rongga dan saluran yang spesifik di dalam struktur kristalnya, sehingga ia juga dapat berfungsi sebagai pengadsorp Zelazny, 1977
F. KARBON AKTIF
Karbon aktif adalah karbon amorf yang memiliki porositas internal tinggi, sehingga merupakan adsorben yang baik untuk adsorpsi gas, cairan, maupun larutan.
Adsorpsi oleh karbon aktif bersifat fisik, artinya adsorpsi terjadi jika gaya tarik van der Walls oleh molekul-molekul di permukaan lebih kuat dari pada gaya tarik yang
menjaga adsorbat tetap berada dalam fluida. Adsorpsi fisik bersifat dapat balik sehingga adsorbat yang diadsorpsi karbon aktif dapat mengalami desorpsi Roy,
1995. Sifat ini menguntungkan untuk aplikasi industri karena karbon aktif dapat dipakai ulang melalui proses regenerasi.
Karbon aktif berbentuk kristal mikro karbon grafit yang pori-porinya telah mengalami proses pengembangan kemampuan untuk menjerap gas dan uap dari
berlapis gas dan zat-zat yang tidak larut atau terdispersi dalam cairan Roy, 1995. Karbon aktif adalah arang yang telah mengalami proses aktivasi untuk meningkatkan
luas permukaannya dengan jalan membuka pori-pori sehingga daya adsorpsinya meningkat.
Pola difraksi sinar-X menunjukkan bahwa karbon aktif berbentuk grafit, amorf. Karbon aktif tersusun dari atom-atom karbon berikatan secara kovalen
membentuk struktur heksagonal datar. Susunan kisi-kisi heksagonal datar ini tampak seperti pelat-pelat datar yang saling bertumpuk dengan sela-sela diantaranya. Setiap
kristal karbon aktif biasanya tersusun dari 3 atau 4 lapisan atom karbon dengan sekitar 20-30 atom karbon heksagonal pada tiap lapisan Jankowska, 1991.
Penggunaan karbon aktif sebagai adsorben ditentukan oleh luas permukaan, dimensi dan distribusinya yang bergantung pada bahan baku, kondisi pengarangan
dan proses pengaktifan yang digunakan. Menurut IUPAC, karbon aktif diklasifikasikan berdasarkan ukuran porinya menjadi mikropori diameter 2
nm, mesopori diameter 2 50 nm dan makropori diameter50 nm Baker, 1997. Karbon aktif pengadsorpsi gas berbentuk granul, keras dan rapatannya tinggi.
Sedangkan pengadsorpsi cairan berbentuk serbuk, lunak, dan rapatannya rendah Fernandez dan Delgado, 1994.
Sekarang ini, karbon aktif telah digunakan secara luas dalam industri pangan, misalnya untuk pemurnian gula dan minyak, maupun non-pangan seperti kimia dan
farmasi, umumnya sebagai bahan pengadsorpsi dan pemurni yang digunakan dalam jumlah sedikit sebagai katalis. Karbon aktif juga banyak digunakan pada sistem
penjernihan air Sriwahyunu, 2002. Adsorpsi karbon aktif merupakan salah satu pengolahan limbah cair tersier
yang dapat digunakan untuk mengeliminasi bahan bahan organik sulit terdegradasi maupun residu anorganik, seperti nitrogen, sulfida dan logam berat. Jika dikehendaki
kandungan bahan dalam influen pada tingkat yang rendah, diperlukan regenerasi karbon yang lebih sering. Kurangnya konsistensi pH, temperatur dan laju alir dapat
berbeda terhadap kinerja kontaktor karbon. Suprihatin dan Suparno, 2000. Untuk menghilangkan bahan-bahan organik yang tidak diinginkan dapat
dilakukan dengan menggunakan filtrasi karbon aktif. Bahan organik tersebut dapat berupa ikatan-ikatan organik alami seperti bahan penyebab bau, rasa, warna atau
dapat juga berupa ikatan halogen sintetis seperti pestisida dan bahan pelarut. Selain itu, karbon aktif juga dapat digunakan sebagai katalisator perombakan ikatan-ikatan
klor dan ozon. Adsorpsi sebenarnya berdasarkan pada atom bebas yang terdapat pada
permukaan butiran, yang memiliki valensi efektif ke arah luar. Pada valensi ini, gas dan bahan terlarut dapat terikat. Sebagai daya ikat adalah gaya van der Waals, daya
elektristatis, dan ikatan jembatan hidrogen. Pada banyak adsorptif, energi aktivasi yang diperlukan untuk pemisahan ikatan tersebut sangat kecil, sehingga ikatan-ikatan
tersebut dilihat sebagai ikatan irreversible. Dengan demikian akan terjadi desorpsi, yaitu pelepasan bahan-bahan yang semula teradsorpsi melalui bahan-bahan yang lebih
mudah teradsorpsi. Hal ini dikenal juga sebagai efek adsorpsi saingan dan menyebabkan diperlukannya kontrol efluen pada aplikasi karbon aktif dalam
pengolahan air Suprihatin dan Suparno, 2000. Permukaan karbon aktif merupakan kondisi ideal bagi pertumbuhan
mikroorganisme yang baik. Jika bahan teradsorpsi berupa bahan organik dapat terombak secara biologis, bahan tersebut dapat digunakan sebagai bahan makanan
bagi mikroorganisme. Pada saat yang sama, diperoleh efek regenerasi kabon aktif secara biologis, karena melalui perombakan secara biokimiawi bahan yang
sebelumnya teradsorpsi akan diperoleh kapasitas baru. Mikroorganisme juga mampu menggunakan bahan polutan dari larutan langsung, sehingga selain efek adsorpsi
dicapai efek pengolahan air lainnya Suprihatin dan Suparno, 2000. Kriteria untuk
penentuan ukuran unit filtrasi karbon aktif berkisar antara nilai yang disajikan pada Tabel 7.
Tabel 7. Nilai untuk penentuan ukuran unit filtrasi karbon aktif Waktu
Kontak ta
h Ketinggian
h m
Kecepatan filtrasi
vf mh
10 20 1,5 4,0
4 20 Sumber : Suprihatin dan Suparno, 2000
Karbon aktif dapat berfungsi untuk menghilangkan kandungan bahan organik, bau, rasa, serta polutan mikro lainnya Said,1999:107.
Rasa dan bau di dalam air disebabkan: a. Gas-gas terlarut, misal:hidrogen sulfida.
b. Zat-zat organik hidup, misal:ganggang. c. Bahan organik yang membusuk.
d. Limbah industri. e. Klorin, baik residu atau gabungan dengan fenol atau pun bahan bahan organik
yang membusuk Linsley dan Franzini, 1991:133. Sedangkan bentuk karbon aktif yang digunakan dalam penelitian ini berbentuk
granular. Menurut Indriyati 2002 kelebihan karbon aktif granular adalah: a. Pengoperasiannya mudah, karena air mengalir dalam media.
b. Proses perjalanan cepat, karena lumpur menggerombol. c. Media tidak bercampur dengan lumpur sehingga dapat diregenerasi
G. ADSORPSI
Kategori