Jerapan kromium limbah penyemakan kulit oleh zeolit Cikembar dengan melalui lapik tetap

JERAPAN KROMIUM LIMBAH PENYAMAKAN KULIT

OLEH ZEOLIT CIKEMBAR DENGAN

METODE LAPIK TETAP

TYAS KUSUMAWATI

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2006

ABSTRAK

TYAS KUSUMAWATI. Jerapan Kromium Limbah Penyamakan Kulit oleh Zeolit Cikembar dengan Metode Lapik Tetap. Dibimbing oleh ETI ROHAETI AZIS dan BETTY MARITA SOEBRATA.

Limbah penyamakan kulit mengandung kromium dalam konsentrasi tinggi. Pengolahan limbah untuk mengurangi kromium terbuang dilakukan melalui pengendapan dalam kondisi basa. Akan tetapi, proses ini masih menyisakan konsentrasi kromium di atas baku mutu sehingga limbah perlu diproses lebih lanjut melalui jerapan dengan metode lapik tetap menggunakan zeolit alam. Zeolit diketahui berongga, luas permukaan besar, kapasitas tukar kation tinggi, dan bernilai ekonomis sehingga banyak digunakan sebagai penjerap. Pada penelitian ini dipelajari pengaruh ukuran butir zeolit (+20–32, +32–40, dan +40–60 mesh), laju alir (5, 8, dan 11 mL/menit), dan tinggi lapik zeolit (3.7, 6.5, dan 10 cm) terhadap kapasitas jerapan dan efisiensi kolom, pengaruh pH dan waktu pemeraman pada proses pengendapan limbah, serta jerapan filtrat hasil pengendapan limbah dalam kolom zeolit. Hasil penelitian menunjukkan kapasitas jerapan dan efisiensi kolom tertinggi didapat pada ukuran butir +40–60 mesh, laju alir 5 mL/menit, dan tinggi lapik zeolit 10 cm. Pengendapan limbah penyamakan kulit dengan penambahan NaOH dilakukan pada pH 9 dan waktu pemeraman 4 jam. Filtrat hasil pengendapan limbah dijerap dalam kolom yang berisi 60 gram zeolit berukuran +20–32 mesh, tinggi lapik 30 cm, dan laju alir 5 mL/menit yang menghasilkan kapasitas jerapan saat C/Co 0.5 adalah 0.05 mg kromium/g zeolit.

ABSTRACT

TYAS KUSUMAWATI. Chromium Adsorption of Tannery Wastewater by Cikembar Zeolite Using Fixed Bed Method. Supervised by ETI ROHAETI AZIS and BETTY MARITA SOEBRATA.

Tannery wastewater contains chromium in high concentration. The wastewater process for chromium removal is carried out by chemical precipitation in alkaline condition. However, this technique still gives chromium concentration higher than the wastewater standard limit. Therefore, this wastewater needs further process by adsorption fixed bed method using natural zeolite. Zeolite is known a highly porous substance with large surface area, high cation exchange capacity, and low cost so that zeolite could be utilized as an adsorbent. This research studied the effect of zeolite particle sizes (+20–32, +32–40, and +40–60 mesh), flow rates (5, 8, and 11 mL/minute), and bed height (3.7, 6.5, and 10 cm) on adsorption capacity and column efficiency, the effect of pH and aging time in precipitation process of the wastewater, and the filtrate adsorption of precipitation process in zeolite column. The results showed that the highest adsorption capacity and column efficiency were accomplished in zeolite with the particle size of +40–60 mesh, flow rate of 5 mL/minute, and bed height of 10 cm. The chemical precipitation of tannery with NaOH addition was carried out at pH 9 and 4 hours of aging time. The filtrate from wastewater precipitation was adsorbed in column filled with 60 gram of +20–32 mesh zeolite, bed height of 30 cm, and flow rate of 5 mL/minute, which gave the adsorption capacity when C/Co 0.5 was 0.05 mg chromium/g zeolite.

JERAPAN KROMIUM LIMBAH PENYAMAKAN KULIT

OLEH ZEOLIT CIKEMBAR DENGAN

METODE LAPIK TETAP

TYAS KUSUMAWATI

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada

Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2006

PRAKATA

Bismillahirrahmanirrahim…

Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT karena atas rahmat dan karunia–Nya penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Karya ilmiah ini berjudul Jerapan Kromium Limbah Penyamakan Kulit oleh Zeolit Cikembar dengan Metode Lapik Tetap, yang merupakan hasil penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juni 2005 sampai Januari 2006 di Laboratorium Kimia Analitik, Departemen Kimia IPB, Bogor.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dra. Eti Rohaeti Azis, MS dan Ibu Betty Marita Soebrata, S.Si., M.Si. selaku pembimbing yang telah memberikan masukan dan pengarahan kepada penulis. Ungkapan terima kasih dihaturkan kepada Bapak, Ibu, Mas Bayu, Mbak Maria, Menik, Dini, dan Dito atas doa, dorongan semangat, dan kasih sayangnya kepada penulis. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Om Eman, Iecka, Ayam, Ega, Etta, Tri, Antie, Santi, Ayu, Aning, Kak Harry, dan rekan-rekan kimia 38 atas dukungan, kenangan, dan kebersamaannya selama ini.

Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.

Bogor, Mei 2006

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bojonegoro pada tanggal 19 Agustus 1983 sebagai anak dari pasangan Ngasbi Atmosuyoso dan Sri Yatni. Penulis merupakan anak kedua dari empat bersaudara.

Penulis menyelesaikan pendidikan menengah atas di SMU Negeri 1 Tangerang. Pada tahun 2001 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) di Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, melalui jalur Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri (UMPTN). Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif dalam organisasi kemahasiswaan Ikatan Mahasiswa Kimia (Imasika) IPB dan menjadi asisten praktikum mata kuliah Kimia Dasar TPB tahun ajaran 2004/2005, Kimia Fisik tahun ajaran 2004/2005, Kimia Organik tahun ajaran 2005/2006, dan Kimia Analitik tahun ajaran 2004/2005. Penulis pernah mengikuti praktik lapangan di PT Nippres Tbk, Bogor selama periode Juni sampai Agustus 2004.

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR LAMPIRAN... ix

PENDAHULUAN ... 1

TINJAUAN PUSTAKA Zeolit ... 1

Jerapan ... 2

Penyamakan Kulit ... 3

Kromium ... 4

Analisis Kromium ... 4

BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat ... 4

Metode ... 4

HASIL DAN PEMBAHASAN Pencirian Zeolit Cikembar ... 6

Pengaruh Ukuran Butir terhadap Jerapan Kromium pada Metode Lapik Tetap ... 6

Pengaruh Laju Alir terhadap Jerapan Kromium pada Metode Lapik Tetap .... 7

Pengaruh Tinggi Lapik terhadap Jerapan Kromium pada Metode Lapik Tetap... 8

Jerapan Kromium pada Metode Tumpak ... 9

Pengaruh Waktu Pemeraman dan pH pada Pengendapan Limbah ... 9

Jerapan Filtrat Hasil Pengendapan Limbah dalam Kolom Zeolit ... 10

SIMPULAN DAN SARAN ... 11

DAFTAR PUSTAKA ... 11

DAFTAR TABEL

Halaman

1 Zeolit alam dan rumus kimia unit sel ... 2

2 Komposisi kimia dan mineral zeolit Cikembar ... 6

3 Kapasitas jerapan dan efisiensi ragam ukuran butir pada metode lapik tetap ... 7

4 Kapasitas jerapan dan efisiensi ragam laju alir pada metode lapik tetap ... 8

5 Kapasitas jerapan dan efisiensi ragam tinggi lapik pada metode lapik tetap ... 8

6 Kapasitas jerapan pada metode tumpak dan lapik tetap ... 9

7 Konsentrasi kromium pada ragam waktu pemeraman ... 9

8 Konsentrasi kromium dan bobot NaOH pengendapan limbah pH 8 dan 9 ... 10

9 Kapasitas jerapan kromium filtrat hasil pengendapan limbah pH 8 dan 9 ... 10

10 Perbandingan kapasitas jerapan kromium larutan CrCl3.6H2O dan filtrat hasil pengendapan limbah... 10

DAFTAR GAMBAR

Halaman 1 Bentuk unit pembangun struktur zeolit ... 2

2 Kurva terobosan hubungan volume larutan dengan C/Co ... 3

3 Reaksi antara DPC dan kromium heksavalen ... 4

4 Pengaruh ukuran butir zeolit terhadap kurva terobosan ... 7

5 Pengaruh laju alir terhadap kurva terobosan ... 7

6 Pengaruh tinggi lapik terhadap kurva terobosan . ... 8

7 Pengaruh ukuran butir zeolit terhadap kapasitas jerapan pada metode tumpak .. 9

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1 Bagan alir penelitian... 14

2 Hasil analisis zeolit Cikembar dengan XRD ... 14

3 Jerapan CrCl3.6H2O pada 20 gram zeolit 20–32 mesh dengan laju alir 5 mL/menit ... 15

4 Jerapan CrCl3.6H2O pada 20 gram zeolit 32–40 mesh dengan laju alir 5 mL/menit ... 15

5 Jerapan CrCl3.6H2O pada 20 gram zeolit 40–60 mesh dengan laju alir 5 mL/menit ... 16

6 Kapasitas jerapan ragam ukuran butir pada metode lapik tetap ... 16

7 Efisiensi kolom ragam ukuran butir pada metode lapik tetap ... 17

8 Jerapan CrCl3.6H2O pada 20 gram zeolit 20–32 mesh dengan laju alir 8 mL/menit ... 18

9 Jerapan CrCl3.6H2O pada 20 gram zeolit 20–32 mesh dengan laju alir 11 mL/menit ... 18

10 Kapasitas jerapan ragam laju alir pada metode lapik tetap ... 19

11 Efisiensi kolom ragam laju alir pada metode lapik tetap ... 19

12 Jerapan CrCl3.6H2O pada 10 gram zeolit 20–32 mesh dengan laju alir 8 mL/menit ... 19

13 Jerapan CrCl3.6H2O pada 30 gram zeolit 20–32 mesh dengan laju alir 8 mL/menit ... 20

14 Kapasitas jerapan ragam tinggi lapik pada metode lapik tetap... 20

15 Efisiensi kolom ragam tinggi lapik pada metode lapik tetap... 20

16 Kapasitas jerapan ragam ukuran butir pada metode tumpak ... 21

17 Konsentrasi kromium awal limbah penyamakan kulit ... 21

18 Konsentrasi kromium filtrat hasil pengendapan limbah pada ragam waktu pemeraman... 21

19 Konsentrasi kromium filtrat hasil pengendapan limbah dan bobot NaOH pada ragam pH pengendapan ... 21

20 Jerapan filtrat hasil pengendapan limbah pH 8 pada 60 g zeolit 20–32 mesh dengan laju alir 5 mL/menit ... 22

21 Jerapan filtrat hasil pengendapan limbah pH 9 pada 60 g zeolit 20–32 mesh dengan laju alir 5 mL/menit ... 22

22 Kapasitas jerapan filtrat hasil pengendapan limbah pH 8 dan 9 pada metode lapik tetap ... 23

1

PENDAHULUAN

Peningkatan kegiatan pada sektor industri di Indonesia merupakan sarana untuk memperbaiki taraf hidup rakyat. Akan tetapi, di lain pihak muncul masalah pencemaran lingkungan akibat limbah industri yang dihasilkan dari serangkaian proses industri. Pencemaran lingkungan ini dapat merusak ekosistem, keseimbangan sumber daya alam, dan berkembangnya ragam bibit penyakit yang merugikan kehidupan manusia. Pencemaran lingkungan salah satunya disebabkan oleh adanya logam berat dalam jumlah di atas ambang batas. Hal ini tentu saja menjadi salah satu pusat perhatian masyarakat luas, khususnya ilmuwan.

Kromium adalah salah satu logam berat yang banyak digunakan berbagai industri termasuk industri penyamakan kulit. Industri penyamakan kulit merupakan agroindustri yang mengolah kulit mentah menjadi kulit jadi dengan kromium sebagai bahan penyamak. Limbah yang dihasilkan terdiri atas limbah padat dan cair. Limbah padat berupa sisa kulit, daging, dan bulu dapat dimanfaatkan sebagai pupuk palawija dan pakan ternak, sedangkan limbah cair mengandung kromium dalam konsentrasi tinggi (Potter et al. 1994). Baku mutu limbah kromium total yang ditetapkan oleh Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup (Kep51/MENLH/10/1995) adalah 0.6 ppm. Pengurangan konsentrasi kromium dapat dilakukan melalui pengendapan oleh NaOH (Esmaeili et al. 2005). Menurut Barros et al. (2002), pengendapan limbah efektif dilakukan pada pH 8 dengan konsentrasi akhir kromium adalah 18 ppm, sedangkan menurut Sunaryo et al. (1994) efektif pada pH 9. Akan tetapi, proses tersebut masih menyisakan konsentrasi kromium di atas baku mutu sehingga limbah perlu diolah lebih lanjut dan salah satunya melalui jerapan menggunakan zeolit alam (Zhao et al. 1988).

Di Indonesia, zeolit alam ditemukan melimpah dan tersebar di beberapa daerah di pulau Jawa dan Sumatra. Zeolit memiliki luas permukaan besar dan ruang kosong yang ditempati oleh kation, air, atau molekul lain sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan penjerap. Kation-kation pada kerangka zeolit berguna untuk memelihara kenetralan listrik dan dapat bergerak bebas sehingga memungkinkan terjadinya pertukaran ion (Ming dan Mumpton 1989).

Metode jerapan yang diterapkan dalam pengolahan limbah industri adalah lapik tetap, yaitu metode jerapan dengan cara mengalirkan limbah ke dalam kolom yang berisi bahan penjerap. Kapasitas jerapan dan efisiensi kolom pada metode lapik tetap dipengaruhi oleh ukuran butir zeolit, tinggi lapik, dan laju alir. Ukuran butir lebih kecil, maka luas permukaan dan kapasitas jerapan lebih besar. Tinggi lapik menunjukkan panjangnya daerah jerapan dalam kolom, sedangkan kenaikan laju alir memengaruhi waktu kontak antara molekul dalam larutan dan bahan penjerap (McCabe et al. 2001).

Pada penelitian ini digunakan zeolit alam yang berasal dari Cikembar, Sukabumi sebagai bahan penjerap. Penelitian bertujuan mengetahui pengaruh ukuran butir zeolit, laju alir, dan tinggi lapik zeolit terhadap kapasitas jerapan dan efisiensi kolom, menentukan waktu pemeraman dan pH pada proses pengendapan limbah penyamakan kulit, serta menentukan kapasitas jerapan kromium filtrat hasil pengendapan limbah dalam kolom zeolit.

TINJAUAN PUSTAKA

Zeolit

Mineral zeolit pertama kali ditemukan pada tahun 1756 oleh Baron Cronsted, seorang ahli mineral berkebangsaan Swedia. Kata zeolit berasal dari kata zein artinya mendidih dan lithos yang berarti batuan. Zeolit didefinisikan sebagai suatu aluminosilikat dengan kerangka struktur berongga yang ditempati oleh molekul-molekul air dan kation. Kation pada rongga zeolit dapat bergerak bebas sehingga memungkinkan pertukaran ion tanpa merusak struktur zeolit (Ming dan Mumpton 1989). Berdasarkan asalnya zeolit dibedakan menjadi dua, yaitu zeolit alam dan zeolit sintetik. Zeolit alam terbentuk selama ribuan tahun dalam bentuk sedimen yang terjadi karena pencampuran debu-debu vulkanis dengan air hujan, air tanah, atau air laut, sedangkan zeolit sintetik adalah zeolit yang dibuat di laboratorium. Berbagai jenis zeolit alam telah ditemukan dan dianalisis rumus kimia unit selnya (Tabel 1).

2

Tabel 1 Zeolit alam dan rumus kimia unit sel

Nama Mineral Rumus Kimia Unit Sel Analsim Na16(Al16Si16O96).16H2O

Kabasit (Na2Ca)6(Al12Si24O72).4H2O

Klinoptilolit (Na4K4)(Al8Si40O96).24H2O

Erionit (Na,Ca5K)9(Al9Si27O72).27H2O

Faujasit Na58(Al58Si134O384).18H2O

Ferrierit (Na2Mg2)(Al6Si30O72).18H2O

Hulandit Ca4(Al8Si28O72).24H2O

Laumonit Ca(Al8Si16O48).16H2O

Mordenit Na8(Al8Si40O96).24H2O

Fillipsit (Na,K)10(Al10Si22O64).20H2O

Epistilbit (Ca,Na2)3(Al6Si18O48).16H2O

Gismondin (Ca,Na2K2)4(Al6Si18O48).16H2O

Connardit (Na2Ca)(Al4Si6O20).5H2O

Harmotom (Ba,Na2)2(Al4Si12O32).12H2O

Natrolit Na4(Al4Si6O20).6H2O

Scolecit Ca2(Al4Si6O20).6H2O

Stilbit (Ca,Na2)4(Al8Si28O72).28H2O

Thomsonit (Na,Ca2)(Al5Si5O20).6H2O

Wairakit Ca(Al2Si4O12).2H2O

Yugawaralit Ca(Al2Si4O12).6H2O

Sumber: Sheppard (1973).

Zeolit dapat digunakan sebagai bahan penjerap karena zeolit merupakan kristal unik dengan volume kosong berkisar 20–50% dan luas permukaan internalnya mencapai ratusan ribu m2 per kg (Ming dan Mumpton 1989). Kristal zeolit mempunyai struktur berongga dan banyak saluran yang teratur serta saling berhubungan. Molekul-molekul air dan molekul-molekul lain yang berukuran lebih kecil dari rongga zeolit dapat terperangkap masuk ke dalam rongga zeolit. Zeolit didehidrasi melalui pemanasan untuk menghilangkan molekul air (Teruo 2003). Ion-ion pada rongga zeolit, seperti Na+, Ca2+, K+, Mg2+, dan Sr2+ berguna untuk memelihara kenetralan listrik dan dapat bergerak bebas sehingga memungkinkan terjadinya pertukaran ion. Kemampuan pertukaran ion pada zeolit merupakan salah satu parameter untuk menentukan mutu zeolit. Kapasitas tukar kation (KTK) adalah jumlah miligram ekuivalen (me) ion yang dapat dipertukarkan maksimum oleh 100 gram bahan penukar ion (zeolit) dalam keadaan kesetimbangan. Nilai KTK ditentukan oleh derajat substitusi Al3+ atau Fe3+ terhadap Si4+ yang menghasilkan muatan negatif pada kerangka zeolit. Semakin besar derajat substitusi menunjukkan makin banyak kation alkali atau alkali tanah yang diperlukan untuk menetralkan muatan negatif pada kerangka

sehingga nilai KTK makin besar (Ming dan Mumpton 1989).

Unit pembangun struktur zeolit (Gambar 1) terdiri atas tiga bagian utama, yaitu unit bangun primer adalah tetrahedral dari empat ion oksigen dengan ion pusat tetrahedral Si4+ atau Al3+ (a), unit bangun sekunder adalah susunan dari beberapa tetrahedral yang membentuk cincin, seperti cincin tunggal jenis lingkar empat, enam, delapan, bentuk kubus, cincin ganda lingkar empat, prisma heksagonal atau gabungan dari dua cincin lingkar lima, dan dua cincin lingkar empat (b), dan polihedral adalah gabungan dari sejumlah tetrahedron yang lebih kompleks (c). Struktur zeolit, yaitu susunan dari unit bangun sekunder dan polihedral (Gottardi dan Galli 1985).

(a)

(b)

(c)

Gambar 1 Bentuk unit pembangun struktur zeolit: (a) primer, (b) sekunder, dan (c) polihedron.

Jerapan

Akumulasi partikel pada permukaan zat padat disebut jerapan (Atkins 1990). Jerapan terdiri atas dua metode, yaitu metode tumpak (batch adsorption) dan lapik tetap (fixed bed adsorption). Pada metode tumpak, larutan contoh dicampur dan dikocok bersamaan dengan bahan penjerap sampai tercapai kesetimbangan lalu diukur konsentrasi sisa larutan, sedangkan metode lapik tetap dilakukan dengan mengalirkan larutan contoh (influen) ke dalam kolom yang berisi bahan penjerap dan efluen diukur konsentrasi larutan

3

tersisa (Benefield et al. 1990). Metode lapik tetap cocok digunakan untuk pengolahan limbah dalam jumlah besar.

Jerapan pada metode lapik tetap dianalisis melalui kurva terobosan (breakthrough curve). Kurva terobosan (Gambar 2) adalah kurva yang menghubungkan antara volume efluen dan nisbah konsentrasi zat efluen dengan konsentrasi zat influen (C/Co). Kurva terobosan menggambarkan proses jerapan yang terjadi mulai awal aliran influen sampai bahan penjerap mengalami kejenuhan. Mula-mula zat dalam larutan influen terjerap baik ke dalam penjerap yang ditunjukkan nilai C/Co sama dengan nol. Selanjutnya seiring dengan penambahan volume influen, maka proses jerapan yang terjadi makin banyak yang mengakibatkan pori-pori pada permukaan penjerap terisi oleh zat-zat. Oleh karena itu, zat dalam larutan influen mulai tidak terjerap baik dan nilai C/Co mulai mengalami kenaikan sampai akhirnya semua permukaan penjerap terisi penuh dan kolom mengalami kejenuhan yang ditandai dengan nilai C/Co adalah 1 (Schroedi 1977).

Gambar 2 Kurva terobosan hubungan volume larutan dengan C/Co.

Kapasitas jerapan ditentukan saat C/Co 0.05, 0.5, dan 0.95, yaitu volume efluen saat nisbah konsentrasi efluen dengan konsentrasi influen berturut-turut mencapai 0.05, 0.5, dan 0.95. Titik C/Co 0.05 dikenal sebagai titik patah (break point), yaitu saat mulai terjadi kenaikan nilai C/Co, titik C/Co 0.5 adalah titik tengah dari proses jerapan, sedangkan titik C/Co 0.95 adalah titik kejenuhan bahan penjerap (Schroedi 1977). Analisis batas penggunaan bahan penjerap pada pengolahan limbah dilakukan saat C/Co 0.5, yaitu saat konsentrasi zat terjerap sama dengan konsentrasi zat tak terjerap. Perangkat lunak curve expert digunakan untuk menentukan luas daerah jerapan pada kurva terobosanyang

menunjukkan jumlah zat terjerap dalam kolom. Kapasitas jerapan adalah jumlah zat terjerap tiap gram zeolit, sedangkan efisiensi kolom menunjukkan nisbah antara kapasitas jerapan saat titik patah (C/Co 0.05) dan kapasitas jerapan saat kejenuhan (C/Co 0.95) (McCabe et al. 2001).

Penyamakan Kulit

Industri penyamakan kulit merupakan agroindustri yang mengolah kulit mentah menjadi kulit jadi melalui serangkaian pengerjaan sehingga kulit yang semula labil terhadap pengaruh kimiawi, fisik, dan hayati menjadi stabil dan tahan lama (Fahidin dan Muslich 1999). Bahan baku utama adalah kulit mentah dan bahan penyamak yang umum digunakan adalah kromium sulfat (Cr2(SO4)3). Kromium dipilih karena

memberikan keuntungan lebih banyak, yaitu harga murah, proses penyamakan cepat, dan kulit yang dihasilkan bermutu tinggi. Bahan-bahan tamBahan-bahan lain yang digunakan dalam proses penyamakan kulit adalah Ca(OH)2,

MgO, asam sulfat, asam format, Na2S,

Na2CO3, dan Na2SO4 (Potter et al. 1994).

Proses penyamakan kulit meliputi tiga tahap, yaitu prapenyamakan, penyamakan kulit, dan penyelesaian. Tahap prapenyamakan kulit bertujuan memisahkan lapisan kolagen dari kulit. Tahap ini meliputi proses perendaman, pengapuran, pembuangan bulu dan berkas daging, penghilangan kapur, dan pencucian. Limbah proses ini berupa sisa kulit, daging, dan bulu yang dapat dimanfaatkan sebagai pupuk palawija dan pakan ternak. Selanjutnya tahap penyamakan kulit adalah proses antara kromium(III) sulfat (Cr2(SO4)3) dan lapisan kolagen kulit sampai

dihasilkan produk kulit. Limbah utama tahap ini adalah limbah cair yang mengandung kromium berkonsentrasi tinggi (wet blue). Tahap akhir adalah penyelesaian yang meliputi proses pencucian, pengeringan, pewarnaan, dan pemotongan sampai kulit siap jual (Wahyuadi 2004).

Pengolahan limbah kromium dilakukan untuk mengurangi konsentrasi kromium buangan dan memperoleh kromium sehingga kromium dapat digunakan kembali dalam proses penyamakan kulit (Benefield et al. 1990). Limbah cair yang mengandung kromium tinggi (wet blue) diolah dengan cara diendapkan menggunakan NaOH(Esmaeili et al. 2005). Hasil penelitian Barros et al. (2002) menunjukkan bahwa pengendapan limbah penyamakan kulit dengan penambahan NaOH

Volume (mL) C/Co

4

pada pH 8 menyisakan konsentrasi kromium 18 ppm, sedangkan menurut Sunaryo et al. (1994) pengendapan limbah lebih baik dilakukan pada pH 9.

Kromium

Kromium merupakan salah satu logam berat unsur transisi golongan VIB, mempunyai nomor atom 24, massa atom 51.996 sma, massa jenis 7.9 g/cm3, titik didih 2658 °C, dan titik leleh 1875 °C (Cotton dan Wilkinson 1989). Kromium dapat membentuk tiga macam senyawa yang berasal dari proses oksidasi kromium oksida (CrO), yaitu kromium divalen (+2), kromium trivalen (+3), dan kromium heksavalen (+6). Kromium divalen bersifat kurang stabil, sedangkan kromium trivalen dan heksavalen stabil. Bentuk kromium heksavalen adalah CrO4

2-dan Cr2O72-, sedangkan bentuk kromium

trivalen adalah Cr3+, [Cr(OH)]2+, [Cr(OH)2]+,

dan [Cr(OH)4]- (Sugiyarto 2003).

Kromium trivalen termasuk logam esensial yang dalam dosis 20–50 µg per 100 gram bobot badan berperan dalam proses metabolisme karbohidrat, lipid, asam nukleat, pengaturan kadar glukosa, dan sintesis protein (Mertz 1987). Sebaliknya kromium heksavalen bersifat sangat toksik yang dapat menyebabkan kerusakan hati, ginjal, pendarahan dalam tubuh, dermatis, saluran pernafasan, dan kanker paru-paru (Manahan 1990).

Analisis Kromium

Metode umum yang digunakan untuk pengukuran kadar kromium total dan heksavalen adalah spektrofotometri sinar tampak. Metode ini didasarkan pada pengukuran serapan larutan berwarna ungu kemerahan yang menunjukkan terbentuknya kompleks antara 1,5-difenilkarbazida (C6H5NHNH)2CO (DPC) dan kromium

heksavalen (Gambar 3). Reaksi kromium dengan DPC sangat sensitif pada panjang gelombang 540 nm dengan nilai absortivitas molar 40.000 mol-1cm-1 (Clesceri et al. 1989). Pengukuran kromium trivalen atau kromium tingkat valensi lebih rendah perlu dilakukan oksidasi terlebih dahulu. Jenis oksidator yang biasa digunakan adalah KMnO4, tetapi Noroozifar dan Khorasani

(2003) melaporkan bahwa serium juga efektif untuk mengoksidasi kromium trivalen menjadi kromium heksavalen. Kemampuan serium mengkonversi kromium trivalen menjadi

kromium heksavalen lebih besar, yaitu 100.01% (Wijayanti 2005), sedangkan KMnO4 91.00% (Martha 2004).

2 N H HN C O N H N H

+ Cr6+

HN N H C N O N Cr O N NH C N H N H

Gambar 3 Reaksi antara DPC dan kromium heksavalen.

BAHAN DAN METODE

Bahan dan Alat

Bahan-bahan yang digunakan adalah limbah penyamakan kulit dari PT Gunung Putri Bogor, tritisol chromium standard solution dari Merck, 1.5-difenilkarbazida (DPC), Ce(NH4)2(SO4)3, CrCl3.6H2O, H2SO4

(1:1), NaOH 1.5 N , HNO3 0.5 M, air bebas

ion, NaCl 0.5 M, aseton, akuades, dan zeolit alam asal Cikembar, Sukabumi.

Alat-alat yang digunakan adalah perangkat spektrofotometer UV-Vis Spektronik 20D+, perangkat lunak curve expert, pH meter, neraca analitik, kolom gelas (diameter 2 cm dan panjang 50 cm), ayakan ragam ukuran, alat kocok, vorteks, dan peralatan kaca lainnya.

Metode Penelitian

Penelitian ini mencakup lima tahap utama, yaitu penyiapan zeolit, pencirian zeolit, jerapan dengan metode lapik tetap, jerapan dengan metode tumpak, dan pengolahan limbah penyamakan kulit (Lampiran 1). Pengolahan limbah meliputi proses pengendapan limbah dan jerapan dalam kolom zeolit.

Penyiapan zeolit meliputi proses penggerusan, pengayakan, pencucian dengan akuades, dan pemanasan dalam oven bersuhu 200 °C selama 4 jam. Selanjutnya zeolit siap pakai dengan ragam ukuran butir, yaitu +20– 32, +32–40, +40–60, dan +60–100 mesh disimpan terpisah dalam wadah tertutup.

5

Pencirian zeolit meliputi analisis jenis zeolit, komposisi kimia dan mineral, KTK, dan luas permukaan. Analisis jenis, komposisi kimia, dan mineral zeolit dilakukan dengan metode uji SNI 15–0449–1989 dan alat difraksi sinar-X (XRD) di Balai Besar Keramik, Bandung. Analisis KTK dilakukan di Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara, Bandung, dan analisis luas permukaan zeolit dilakukan di Laboratorium Mekanika Reservoir Teknik Perminyakan ITB, Bandung.

Jerapan dilakukan dengan dua metode, yaitu lapik tetap dan tumpak. Jerapan dengan metode lapik tetap dilakukan untuk mengetahui pengaruh ukuran butir zeolit, laju alir, dan tinggi lapik penjerap terhadap kapasitas jerapan dan efisiensi kolom. Jerapan dengan metode tumpak dilakukan untuk mengetahui pengaruh ukuran butir zeolit terhadap kapasitas jerapan.

Pengolahan limbah penyamakan kulit meliputi penentuan konsentrasi kromium limbah awal, pengendapan limbah pada ragam waktu pemeraman (4, 6, dan 24 jam) dan pH (8 dan 9), analisis ion-ion dalam filtrat hasil pengendapan limbah dengan AAS dilakukan di Laboratorium Terpadu IPB, Bogor, serta jerapan filtrat hasil pengendapan limbah ke dalam kolom zeolit. Selanjutnya dari proses jerapan tersebut ditentukan kapasitas jerapan.

Analisis Kromium dan Kurva Standar

Analisis kromium diawali dengan menambahkan 1 mL larutan serium 0.4% ke dalam 10 mL larutan contoh, lalu dikocok menggunakan alat kocok selama 5 menit. Selanjutnya ke dalam larutan tersebut ditambahkan 7 tetes H2SO4 (1:1) dan dikocok,

lalu ditambahkan 0.2 mL DPC, dikocok dengan vorteks serta didiamkan selama 10 menit supaya warna yang dihasilkan stabil. Larutan diukur serapannya pada panjang gelombang 540 nm. Pembuatan kurva standar diawali dengan menyiapkan larutan standar kromium trivalen berbagai konsentrasi, yaitu 0.30, 0.50, 1.00, 1.50, 2.00, dan 2.50 ppm dipipet 10 mL dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Blangko dibuat dengan menggantikan larutan standar oleh air bebas ion dalam jumlah sama. Selanjutnya larutan-larutan ini dianalisis konsentrasi kromiumnya dan dibuat kurva standar hubungan antara konsentrasi kromium dan serapan.

Jerapan Kromium dengan Metode Lapik Tetap

Jerapan kromium dari larutan CrCl3.6H2O

dilakukan pada ragam ukuran butir zeolit (+20–32, +32–40, +40–60, dan +60–100 mesh) menggunakan 20 gram zeolit dan laju alir 5 mL/menit, ragam laju alir (5, 8, dan 11 mL/menit) menggunakan 20 gram zeolit berukuran 20–32 mesh, dan ragam tinggi lapik (3.7, 6.5, dan 10 cm) dengan laju alir 8 mL/menit dan zeolit berukuran 20–32 mesh. Tinggi lapik 3.7, 6.5, dan 10 cm diperoleh dengan menggunakan zeolit berturut-turut adalah 10, 20, dan 30 gram. Selanjutnya dari masing-masing proses tersebut ditentukan kapasitas jerapan dan efisiensi kolom.

Sebanyak 20 gram zeolit ditimbang dan dicuci dengan air bebas ion. Zeolit dimasukkan ke dalam kolom yang telah disiapkan dan diberi glass woll pada bagian ujung bawah kolom, lalu dialiri air bebas ion dan cerat bawah kolom diatur sampai diperoleh laju alir sesuai yang diharapkan. Aliran air bebas ion dihentikan setelah efluen jernih. Selanjutnya ke dalam kolom zeolit dialirkan larutan CrCl3.6H2O terus menerus.

Efluen ditampung tiap 20 mL dan dianalisis konsentrasi kromiumnya.

Proses jerapan dalam kolom zeolit digambarkan oleh bentuk kurva terobosan yang menghubungkan antara volume efluen dan nisbah konsentrasi efluen dengan konsentrasi influen (C/Co). Perangkat lunak curve expert digunakan untuk menentukan volume dan luas daerah di bawah kurva saat C/Co 0.05, 0.5, dan 0.95. Kapasitas jerapan ditentukan saat C/Co 0.05, 0.50, dan 0.95 dengan cara (McCabe 2001):

W = mz Fa x tJ

Keterangan:

W = kapasitas jerapan (mg kromium/g zeolit) Fa = laju alir masukan zat terlarut dalam

kolom (mg kromium/menit cm2) tJ = jerapan dalam satuan waktu (menit) mz = massa zeolit per unit area lapik zeolit (g

zeolit/cm2)

Efisiensi kolom adalah nisbah antara kapasitas jerapan saat C/Co 0.05 dan kapasitas jerapan saat C/Co 0.95. Tinggi lapik efektif terpakai ditentukan dengan mengalikan efisiensi kolom dengan tinggi lapik zeolit (McCabe et al. 2001).

6

Jerapan Kromium dengan Metode Tumpak

Sebanyak satu gram zeolit berbagai ukuran ditimbang, lalu ditambahkan 50 mL larutan CrCl3.6H2O 35 ppm dan dikocok

menggunakan alat kocok selama 48 jam dengan kecepatan pengocokan 350 rpm. Setelah 48 jam, larutan ini disentrifus dan filtrat diukur konsentrasi kromium sisa. Konsentrasi kromium yang terjerap adalah konsentrasi kromium awal dikurangi konsentrasi kromium sisa. Kapasitas jerapan dihitung dengan cara:

Kapasitas jerapan =

[ ]

it Bobot Zeol

Volume terjerap

Cr ×

Pengolahan Limbah Penyamakan Kulit

Mula-mula ditentukan konsentrasi kromium awal limbah penyamakan kulit. Selanjutnya 150 mL limbah dimasukkan ke dalam gelas piala dan diukur pH awalnya. Larutan ini diaduk dengan kecepatan tetap, lalu ditambahkan sejumlah NaOH 1.5 M dengan kecepatan penambahan NaOH 1.5 M 3 mL/menit sampai didapat pH 8, lalu larutan ini didiamkan pada ragam waktu pemeraman, yaitu 4, 6, dan 24 jam, kemudian disaring dengan kertas saring Whatman dan filtrat ditentukan konsentrasi kromium sisa.

Sebanyak 100 mL limbah dimasukkan ke dalam dua buah gelas piala, diaduk dan ditambahkan sejumlah NaOH 1.5 M sampai diperoleh nilai pH yang berbeda yaitu 8 dan 9. Selanjutnya larutan diendapkan pada waktu pemeraman terbaik, lalu disaring dengan kertas saring Whatman dan filtrat ditentukan konsentrasi kromium sisa.

Filtrat hasil pengendapan limbah sebagian dianalisis kandungan ion-ion kalium, magnesium, kalsium, natrium, dan kromium menggunakan AAS dan sisanya dialirkan ke dalam kolom berisi zeolit. Kondisi terbaik pada jerapan larutan CrCl3.6H2O digunakan

untuk proses jerapan filtrat hasil pengendapan limbah. Tiap 20 mL efluen ditampung dan diukur konsentrasi kromiumnya, lalu dibuat kurva terobosan hubungan antara volume efluen dan nisbah konsentrasi efluen dengan konsentrasi influen (C/Co). Selanjutnya menggunakan perangkat lunak curve expert ditentukan volume dan luas daerah di bawah kurva terobosan saat konsentrasi kromium 0.6 ppm dan C/Co 0.5, lalu dilakukan perhitungan kapasitas jerapan seperti halnya pada jerapan kromium dari larutan CrCl3.6H2O.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pencirian Zeolit Cikembar

Zeolit alam asal Cikembar, Sukabumi memiliki ciri-ciri, yaitu berwarna hijau dan bersifat keras, termasuk jenis zeolit mordenit, KTK 79.70 me/100 gram zeolit, dan luas permukaan 12.7565 m2/g. Hasil analisis XRD tertera pada Lampiran 2. Hasil analisis komposisi kimia dan mineral zeolit Cikembar (Tabel 2) menunjukkan bahwa nisbah silikon dengan alumunium (Si/Al) adalah 4.7 sehingga zeolit Cikembar tergolong dalam jenis zeolit berkadar silikon sedang (Sutarti dan Rachmawati 1994).

Tabel 2 Komposisi kimia dan mineral zeolit Cikembar

Jenis Senyawa Komposisi Kadar % berat SiO2 68.75

Al2O3 12.91

Fe2O3 1.43

TiO2 0.08

CaO 5.23 MgO 0.53 Na2O 1.94

K2O 1.94

Hilang pijar 7.18 Kimia

Cr2O3 0.01

Mordenit 83.84 Feldspar 12.91 Mineral

Alpha Quartz 3.25

Kadar maksimum alumunium dalam zeolit dicapai bila nisbah Si/Al mendekati nilai satu dan keadaan ini menyebabkan kapasitas pertukaran ion dalam zeolit maksimum (Sutarti dan Rachmawati 1994). Zeolit jenis mordenit mengandung molekul-molekul air dalam jumlah besar pada rongga-rongga zeolit sehingga aktivasi zeolit berupa pemanasan dapat menguapkan molekul-molekul air dan luas permukaan bertambah besar.

Pengaruh Ukuran Butir terhadap Jerapan Kromium pada Metode Lapik Tetap

Bentuk kurva terobosan (Gambar 4) dipengaruhi oleh ukuran butir zeolit (Lampiran 3, 4, dan 5). Bentuk kurva terobosan ketiga ukuran butir relatif sama dan terlihat terjadi pergeseran kurva, yaitu dengan makin kecil ukuran butir zeolit, maka bentuk kurva terobosan makin panjang dan volume saat titik patah makin besar. Pada ukuran butir

7

zeolit terbesar (+20–32 mesh) didapat bentuk kurva terobosan lebih pendek dengan kenaikan C/Co cukup tajam yang menunjukkan kejenuhan kolom zeolit terjadi pada volume efluen yang lebih kecil. Sebaliknya pada ukuran butir zeolit terkecil (+40–60 mesh) dihasilkan bentuk kurva terobosan lebih panjang yang menunjukkan kejenuhan kolom zeolit tercapai lebih lama pada volume efluen yang lebih besar. Titik patah ukuran butir zeolit +20–32 mesh terjadi pada volume 116.85 mL, sedangkan ukuran butir +32–40 dan +20–32 mesh masing-masing mencapai titik patah pada volume 248.58 dan 473.83 mL.

Gambar 4 Pengaruh ukuran butir zeolit terhadap kurva terobosan.

Ukuran butir zeolit memengaruhi kapasitas jerapan dan efisiensi kolom. Ukuran butir zeolit lebih kecil menghasilkan luas permukaan yang lebih besar sehingga memungkinkan jerapan terjadi lebih banyak dan untuk mencapai kejenuhan dibutuhkan volume efluen lebih besar. Volume efluen yang dibutuhkan oleh zeolit berukuran +40– 60 mesh untuk mencapai keadaan C/Co 0.5 adalah 892.03 mL, lebih besar dibandingkan dengan zeolit berukuran +32–40 dan +20–32 mesh, yaitu 619.85 dan 476.36 mL (Lampiran 6). Semakin besar volume efluen, semakin besar kapasitas jerapan. Ukuran butir +40–60 mesh menunjukkan kapasitas jerapan terbesar, yaitu 0.73 mg kromium/g zeolit (Tabel 3). Selain itu, ukuran ini menghasilkan efisiensi kolom dan tinggi lapik efektif terbesar, yaitu 46.77% dan 2.81 cm (Lampiran 7).

Tabel 3 Kapasitas jerapan dan efisiensi ragam ukuran butir pada metode lapik tetap

Ukuran butir

W* (mg Cr/g zeolit)

Efisiensi (%)

Tinggi lapik efektif (cm) +20–32 0.36 23.79 1.55 +32–40 0.54 34.08 2.11 +40–60 0.73 46.77 2.81 * kapasitas jerapan saat C/Co 0.5

Ukuran butir zeolit lebih kecil dapat memperbesar kemungkinan terjadinya penyumbatan dalam kolom zeolit. Penyumbatan dalam kolom ini dapat memperlambat laju alir atau bahkan menyebabkan larutan tidak dapat mengalir keluar dari kolom. Hal ini terbukti pada penggunaan ukuran butir zeolit +60–100 mesh didapat larutan dalam kolom zeolit tidak dapat mengalir keluar sehingga ukuran zeolit ini tidak digunakan dalam penelitian selanjutnya. Selain itu, Astiana dan Wiradinata (1989) melaporkan bahwa ukuran butir 60 mesh menghasilkan nilai KTK tertinggi, tetapi selanjutnya semakin halus ukuran butir, maka nilai KTK menurun karena sebagian struktur mikrokristalin mengalami kerusakan atau rongga saluran tertutup akibat penggerusan.

Pengaruh Laju Alir terhadap Jerapan Kromium pada Metode Lapik Tetap

Bentuk kurva terobosan dipengaruhi oleh laju alir (Gambar 5). Semakin tinggi laju alir, semakin curam bentuk kurva terobosan dan pendek (Lampiran 8 dan 9). Kenaikan laju alir juga menyebabkan penurunan volume titik patah. Pada laju alir tertinggi, yaitu 11 mL/menit dihasilkan bentuk kurva terobosan lebih pendek yang menunjukkan kejenuhan kolom zeolit terjadi pada volume efluen yang lebih kecil, sedangkan pada laju alir terendah, yaitu 5 mL/menit dihasilkan bentuk kurva terobosan lebih panjang yang menunjukkan kejenuhan kolom zeolit tercapai pada volume efluen yang lebih besar. Titik patah laju alir 5, 8, dan 11 mL/menit berturut-turut terjadi pada volume 116.85, 77.70, dan 70.35 mL.

Gambar 5 Pengaruh laju alir terhadap kurva terobosan.

Peningkatan laju alir 5, 8, dan 11 mL/menit menyebabkan penurunan kapasitas jerapan dan efisiensi kolom (Tabel 4). Hal ini terjadi karena laju alir yang tinggi mengakibatkan waktu kontak antara ion 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 volume efluen (ml)

C/Co

20-32 32-40 40-60

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

0 300 600 900 1200 1500 1800

volume efluen (ml)

C/Co

8

kromium dalam larutan dan zeolit relatif singkat sehingga ion kromium belum terjerap ke dalam rongga zeolit, larutan harus sudah keluar kolom karena terdorong oleh larutan yang baru masuk ke kolom. Hal ini mengakibatkan jumlah kromium yang terjerap dalam zeolit lebih sedikit. Sebaliknya laju alir yang rendah menyebabkan waktu kontak antara ion kromium dalam larutan dan zeolit lebih lama sehingga memungkinkan ion kromium yang terjerap ke dalam rongga zeolit lebih banyak. Oleh karena itu, semakin rendah laju alir, semakin besar volume efluen saat C/Co 0.5 dan nilai kapasitas jerapan.

Kapasitas jerapan terbesar dihasilkan pada laju alir 5 mL/menit, yaitu 0.36 mg kromium/g zeolit. Nilai efisiensi kolom dan tinggi lapik efektif terbesar juga dihasilkan pada laju alir 5 mL/menit berturut-turut, yaitu 23.79% dan 1.55 cm (Lampiran 11). Babu dan Gupta (2004) melaporkan bahwa laju alir yang tinggi menyebabkan waktu larutan dalam kolom tidak cukup lama untuk tercapainya kesetimbangan jerapan karena zat dalam larutan telah keluar dari kolom sebelum tercapainya kesetimbangan.

Tabel 4 Kapasitas jerapan dan efisiensi ragam laju alir pada metode lapik tetap

Laju alir (mL/menit) W*(mg Cr/g zeolit) Efisiensi (%) Tinggi lapik efektif (cm) 5 0.36 23.79 1.55 8 0.23 18.77 1.22 11 0.27 17.85 1.16 * kapasitas jerapan saat C/Co 0.5

Pengaruh Tinggi Lapik terhadap Jerapan Kromium pada Metode Lapik Tetap

Tinggi lapik zeolit 3.7 cm menghasilkan bentuk kurva terobosan pendek dengan kenaikan nilai C/Co sangat cepat. Bentuk kurva ini menunjukkan bahwa kolom zeolit sangat cepat mengalami kejenuhan, sedangkan tinggi lapik zeolit 6.5 dan 10 cm menghasilkan bentuk kurva terobosan lebih panjang dengan kenaikan C/Co lambat sehingga kejenuhan terjadi pada volume efluen yang lebih besar (Gambar 6).

Tinggi lapik zeolit 10 cm menghasilkan bentuk kurva terobosan panjang yang menunjukkan bahwa jerapan yang terjadi banyak dan volume larutan yang dibutuhkan untuk mencapai kejenuhan lebih besar (Lampiran 12 dan 13). Semakin pendek bentuk kurva terobosan, semakin cepat kejenuhan dan tercapai titik patah. Titik patah

pada tinggi lapik zeolit 3.7, 6.5, dan 10 cm berturut-turut terjadi pada volume 16.42, 77.70, dan 217.90 mL.

Gambar 6 Pengaruh tinggi lapik terhadap kurva terobosan.

Tinggi lapik zeolit menunjukkan panjangnya daerah jerapan dalam kolom. Tinggi lapik zeolit sebanding dengan jumlah zeolit yang digunakan dalam kolom. Semakin tinggi lapik zeolit, semakin besar volume larutan yang dibutuhkan untuk mencapai C/Co 0.5. Pada tinggi lapik zeolit 3.7 cm diperlukan 103.29 mL untuk mencapai keadaan C/Co 0.5, sedangkan tinggi lapik zeolit 6.5 dan 10 cm masing-masing memerlukan 344.33 dan 652.74 mL (Lampiran 14). Hal ini dikarenakan oleh semakin tinggi lapik penjerap, maka makin besar luas permukaan penjerap yang tersedia sehingga jerapan yang terjadi makin banyak dan volume larutan yang dibutuhkan untuk mencapai C/Co 0.5 lebih besar.

Tinggi lapik zeolit memengaruhi kapasitas jerapan dan efisiensi kolom (Tabel 5). Semakin tinggi lapik zeolit, maka kapasitas jerapan makin besar. Tinggi lapik zeolit 10 cm menunjukkan nilai kapasitas jerapan terbesar, yaitu 0.34 mg kromium/g zeolit. Selain itu, tinggi lapik ini menghasilkan efisiensi kolom dan tinggi lapik efektif terbesar berturut-turut, yaitu 29.71% dan 2.97 cm (Lampiran 15). Tabel 5 Kapasitas jerapan dan efisiensi ragam

tinggi lapik pada metode lapik tetap

Tinggi lapik (cm) W*(mg Cr/g zeolit) Efisiensi (%) Tinggi lapik efektif (cm) 3.7 0.17 14.75 0.55 6.5 0.23 18.77 1.22 10 0.34 29.71 2.97 * kapasitas jerapan saat C/Co 0.5

0 0,2 0,4 0,8 1

0 300 600 900 1200 1500 volume efluen (ml)

C/Co

9

Jerapan Kromium pada Metode Tumpak

Ukuranbutir zeolit memengaruhi kapasitas jerapan. Pada Gambar 7 terlihat bahwa ukuran butir zeolit makin kecil, maka kapasitas jerapan makin besar dan nilai kapasitas jerapan terbesar diperoleh pada ukuran butir zeolit +40–60 mesh. Hal ini dikarenakan oleh ukuran butir zeolit yang lebih kecil akan menghasilkan luas permukaan yang lebih besar sehingga memungkinkan jerapan terjadi lebih banyak. Urutan kapasitas jerapan mulai yang terbesar adalah ukuran +40–60, +32–40, dan +20–32 mesh dengan nilai kapasitas jerapan berturut-turut, yaitu 1.5793, 1.1701, dan 0.9437 mg kromium/g zeolit (Lampiran 16).

Gambar 7 Pengaruh ukuran butir zeolit terhadap kapasitas jerapan pada metode tumpak.

Penggunaan metode jerapan yang berbeda menghasilkan kapasitas jerapan yang berbeda pula (Tabel 6). Pada ukuran butir zeolit yang sama, ternyata metode tumpak menghasilkan nilai kapasitas jerapan yang lebih besar dibandingkan dengan metode lapik tetap. Hal ini disebabkan oleh metode tumpak diberikan dorongan gaya mekanik berupa pengocokan yang mengakibatkan ion-ion kromium cepat terdorong masuk dan terjerap pada permukaan zeolit sampai ke rongga bagian dalam kerangka zeolit. Selain itu, lamanya waktu kontak larutan dengan zeolit menyebabkan proses jerapan dan pertukaran ion dapat berlangsung maksimum sampai tercapai kesetimbangan.

Adanya aliran larutan ke dalam kolom zeolit pada metode lapik tetap menyebabkan waktu kontak larutan dengan zeolit relatif singkat sehingga jumlah kromium yang terjerap dan ion yang dipertukaran lebih sedikit. Hal ini menyebabkan kecilnya kapasitas jerapan metode lapik tetap. Selain itu, kapasitas jerapan pada metode lapik tetap ditentukan pada batas kejenuhan kolom, yaitu C/Co 0.95 yang menunjukkan konsentrasi kromium efluen masih sedikit lebih kecil dibandingkan dengan konsentrasi kromium

influen yang menunjukkan masih terjadinya jerapan dalam kolom zeolit sehingga proses jerapan dan pertukaran ion belum mencapai kesetimbangan.

Tabel 6 Kapasitas jerapan pada metode tumpak dan lapik tetap

Kapasitas jerapan (mg Cr/ g zeolit) Ukuran butir

zeolit (mesh)

Tumpak Lapik Tetap* 20-32 0.92 0.49 32-40 1.17 0.69 40-60 1.57 0.95 * kapasitas jerapan saat C/Co 0.95

Pengaruh Waktu Pemeraman dan pH pada Pengendapan Limbah

Limbah penyamakan kulit yang berasal dari PT Gunung Putri Bogor berwarna biru-kehijauan (wet blue) dan mengandung kromium 2600.97 ppm (Lampiran 17). Konsentrasi kromium tersebut sangat tinggi sehingga perlu dilakukan pengendapan limbah menggunakan NaOH untuk mengurangi konsentrasi kromium buangan. Faktor-faktor yang memengaruhi pengendapan adalah pH, waktu pemeraman, dan laju penambahan NaOH (Esmaeili et al. 2005). Laju penambahan NaOH digunakan tetap, yaitu 3 mL/menit.

Waktu pemeraman memengaruhi kesempurnaan pengendapan dan efisiensi waktu dalam pengolahan limbah. Pada Tabel 7 ditunjukkan bahwa konsentrasi kromium filtrat hasil pengendapan limbah menurun dengan semakin lamanya waktu pemeraman, yaitu 4, 6, dan 24 jam (Lampiran 18). Akan tetapi, penurunan konsentrasi kromium tersebut tidak terlalu besar. Proses pengolahan limbah harus dilakukan secara efisien, yaitu dalam waktu relatif singkat dapat mengolah limbah sebanyak mungkin. Waktu pemeraman 4 jam dipilih untuk mengendapkan limbah karena dalam kurun waktu tersebut dihasilkan konsentrasi kromium yang masih terlarut adalah 34.77 ppm. Nilai tersebut sedikit lebih besar dibandingkan dengan waktu pemeraman 6 jam yang menyisakan konsentrasi kromium 28.77 ppm.

Tabel 7 Konsentrasi kromium pada ragam waktu pemeraman

Waktu pemeraman (jam) [Cr] ppm

4 34.77 6 28.97 24 25.80 0,9437 1,1701 1,5793 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8

20-32 32-40 40-60

Ukuran butir zeolit (mesh) Kapasitas

jerapan (mg kromium/g zeolit)

10

Pengendapan limbah pH 8 menghasilkan konsentrasi kromium sisa sebesar 25.03 ppm, sedangkan pH 9 sebesar 10.77 ppm (Tabel 8). Hal ini dikarenakan oleh jumlah NaOH yang dibutuhkan untuk mencapai pH 9 lebih banyak sehingga pengendapan kromium membentuk kromium(III) hidroksida yang terjadi lebih banyak. Benefield et al. (1990) menyatakan bahwa pengendapan kromium trivalen baik dilakukan pada kisaran kelarutan kromium trivalen minimum, yaitu pada pH 8.5–9 untuk meminimumkan jumlah kromium yang terlarut (Lampiran 19).

Tabel 8 Konsentrasi kromium dan bobot NaOH pengendapan limbah pH 8 dan 9

pH [Cr] (ppm) Bobot NaOH* (g) 8 25.03 0.35 9 10.77 0.46 * untuk 100 mL limbah penyamakan kulit

Jerapan Filtrat Hasil Pengendapan Limbah dalam Kolom Zeolit

Filtrat hasil pengendapan limbah pada pH 8 dan 9 dijerap dalam kolom yang berisi 60 gram zeolit berukuran +20–32 mesh dengan laju alir 5 mL/menit (Lampiran 20 dan 21). Proses jerapan yang terjadi digambarkan pada kurva terobosan (Gambar 8), yaitu kurva terobosan pH 9 lebih panjang dibandingkan dengan pH 8. Hal ini menunjukkan bahwa proses jerapan filtrat pH 9 berlangsung lebih lama dan kejenuhan kolom dicapai pada volume yang lebih besar. Kurva filtrat pH 8 menunjukan jerapan kromium tidak berlangsung lama dan terlihat nilai C/Co meningkat cukup tajam sehingga kejenuhan dicapai lebih cepat. Titik patah jerapan filtrat pengendapan limbah pH 9 terjadi pada volume 109.71 mL.

Gambar 8 Kurva terobosan filtrat hasil pengendapan limbah pH 8 dan 9

Kapasitas jerapan kromium filtrat hasil pengendapan limbah pH 9 saat C/Co 0.5 sama dengan pH 8 (Tabel 9). Akan tetapi, jumlah volume efluen yang dibutuhkan oleh pH 9 untuk mencapai C/Co 0.5 lebih besar, yaitu 280.70 mL, sedangkan pada pH 8 dibutuhkan 140.23 mL (Lampiran 22). Hal ini terjadi karena konsentrasi kromium filtrat pH 9 lebih kecil dibandingkan dengan pH 8. Pada jerapan filtrat hasil pengendapan limbah pH 9 dihasilkan volume efluen yang memenuhi baku mutu limbah kromium sebesar 106.30 mL sehingga dapat dibuang ke lingkungan. Tabel 9 Kapasitas jerapan kromium filtrat

hasil pengendapan limbah pH 8 dan 9

pH Kapasitas jerapan saat C/Co 0.5 (mg Cr/g zeolit)

8 0.05 9 0.05

Proses jerapan kromium filtrat hasil pengendapan limbah penyamakan kulit berbeda dengan jerapan kromium dari larutan CrCl3.6H2O. Hal ini ditunjukkan dengan nilai

kapasitas jerapan kromium dari larutan CrCl3.6H2O lebih besar dibandingkan dengan

jerapan kromium dari filtrat hasil pengendapan limbah (Tabel 10). Hal ini dikarenakan oleh filtrat hasil pengendapan limbah penyamakan kulit mengandung ion-ion logam selain kromium dalam jumlah yang jauh lebih besar. Ion-ion logam tersebut antara lain kalium, kalsium, magnesium, dan natrium (Lampiran 23). Keberadaan ion-ion tersebut dikarenakan oleh proses penyamakan kulit yang menggunakan bahan-bahan kimia lain, seperti Ca(OH)2, MgO, Na2S, Na2CO3, dan

Na2SO4 (Potter et al. 1994).

Tabel 10 Nisbah kapasitas jerapan kromium larutan CrCl3.6H2O dan filtrat hasil

pengendapan limbah

Larutan pH W* (mg Cr/g zeolit) CrCl3.6H2O - 0.36

Filtrat limbah _{8 0.05} Filtrat limbah 9 0.05 * kapasitas jerapan pada C/Co 0.5

Keberadaan ion-ion logam selain kromium pada filtrat hasil pengendapan limbah penyamakan kulit menyebabkan terjadinya kompetisi ion-ion untuk terjerap ke dalam permukaan pori zeolit. Barros et al. (2003) melaporkan bahwa adanya ion-ion Na+, K+, Mg2+, dan Ca2+ mengakibatkan penurunan kapasitas jerapan zeolit terhadap ion Cr3+.

0 0,2 0,4 0,8 1

0 100 200 300 400 500 600

volume efluen (ml)

C/Co

11

Ukuran jari-jari ion Cr3+ 0.62 Å lebih kecil dibandingkan dengan ion-ion lain, seperti Na+ 1.02 Å, K+ 1.38 Å, Mg2+ 0.72 Å, dan Ca2+ 1.00 Å (Patnaik 2003), sedangkan diameter rongga zeolit jenis mordenit adalah 2.9–7.0 Å (Mumpton 1978) sehingga ion-ion tersebut dapat terjerap masuk ke dalam rongga zeolit. Akan tetapi, telah diketahui bahwa nisbah Si/Al pada zeolit Cikembar adalah 4.7 yang menunjukkan bahwa muatan negatif pada kerangka zeolit Cikembar rendah sehingga pertukaran ion yang terjadi lebih selektif terhadap ion-ion monovalen dibandingkan dengan ion-ion divalen atau trivalen (Ming dan Mumpton 1989). Oleh karena itu, ion-ion logam monovalen, seperti kalium dan natrium akan lebih mudah melakukan pertukaran ion dibandingkan dengan ion-ion magnesium, kalsium, dan kromium. Akibatnya hanya sedikit ion kromium yang terjerap dalam rongga zeolit sehingga kapasitas jerapan kromium filtrat hasil pengendapan limbah lebih kecil.

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Kapasitas jerapan dan efisiensi kolom terbaik pada metode lapik tetap didapat pada ukuran butir zeolit +40–60 mesh, laju alir 5 mL/menit, dan tinggi lapik penjerap 10 cm. Hasil pengendapan limbah penyamakan kulit terbaik dilakukan pada pH 9 dengan waktu pemeraman 4 jam. Kapasitas jerapan kromium filtrat hasil pengendapan limbah pH 9 pada keadaan C/Co 0.5 adalah 0.05 mg kromium/g zeolit.

Saran

Perlu dilakukan penelitian lanjutan proses jerapan kromium filtrat hasil pengendapan limbah penyamakan dengan metode lapik tetap menggunakan ukuran kolom lebih besar, tinggi lapik lebih besar, dan jumlah zeolit lebih banyak.

DAFTAR PUSTAKA

Astiana, Wiradinata OW. 1989. Peranan zeolit dalam peningkatan produksi pertanian [skripsi]. Bogor: Fakultas

Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Atkins PW. 1990. Kimia Fisik. Irma IK, penerjemah. Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari: Physical Chemistry. Babu BV, Suresh G. 2004. Modelling and simulation of fixed-bed adsorption column: effect of velocity variation. http://discovery.bits.pilani.ac.in/dicipline/c

hemical/Bub/index. html [10 Des 2005]. Barros MASD, Arroyo PA, Sousa AEF,

Tavares CRG, Zola AS. 2002. Equilibrium and Dinamics Ion Exchange Studies of Cr3+ on Zeolites NaA and NaX. Maringa 24:1619-1625.

Barros MASD, Arroyo PA, Sousa AEF, Tavares CRG, Zola AS. 2003. Binary ion excange of metal ions in Y and X zeolites. Braz J Chem Eng 20:1-14.

Benefield LD, Borro LW, Joseph FJ. 1990. Process Chemistry for Water and Wastewater Treatment. New Jersey: Prentice Hall.

Clesceri IS, Arnold EG, Andrew DE. 1989. Standar Methods for The Examination of Water and Wastewater. Ed ke-20.

Washington DC: Apha Awwa Wes. Cotton FA, Wilkinson G. 1989. Kimia

Anorganik Dasar. Sahati Suharto, penerjemah. Jakarta: UI Pr. Terjemahan dari: Basic of Inorganic Chemistry.

Esmaeili A, Meshdaghi NA, Vajrinejad R. 2005. Chromium (III) removal and

recovery from tannery leather wastewater by precipitation process. Am J Appl Sci 2:1471-1473.

Fahidin, Muslich. 1999. Ilmu dan Teknologi Kulit. Bogor: Institut Pertanian Bogor. Gottardi G, Galli E. 1985. Natural Zeolites.

Berlin: Springer Verlag.

Henmi T. 2003. A Story of Novel Recycling Resource. Matsuyama: Universitas Ehime. Manahan SE. 1990. Hazardous Waste Chemistry, Toxicology, and Treatment. Michigan: Lewis.

Martha F. 2004. Penetapan limit deteksi dan limit respon linear serta pengaruh oksidasi terhadap pengukuran kromium dengan spektrofotometri sinar tampak [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

12

McCabe WL et al. 2001. Unit Operation of Chemical Engineering. Ed ke-6. New

York: McGraw Hill.

Mertz W. 1987. Trace Element in Human and Animal Nutrition. Ed ke-5. San Diego: Academic Pr.

Ming W, Mumpton FA. 1989. Zeolites in Soils. Ed ke-2. Wisconsin: Soil Science Society of America.

Mumpton FA. 1978. Natural Zeolites: A New Industrial Mineral Commodity. New York: Pergamon.

Noroozifar M, Khorasani MM. 2003. Specific extraction of chromium as tetrabutylamonium-chromate and spectrophotometric determination by

diphenylcarbazide: speciation of chromium in effluents streams. Anal Sci 19:705-708.

Patnaik P. 2003. Handbook of Inorganic Chemistry. New York: McGraw Hill. Potter C, Soeparwadi M, Gani A. 1994.

Limbah Ragam Industri di Indonesia, Sumber, Pengendalian, dan Baku Mutu. Jakarta: EMDI-Bapedal.

Schroedi ED. 1977. Water and Waste water Treatment. California: McGraw Hill. Sheppard RA. 1973. Zeolites and Assosiated Authogenic Silicate Minerals in Tuffaceous Rocks. Washington: US Pr.

Sugiyarto HK. 2003. Dasar-dasar Kimia Anorganik Logam. Yogyakarta: Universitas Gajah Mada.

Sunaryo, Karyadi D, Sulietyah W, Hasyimi S. 1994. Kemungkinan Penerapan Cleaner Production di Industri Penyamakan Kulit. Di dalam: Prosiding Workshop Industri penyamakan Kulit; Yogyakarta 13 Desember 1994. Yogyakarta: Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Barang Kulit Karet dan Plastik.

Sutarti M, Rachmawati M. 1994. Zeolit Tinjauan literatur. Jakarta: Pusat

Dokumentasi dan Informasi Ilmiah.

Wahyuadi SJ. 2004. Pengolahan dan pemanfaatan limbah industri penyamakan kulit. http://www.KimPraswil.go.id/balitba ng/Puskim/Protek_kim/ttg_kim_limbah

kulit. html [17 Jul 2005].

Wijayanti E. 2005. Ekstraksi kromium heksavalen sebagai tetrabutil

amonium-kromat dan pengukuran secara spektrofotometri sinar tampak [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Zhao G, Li X, Li G, Zhang Q. 1988. Removal of copper from electroplating (potch water) using clinoptilolite. Di dalam: Sherry D, editor. Occurence, Properties, and Utilization of Natural Zeolit. Beijing: Institute of Environmental Science.

13

14

Lampiran 1 Bagan alir penelitian

Lampiran 2 Hasil analisis zeolit Cikembar dengan XRD Penyiapan zeolit

AAS Ragam ukuran butir

Kapasitas jerapan

Jerapan metode lapik tetap

Ragam ukuran butir Ragam laju alir Ragam tinggi lapik

Kapasitas jerapan dan efisiensi

Kondisi terbaik

Jerapan filtrat limbah Jerapan metode tumpak

Zeolit siap pakai

Limbah penyamakan

kulit

endapan Filtrat

Pengendapan oleh NaOH Jenis zeolit

Komposisi kimia Luas permukaan KTK

Pencirian

Ragam waktu pemeraman dan pH

15

Lampiran 3 Jerapan CrCl3.6H2O pada 20 gram zeolit 20–32 mesh dengan laju alir 5 mL/menit

No Fraksi Volume (mL) T A fp [Cr] ppm C/Co 1 F2 40 95.0 0.0223 1 0.0000 0.0000 2 F4 80 83.4 0.0788 1 0.1992 0.0097 3 F6 120 61.6 0.2104 1 0.6791 0.0330 4 F8 160 38.8 0.4112 1 1.4113 0.0686 5 F10 200 22.0 0.6576 1 2.3099 0.1123 6 F15 300 41.0 0.3866 5 6.9957 0.3294 7 F20 400 29.2 0.5333 5 9.6705 0.4701 8 F24 480 26.4 0.5785 5 10.4935 0.5098 9 F26 520 21.4 0.6696 5 11.7685 0.5720 10 F30 600 35.8 0.4461 10 15.3872 0.7478 11 F34 680 31.4 0.5031 10 17.4643 0.8488 12 F46 920 29.6 0.5287 10 18.3993 0.8942 13 F50 1000 29.0 0.5376 10 18.7236 0.9100 14 F58 1160 29.6 0.5277 10 19.1352 0.9302 15 F69 1380 27.4 0.5622 10 19.6225 0.9537 16 F78 1560 25.8 0.5884 10 20.5755 1.0000 17 F0 - 25.8 0.5884 10 20.5755 -

Lampiran 4 Jerapan CrCl3.6H2O pada 20 gram zeolit 32–40 mesh dengan laju alir 5 mL/menit

No Fraksi Volume (mL) T A fp [Cr] C/Co 1 F1 20 94.6 0.0135 1 0.0000 0.0000 2 F3 60 95.8 0.0080 1 0.0000 0.0000 3 F5 100 94.0 0.0163 1 0.0097 0.0005 4 F7 140 93.8 0.0172 1 0.0131 0.0007 5 F10 200 86.8 0.0509 1 0.1360 0.0070 6 F15 300 56.0 0.2412 1 0.8301 0.0431 7 F20 400 65.6 0.1725 5 2.8974 0.1503 8 F25 500 40.8 0.3787 5 6.6583 0.3454 9 F30 600 33.0 0.4709 5 8.3385 0.4325 10 F43 860 42.2 0.3641 10 12.7822 0.6630

11 F45 900 37.0 0.4212 10 14.4784 0.7510 12 F50 1000 36.6 0.4259 10 15.0372 0.7800 13 F60 1200 31.8 0.4870 10 17.2638 0.8954 14 F70 1400 30.2 0.5094 10 18.0814 0.9379 15 F78 1560 29.0 0.5270 10 18.7236 0.9712 16 F80 1600 29.6 0.5181 10 18.3993 0.9543 17 F90 1800 28.8 0.5300 10 18.8332 0.9769 18 F100 2000 28.0 0.5422 10 19.2794 1.0000 19 F0 - 28.0 0.5422 10 19.2794 -

S = 0.04024105 r = 0.99566029

volume efluen (ml) C/Co

0.0 300.0 600.0 900.0 1200.0 1500.0

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

16

Lampiran 5 Jerapan CrCl3.6H2O pada 20 gram zeolit 40–60 mesh dengan laju alir 5 mL/menit

No Fraksi Volume (mL) T A [Cr] ppm fp C/Co 1 F1 20 98.0 0.0088 0.0002 1 0.0000 2 F5 100 96.2 0.0168 0.0010 1 0.0000 3 F10 200 97.2 0.0123 0.0000 1 0.0000 4 F15 300 98.0 0.0088 0.0003 1 0.0000 5 F21 420 83.6 0.0778 0.1955 1 0.0104 6 F30 600 76.8 0.146 1.6491 5 0.0876 7 F34 680 54.8 0.2612 4.7075 5 0.2486 8 F35 700 46.2 0.3354 5.6739 5 0.3013 9 F42 840 27.6 0.5591 9.7537 5 0.5179 10 F45 900 23.8 0.6234 10.9268 5 0.5802 11 F50 1000 43.2 0.3645 12.4112 10 0.6590 12 F55 1100 40.8 0.3893 13.3166 10 0.7071 13 F62 1240 40.6 0.3902 14.1225 10 0.7500 14 F65 1300 36.4 0.4389 15.1239 10 0.8030 15 F84 1680 34.8 0.4574 16.5704 10 0.8802 16 F90 1800 34.0 0.4677 16.9470 10 0.9013 17 F105 2100 33.2 0.4780 17.3236 10 0.9200 18 F126 2520 32.0 0.4935 17.8885 10 0.9495 19 F130 2600 30.0 0.5229 18.1867 10 0.9657 20 F147 2940 28.8 0.5406 18.8332 10 1 21 F0 - 28.8 0.5406 18.8332 10 -

Lampiran 6 Kapasitas jerapan ragam ukuran butir pada metode lapik tetap

0.5* Ukuran

butir (mesh)

[Cr]o T µ_o Fa ρb mz

V tV L tL W 20–32 20.58 6.50 1.59 0.03 0.98 6.37 435.44 87.09 81.89 16.38 0.36 32–40 19.28 6.20 1.59 0.03 1.03 6.38 667.07 133.41 108.00 21.60 0.54 40–60 18.83 6.00 1.59 0.03 1.06 6.37 883.13 176.63 106.46 21.29 0.73 *kondisi saat C/Co 0.5

S = 0.02547728 r = 0. 99849455

volume efluen (ml)

C

/C

o

0.0 400.0 800.0 1200.0 1600.0 2000.0

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

S = 0.03381941 r = 0.99680807

volume efluen (ml)

C

/C

o

0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0 2500.0 3000.0

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

17

Keterangan:

[Cr]o = konsentrasi kromium influen (mg/L)

T = tinggi lapik zeolit dalam kolom (cm)

µo = laju alir influen pada penampang kolom (mL/menit cm2)

Fa = laju alir masukan zat terlarut dalam kolom (mg kromium/menit cm2)

ρb = densitas lapik zeolit (g/cm3)

mz = massa zeolit per unit area lapik zeolit (g zeolit/cm2) V = volume saat C/Co 0.5 (mL)

tV = waktu saat C/Co 0.5 (menit)

L = luas daerah di bawah kurva saat C/Co 0.5 dalam satuan volume (mL) tL = luas daerah di bawah kurva saat C/Co 0.5 dalam satuan waktu (menit) tJ = jerapan saat C/Co 0.5 dalam satuan waktu (menit)

W = kapasitas jerapan saat C/Co 0.5 (mg kromium/g zeolit)

Dari kurva terobosan dan program curve expert dapat dicari volume dan luas daerah di bawah kurva (luas daerah tak terjerap) saat C/Co 0.5.

Contoh perhitungan: µo =

pang luas penam laju alir = 2 2 1 14 . 3 / 5 cm x menit mL

= 1.59 mL/menit cm2

Fa = µo x [Cr]o = 1.59 mL/menit cm2 x 20.58 mg/L x 10-3 mL/L = 0.03 mg kromium/menit cm2

ρb =

gun zeolit volume ung it massa zeol = 3 2 _6.5

1 14 . 3 01 . 20 cm x x g

= 0.98 g/cm3 mz = T x ρb = 6.5 cm x 0.98 g/cm3 = 6.37 g/cm2

tV = laju alir volume =

mL/menit

mL

.

5

44

435

= 87.09 menit

tL = laju alir s daerah volume lua = menit mL ml / 5 89 . 81

= 16.38 menit tJ = tV – tL = 87.09 – 16.38 = 70.71 menit

W = mz Fa x tJ

= ₂

2

37

6

71

70

03

0

m

g zeolit/c

.

menit

.

x

mg/menitcm

.

= 0.36 mg kromium/g zeolit

Lampiran 7 Efisiensi kolom ragam ukuran butir pada metode lapik tetap

0,05 0,95 Ukuran butir (mesh) T (cm)

V tV L tL W V tV L tL W % Ef Hu

20-32 6.5 116,85 23,37 2,72 0,54 0,12 1100,50 220,10 620,75 124,15 0,49 23,79 1,55 32-40 6.2 248,58 49,72 3,82 0,76 0,24 1467,66 293,53 749,40 149,88 0,69 34,08 2,11 40-60 6.0 473,83 94,77 3,71 0,74 0,44 2373,71 474,74 1368,47 273,69 0,95 46,77 2,81 Ef: efisiensi kolom (%), Hu: tinggi lapik zeolit efektif (cm), V:volume (mL), tV: waktu (menit), L: luas daerah di bawah

kurva dalam satuan volume (mL), tL: luas daerah di bawah kurva dalam satuan waktu (menit), tJ: waktu jerapan (menit), W: kapasitas jerapan (mg kromium/g zeolit)

Contoh perhitungan : Ef = 95 . 0 05 . 0 W W = zeolit mg krom/g . zeolit mg krom/g . 49 0 12 0

x 100 % = 23.79 %

18

Lampiran 8 Jerapan CrCl3.6H2O pada 20 gram zeolit 20–32 mesh dengan laju alir 8 mL/menit

No Tabung Volume (mL) T A fp [Cr] ppm C/Co 1 F1 20 92.0 0.0362 1 0.0438 0.0022 2 F2 40 80.0 0.0863 1 0.0727 0.0130 3 F4 80 53.4 0.2725 1 0.9054 0.0445 4 F6 120 30.2 0.5200 1 1.8081 0.0889

5 F8 160 29.6 0.5287 2 3.6799 0.1810 6 F11 220 23.4 0.6308 2 4.4244 0.2176 7 F12 240 35.4 0.4510 5 7.7826 0.3828 8 F16 320 27.8 0.5560 5 9.6965 0.4769 9 F21 420 22.0 0.6576 5 11.5495 0.5681 10 F24 480 35.6 0.4486 10 15.4759 0.7621 11 F26 520 34.2 0.4660 10 16.1114 0.7924 12 F31 620 32.2 0.4921 10 17.0658 0.8394 13 F39 780 30.2 0.5200 10 18.0814 0.8893 14 F40 800 29.4 0.5317 10 18.5067 0.9102 15 F44 880 28.0 0.5528 10 19.2794 0.9482 16 F46 920 27.4 0.5622 10 19.6255 0.9651 17 F52 1040 27.0 0.5686 10 19.8554 0.9766 22 F0 - 26.2 0.5817 10 20.3318 -

Lampiran 9 Jerapan CrCl3.6H2O pada 20 gram zeolit 20–32 mesh dengan laju alir 11 mL/menit

No Fraksi Volume (mL) fp T A [Cr] C/Co 1 F0 - 10 27.8 0.5453 19.393 - 2 F2 40 1 85.8 0.0559 0.1543 0.0079 3 F4 80 1 49.8 0.2922 1.0159 0.0524 4 F6 120 1 32.0 0.4842 1.7164 0.0885 5 F8 160 2 37.8 0.4119 2.9052 0.1498 6 F10 200 2 30.0 0.5123 3.6373 0.1876 7 F12 240 2 25.6 0.5918 4.4912 0.2353 8 F14 280 5 37.0 0.4318 7.9846 0.4184 9 F16 320 5 29.0 0.5376 10.1298 0.5308 10 F20 400 10 47.6 0.3220 11.634 0.6042 11 F24 480 10 43.2 0.3645 13.2407 0.6938 12 F26 520 10 41.8 0.3788 13.8209 0.7242 13 F28 560 10 39.8 0.4017 14.5425 0.7520 14 F30 600 10 36.2 0.4390 15.8998 0.8192 15 F38 760 10 33.4 0.4763 17.7718 0.9365 16 F42 880 10 31.8 0.4976 18.6364 0.9765 17 F50 1000 10 31.2 0.5058 18.9718 0.9941

S = 0.04069217 r = 0.99532512

volume efluen (ml) C/Co

0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

19

Lampiran 10 Kapasitas jerapan ragam laju alir pada metode lapik tetap

0.5* Laju alir

(mL/menit) [Cr]o T µo Fa ρb mz

V tV L tL W 5 20.58 6.5 1.59 0.03 0.98 6.37 435.44 87.09 81.89 16.38 0.36 8 18.83 6.5 2.55 0.05 0.98 6.37 344.33 43.04 69.99 8.75 0.23 11 19.39 6.5 3.50 0.07 0.98 6.38 344.61 31.33 68.84 6.26 0.27 *kondisi saat C/Co 0.5

Lampiran 11 Efisiensi kolom ragam laju alir pada metode lapik tetap

0,05 0,95 Laju alir

(mL/menit) T (cm)

V tV L tL W V tV L tL W % Ef Hu

5 6.5 116,85 23,37 2,72 0,54 0,12 1100,50 220,10 620,75 124,15 0,49 23,79 1,55 8 6.5 77.70 9.71 2.05 0.26 0.08 935.00 116.88 532.02 66.50 0.41 18.77 1.22 11 6.5 70.35 6.40 2.09 0.19 0.07 907.66 82.51 525.16 47.74 0.37 17.85 1.16 Ef: efisiensi kolom (%), Hu: tinggi lapik zeolit efektif (cm), V:volume (mL), tV: waktu (menit), L: luas daerah di bawah

kurva dalam satuan volume (mL), tL: luas daerah di bawah kurva dalam satuan waktu (menit), tJ: waktu jerapan (menit), W: kapasitas jerapan (mg kromium/g zeolit).

Lampiran 12 Jerapan CrCl3.6H2O pada 10 gram zeolit 20–32 mesh dengan laju alir 8 mL/menit

No Fraksi Volume (mL) fp T A [Cr] C/Co 1 F0 10 26.2 0.05711 20.3318

2 F1 20 1 51.2 0.2801 0.9720 0.0478 3 F2 40 1 20.6 0.6755 2.4140 0.1187 4 F3 60 2 18.0 0.7341 5.2555 0.2610 5 F4 80 2 16.2 0.7799 5.5892 0.2776 6 F5 100 5 25.4 0.5846 10.4115 0.5171 7 F6 120 5 22.0 0.647 11.5495 0.5736 8 F9 180 10 31.6 0.5015 18.2926 0.8997 9 F11 220 10 29.6 0.5270 19.1102 0.9408

S = 0.03972818 r = 0.99496342

volume efluen (ml) C/Co

0.0 200.0 400.0 600.0 800.0

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

S = 0.03993467 r = 0.99623163

volume efluen (ml) C/Co

0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

20

Lampiran 13 Jerapan CrCl3.6H2O pada 30 gram zeolit 20–32 mesh dengan laju alir 8 mL/menit

No Fraksi Volume (mL) fp T A [Cr] C/Co 1 F0 10 28.8 0.53 18.8332 2 F2 40 1 94.4 0.0144 0.0302 0.0016 3 F4 80 1 92.4 0.0237 0.0369 0.0020 4 F6 120 1 82.4 0.0735 0.2183 0.0116 5 F10 200 1 55.6 0.2443 0.8414 0.0447 6 F14 280 1 40.4 0.383 1.3473 0.0715 7 F18 360 2 40.8 0.3787 2.6633 0.1414 8 F21 420 2 26.4 0.5678 4.0423 0.2146 9 F30 600 5 29.4 0.524 9.3074 0.4942 10 F34 680 5 27.6 0.5485 9.7537 0.5178 11 F40 800 10 47.0 0.3283 11.8629 0.6302 12 F46 920 10 39.6 0.3917 13.7894 0.7322 13 F50 1000 10 35.2 0.4429 15.6549 0.8312 14 F58 1160 10 36.0 0.4418 16.0055 0.8500 15 F62 1240 10 34.8 0.4574 16.5704 0.8795 16 F70 1400 10 33.8 0.4708 17.0618 0.9061 17 F75 1500 10 32.0 0.4935 17.8885 0.9511 18 F78 1560 10 31.6 0.5038 18.2651 0.9700

Lampiran 14 Kapasitas jerapan ragam tinggi lapik zeolit pada metode lapik tetap

0.5* T (cm) [Cr]o v µo Fa ρb mz

V tV L tL W 3.7 20.33 8 2.55 0.05 0.86 3.19 103.29 12.91 21.25 2.66 0.17 6.5 20.33 8 2.55 0.05 0.98 6.37 344.33 43.04 69.99 8.75 0.23 10.0 18.83 8 2.55 0.05 0.96 9.56 652.74 81.59 111.97 14.00 0.34 *kondisi saat C/Co 0.5

Lampiran 15 Efisiensi kolom ragam tinggi lapik zeolit pada metode lapik tetap

0,05 0,95 T (cm)

v (mL/

menit) V tV L tL W V tV L tL W

% Ef Hu

3.7 8 16.42 2.05 0.58 0.07 0.03 218.18 27.27 110.80 13.85 0.22 14.75 0.55 6.5 8 77.70 9.71 2.05 0.26 0.08 935.00 116.88 532.02 66.50 0.41 18.77 1.22 10.0 8 217.91 27.24 3.99 0.50 0.13 1644.22 205.53 924.15 115.52 0.45 29.71 2.97 Ef: efisiensi kolom (%), Hu: tinggi lapik zeolit efektif (cm), V:volume (mL), tV: waktu (menit), L: luas daerah di bawah

kurva dalam satuan volume (mL), tL: luas daerah di bawah kurva dalam satuan waktu (menit), tJ: waktu jerapan (menit), W: kapasitas jerapan (mg kromium/g zeolit).

S = 0 .0 24 20 03 2 r = 0.99839 35 4

volume eflue n (ml)

C

/C

o

0.0 500.0 1000.0 1500 .0

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

21

Lampiran 16 Kapasitas jerapan ragam ukuran butir pada metode tumpak

Ukuran

(mesh) ulangan Bobot zeolit (g)

[Cr] awal

(ppm) T A [Cr] sisa

(ppm)

[Cr] terjerap (ppm)

W* (mg Cr/g zeolit) 20–32 1 1.0008 34.7274 33.6 0.4631 16.3917 18.3357 0.9161

2 1.0005 34.7274 34.0 0.4579 16.2043 18.5231 0.9257

Rerata 0.9209

32–40 1 1.0012 34.7274 46.0 0.3266 11.4166 23.3108 1.1641 2 1.0023 34.7274 46.3 0.3238 11.3136 23.4138 1.1680

Rerata 1.1661

40–60 1 1.0058 34.7274 77.4 0.1007 3.1750 31.5524 1.5685 2 1.0024 34.7274 74.4 0.1178 3.8011 30.9263 1.5426

Rerata 1.5556

* Kapasitas jerapan

Contoh perhitungan:

[Cr] terjerap = [Cr] awal – [Cr] sisa = 34.7274 – 16.3917 = 18.3357 ppm W =

it Bobot Zeol

volume ap

[Cr]terjer ×

=

g

L/mL mL

mg/L

0008 . 1

3 10 50 3357

.

18 × × −

= 0.9161 mg Cr/g zeolit

Lampiran 17 Konsentrasi kromium awal limbah penyamakan kulit

Ulangan T A [Cr] ppm 1 53.0 0.2757 2647.87 2 51.2 0.2907 2554.07 Rerata 2600,97

Lampiran 18 Konsentrasi kromium filtrat hasil pengendapan limbah pada ragam waktu pemeraman

Waktu pemeraman (jam) Ulangan Volume NaOH (mL) Bobot NaOH (g) [Cr] sisa ppm

1 9.30 0.56 36.37

4

2 9.40 0.56 33.17

Rerata 34.77

1 9.60 0.58 28.72

6

2 9.30 0.56 29.22

Rerata 28.97

1 9.30 0.56 25.43

24

2 9.20 0.55 26.17

Rerata 25.80

Lampiran 19 Konsentrasi kromium filtrat hasil pengendapan limbah dan bobot NaOH pada ragam pH pengendapan

pH Ulangan V NaOH (mL) Bobot NaOH* (g) [Cr] ppm

1 5.90 0.35 24.78 8

2 5.80 0.35 24.54

Rerata 24.66

1 7.80 0.47 9.57 9

2 7.65 0.46 11.98

Rerata 10.77

22

Lampiran 20 Jerapan filtrat hasil pengendapan limbah pH 8 pada 60 g zeolit 20–32 mesh dengan laju alir 5 mL/menit

No Fraksi V (mL) T A fp Cr C/Co 1 F1 20 71.0 0.1487 2 0.9084 0.0311 2 F2 40 20.4 0.6904 2 4.8590 0.1663 3 F3 60 11.2 0.9508 2 6.7584 0.2313 4 F4 80 20.4 0.6904 5 12.1475 0.4157 5 F5 100 17.2 0.7645 5 13.4988 0.4620 6 F8 160 28.6 0.5436 10 18.9436 0.6483 7 F10 200 27.0 0.5686 10 19.8554 0.6795 8 F12 240 26.8 0.5719 10 19.9732 0.6835 9 F13 260 37.6 0.4248 20 29.2204 1.0000 10 F0 37.6 0.4248 20 29.2204

Lampiran 21 Jerapan filtrat hasil pengendapan limbah pH 9 pada 60 g zeolit 20–32 mesh dengan

laju alir 5 mL/menit

No Fraksi V (mL) T A fp [Cr] ppm C/Co 1 F0 47.6 0.3118 10 10.8750

2 F1 20 78.6 0.0940 1 0.2931 0.0270 3 F2 40 78.4 0.0951 1 0.2972 0.0273 4 F3 60 73.6 0.1225 1 0.3972 0.0365 5 F4 80 71.0 0.1381 1 0.4542 0.0418 6 F5 100 72.6 0.1285 1 0.4189 0.0385 7 F6 120 72.0 0.1321 2 0.8641 0.0795 8 F7 140 67.6 0.1595 2 1.0638 0.0978 9 F8 160 62.4 0.1942 2 1.3174 0.1211 10 F9 180 54.2 0.2554 2 1.7637 0.1622 11 F11 220 52.0 0.2734 5 4.7374 0.4356 12 F12 240 51.4 0.2784 5 4.8293 0.4441 13 F14 280 50.0 0.2904 5 5.0480 0.4642 14 F16 320 44.8 0.3381 5 5.9176 0.5441 15 F18 360 43.0 0.3559 5 6.2424 0.5740 16 F22 440 58.4 0.2230 10 7.6363 0.7022 17 F24 480 57.0 0.2335 10 8.0206 0.7375 18 F26 520 58.0 0.2260 10 7.7451 0.7122 19 F28 560 57.4 0.2305 10 7.9099 0.7273

S = 0.07949633 r = 0.98263694

volume (ml)

C

/C

o

0.0 60.0 120.0 180.0 240.0 300.0

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10

23

Lampiran 22 Kapasitas jerapan filtrat hasil pengendapan limbah pH 8 dan 9 pada metode lapik tetap

0.5* pH [Cr]o T

(cm) µo Fa ρb mz

V tV L tL tJ W 8 28.72 30 1.59 0.05 0.95 19.11 140.23 28.05 39.25 7.85 20.20 0.05 9 10.88 30 1.59 0.02 0.95 19.11 280.70 56.54 48.23 9.65 46.89 0.05 *kondisi saat C/Co 0.5

Lampiran 23 Analisis AAS ion-ion dalam filtrat hasil pengendapan limbah pH 8

Ion Jumlah (ppm)

Kalium 32.28 Magnesium 2400 Kalsium 1300 Natrium 10200 Kromium 19.53

S = 0.04 24 018 0 r = 0.99 085 20 4

volume (ml)

C

/C

o

0.0 10 0.0 20 0.0 30 0.0 40 0.0 50 0.0 60 0.0

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Lampiran 8 Jerapan CrCl

3

.6H

2

O pada 20 gram zeolit 20–32 mesh dengan laju alir 8 mL/menit

No Tabung Volume (mL) T A fp [Cr] ppm C/Co

1 F1 20 92.0 0.0362 1 0.0438 0.0022

2 F2 40 80.0 0.0863 1 0.0727 0.0130

3 F4 80 53.4 0.2725 1 0.9054 0.0445

4 F6 120 30.2 0.5200 1 1.8081 0.0889

5 F8 160 29.6 0.5287 2 3.6799 0.1810

6 F11 220 23.4 0.6308 2 4.4244 0.2176

7 F12 240 35.4 0.4510 5 7.7826 0.3828

8 F16 320 27.8 0.5560 5 9.6965 0.4769

9 F21 420 22.0 0.6576 5 11.5495 0.5681

10 F24 480 35.6 0.4486 10 15.4759 0.7621

11 F26 520 34.2 0.4660 10 16.1114 0.7924

12 F31 620 32.2 0.4921 10 17.0658 0.8394

13 F39 780 30.2 0.5200 10 18.0814 0.8893

14 F40 800 29.4 0.5317 10 18.5067 0.9102

15 F44 880 28.0 0.5528 10 19.2794 0.9482

16 F46 920 27.4 0.5622 10 19.6255 0.9651

17 F52 1040 27.0 0.5686 10 19.8554 0.9766

22 F0 - 26.2 0.5817 10 20.3318 -

Lampiran 9 Jerapan CrCl

3

.6H

2

O pada 20 gram zeolit 20–32 mesh dengan laju alir 11 mL/menit

No Fraksi Volume (mL) fp T A [Cr] C/Co

1 F0 - 10 27.8 0.5453 19.393 -

2 F2 40 1 85.8 0.0559 0.1543 0.0079

3 F4 80 1 49.8 0.2922 1.0159 0.0524

4 F6 120 1 32.0 0.4842 1.7164 0.0885

5 F8 160 2 37.8 0.4119 2.9052 0.1498

6 F10 200 2 30.0 0.5123 3.6373 0.1876

7 F12 240 2 25.6 0.5918 4.4912 0.2353

8 F14 280 5 37.0 0.4318 7.9846 0.4184

9 F16 320 5 29.0 0.5376 10.1298 0.5308

10 F20 400 10 47.6 0.3220 11.634 0.6042

11 F24 480 10 43.2 0.3645 13.2407 0.6938

12 F26 520 10 41.8 0.3788 13.8209 0.7242

13 F28 560 10 39.8 0.4017 14.5425 0.7520

14 F30 600 10 36.2 0.4390 15.8998 0.8192

15 F38 760 10 33.4 0.4763 17.7718 0.9365

16 F42 880 10 31.8 0.4976 18.6364 0.9765

17 F50 1000 10 31.2 0.5058 18.9718 0.9941

S = 0.04069217 r = 0.99532512

volume efluen (ml) C/Co

0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 0.00

0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Lampiran 10 Kapasitas jerapan ragam laju alir pada metode lapik tetap

0.5* Laju alir

(mL/menit) [Cr]o T

µ

o Fa ρb mz

V tV L tL W

5 20.58 6.5 1.59 0.03 0.98 6.37 435.44 87.09 81.89 16.38 0.36

8 18.83 6.5 2.55 0.05 0.98 6.37 344.33 43.04 69.99 8.75 0.23

11 19.39 6.5 3.50 0.07 0.98 6.38 344.61 31.33 68.84 6.26 0.27

*kondisi saat C/Co 0.5

Lampiran 11 Efisiensi kolom ragam laju alir pada metode lapik tetap

0,05 0,95 Laju alir

(mL/menit) T (cm)

V tV L tL W V tV L tL W

% Ef Hu

5 6.5 116,85 23,37 2,72 0,54 0,12 1100,50 220,10 620,75 124,15 0,49 23,79 1,55

8 6.5 77.70 9.71 2.05 0.26 0.08 935.00 116.88 532.02 66.50 0.41 18.77 1.22

11 6.5 70.35 6.40 2.09 0.19 0.07 907.66 82.51 525.16 47.74 0.37 17.85 1.16

Ef: efisiensi kolom (%), Hu: tinggi lapik zeolit efektif (cm), V:volume (mL), tV: waktu (menit), L: luas daerah di bawah kurva dalam satuan volume (mL), tL: luas daerah di bawah kurva dalam satuan waktu (menit), tJ: waktu jerapan (menit), W: kapasitas jerapan (mg kromium/g zeolit).

Lampiran 12 Jerapan CrCl

3

.6H

2

O pada 10 gram zeolit 20–32 mesh dengan laju alir 8 mL/menit

No Fraksi Volume (mL) fp T A [Cr] C/Co

1 F0 10 26.2 0.05711 20.3318

2 F1 20 1 51.2 0.2801 0.9720 0.0478

3 F2 40 1 20.6 0.6755 2.4140 0.1187

4 F3 60 2 18.0 0.7341 5.2555 0.2610

5 F4 80 2 16.2 0.7799 5.5892 0.2776

6 F5 100 5 25.4 0.5846 10.4115 0.5171

7 F6 120 5 22.0 0.647 11.5495 0.5736

8 F9 180 10 31.6 0.5015 18.2926 0.8997

9 F11 220 10 29.6 0.5270 19.1102 0.9408

S = 0.03972818 r = 0.99496342

volume efluen (ml) C/Co

0.0 200.0 400.0 600.0 800.0

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

S = 0.03993467 r = 0.99623163

volume efluen (ml) C/Co

0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Lampiran 13 Jerapan CrCl

3

.6H

2

O pada 30 gram zeolit 20–32 mesh dengan laju alir 8 mL/menit

No Fraksi Volume (mL) fp T A [Cr] C/Co

1 F0 10 28.8 0.53 18.8332

2 F2 40 1 94.4 0.0144 0.0302 0.0016

3 F4 80 1 92.4 0.0237 0.0369 0.0020

4 F6 120 1 82.4 0.0735 0.2183 0.0116

5 F10 200 1 55.6 0.2443 0.8414 0.0447

6 F14 280 1 40.4 0.383 1.3473 0.0715

7 F18 360 2 40.8 0.3787 2.6633 0.1414

8 F21 420 2 26.4 0.5678 4.0423 0.2146

9 F30 600 5 29.4 0.524 9.3074 0.4942

10 F34 680 5 27.6 0.5485 9.7537 0.5178

11 F40 800 10 47.0 0.3283 11.8629 0.6302

12 F46 920 10 39.6 0.3917 13.7894 0.7322

13 F50 1000 10 35.2 0.4429 15.6549 0.8312

14 F58 1160 10 36.0 0.4418 16.0055 0.8500

15 F62 1240 10 34.8 0.4574 16.5704 0.8795

16 F70 1400 10 33.8 0.4708 17.0618 0.9061

17 F75 1500 10 32.0 0.4935 17.8885 0.9511

18 F78 1560 10 31.6 0.5038 18.2651 0.9700

Lampiran 14 Kapasitas jerapan ragam tinggi lapik zeolit pada metode lapik tetap

0.5*

T (cm) [Cr]o v

µ

o Fa ρb mz

V tV L tL W

3.7 20.33 8 2.55 0.05 0.86 3.19 103.29 12.91 21.25 2.66 0.17

6.5 20.33 8 2.55 0.05 0.98 6.37 344.33 43.04 69.99 8.75 0.23

10.0 18.83 8 2.55 0.05 0.96 9.56 652.74 81.59 111.97 14.00 0.34 *kondisi saat C/Co 0.5

Lampiran 15 Efisiensi kolom ragam tinggi lapik zeolit pada metode lapik tetap

0,05 0,95 T (cm)

v (mL/

menit) V tV L tL W V tV L tL W

% Ef Hu

3.7 8 16.42 2.05 0.58 0.07 0.03 218.18 27.27 110.80 13.85 0.22 14.75 0.55

6.5 8 77.70 9.71 2.05 0.26 0.08 935.00 116.88 532.02 66.50 0.41 18.77 1.22

10.0 8 217.91 27.24 3.99 0.50 0.13 1644.22 205.53 924.15 115.52 0.45 29.71 2.97

Ef: efisiensi kolom (%), Hu: tinggi lapik zeolit efektif (cm), V:volume (mL), tV: waktu (menit), L: luas daerah di bawah kurva dalam satuan volume (mL), tL: luas daerah di bawah kurva dalam satuan waktu (menit), tJ: waktu jerapan (menit), W: kapasitas jerapan (mg kromium/g zeolit).

S = 0 .0 24 20 03 2 r = 0.99839 35 4

volume eflue n (ml)

C

/C

o

0.0 500.0 1000.0 1500 .0

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Lampiran 16 Kapasitas jerapan ragam ukuran butir pada metode tumpak

Ukuran

(mesh) ulangan Bobot zeolit (g)

[Cr] awal

(ppm) T A

[Cr] sisa (ppm)

[Cr] terjerap (ppm)

W* (mg Cr/g zeolit)

20–32 1 1.0008 34.7274 33.6 0.4631 16.3917 18.3357 0.9161

2 1.0005 34.7274 34.0 0.4579 16.2043 18.5231 0.9257

Rerata 0.9209

32–40 1 1.0012 34.7274 46.0 0.3266 11.4166 23.3108 1.1641

2 1.0023 34.7274 46.3 0.3238 11.3136 23.4138 1.1680

Rerata 1.1661

40–60 1 1.0058 34.7274 77.4 0.1007 3.1750 31.5524 1.5685

2 1.0024 34.7274 74.4 0.1178 3.8011 30.9263 1.5426

Rerata 1.5556

* Kapasitas jerapan

Contoh perhitungan:

[Cr] terjerap = [Cr] awal – [Cr] sisa

= 34.7274 – 16.3917 = 18.3357 ppm

W

=

it

Bobot Zeol

volume

ap

[Cr]terjer

×

=

g

L/mL

mL

mg/L

0008

.

1

3

10

50

3357

.

18

×

×

−

= 0.9161 mg Cr/g zeolit

Lampiran 17 Konsentrasi kromium awal limbah penyamakan kulit

Ulangan T A [Cr] ppm

1 53.0 0.2757 2647.87

2 51.2 0.2907 2554.07

Rerata 2600,97

Lampiran 18 Konsentrasi kromium filtrat hasil pengendapan limbah pada ragam waktu

pemeraman

Waktu pemeraman (jam) Ulangan Volume NaOH (mL) Bobot NaOH (g) [Cr] sisa ppm

1 9.30 0.56 36.37

4

2 9.40 0.56 33.17

Rerata 34.77

1 9.60 0.58 28.72

6

2 9.30 0.56 29.22

Rerata 28.97

1 9.30 0.56 25.43

24

2 9.20 0.55 26.17

Rerata 25.80

Lampiran 19 Konsentrasi kromium filtrat hasil pengendapan limbah dan bobot NaOH pada ragam

pH pengendapan

pH Ulangan V NaOH (mL) Bobot NaOH* (g) [Cr] ppm

1 5.90 0.35 24.78

8

2 5.80 0.35 24.54

Rerata 24.66

1 7.80 0.47 9.57

9

2 7.65 0.46 11.98

Rerata 10.77

Lampiran 20 Jerapan filtrat hasil pengendapan limbah pH 8 pada 60 g zeolit 20

–

32 mesh dengan

laju alir 5 mL/menit

No Fraksi V (mL) T A fp Cr C/Co

1 F1 20 71.0 0.1487 2 0.9084 0.0311

2 F2 40 20.4 0.6904 2 4.8590 0.1663

3 F3 60 11.2 0.9508 2 6.7584 0.2313

4 F4 80 20.4 0.6904 5 12.1475 0.4157

5 F5 100 17.2 0.7645 5 13.4988 0.4620

6 F8 160 28.6 0.5436 10 18.9436 0.6483

7 F10 200 27.0 0.5686 10 19.8554 0.6795

8 F12 240 26.8 0.5719 10 19.9732 0.6835

9 F13 260 37.6 0.4248 20 29.2204 1.0000

10 F0 37.6 0.4248 20 29.2204

Lampiran 21 Jerapan filtrat hasil pengendapan limbah pH 9 pada 60 g zeolit 20

–

32 mesh dengan

laju alir 5 mL/menit

No Fraksi V (mL) T A fp [Cr] ppm C/Co

1 F0 47.6 0.3118 10 10.8750

2 F1 20 78.6 0.0940 1 0.2931 0.0270

3 F2 40 78.4 0.0951 1 0.2972 0.0273

4 F3 60 73.6 0.1225 1 0.3972 0.0365

5 F4 80 71.0 0.1381 1 0.4542 0.0418

6 F5 100 72.6 0.1285 1 0.4189 0.0385

7 F6 120 72.0 0.1321 2 0.8641 0.0795

8 F7 140 67.6 0.1595 2 1.0638 0.0978

9 F8 160 62.4 0.1942 2 1.3174 0.1211

10 F9 180 54.2 0.2554 2 1.7637 0.1622

11 F11 220 52.0 0.2734 5 4.7374 0.4356

12 F12 240 51.4 0.2784 5 4.8293 0.4441

13 F14 280 50.0 0.2904 5 5.0480 0.4642

14 F16 320 44.8 0.3381 5 5.9176 0.5441

15 F18 360 43.0 0.3559 5 6.2424 0.5740

16 F22 440 58.4 0.2230 10 7.6363 0.7022

17 F24 480 57.0 0.2335 10 8.0206 0.7375

18 F26 520 58.0 0.2260 10 7.7451 0.7122

19 F28 560 57.4 0.2305 10 7.9099 0.7273

S = 0.07949633 r = 0.98263694

volume (ml)

C

/C

o

0.0 60.0 120.0 180.0 240.0 300.0

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10

Lampiran 22 Kapasitas jerapan filtrat hasil pengendapan limbah pH 8 dan 9 pada metode lapik

tetap

0.5*

pH [Cr]o T

(cm)

µ

o Fa ρb mz

V tV L tL tJ W

8 28.72 30 1.59 0.05 0.95 19.11 140.23 28.05 39.25 7.85 20.20 0.05

9 10.88 30 1.59 0.02 0.95 19.11 280.70 56.54 48.23 9.65 46.89 0.05

*kondisi saat C/Co 0.5

Lampiran 23 Analisis AAS ion-ion dalam filtrat hasil pengendapan limbah pH 8

Ion Jumlah

(ppm)

Kalium 32.28

Magnesium 2400

Kalsium 1300

Natrium 10200

Kromium 19.53

S = 0.04 24 018 0 r = 0.99 085 20 4

volume (ml)

C

/C

o

0.0 10 0.0 20 0.0 30 0.0 40 0.0 50 0.0 60 0.0

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00