11
C. Instrumen Penelitian
1. Alat-alat yang digunakan adalah :
a. Alat SSA
b. Magnetic stirer merk Cimarec dan magnetic bar
c. Power supply DC merk Cellkit
d. Timbangan analitik
e. Penyaring buchner
f. pH meter
g. Gelas beker 1000 mL
h. Gelas ukur 500 mL
i. Penyangga elektroda
j. Corong kaca
k. Termometer
l. Stopwatch
m. Kabel capit buaya
n. Jerigen
o. Botol penelitian
2. Bahan yang digunakan adalah :
a. Limbah cair elektroplating dari sentra kerajinan perak di Kotagede
Yogyakarta b.
Pelat Al dan Fe c.
Wrap plastic d.
Akuades
12 e.
Aseton f.
Kertas saring Whatman no.42 g.
Larutan NH
4
OH 3 M h.
Aluminium Foil i.
Silika Gel
D. Prosedur Penelitian
1. Pengambilan Sampel Limbah Cair Elektroplating
Sampel limbah cair elektroplating diambil dari sentra pengrajin perak di Kotagede Yogyakarta. Pengambilan sampel dilakukan pada tanggal 11 Maret
2016 sampel I dan 10 Oktober 2016 sampel II di tempat yang sama. Sampel diambil dari bak penampungan hasil elektrolating menggunakan beberapa jerigen
kecil ukuran 5 liter.
Gambar 2. Limbah Cair Elektroplating Sampel yang telah ditempatkan pada jerigen dibawa ke Laboratoium
Kimia Analisis FMIPA UNY untuk dilakukan proses penyeragaman. Perlakuan ini dilakukan menggunakan ember ukuran besar. Semua sampel yang berada pada
13 jerigen kecil dimasukan ke dalam satu ember besar, kemudian sampel limbah
diaduk secara merata agar limbah bercampur dengan baik. Setelah dihomogenkan sampel dimasukan ke dalam jerigen ukuran besar yang telah dipasangi kain bersih
pada bagian lubang masuk jerigen. Kain bersih digunakan untuk menyaring partikel padatan ukuran besar yang ada pada sampel tersebut. Sampel disimpan di
Laboratorium Kimia Analisis FMIPA UNY.
2. Karakterisasi Limbah Cair Awal
Karakterisasi limbah cair elektroplating yaitu dengan menentukan konsentrasi logam yang akan dihilangkan dari limbah cair elektroplating meliputi
konsentrasi logam Cd dan parameter pendukung lain pada penelitian ini. Sampel limbah yang telah dihomogenkan diambil sebanyak 5 liter untuk dikarakterisasi
sesuai dengan Baku Mutu limbah cair untuk industri pelapisan logam menurut Peraturan Gubernur Provinsi DIY Nomor 7 Tahun 2016. Uji karakterisasi limbah
dilakukan di Balai Laboratorium Kesehatan Yogyakarta. Penentuan konsentrasi logam kadmium dilakukan menggunakan AAS dengan spesifikasi metode
IKM5.4.11BLK-Y.
3. Karakterisasi Komposisi Pelat Fe dan Al
Pelat elektroda Fe dan Al Gambar 3 sebelum digunakan untuk proses elektrokoagulasi dilakukan analisis kandungan logam Cr, Cu, Zn, Pb, dan Cd.
Analisis dilakukan di Laboratorium Pusat Sains dan Teknologi Akselerator-Batan dengan menggunakan metode XRF X-ray Fluoresence.
14 Gambar 3. Elektroda Besi dan Aluminium
4. Optimasi Kondisi Proses Elektrokoagulasi
Optimasi kondisi operasional proses elektrokoagulasi meliputi optimasi kombinasi elektroda, waktu proses, pH sistem, dan rapat arus. Rangkaian alat
yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Skema Penyusunan Alat untuk Elektrokoagulasi Rajemahadik, C. F, 2013
15
a. Optimasi Kombinasi Elektroda
1 Sebanyak 500 mL limbah cair elektroplating yang sudah diukur kadar
awal logam kadmiumnya dimasukkan ke dalam beaker glass ukuran 1000 mL.
2 Magnetic bar dimasukkan ke dalam beaker glass yang sudah berisi
limbah cair elektroplating. 3
Beaker glass ditempatkan tepat di tengah magnetic stirer. 4
Magnetic stirer dihidupkan dengan kecepatan putaran skala 7 pada rpm tertentu .
5 Pelat elektroda dipasang dengan kombinasi Al-Al, Fe-Fe, Al-Fe, Fe-Al
diatur jarak 1 cm dengan menggunakan alat penjepit antara anoda dan katoda.
6 Elektroda dihubungkan ke power supply dengan tegangan 1 V
menggunakan penjepit buaya. Pelat elektroda di kutub negatif sebagai katoda dan pelat elektroda di kutub positif sebagai anoda.
7 Pelat elektroda dicelupkan sepanjang 4 cm ke dalam limbah cair
elektroplating. 8
Saat elektroda tercelup secara bersamaan stopwatch dihidupkan untuk menghitung waktu proses.
9 Setiap perubahan yang terjadi selama poses diamati meliputi tejadinya
perubahan warna, endapan, adanya gelembung, dan pH. 10
Proses elektrokoagulasi ini dilakukan selama 60 menit.
16 11
Setelah dilakukan proses elektrokoagulasi, kemudian limbah hasil perlakuan elektrokoagulasi disaring dan filtratnya dianalisis dengan
menggunakan AAS. Konsentrasi logam Cd yang ada di dalam limbah hasil perlakuan elektrokoagulasi disebut konsentrasi Cd sisa.
12 Data ini digunakan untuk menentukan efisiensi pengurangan logam-
logam dalam limbah cair elektroplating.
b. Optimasi Variasi Waktu Proses Elektrokoagulasi
1 Sebanyak 500 mL limbah cair elektroplating yang sudah diukur kadar
awal logam kadmiumnya dimasukkan ke dalam beaker glass ukuran 1000 mL.
2 Magnetic bar dimasukkan ke dalam beaker glass yang sudah berisi
limbah cair elektroplating. 3
Beaker glass ditempatkan tepat di tengah magnetic stirer. 4
Magnetic stirer dihidupkan dengan kecepatan putaran skala 7 pada rpm tertentu.
5 Pelat elektroda Al-Al yang didapatkan pada optimasi sebelumnya, diatur
jarak 1 cm dengan menggunakan alat penjepit antara anoda dan katoda. 6
Elektroda dihubungkan ke power supply dengan tegangan 1 V menggunakan penjepit buaya. Pelat elektroda di kutub negatif sebagai
katoda dan pelat elektroda di kutub positif sebagai anoda. 7
Pelat elektroda dicelupkan sepanjang 4 cm ke dalam limbah cair elektroplating.
17 8
Saat elektroda tercelup secara bersamaan stopwatch dihidupkan untuk menghitung waktu proses.
9 Setiap perubahan yang terjadi selama poses diamati meliputi tejadinya
perubahan warna, endapan, adanya gelembung, dan pH. 10
Proses elektrokoagulasi diulang dengan variasi waktu 30, 60, 90, dan 120 menit.
11 Setelah dilakukan proses elektrokoagulasi, kemudian limbah hasil
perlakuan elektrokoagulasi disaring dan filtratnya dianalisis dengan menggunakan AAS.
c. Optimasi Variasi pH
1 Sebanyak 500 mL limbah cair elektroplating yang sudah diukur kadar
awal logam kadmiumnya dimasukkan ke dalam beaker glass ukuran 1000 mL.
2 Magnetic bar dimasukkan ke dalam beaker glass yang sudah berisi
limbah cair elektroplating. 3
pH larutan diatur dengan cara menambahkan NH
4
OH 3M dikit demi sedikit sampai mencapai pH yang diinginkan dengan menggunakan pipet
tetes. Pengaturan pH ini dilakukan sambil diaduk. 4
Variasi pH yang digunakan adalah pH limbah awal 2,5, 4, 8, dan 10. 5
Beaker glass ditempatkan tepat di tengah magnetic stirer. 6
Magnetic stirer dihidupkan dengan kecepatan putaran skala 7 pada rpm tertentu.
18 7
Pelat elektroda Al-Al yang didapatkan pada optimasi sebelumnya, diatur jarak 1 cm dengan menggunakan alat penjepit antara anoda dan katoda.
8 Elektroda dihubungkan ke power supply dengan tegangan 1 V
menggunakan penjepit buaya. Pelat elektroda di kutub negatif sebagai katoda dan pelat elektroda di kutub positif sebagai anoda.
9 Pelat elektroda dicelupkan sepanjang 4 cm ke dalam limbah cair
elektroplating. 10
Saat elektroda tercelup secara bersamaan stopwatch dihidupkan untuk menghitung waktu proses.
11 Setiap perubahan yang terjadi selama poses diamati meliputi tejadinya
perubahan warna, endapan, adanya gelembung, dan pH. 12
Proses elektrokoagulasi dilakukan pada waktu proses 30 menit yang diperoleh pada optimasi sebelumnya.
13 Setelah dilakukan proses elektrokoagulasi, kemudian limbah hasil
perlakuan elektrokoagulasi disaring dan filtratnya dianalisis dengan menggunakan AAS.
d. Optimasi Variasi Rapat Arus
1 Sebanyak 500 mL limbah cair elektroplating yang sudah diukur kadar
awal logam kadmiumnya dimasukkan ke dalam beaker glass ukuran 1000 mL.
2 Magnetic bar dimasukkan ke dalam beaker glass yang sudah berisi
limbah cair elektroplating.
19 3
pH larutan diatur dengan cara menambahkan NH
4
OH 3M hingga mencapai pH 10 yang diperoleh pada optimasi sebelumnya.
4 Beaker glass ditempatkan tepat di tengah magnetic stirer.
5 Magnetic stirer dihidupkan dengan kecepatan putaran skala 7 pada rpm
tertentu. 6
Pelat elektroda Al-Al yang didapatkan pada optimasi sebelumnya, diatur jarak 1 cm dengan menggunakan alat penjepit antara anoda dan katoda.
7 Rapat arus diatur dengan variasi 0,00125 ; 0,00375 ; 0,00625 ; dan
0,00875 Acm
2
. 8
Elektroda dihubungkan ke power supply dengan tegangan yang telah disesuaikan dengan kuat arus menggunakan penjepit buaya. Pelat
elektroda di kutub negatif sebagai katoda dan pelat elektroda di kutub positif sebagai anoda.
9 Pelat elektroda dicelupkan sepanjang 4 cm ke dalam limbah cair
elektroplating. 10
Saat elektroda tercelup secara bersamaan stopwatch dihidupkan untuk menghitung waktu proses.
11 Setiap perubahan yang terjadi selama poses diamati meliputi tejadinya
perubahan warna, endapan, adanya gelembung, pH. 12
Proses elektrokoagulasi dilakukan pada waktu 30 menit yang diperoleh pada optimasi sebelumnya.
20 13
Setelah dilakukan proses elektrokoagulasi, kemudian limbah hasil perlakuan elektrokoagulasi disaring dan filtratnya dianalisis dengan
menggunakan AAS.
E. Teknik Analisis Data
Nilai efisiensi penurunan konsentrasi logam kadmium dalam filtrat akhir dapat diperoleh dengan rumus sebagai berikut :
Efisiensi =
Cₒ−C Cₒ
x 100 Keterangan : C
= kadar Cd awal C
1
= kadar Cd akhir
21
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian
Hasil yang didapatkan pada penelitian ini berupa data konsentrasi awal logam Cd dalam limbah cair elektroplating, konsentrasi logam Cd dalam filtrat
akhir hasil proses elektrokoagulasi dan efisiensi pengurangan logam Cd hasil optimasi kombinasi elektroda, optimasi variasi waktu proses elektrokoagulasi,
optimasi variasi pH sistem, dan optimasi variasi rapat arus. Data yang diperoleh merupakan data dari hasil penelitian yang dilakukan di Laboratorium Analisis
FMIPA UNY, Balai Laboratorium Kesehatan Yogyakarta, dan Laboratorium Pusat Sains dan Teknologi Akselerator-Batan. Sebelum sampel limbah cair
dielektrokoagulasi, sampel dikarakterisasi terlebih dahulu.
1. Karakterisasi Limbah Cair Elektroplating Awal
Uji karakterisasi limbah cair awal bertujuan untuk menentukan konsentrasi logam Cd dan parameter pendukung lain pada penelitian ini. Sampel yang
digunakan adalah limbah cair elektroplating dari sentra kerajinan perak di Kotagede Yogyakarta. Pengambilan sampel limbah dilakukan pada waktu yang
berbeda pada tempat yang sama. Sampel I diambil pada tanggal 11 Maret 2016, sampel II diambil pada tanggal 10 Oktober 2016. Penentuan konsentrasi logam Cd
awal dilakukan 2 kali pada waktu yang berbeda. Waktu pengujian penentuan konsentrasi logam Cd awal sampel I pada tanggal 19 Maret 2016 dan sampel II
pada tanggal 12 Oktober 2016. Hasil karakterisasi limbah cair awal sampel I ditunjukan pada Tabel 2 dan Lampiran 4.