. Suhu
diatas 170°C akan menghasilkan CO dan CO2. Pada suhu 275°C, dekomposisi
menghasilkan “tar”, methanol dan hasil samping lainnya. Pembentukan karbon
terjadi pada temperatur 400-600°C.
3. Aktifasi : dekomposisi tar dan perluasan pori-pori. Dapat dilakukan dengan
uap atau CO2 sebagai aktifator.
Yang dimaksud dengan aktifasi adalah suatu perlakuan terhadap arang yang
bertujuan untuk memperbesar pori yaitu dengan cara memecahkan ikatan
hidrokarbon atau mengoksidasi molekul-molekul permukaan sehingga arang
mengalami perubahan sifat, baik fisika maupun kimia, yaitu luas permukaannya
bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya adsorpsi. (Makalah Adsorpsi Kimia
Fisik, 2008)
2.4. Adsorpsi
Adsorpsi adalah suatu proses yang terjadi ketika suatu fluida (cairan maupun
gas) terikat pada suatu padatan dan akhirnya membentuk suatu film (lapisan tipis)
pada permukaan padatan tersebut. Berbeda dengan absorpsi dimana fluida terserap
oleh fluida lainnya dengan membentuk suatu larutan.
Proses adsorpsi arang aktif dapat digambarkan sebagai molekul yang
meninggalkan zat pengencer yang terjadi pada permukaan zat padat melalui ikatan
kimia maupun fisika. Molekul tersebut digunakan sebagai adsorbat dan zat padat
disebut adsorben arang aktif. Adapun adsorpsi yang terjadi pada arang aktif dapat
bersifat :
1. Adsorpsi Fisika
Adsorpsi fisika terjadi berdasarkan ikatan fisika antara zat-zat dengan arang
aktif dalam keadaan suhu rendah dengan penyerapan relative kecil.
2. Adsorpsi Kimia
Adsorpsi kimia terjadi berdasarkan ikatan kimia antara adsorben (arang aktif)
dengan zat-zat teradsopsi. Dijelaskan pula bahwa bahan dalam larutan yang bersifat
elektrolit akan diserap lebih efektif dalam suasana basa oleh arang aktif. Sedangkan
bahan dalam larutan yang bersifat non elektrolit penyerapan arang aktif tidak
dipengaruhi oleh sifat keasaman atau sifat kebasaan larutan.
beberapa faktor yang mempengaruhi daya serap adsorpsi, yaitu:
Sifat serapan
banyak senyawa yang dapat diadsorpsi oleh arang aktif, tetapi kemampuannya
untuk mengadsorpsi berbeda untuk masing-masing senyawa. Adsorpsi akan
bertambah besar sesuai dengan bertambahnya ukuran molekul serapan dari struktur
yang sama, seperti dalam deret homolog. Adsorpsi juga dipengaruhi oleh gugus
fungsi, posisi gugus fungsi, ikatan rangkap, dan struktur rantai dari senyawa serapan.
Temperatur
Dalam pemakaian arang aktif dianjurkan untuk mengamati temperatur pada
saat berlangsungnya proses. Faktor yang mempengaruhi temperatur proses adsorpsi
adalah viskositas dan stabilitas senyawa serapan. Jika pemanasan tidak
mempengaruhi sifat-sifat senyawa serapan, seperti terjadi perubahan warna maupun
dekomposisi, maka perlakuan dilakukan pada titik didihnya. Untuk senyawa volatil,
adsorpsi dilakukan pada temperatur kamar atau bila memungkinkan pada temperatur
yang lebih rendah.
pH (derajat keasaman)
Untuk asam-asam organik, adsorpsi akan meningkat bila pH diturunkan, yaitu
dengan penambahan asam-asam mineral. Ini disebabkan karena kemampuan asam
mineral untuk mengurangi ionisasi asam organik tersebut. Sebaliknya apabila pH
asam organik dinaikkan yaitu dengan penambahan alkali, adsorpsi akan berkurang
sebagai akibat terbentuknya garam.
Waktu singgung
Bila arang aktif ditambahkan dalam suatu cairan, dibutuhkan waktu untuk
mencapai kesetimbangan. Waktu yang dibutuhkan berbanding terbalik dengan
jumlah arang yang digunakan.
Selisih ditentukan oleh dosis arang aktif, pengadukan juga mempengaruhi
waktu singgung. Pengadukan dimaksudkan untuk memberi kesempatan pada partikel
arang aktif untuk bersinggungan dengan senyawa serapan. (Makalah Adsorpsi Kimia
Fisik, 2008)
BAB 3
METODOLOGI PERCOBAAN
Percobaan ini merupakan percobaan skala laboratorium, yang dilaksanakan di
laboratorium PLI (Pengolahan Limbah Industri) Jurusan Teknik Kimia Politeknik
Negeri Bandung.
3.1. Alat dan Bahan
3.1.1 Alat
1. Menara Adsorbsi
2. Gelas Ukur
3. Stopwatch
4. Turbidimeter
5. Penggaris
6. pH Meter
7. TDS Meter
8. Unggun Diam (Karbon Aktif)
9. Air Kran
3.1.2 Bahan
1. Air Limbah Laundry
Buka keran outlet dari menara, dan hubungkan dengan selang air
Nyalakan air keran, dan biarkan sampai memenuhi menara
Lakukan backwash selama 15 menit
Tampung air backwash
3.2. Skema Proses
3.2.1. Backwash Arang Aktif
Isi bak umpan dengan air limbah
Mengalirkan air limbah laundry kedalam kolom unggun bagian atas dengan bebit 1,2 L /menit
Buka keran bawah dan tampung efluen pada gelas kimia setiap 5 menit selama 15 menit
Ukur pH, TDS, dan kekeruhan dari efluen
Ulangi percobaan dengan debit 0,12 L/m
tampung efluen pada gelas kimia setiap 5 menit selama 25 menit
Ukur pH, TDS, dan kekeruhan dari efluen
3.2.1. Proses Adsorpsi dengan Arang Aktif
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Percobaan
pH awal : 8,03
TDS awal : 1,227 ms
Kekeruhan : 47,01 NTU
Run-1
Waktu (menit) pH TDS (ms) Kekeruhan (NTU)
5 7,84 1,204 19,93
10 7,57 1,204 18,48
15 7,51 1,230 18,70
Run-2
Waktu (menit) pH TDS (ms) Kekeruhan(NTU)5 7,52 1,178 17,2010 7,50 1,164 23,3015 7,47 1,163 15,7520 7,45 1,178 15,9425 7,40 1,127 15,58
4 6 8 10 12 14 160
5
10
15
20
25
Kurva Pengaruh Waktu terhadap pH, TDS, dan kekeruhan (Run-1)
pHTDSKekeruhan
Pembahasan oleh Muhamad Aliyudin M (101411044)
0 5 10 15 20 25 300
5
10
15
20
25
Kurva Pengaruh Waktu terhadap pH, TDS, dan kekeruhan (Run-2)
pHTDSKekeruhan
Pembahasan oleh Muhammad Iqbal Alkindi (101411046)
Pembahasan oleh Nurul Aini Kesuma Wardhani (101411047)
Adsorbsi merupakan suatu pengolahan limbah cairan dengan metoda
penyerapan pengotor-pengotor ke permukaan adsorben. Limbah yang digunakan
adalah limbah air laundry yang berada di daerah Desa Ciwaruga. Sifat fisik dari
limbah tersebut memiliki warna yang keruh, memilki bau, dan mengandung padatan
terendapkan.
Limbah yang digunakan dicairkan dengan menggunakan air untuk
mendapatkan volume yang diinginkan yaitu 50L. Sebelum limbah tersebut masuk ke
dalam kolom adsorbsi dilakukan backwash kolom adsorbsi, hal ini bertujuan untuk
memberi rongga antar partikel arang aktif agar air dapat melewati rongga-rongga
karbon aktif tanpa tersumbat selain itu hal ini bertujuan untuk membuang sisa
pengotor yang masih terkandung di arang aktif.
Setelah dilakukan backwash, limbah laundry dimasukkan ke dalam kolom
adsorben dan diatur debitnya yaitu xxx L/menit pada Run-1 dan xxx L/menit pada
Run-2. Pengambilan data dan pengukuran laju alir dilakukan setiap 5 menit sekali,
hal ini dikarenakan laju alir akan semakin berkurang dengan bertambahnya waktu
karena adsorben yang digunakan semakin banyak menyerap pengotor yang
mengakibatkan pori-pori adsorben mengecil.
Setelah dilakukan pengambilan data didapatkan 8 data, 3 variasi waktu pada
laju alir xxx L/menit dan 5 variasi waktu pada laju alir xxx L/menit. Berdasarkan
data yang didapatkan menunjukkan bahwa semakin besar laju alir maka operasi
penyerapan adosrbat oleh adsorben akan semakin berkurang, sehingga kualitas air
yang dihasilkan tidak lebih baik dari adosrbsi dengan laju alir yang kecil. Selain laju
alir waktu juga mempengaruhi parameter adsorbsi. Berdasarkan data yang
didapatkan menunjukkan bahwa semakin lama waktu adsorbsi maka semakin lama
pula waktu kontak adsorben dengan adsorbat.
Pada percobaan yang dilakukan praktikan menunjukkan bahwa terdapat
beberapa titik dimana nilai parameter mengalami kenaikan setelah operasi adsorbsi.
Banyak faktor yang mempengaruhi hal tersebut, diantarnya
Pembahasan oleh Nurul Anisa Hakim (101411048)
Pembahasan oleh Raihan Khairan (101411049)
BAB 5
KELIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2003. Sodium Tripolysphosphate (STTP). Human and Environment Risk
Assesment on Ingredients of EuropanHousheold Cleaning Product (HERA).
http://heraproject.com/files/13-f-04-%20HERA%20STTP%20full%20web
%20wd.pdf (diakses 7 September 2012)