Filter Kimia TINJAUAN PUSTAKA
diregenerasi untuk digunakan lagi. Lebih jauh lagi bahwa ZnO yang dipreparasi di dalam zeolit menunjukan harga Eg, sebagai ukuran kemampuan fotokatalis,
yang lebih besar daripada Eg ZnO bulk. Harga Eg yang lebih besar diharapkan dapat memberikan aktifitas fotokatalitik yang lebih tinggi Wahyuni
et al. 2004. Tsitsisvii 1980 dan Blanchard 1984 dalam Las 2007, menemukan
klinoptilolit dengan rumus kimia Na
6
Al
6
Si
30
O
72
24 H
2
O yang dapat memisahkan logam berat Pb, Cu, Cd, Zn, Co, Ni dan Hg secara baik dalam limbah industri.
Klinoptilolit dan modernit juga dapat memisahkan amonia sampai 99 limbah industri. Di bidang pertanian Zeolit digunakan sebagai “
soil conditioning” yang dapat mengontrol dan menaikan pH tanah serta kelembaban tanah Las, 2007.
Zeolit khabasit mempuyai pori 0,49-0,59 nm dapat digunakan untuk memisahkan senyawa parafin seperti CH
4
, C
2
H
6
, n-parafin dan iso parafin dan aromatis. Zeolit Na-Modernit dengan pori 0,4-0,49 juga dapat memisahkan gas
N
2
, O
2
, CH
4
, C
2
H
6
dengan parafin, iso parafin dan aromatis. Zeolit klinoptilolit dapat memisahkan 99 amoniumamonia dari limbah industri.
Selain mempunyai rongga yang besar zeolit juga mempunyai sifat absorben yang baik. Proses absorpsi secara garis besar dapat dibagi dua hal
pokok yang berdasar pada cara absorpsinya yaitu absorpsi fisika Van der
Waals merupakan fenomena yang terjadi secara reversible sebagai akibat dari gaya atraksi tarik-menarik antar molekul padatan dengan substansi yang
terabsorp Gottardi, 1978 dalam Setiaji 2000. Kedua adsorpsi kimia atau kemisorpsi atau adsorpsi aktif yang merupakan hasil interaksi kimia antara suatu
padatan dan substansi teradsorp Hamdan, 1992 dalam Setiaji, 2000. Zeolit sudah dikenal sebagai penyerap jauh sebelum Mc. Cabe 1985
dalam Golzs 1995, meneliti tentang penyerapan fisik khabasite, dimana volume molekular
bahan yang akan diserap berpengaruh terhadap jumlah dan kemampuan yang dapat diserap zeolit tersebut. Hal ini berkaitan dengan kekhasan sifat zeolit yang
memiliki bentuk kristalin yang teratur dengan diameter serta ukuran yang sama, juga adanya rongga cavity yang saling berhubungan ke segala arah, sehingga
menyebabkan luas permukaan internal zeolit menjadi semakin besar. Topologi zeolit yang dilewati oleh jaringan berliku-liku chanel berdimensi bebas
membuatnya dapat digunakan sebagai absorben Setiaji, 2000 Di perairan dengan kondisi bersalinitas zeolit berperan sebagai
pengontrol pH dan penyerap NH
3
, NO
3 -
dan H
2
S, pengontrol kandungan alkali, oksigen dan perbaikan lahan tambak melalui penyerapan logam berat Pb, Fe,
Hg, Sn, Bi, dan As. Beberapa metode penurunan kosentrasi anion CrVI telah dilaporkan oleh Mulyani dan Koesnarpadi 2001 dalam Wahyuni,
et al. 2004, menyatakan pertukaran ion dengan zeolit terfosfatasi, reduksi CrVI menjadi
CrIII dengan reduktor zat organik dan reduksi dengan fotoreduksi terkatalis dengan cahaya Santoso 2001
dalam Wahyuni, et al. 2004 Zeolit murni mempunyai kemampuan mengikat atau daya afinitas yang
cukup besar terhadap ion-ion amonia. Oleh karena itu, untuk menghilangkan amonia diperlukan zeolit yang dapat tukar menukar ion, yakni ion natrium Na
+
dari zeolit dan klinoptilolite dapat ditukar tempatnya oleh ion amonium NH
4 +
. sehingga NH
4 +
yang tadinya berkeliaran larut dalam air lalu diikat oleh zeolit. Diikatnya ion amonium mengakibatkan berkurangnya molekul amonia.
Persamaan reaksi proses pengikatan tersebut adalah sebagai berikut : Na
+
Z- + NH
4 +
NH
4 +
Z + Na
+
2 Na
+
Z + Ca
+ 2
Ca
+ 2
Z
-
2 + 2 Na
+
Soemantojo 1998, mengatakan H-zeolit mempunyai kestabilan kapasitas adsorpsi yang lebih tinggi dari zeolit alam. H-Zeolit diperoleh dengan
pemanasan pada suhu 550 C selama satu jam. Penggunaan zeolit dalam
mengurangi amonia tidak mempengaruhi suhu air, ukuran butirannya mempengaruhi efisiensi pembuangan amonia. Makin kecil butirannya, makin
tinggi efektifitasnya. Penggunaan Zeolit dalam bidang pertanian dan lingkungan dikaitkan dengan selektifitas penyerapan ion sangat penting ditentukan
mengingat kompleksnya komposisi kimia air limbah, tanah dan permukaan.
Nitrifikasi
Spotte 1979 menyatakan, bahwa nitrifikasi adalah oksidasi amonia secara biologis menjadi nitrit dan nitrat oleh bakteri
autrotrop. Nitrosomonas sp. dan
Nitrobacter sp. adalah kemungkinan genera yang terpenting dari bakteri autrotrop di datam air tawar, air payau dan air laut.
Mekanisme proses nitrifikasi oleh bakteri melaui tahapan yaitu : Tahap pertama :
2NH
4 +
+3 O
2
2NO
2 -
+ 4 H
+
+ 2H
2
O Nitrosomonas
Tahap kedua : 2NO
2 -
+ O
2
2NO
3 -
Nitrobakter sp. Keseluruhan :
NH
4 +
+ 2O
2
NO
3 -
+ 2 H
+
+ H
2
O Bakteri
autrotrop yang melakukan proses nitrifikasi membutuhkan senyawa anorganik sebagai sumber energi dan karbondioksida sebagai sumber
karbon. Nitrosomos sp dan Nitrobacter sp. adalah bakteri autrotrop obligat yang
tidak dapat mengoksidasi subtrat selain dari pada NH
4
dan NO
2
-. Mc Carty dan Haug 1971 menyatakan bahwa proses kimiawi nitrifikasi sebagai berikut :
55 NH
4 +
+ 5 CO
2
+ 76 O
2
C
5
H
7
O
2
N + 54 NO
2 -
+ 52 H
2
O + 109 H
+
54 NO
2 -
+ 5 CO
2
+ NH
4 +
+ 195 O
2
+ 2H
2
O C
5
H
7
O
2
N + 400 NO
3 -
+ H
+
Selanjutnya dinyatakan oleh Mc Carty dan Haug 1971, bahwa ion H+ yang dibebaskan dari proses nitrifikasi akan menurunkan pH air dan mengurangi
keseimbangan karbonat yaitu dengan reaksi : 2 H
+
+ 2 CO
3 2-
2 H
+
+ 2 HCO
3 -
2 H
2
CO
3
2H
2
O + 2CO
2
Efisiensi proses nitrifikasi dipengaruhi oleh enam faktor, yaitu 1 keberadaan senyawa beracun bakterida di dalam air, 2 suhu, 3 pH, 4
kandungan oksigen terlarut, 5 salinitas dan 6 luas permukaan subtrat yang tersedia untuk menempelnya bakteri. Bahan-bahan yang bersifat racun tersebut
menghambat bakteri nitrifikasi melalui dua mekanisme yaitu menghambat perkembangbiakan dan pertumbuhan bakteri atau mempengaruhi metabolisme
sel sehingga menurunkan kemampuan oksidasi bakteri. Yoshida 1967
dalam Spotte 1979, menyatakan bahwa pertumbuhan optimum bakteri nitrifikasi dalam air laut pada suhu 27-28°C. Kawai
et al. 1979 dalam Spotte 1979, mengatakan aktivitas bakteri nitrifikasi menurun dengan
meningkatnya atau menurunnya salinitas di mana bakteri tersebut tetap hidup ambient salinity. Oksidasi amonia dan nitrit Iebih efisien terjadi pada kondisi
aerob. Bakteri Nitrobacter mempunyai lingkungan hidup sebagai autrotrof di
dalam air tawar, air payau dan air laut. Genus Nitrobacter selnya berbentuk
batang pendek, sering berbentuk beji dengan penutup polar dari cytomembranne
Buchanan dan Gibbons, 1974. Hidup dalam lingkungan kisaran pH 6,5-8,5 dan kisaran suhu 5-40°C, habitatnya di tanah, air tawar dan air laut.