ENGOLAHAN LIMBAH CAIR HOTEL DENGAN KOMBINASI METODE ELEKTROKOAGULASI DAN ADSORPSI MENGGUNAKAN KARBOSIL

(1)

(Skripsi)

Oleh

LENNY WARLINA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG 2012

(2)

ABSTRACT

TREATMENT OF HOTEL WASTEWATER WITH A COMBINATION OF ELECTROCOAGULATION AND ADSORPTION USING CARBOSIL

By Lenny Warlina

This study was carried out to investigate treatment of hotel wastewater using a combination of electrocoagulation and adsorption using carbosil prepared from rice husk with pyrolysis method. Electrocoagulation was applied with the aim to remove natural organic matter in the sample, using aluminim as electrodes, with the particular purpose to study the effect of potentials. For this purpose, electrocoagulation experiments were conducted at potential of 4, 6, 8, and 10 volt at fixed contact time of 60 minutes. The treated water was then subjected to adsorption process at different contact times of 5, 10, and 15 minutes, and the performance of the process was evaluated in term of the reduction of the absorbance at maximum wavelength. The performance of the method was defined in term of absorbance reduction at the maximum wavelength of 226 nm, which was determined by scanning the original sample at the wavelength ranging from 200 to 700 nm. According to literature, the maximum wavelength of 226 nm is commonly assigned to benzene structure, most likely from the Alkyl Benzene Sulfonate (ABS) used in detergents. The results obtained indicate that for electrocoagulation process, the highest reduction in the absorbance was achieved using potential of 10 volt. Adsorption process was found to result in the diminish of peak at 226 nm, reflecting that the organic pollutant associated with this wavelegth has been completely removed from the water. According to literature, the maximum wavelength of 226 nm is commonly. Determination of BOD and COD show that the reduction of there two parameters, after electrocoagulation treatment is not significant, but significant reduction was obtained after adsorption using carbosil. The ability of carbosil adsorption was analized by SEM, XRD, and FT-IR. Characterization of the carbosil using SEM technique revealed that the carbosil has practically homogeneous surface morphology, supporting its ability to adsorb the pollutants from the wastewater. XRD characterization showed that carbosil amorphous form and FT-IR characterization shows the components of silica and carbon in carbosil and any element of C-Cl is absorbed.

(3)

METODE ELEKTROKOAGULASI DAN ADSORPSI MENGGUNAKAN KARBOSIL

Oleh Lenny Warlina

Dalam penelitian ini dipelajari pengolahan limbah cair hotel dengan kombinasi metode elektrokoagulasi dan adsorpsi menggunakan karbosil yang diperoleh melalui proses pirolisis sekam padi. Percobaan elektrokoagulasi menggunakan elektroda alumunium dilakukan untuk mempelajari pengaruh potensial terhadap penurunan kadar bahan organik dengan variasi beda potensial 4, 6, 8, dan 10 volt dengan waktu 60 menit. Limbah hasil elektrokoagulasi selanjutnya dilakukan proses adsorpsi dengan waktu kontak 5, 10, and 15 menit. Hasil menunjukkan untuk panjang gelombang maksimum (λ_max) limbah hotel adalah 226 nm yang diperoleh melalui pemindaian sampel sebelum diolah pada panjang gelombang 200-700 nm. Berdasarkan literatur, λ_max 226 nm menunjukkan adanya struktur benzena diperoleh dari senyawa Alkil Benzena Sulfonat (ABS) dalam deterjen. Hasil percobaan elektrokoagulasi menunjukkan terjadi penurunan absorbansi pada λ_max, dimana semakin besar potensial yang digunakan menghasilkan absorbansi yang semakin kecil sehingga potensial optimum yang diperoleh adalah 10 volt. Hasil percobaan absorpsi yaitu hilangnya puncak pada 226 nm yang menunjukkan bahwa bahan organik yang berkaitan dengan λ_maxtelah dihilangkan sepenuhnya. Hasil optimum kedua metode ini kemudian dilakukan pengukuran nilai BOD dan COD. Hasil pengukuran menunjukkan penurunan nilai BOD dan COD untuk proses elektrokoagulasi sangat sedikit, sedangkan setelah dilakukan proses adsorpsi mengalami penurunan yang signifikan. Kemampuan adsorpsi karbosil juga dilakukan analisis SEM, XRD dan FTIR karbosil sebelum dan sesudah digunakan sebagai adsorben. Analisis SEM menunjukkan bahwa karbosil yang digunakan memiliki morfologi permukaan yang homogen sebelum diasorpsi, setelah diadsorpsi permukaan terdapat flok-flok senyawa organik yang terserap. Karakterisasi menggunakan XRD menunjukkan bahwa karbosil berbentuk amorf. Karakterisasi FTIR menunjukkan adanya komponen silika dan karbon pada karbosil serta adanya unsur C-Cl yang terserap.

(4)

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR HOTEL DENGAN KOMBINASI METODE ELEKTROKOAGULASI DAN ADSORPSI MENGGUNAKAN

KARBOSIL

Oleh

LENNY WARLINA

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar SARJANA SAINS

Pada Jurusan Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDARLAMPUNG 2012

(5)

1. Tim Penguji

Ketua :Dra. Ilim, M.S …………....

Sekretaris : Wasinton Simanjuntak, Ph.D …………....

Penguji

Bukan Pembimbing :Kamisah D. Pandiangan, M.Si …………....

2. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Prof. Suharso, Ph.D.

NIP 196905301995121001

(6)

Judul Skripsi :PENGOLAHAN LIMBAH CAIR

PERHOTELAN DENGAN KOMBINASI METODE ELEKTROKOAGULASI DAN ADSORPSI MENGGUNAKAN KARBOSIL Nama Mahasiswa : Lenny Warlina

Nomor Pokok Mahasiswa : 0817011036

Jurusan : Kimia

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

MENYETUJUI 1. Komisi Pembimbing

Dra. Ilim, M.S. Wasinton Simanjuntak, Ph.D.

NIP 196505251990032002 NIP 195907061988111001

2. Ketua Jurusan

Andi Setiawan, Ph.D. NIP.195809221988111001

(7)

Penulis dilahirkan di Gunung Raya, pada tanggal 19 November 1990, sebagai anak kedua dari empat bersaudara, putri dari Manotar Sihombing dan Tyomasa Pakpahan.

Jenjang pendidikan diawali dari Sekolah Dasar (SD) di SD Negeri 1 Gunung Raya, diselesaikan pada tahun 2002. Sekolah Menengah Pertama (SMP) di SMP Negeri 2 Liwa diselesaikan pada tahun 2005, dan Sekolah Menengah Atas (SMA) di SMA Budhaya II St. Agustinus Jakarta diselesaikan pada tahun 2008. Tahun 2008, penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Kimia FMIPA Unila melalui jalur SNMPTN (Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri).

Pada tahun 2011 Penulis melakukan Praktek Kerja Lapangan di Laboratorium Kimia Polimer Jurusan Kimia FMIPA Unila di Bandar Lampung. Selama menjadi mahasiswa penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Dasar I Agribisnis, Kimia Dasar I Teknologi Hasil Pertanian, Kimia Dasar 1 Teknik Geofisika, dan Kimia Fisik Teknik Kimia. Penulis juga aktif di Persekutuan Oikumene MIPA dan menjadi pengurus di Persekutuan Mahasiswa Kristen (PMK) Perkantas Lampung menjadi anggota bidang pembinaan, sekretaris dan bendahara.

(8)

Motto

Dan segala sesuatu yang kamu lakukan dengan perkataan atau

perbuatan, lakukanlah semuanya itu dalam nama Tuhan Yesus,

sambil mengucap syukur oleh Dia kepada Allah, Bapa kita

(Kolose 3:17)

Bersukacitalah dalam pengharapan, sabarlah dalam kesesakan,

dan bertekunlah dalam doa!

(Roma 12:12)

Waktu tidak berpihak kepada siapapun, tetapi dapat menjadi

sahabat bagi mereka yang memegangnya dan memperlakukanya

dengan baik

-

Witson

Churchill-Segala sesuatu yang kita alami didunia ini adalah berkat yang di

anugrahkan Tuhan kepada kita. Tuhan memiliki rencana yang

indah atas hidup kita dan Dia takkan pernah meninggalkan kita

berjalan sendirian.

-Lenny Warlina

Sihombing-Slogan coba terus dan tanpa kenal kata putus asa telah

menyelesaikan setiap tantangan yang dihadapi manusia.

(9)

Sihombing-Tuhan Yesus Kristus yang luar biasa, karena melalui kasih

dan anugrahNya aku dapat menyelesaikan skripsi ini.

Kedua orang tuaku,

Papa dan Mama yang telah memberikan cinta, kasih, sayang

nasehat, dan yang terutama doa yang tak pernah berhenti

dipanjatkan untukku. Terima Kasih,

kalianlah inspirasi tuk masa depanku.

Abang dan Adik-adikku terkasih yang selalu mendukung dan

memberiku semangat baru abang Gembira Erikson, adikku

Hero Agus Tinus dan Hotman Tori Pandapotan.

Seluruh sahabat terbaikku

Seseorang yang akan mendampingiku kelak

dan Almamater tercinta

(10)

SANWACANA

Syalom..

Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus, karena atas Kasih dan Karunia-Nya skripsi ini dapat diselesaikan.

Skripsi dengan judul"Pengolahan Limbah Cair Hotel dengan Kombinasi Metode Elektrokoagulasi dan Adsorpsi Menggunakan Karbosil"adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung.

Dalam pelaksanaan dan penulisan skripsi ini tidak lepas dari kesulitan dan rintangan, namun itu semua dapat penulis lalui karena Kasih Setia Tuhan Yesus Kristus serta bantuan dan dorongan semangat dari orang-orang yang hadir

dikehidupan penulis. Dalam kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih setulus-tulusnya kepada :

1. Ibu Ilim, M.S., selaku pembimbing I penelitian yang telah banyak

memberikan nasihat, saran, ilmu, motivasi, perhatian, serta kesabaran dalam membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini dan selama menjadi mahasiswa.

(11)

sehingga skripsi ini terselesaikan dengan baik.

3. Ibu Kamisah D Pandiangan M.Si., selaku penguji penelitian yang telah memberikan semangat, kritik, saran, dan arahan kepada penulis sehingga skripsi ini terselesaikan dengan baik.

4. Bapak Prof. Suharso, Ph.D., selaku Pembimbing Akademik dan selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam atas kesediaannya untuk memberikan bimbingan, bantuan, nasehat, dan informasi yang bermanfaat kepada penulis.

5. Bapak Andi Setiawan, Ph.D., selaku Ketua Jurusan Kimia FMIPA Unila. 6. Seluruh dosen FMIPA Unila yang telah mendidik dan memberikan ilmu

pengetahuan yang sangat berguna kepada penulis selama kuliah.

7. Kedua orang tuaku yang sangat kucintai. Papaku tercinta Manotar Sihombing yang selalu menjadi inspirasi dan semangat dalam segala hal. Terima kasih papa atas doamu yang tak putus dan segala bentuk pengorbananmu. Mamaku tersayang Tyomasa Pakpahan yang selalu memberikan kasih sayang, sabar mengahadapi aku dan selalu mendoakanku setiap waktu. Terima kasih mama atas nasehat dan doa yang tak henti kau panjatkan untukku. Dengan tulus dan rendah hati kuucapkan terima kasih banyak atas segala hal terbaik dan semua yang telah diberikan kepadaku serta bentuk pengorbananmu.

8. Abang dan kedua adikku yang sangat kusayangi dan banggakan abang Gembira Erikson Sihombing, adiku Hero Agustinus Sihombing dan Hotman Tori Pandapotan Sihombing (Gondut) terima kasih ya atas doa, dukungan dan

(12)

selalu jadi penyemangatku. Kalian adalah saudara terbaik bagiku. Semangat terus ya abang dan adikku, aku saying kalian.

9. Keluarga besar “Op. Aripin Sihombing dan Op. Eko Pakpahan”yang selalu memberikan motivasi, dukungan dan doa untukku.

10. Sahabat-sahabat terbaikku (Eny, Evi, Wanti, Albert Ferdinan S.Si, Dewi, Kak Riri Napitupulu S.Si, Indra S.Si, dan bang Ales Wanda S.Si) yang setia mememani penelitianku sampai malam dan membantuku baik dalam doa, nasehat dan upaya. Terima Kasih teman ataas segala dukungan, motivasi dan bantuan yang telah kalian berikan. Untuk adik-adikku di laboratorium polimer (Juju, Meta, Gege, Nunk) yang tidak bosan-bosannya mendengar segala keluh kesahku, menasehati dan mendoakanku selama di kampus. Semangat dan sukses buat penelitianya. Terima kasih adik-adikku.

11. Teman-teman satu angkatanku : Siti Oktavia Rumapea S.Si, Rafel, Riki, Ayu, M.Amin, M Ramdan S.Si, , Puji Mugianto S.Si, TB, Arif, Eko, Majid, Sobari, Idrus, Ruzky, Mychel, Miftahudin Ramli S.Si, Sundari Riawati S.Si, Ni Putu Yuliastiani S.Si, Harnita, Kiki, Sofa Nurfauziah S.Si, Ricardo Novia, Nuro, Adek Purnawati S.Si, Vivi, Ani Sulistiani S.Si, Eliana S.Si, Rudi, Putri, Mifta, Musrifatun S.Si, Dewa, Robby, Nanda, Retno, terima kasih teman atas dukungan, kebersamaan selama ini, keceriaan kalian disetiap hari-hariku, aku sangat bersyukur mengenal kalian. Sukses untuk kita semua.

12. Kakak-kakak Kimia 2005, 2006, 2007, dan adik-adik kimia 2009, 2010, 2011 dan 2012 FMIPA Unila terima kasih atas segala dukungannya.

(13)

kebersamaan dan keceriaan yang sudah kita lewati.

14. Buat kakak-kakak dan abang-abang yang sudah mengenalkan pelayan PMK sehingga aku dapat bertumbuh di dalamNya (Mba Yul, Bang Tommy, Bang Roy, Bang Richan, Bang Benny, Mba Dani, Kak Ester, dan Kak Tina). Terima kasih abangku dan kakakku atas motivasi, masukkan dan nasehat yang sangat bermanfaat telah kalian berikan untukku berikan. Sukses untuk kalian semua.

15. Pengurrus PMK untuk setiap periode (Kak Nella, Bang Cucun, Kak Ebi, Bang Alpan, Wanti, Lena, Juni, Guntur, Melani, Abe, Apri dan Netty ), Terima kasih keluargaku untuk segala keceriaan, dukungan, doa dan motivasi yang kalian berikan padaku. Semangat melayani, bersama Tuhan kita pasti bisa. (Kapan kita fpoto pengurus???)

16. Kelompok kecil 3G yang selalu mengasihi dan mendoakanku (Kak Nindya, Eny, Evi, Wanti, Santy dan Adel) dan untuk adik-adiku tersayang di KK Betania yang selalu menyemangatiku (Merry, Nilam, Intan dan Novri). Terima kasih banyak ya sista, aku sayang kalian semua. GBU All.

17. Sahabat- sahabat POMMIPA terima kasih atas doa dan dukungannya. Tetap terus berkaya di dalam setiap kegiatan dan tetap smangat melayani Tuhan di kampus tercinta kita. Untuk abang-abangku dan kakak-kakaku bang Crismes Sitio S.Si, bang Haposan S.Si, kak Esterlina Hutabarat S.Si, kak Rivera Sialagan S.Si, teman teman seperjuangan Eflin Pasaribu, Venny, Adi, dan untuk adik-adikku terkasih Thata, Vicher, Ivan, Eva, Togu, Billy, Panda

(14)

Oink, Delvi, Nova, dan temen-teman POMMIPA yang lain yang tak bisa ku sebutkan namanya semua. Terima kasih buat semangatnya.. Semangat Melayani. Gbu

18. Semua pihak yang telah membantu dan mendukung penulis dalam penyusunan skripsi ini. Terima kasih.

Akhir kata, Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis berharap semoga skripsi yang sederhana ini dapat berguna bagi kita semua. Amin

Bandar Lampung, 20 November 2012 Penulis

(15)

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Limbah cair domestik merupakan limbah yang paling dominan mencemari lingkungan selain limbah industri. Limbah domestik ini biasanya dihasilkan dari kegiatan yang dilakukan sehari-hari seperti mandi, mencuci dan memasak. Hotel merupakan salah satu penyumbang limbah cair domestik yang belum banyak dilakukan pengolahannya. Seiring dengan meningkatnya pembangunan hotel, maka limbah cair yang ada di daerah perhotelan akan semakin meningkat juga. Dalam limbah cair hotel ini terdapat bahan kimia sukar untuk dihilangkan dan berbahaya.

Limbah cair di berbagai hotel biasanya langsung dibuang ke tanah maupun ke sungai. Kandungan yang terdapat dalam limbah cair ini merupakan suspensi padat dari senyawa organik. Kehadiran zat-zat organik dalam limbah cair ini dapat menimbulkan perubahan rasa, warna dan bau yang tidak sedap. Apabila terdapat dalam konsentrasi yang tinggi polutan yang terdapat dalam limbah cair merupakan ancaman yang cukup serius terhadap kelestarian lingkungan, karena di samping adanya polutan yang beracun terhadap biota perairan, polutan juga mempunyai dampak terhadap sifat fisika, kimia, dan biologis lingkungan perairan

(16)

yang tercemar (Sastrawijaya, 2000). Dengan alasan tersebut maka perlu adanya upaya pengolahan limbah cair agar dapat dimanfaatkan dengan baik.

Salah satu metode yang dapat digunakan dalam pengolahan limbah cair adalah metode elektrokoagulasi (Wasinton dkk, 2007). Namun dalam penelitian ini digunakan dua kombinasi metode yaitu metode elektrokoagulasi dan adsorpsi. Metode elektrokoagulasi merupakan pengembangan dari metode koagulasi yaitu pemisahan zat- zat organik dan padatan yang tersuspensi yang terdapat di dalam limbah cair (Ciorbaet al., 2000; Xionget al., 2001; Yilmazet al., 2005). Dalam penelitian ini, metode elektrokoagulasi menggunakan logam Al sebagai elektroda yang menghasilkan Al3+ dan bereaksi dengan zat_–zat organik dalam limbah cair. Penggunaan elektroda karena elektroda Al bekerja sangat efisien dalam

pengolahan limbah cair dan mampu menurunkan kadar polutan (Ciorbaet al., 2000). Selain itu, elektroda ini juga memiliki beberapa keunggulan yaitu harganya murah, mudah diperoleh dan memiliki daya korosifitas yang rendah (Mollahet al.,2001).

Teknik elektrokoagulasi ini sendiri memiliki beberapa keunggulan yaitu peralatan yang digunakan sederhana, mudah dalam pengoperasian, waktu reaksi singkat karena menggunakan sistem mengalir, tidak menghasilkan limbah sekunder karena tidak menggunakan zat kimia. Disamping itu, selama proses

elektrokoagulasi kandungan garam tidak bertambah secara signifikan sebagaimana terjadi pada pengolahan secara kimiawi (Mollahet al.,2001). Setelah di elektrokoagulasi, limbah hasil olahan dilakukan perlakukan lebih lanjut menggunakan metode adsorpsi.

(17)

Adsorpsi adalah proses penyerapan fasa tertentu (gas atau cair) pada permukaan adsorben yang berupa padatan. Metode adsorpsi sering digunakan dalam berbagai aplikasi seperti pemurnian air laut (Liya, 2010), penurunan kesadahan air (Bahtiar, 2008), dan penyerapan logam berat (Sembodo, 2005). Metode adsorpsi banyak dikembangkan di Indonesia karena beragam adsorben dapat diperoleh dengan mudah, teknologi penerapannya yang sederhana dan tidak memerlukan biaya yang mahal. Dua jenis adsorben yang sudah banyak diteliti yakni karbon aktif

(Mahakrishnaet al., 2008) dan silika (Daifullahet al., 2003). Disamping dua jenis adsorben di atas, adsorben lain yang berpotensi untuk dikembangkan yakni karbosil, yang pada hakekatnya merupakan paduan antara karbon dan silika. Sehingga di dalam penelitian ini digunakan karbosil yang dihasilkan dari pirolisis sekam padi pada suhu 400oC. Pirolisis dilakukan pada suhu 400oC karena

karbonisasi pada suhu ini memberikan kapasitas adsorpsi yang terbaik. Karbosil yang dihasilkan ini kemudian dikarakterisasi menggunakan beberapa metode meliputi meliputi analisis gugus fungsi menggunakan FTIR, struktur fasa menggunakan XRD, dan morfologi permukaan menggunakan SEM.

Untuk mengetahui pengaruh potensial elektrokoagulasi dan waktu kontak adsorpsi pada kualitas limbah cair hotel, maka dalam penelitian ini dilakukan variasi potensial pada proses elektrokoagulasi dan variasi waktu kontak untuk proses adsorpsi. Efektivitas proses elektrokoagulasi dan adsorpsi dianalisis berdasarkan konsentrasi partikulat limbah menggunakan spektrofotometer UV-Vis karena spektrofotometer UV-Vis ini berkorelasi dengan konsentrasi polutan dalam limbah, sehingga memungkinkan penurunan konsentrasi polutan selama proses pengolahan yang akan dipantau melalui penurunan absorbansi dalam sampel

(18)

(Wasinton, 2007). Selain menggunakan spektofotometer UV-Vis limbah ini juga diukur nilaiChemical oxygen demand (COD), danBiological oxygen demand (BOD) karena kedua analisis ini merupakan parameter untuk pengolahan limbah cair.

B. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Mempelajari karakteristik limbah cair dari hotel.

2. Mempelajari pengolahan limbah cair hotel dengan kombinasi metode elektrokagulasi dan adsorpsi menggunakan karbosil.

3. Mempelajari efektifitas proses elektrokoagulasi dan adsorpsi untuk menurunkan nilai COD dan BOD limbah cair hasil olahan.

C. Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi ilmiah untuk menerapkan dan mengembangkan kombinasi metode proses elektrokoagulasi secara

elektrokimia dan adsorpsi menggunakan karbosil untuk pengolahan limbah cair hotel secara umum dan juga pengembangan nilai tambah dari sektor pertanian melalui pemanfaatan sekam padi menjadi produk ekonomis.

(19)

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Limbah Cair Domestik

Berdasarkan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun 2001, limbah adalah sisa suatu usaha atau kegiatan yang mengandung bahan berbahaya atau beracun yang karena sifat atau konsentrasinya dan jumlahnya baik secara langsung atau tidak langsung akan dapat membahayakan lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan hidup manusia serta makluk lain. Sedangkan menurut Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 51 Tahun 1995 tentang baku mutu limbah cair bagi kegiatan industri yang dimaksud dengan limbah cair adalah limbah dalam wujud cair yang dihasilkan oleh kegiatan industri yang dibuang ke lingkungan dan diduga dapat menurunkan kualitas lingkungan.

Jadi secara sederhana limbah cair dapat didefinisikan sebagai limbah air hasil buangan yang berasal dari kegiatan rumah tangga, perumahan, rumah susun, apartemen, perkantoran, rumah sakit, mall, pasar swalayan, balai pertemuan, hotel, industri, baik berupagrey water(air bekas) maupunblack water(air kotor/tinja). Bila ditinjau secara kimiawi, limbah ini terdiri dari bahan kimia senyawa organik dan senyawa anorganik. Dengan konsentrasi dan kuantitas tertentu, kehadiran limbah dapat berdampak negatif terhadap lingkungan terutama

(20)

bagi kesehatan manusia, sehingga perlu dilakukan penanganan terhadap limbah. Tingkat bahaya keracunan yang ditimbulkan oleh limbah cair tergantung pada jenis dan karakteristik limbah pencemarnya (Fardiaz, 1992). Limbah domestik yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah yang seragam yaitu limbah hasillaundry. Selain senyawa Akil benzena sulfonat (ABS) yang banyak

ditemukan dalam limbah deterjen masih banyak senyawa_–senyawa organik yang terdapat yang terdapat dalam limbah cair hotel dapat dilihat pada Tabel 1(Turket al., 2004).

Tabel 1. Kandungan limbahlaundry

Parameter Kondisi limbah laundry

Konsentrasi batas pada emisi air

Temperatur (o_C) ₆₂ ₃₀

pH 9.6 6.5-9

Suspended substances(mg/L) 35 80

Sediment substances(mg/L) 2 0.5

Cl2(mg/L) 0.1 0.2

Total nitrogen (mg/L) 2.75 10

Nitrogen ammonia (mg/L) 2.45 5

Total pospat (mg/L) 9.9 1

COD (mg O2/L) 280 200

BOD5(mg O2/L) 195 30

Anionic surfactant(mg/L) 10.1 1

B. Karakteristik Limbah Cair Domestik

Secara umum sifat atau karakteristik dari limbah cair domestik terbagi atas tiga karakteristik yaitu karakteristik fisika, kimia dan biologi.

1. Karakter Fisik

Karaktesistik fisika berhubungan dengan padatan, bau, rasa, dan warna. Padatan terdiri dari bahan padat organik maupun anorganik. Bahan ini pada akhirnya akan

(21)

mengendap di dalam limbah cair. Air yang memiliki padatan merupakan

parameter air yang tidak baik. Kualitas air bersih yang baik adalah tidak berbau. Bau dapat ditimbulkan dari pembusukan senyawa-senyawa organik yang

terkandung dalam limbah. Kualitas air bersih yang baik adalah tidak berasa. Rasa dapat ditimbulkan karena adanya zat organik atau bakteri di dalam air.

Air yang bersih umumnya tidak berwarna. Warna pada air limbah dihasilkan oleh polutan yang terkandung dalam limbah, sehingga intensitas warna dapat menjadi petunjuk tingkat pencemaran suatu limbah cair. Secara estetika warna memiliki korelasi dengan konsentrasi polutan dalam limbah dan berdampak pada kebutuhan oksigen dalam limbah, baik untuk proses biologis maupun proses kimiawi.

2. Karakteristik kimiawi

Bahan kimia yang terdapat dalam air akan menentukan sifat air baik dalam tingkat keracunan maupun bahaya yang ditimbulkan. Semakin besar konsentrasi bahan pencemar dalam air maka semakin terbatas penggunaan air tersebut.. Beberapa karakteristik kimia suatu limbah cair pabrik kelapa sawit adalah sebagai berikut:

a. Keasaman Air (pH)

Keasaman air diukur dengan pH meter. Keasaman ditetapkan berdasarkan tinggi rendahnya konsentrasi ion hidrogen dalam air. Air buangan yang mempunyai pH tinggi atau rendah dapat membunuh mikroorganisme air yang diperlukan. Air yang mempunyai pH rendah membuat air bersifat korosif terhadap bahan kontruksi seperti besi. Ditetapkannya parameter pH 6-9 bertujuan agar mikroorganisme dan biota yang terdapat pada badan yang menerima tidak

(22)

terganggu, serta diharapkan dengan pH yang alkalis dapat menaikan pH badan penerima seperti sungai yang umumnya digunakan sebagai tempat pembuangan.

b. Alkalinitas

Tinggi rendahnya alkalinitas air ditentukan oleh senyawa karbonat, bikarbonat, garam hidroksida, kalium, magnesium dan natrium dalam air. Semakin tinggi kesadahan suatu air maka air tersebut semakin sulit membuih. Penggunaan air ketel selalu diupayakan agar air yang dimaksud mempunyai kesadahan rendah. Jika air mengandung zat tersebut dalam konsentrasi tinggi, hal ini dapat

menimbulkan terjadinya kerak pada dinding dalam ketel maupun pada pipa pendingin. Pengukuran alkalinitas air adalah pengukuran kandungan ion CaCO3, ion Ca, ion Mg, bikarbonat, karbonat dan lain-lain.

c.Biochemical Oxygen Demand(BOD)

Zat organik yang terdapat dalam air buangan terdiri dari unsur karbon, hidrogen dan oksigen dengan unsur tambahan seperti nitrogen, belerang dan lain_–lain yang cenderung menyerap oksigen. Oksigen tersebut dipergunakan untuk menguraikan senyawa organik. (Tobing, 1997)

d.Chemical Oxygen Demand(COD)

Jumlah bahan organik di dalam limbah dapat diketahui lebih cepat dari uji COD, yaitu berdasarkan reaksi kimia dari suatu bahan oksidan. Uji ini disebut dengan uji COD,yaitu suatu uji yang menentukan jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bahan oksidan, misalnya kalium dikromat, untuk mengoksidasi bahan-bahan organik yang terdapat didalam air (Poeloengan dan Tobing, 2000).

(23)

3. Karakteristik biologi

Bahan-bahan organik dalam air terdiri dari berbagai macam senyawaan. Protein adalah salah satu senyawa kimia organik yang membentuk rantai kompleks, mudah terurai menjadi senyawa-senyawa lain seperti asam amino. Sebagai bahan organik mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, dan fospor. Penyebab bau busuk pada suatu limbah adalah karena dekomposisi dari zat-zat tersebut dalam jumlah besar. Karbohidrat dengan rumus kimia (CH2O)n yang mempunyai komposisi karbon, hidrogen dan oksigen merupakan suatu polimer yang tersusun dari senyawa monomer-monomer. Bahan-bahan seperti gula, pati, sellulosa, serat kayu, adalah merupakan karbohidrat yang dapat terurai melalui bantuan enzim maupun mikroba. Pati sukar larut dalam air, akan tetapi dapat diubah menjadi gula oleh aktifitas mikrobiologi. Bahan ini dalam limbah akan diubah oleh mikroorganisme menjadi senyawa kimia yang sederhana seperti karbondioksida, air dan amoniak.

C. Parameter Limbah Cair

Perubahan sifat-sifat pada limbah (sifat biologi, fisika dan kimia) sangat berpengaruh terhadap kualitas dari suatu limbah. Dalam prakteknya, kualitas limbah cair diukur berdasarkan parameter-parameter yang telah ditentukan di berbagai negara termasuk negara Indonesia. Parameter_–parameter yang dipelajari pada penelitian ini adalah konsentrasi partikulat, COD dan BOD yang mengacu pada standar baku mutu limbah cair dalam Surat Keputusan Gubernur Provinsi Lampung Nomor G/624/B.VII/Hk.1999 mengenai baku mutu limbah cair industri termasuk hotel yang tertera pada Tabel 2.

(24)

Tabel 2. Standar Baku Mutu Limbah Cair Industri Hotel di Provinsi Lampung Berdasarkan Surat Keputusan Gubernur Provinsi Lampung Nomor G/624/B.VII/Hk.1999

No Paramete Uji Nilai baku mutu

limbah

1 Kekeruhan (NTU) 100

2 COD (mg/L) 135

3 BOD (mg/L) 75

4 pH 6,0-9,0

Keterangan: Mg = miligram ml = milliliter L = Liter

NTU = Nepnelometrik Turbidity Unit 1. Biological Oxygen Demand(BOD)

BOD (Biological Oxygen Demand) adalah jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh bakteri pengurai untuk menguraikan bahan pencemar organik dalam air (Arisandik, 2004). BOD merupakan salah satu indikator pencemaran senyawa organik pada suatu perairan. Perairan dengan nilai BOD tinggi

mengindikasikan bahwa air tersebut tercemar oleh bahan organik. Bahan organik akan distabilkan secara biologi dengan melibatkan mikroba melalui sistem

oksidasi aerobik dan anaerobik. Oksigen dapat menyebabkan kematian organisme akuatik. Menurut Salimin dkk (2008), penghilangan BOD awal diselesaikan melalui satu atau lebih mekanisme berikut tergantung pada karakteristik fisika dan kimia dari zat organik:

1. Penghilangan bahan tersuspensi termasuk logam berat dan unsur radioaktif melalui penangkapan dengan penjerapan pada flok biologi. Penghilangan ini berlangsung cepat dan tergantung pada tingkat pencampuran antara air limbah dan lumpur.

(25)

2. Penghilangan bahan koloid melalui penjerapan fisika kimia pada flok. 3. Penjerapan biologi zat organik terlarut oleh mikroorganisme, mungkin

melalui pembentukan enzim oleh mikroorganisme, penarikan zat organik pada permukaan dinding bakteri atau sampai ke dalam sel.

Prinsip pengukuran BOD pada dasarnya cukup sederhana, yaitu mengukur kandungan oksigen terlarut awal (DOi) dari sampel segera setelah pengambilan contoh, kemudian mengukur kandungan oksigen terlarut pada sampel yang telah diinkubasi selama 5 hari pada kondisi gelap dan suhu tetap (20oC) yang sering disebut dengan DO5. Selisish DOidan DO5(DOi- DO5) merupakan nilai BOD yang dinyatakan dalam miligram oksigen per liter (mg/L). Pengukuran oksigen dapat dilakukan secara analitik dengan cara titrasi (metode Winkler, iodometri), atau dengan menggunakan alat yang disebut DO meter yang dilengkapi oleh probekhusus. Dilakukan dalam kondisi gelap, agar tidak terjadi proses

fotosintesis yang menghasilkan oksigen, dan dalam suhu yang tetap selama lima hari, diharapkan hanya terjadi proses dekomposisi oleh mikroorganime, sehingga yang terjadi hanyalah penggunaan oksigen, dan oksigen tersisa ditera sebagai DO5, penting diperhatikan dalam proses ini adalah mengupayakan agar masih ada oksigen yang tersisa pada pengamatan hari kelima sehingga DO5tidak nol.

Pada prakteknya, pengukuran BOD memerlukan kecermatan tertentu mengingat kondisi sampel atau perairan yang sangat bervariasi, sehingga kemungkinan diperlukan penetralan pH, pengenceran, aerasi, atau penambahan populasi bakteri. Karena melibatkan mikroorganisme (bakteri) sebagai pengurai bahan organik, maka analisis BOD memang memerlukan waktu yang cukup lama.

(26)

2. Chemical Oxygen Demand(COD)

COD (Chemical Oxygen Demand) merupakan gambaran sebagian jumlah total oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan organik secara kimiawi, baik yang dapat didegradasi secara biologi maupun yang sukar didegradasi menjadi CO2dan H2O. Berdasarkan kemampuan oksidasi, penentuan nilai COD dianggap paling baik dalam menggambarkan keberadaan bahan organik baik yang dapat dikomposisi secara biologis maupun yang tidak (Arya dkk., 1995). COD adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organis yang ada dalam 1 liter sampel air, dimana pengoksidasi K, Cr, dan O digunakan sebagai sumber oksigen (Rahmawati dan Azizah, 2005).

Pada prinsipnya pengukuran COD adalah penambahan sejumlah tertentu kalium bikromat (K2Cr2O7) sebagai oksidator pada sampel (dengan volume diketahui) yang telah ditambahkan asam pekat dan katalis perak sulfat (Ag2SO4), kemudian dipanaskan selama beberapa waktu. Selanjutnya, kelebihan kalium bikromat diatasi dengan cara titrasi. Dengan demikian kalium bikromat yang terpakai untuk oksidasi bahan organik dalam sampel dapat dihitung dan nilai COD dapat ditentukan, seperti ditunjukkan pada persamaan reaksi berikut ini.

CnHaObNc+ dCr2O72-+ (8d + c) H+ nCO2 + ( ) H2O + 2dCr3+...(1)

(kuning) (hijau)

Dimana : d = 2 n/3 + a/6–b/3–c/2

Reaksi oksidasi dinyatakan berakhir, ditandai dengan adanya perubahan warna campuran dari kuning menjadi hijau, yang menunjukkan reduksi Cr2O72-menjadi 2Cr3+ (Clair and Sawyer, 2003).

(27)

3. Spektrofotometer UV-Vis

Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorbansi antara sampel dan blanko ataupun pembanding (Khopkar, 1990).

Prinsip dari Spektrofotometer adalah interaksi elektromagnetik yang dipancarkan oleh sumber energi dengan materi, dimana hasil interaksi radiasi UV-Vis terhadap materi mengakibatkan materi tersebut mengalami transisi elektronik (Fessenden dan Fessenden, 1999).

Spektrum UV-Vis mempunyai bentuk yang lebar dan hanya sedikit informasi tentang struktur yang bias didapatkan dari spektrum ini. Tetapi spektrum ini sangat berguna untuk pengukuran secara kuantitatif. Konsentrasi dari analit di dalam larutan bisa ditentukan dengan mengukur absorban pada panjang

gelombang tertentu dengan menggunakan hukum Lambert-Beer (Rohman, 2007). Menurut Day and Underwood (2002), Hukum Lambert-Beer menyatakan bahwa intensitas yang diteruskan oleh larutan zat penyerap berbanding lurus dengan tebal dan konsentrasi larutan dan berbanding terbalik dengan transmitan, dimana secara matematis persamaanya dapat ditulis sebagai berikut:

(28)

A = . .

Dimana :

A = Absorbansi larutan

= koefisien ekstingsi molar (serapan molar) b = tebal medium

c = konsentrasi larutan

Panjang gelombang yang digunakan untuk analisis kuantitatif adalah panjang gelombang yang mempunyai absorbansi maksimal, dilakukan dengan membuat kurva hubungan antara absorbansi dengan panjang gelombang dari suatu larutan baku pada konsentrasi tertentu. Dari rentang panjang gelombang dalam daerah UV-Vis, absorbansi pada panjang gelombang 254 nm merupakan data yang sangat luas dimanfaatkan untuk membandingkan karakteristik senyawa humat dari

berbagai sumber (Hejlaret al., 1994;Korsinet al.,1997; Muller and Frimmel, 2002). Dalam aplikasinya, absorbansi pada panjang gelombang tertentu dinyatakan sebagai absorptivitas atau absorbansi ultraviolet spesifik (SUVA), yang merupakan nisbah absorbansi pada panjang gelombang tertentu dengan konsentrasi bahan organik terlarut yang terkandung dalam sampel (dissolved organic carbon,DOC). Informasi lain tentang karakteristik struktur senyawa humat dapat diperoleh dengan memanfaatkan nisbah absorbansi pada dua panjang gelombang yang berbeda. Dari berbagai nisbah yang dapat diturunkan, nisbah pada panjang gelombang 254 nm dengan absorbansi pada panjang gelombang 365 nm (E2/E3) dan nisbah absorbansi pada panjang gelombang 436 nm dengan

absorbansi pada 665 nm (E4/E6) merupakan nisbah absorbansi yang paling penting karena nilai keduanya diketahui berbanding terbalik dengan bobot molekul yang dimiliki oleh komponen dalam sampel senyawa humat yang diperoleh dari berbagai sumber atau membandingkan bobot molekul berbagai fraksi yang

(29)

diturunkan dari suatu sampel senyawa humat (Peuravuori and Pihlaj, 1997; Thomsen,et al.,2002). Jadi dengan pengukuran spektrofotometer UV-Vis dapat digunakan untuk mengukur konsentrasi partikulat yang ada pada limbah cair hotel.

D. Pengolahan Limbah Cair

Berbagai proses pengolahan limbah telah banyak dikembangkan untuk

memisahkan suatu kontaminan dari air limbah sampai batas yang dikehendaki. Karena limbah yang akan dibuang ke suatu lingkungan hendaknya harus memenuhi standar baku mutu air limbah.

Menyadari banyaknya dampak negatif yang dapat ditimbulkan oleh limbah cair, berbagai metode pengolahan limbah cair telah dikembangkan dan secara garis besar dapat dikelompokkan menjadi metode biologis, metode fisika dan metode kimia.

1. Pengolahan Secara Biologi

Pengolahan air limbah secara biologi adalah suatu sistem pengolahan yang diarahkan untuk menurunkan kandungan organik yang terkandung dalam air limbah dengan memanfaatkan aktivitas mikroorganisme untuk menguraikan substrat tersebut. Mikroorganisme yang berperan adalah bakteri. Bakteri adalah jasad renik satu sel yang menggunakan makanan terlarut dan dapat bereproduksi tanpa sinar matahari. Bakteri sebagai pencerna yang memegang peranan penting dalam pembusukan unsur organik di alam dan menstabilkan buangan organik

(30)

dalam pengolahan. Pengolahan limbah cair secara biologi ini dapat dibedakan menjadi 2 yaitu aerob dan anaerob.

a. Aerob

Pada proses aerob, di dalam wadah telah tumbuhalgaedan mikrobaheterotrop yang membentuk flok. Hal ini merupakan proses penyediaan oksigen yang dibutuhkan oleh mikroba dalam kolam. Metode pengadaan oksigen dapat

dilakukan secara alami dan atau menggunakan aerator. Dalam proses aerasi untuk menambahkan oksigen ke dalam air limbah ada beberapa alat bantu yang

digunakan seperti kompresor, nozzle, fandan menara (Lubis dkk., 2004). Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

Zat Organik + O2 CO2 + N2+ Energi……… (2)

Gambar 1. Mekanisme penguraian substrat (Tjokrokusumo, 1999).

b. Anaerob

Proses anaerob merupakan proses pengolahan limbah secara biologi tanpa membutuhkan oksigen. Dalam proses ini, bakteri anaerobik yang aktif akan membentuk asam organik dan CO2selanjutnya, bakterimethane(methanogenic

(31)

bacterial)akan mengubah asam organik menjadimethanedan CO2.Proses fermentasi metana pada limbah cair dapat menghasilkan komponen

organik yang sangat beragam yang dapat dioksidasi oleh bakteri, karena bakteri metana yang aktif juga sangat beragam dan saling berinteraksi. Asam volatil akan dipecah menjadi asam lainnya dengan berat molekul yang lebih kecil dan asam tersebut bertindak sebagai prekusor pembentukan metana. Tahapan reaksi yang penting dalam fermentasi adalah reaksi asam asetat yang juga dapazt digunakan oleh bakteri metana. Reaksi selengkapnya adalah sebagai berikut ini :

Zat Organik + Nutrisi asam volatil + alkohol + H2 + CO2 ……….(3)

Asam volatil + alkohol + H2↑+ CO2+ Nutrisi CH4↑ + CO2↑…………....(4)

2. Pengolahan Secara Fisika

Pengolahan ini dilakukan pada limbah cair dengan kandungan bahan limbah yang dapat dipisahkan secara mekanis langsung tanpa penambahan bahan kimia atau melalui penghancuran secara biologis. Pengolahan limbah cair secara fisika dapat dilakukan dengan cara filtrasi dan sedimentasi (Manurung dkk.,2004).

Sedimentasi merupakan proses pemisahan padat-cair dengan cara mengendapkan partikel tersuspensi dengan adanya gaya gravitasi. Menurut Kagayaet al., (1999), pengolahan limbah secara sedimentasi merupakan proses pengendapan senyawa organik dalam limbah tanpa adanya perlakuan bantuan. Namun pengolahan sedimentasi tidak efisien untuk digunakan, sebab prosesnya berlangsung lambat, apalagi jika limbah berada dalam jumlah yang cukup besar meskipun biayanya relatif murah.

(32)

Filtrasi merupakan proses pemisahan padat-cair melalui suatu alat penyaring (filter). Filtrasi adalah salah satu bentuk untuk menghasilkan padatan limbah dengan efisiensi tinggi. Jika dibandingkan dengan pengolahan sedimentasi, filtrasi memerlukan biaya yang relatif mahal, selain itu juga efektivitas dari membran cepat menurun karena pori-porinya kemungkinan akan tertutup oleh partikulat-partikulat organik.

3. Pengolahan Secara Kimia

Prinsip yang digunakan untuk mengolah limbah cair secara kimia adalah menambahkan bahan kimia (koagulan) yang dapat mengikat bahan pencemar yang dikandung air limbah, kemudian memisahkannya (mengendapkan atau mengapungkan). Kekeruhan dalam air limbah dapat dihilangkan melalui penambahan atau pembubuhan sejenis bahan kimia yang disebut flokulan. Pada umumnya bahan seperti aluminium sulfat (tawas), fero sulfat, poli amonium khlorida atau poli elektrolit organik dapat digunakan sebagai flokulan. Untuk menentukan dosis yang optimal, flokulan yang sesuai dan pH yang akan

digunakan dalam proses pengolahan air limbah, secara sederhana dapat dilakukan dalam laboratorium dengan menggunakan test yang merupakan model sederhana dari proses koagulasi. Dalam pengolahan limbah cara ini, hal yang penting harus diketahui adalah jenis dan jumlah polutan yang dihasilkan dari proses produksi. Umumnya zat pencemar industri kain terdiri dari tiga jenis yaitu padatan terlarut, padatan koloidal, dan padatan tersuspensi. Pengolahan limbah secara kimia merupakan metode yang paling banyak dimanfaatkan terutama karena prosesnya yang cepat dan efektifitasnya dapat dipertahankan. Dua metode utama yang

(33)

sering diterapkan dalam pengolahan limbah secara kimia adalah metode adsorpsi (Heijmanet al.,1999) dan juga metode koagulasi (Chowet al.,1999).

Adsorpsi dilakukan dengan penambahan adsorben, karbon aktif atau sejenisnya. Menurut Liya (2010), metode adsorpsi ini sangat bagus dikembangkan karena ketesediaan adsorben yang sangat banyak terdapat di alam. Selain itu kelebihan dari metode adsorpsi ini adalah peralatan yang digunakan sederhana, dan tidak memerlukan biaya yang mahal. Sedangkan metode koagulasi merupakan metode penambahan koagulan atau zat kimia secara langsung ke dalam limbah cair sehingga akan mengikat zat_–zat organik yang ada di dalam limbah tersebut (Van Loon dan Duffy, 2000). Akan tetapi metode ini memiliki kelemahan yaitu

menghasilkan limbah sekunder yang berasal dari zat kimia yang ditambahkan. Sehingga untuk menanggulangi masalah ini timbulah metode baru yang bernama elektrokoagulasi.

E. Elektrokoagulasi

Koagulasi adalah proses destabilisasi partikel koloid dan suspense padatan yang didalam limbah berupa bakteri dan virus yang dihasilkan melalui kompresi lapisan ganda yang bermuatan listrik dan mengelilingi permukaan partikel. Koagulasi sangat efektif untuk mengubah warna, mikro molekul organik dan partikel di air (Kunty, 2007), sedangkan elektro merupakan kata dari elektrokimia, sehingga elektrokoagulasi merupakan suatu proses koagulasi kontinyu dengan menggunakan arus listrik searah melalui peristiwa elektrokimia, yaitu gejala dekomposisi elektrolit, dimana salah satu elektrodanya adalah aluminium ataupun besi. Dalam proses ini akan terjadi proses reaksi reduksi dimana logam-logam

(34)

akan direduksi dan diendapkan di kutub negatif, sedangkan elektroda positif (Al) akan teroksidasi menjadi [Al(OH)3] yang berfungsi sebagai koagulan. Elektroda dalam proses elektrokoagulasi merupakan salah satu alat untuk menghantarkan atau menyampaikan arus listrik ke dalam larutan agar larutan tersebut terjadi suatu reaksi (perubahan kimia). Elektroda tempat terjadi reaksi reduksi disebut katoda, sedangkan tempat terjadinya reaksi oksidasi disebut anoda.

Prinsip dasar dari metode elektrokoagulasi adalah berdasarkan atas proses

elektrolisis dengan menggunakan elektroda sebagai pembentuk koagulan, dimana merupakan reaksi yang kompleks dengan melibatkan berbagai mekanisme untuk menghilangkan polutan dalam air (Songet al., 2000). Dalam proses elektrolisis, logam pada anoda akan mengalami reaksi oksidasi menghasilkan partikel

bermuatan positif (kation), kemudian partikel tersebut akan mengalami interaksi dengan partikel yang tidak bermuatan dan membentuk endapan. Adapun contoh peralatan elektrokoagulasi yang digunakan terlihat seperi Gambar 2 .

(35)

Gambar 2 memperlihatkan adanya peralatan elektrokoagulator yang terhubung denganpower suply.Limbah cair yang ada di dalam tabung elektrokoagulator ini akan dielektrolisis dan suspensi akan terpisah keatas sehingga air olaha limbah akan dialirkan menuju bejana sampel.

Menurut penelitian yang dilakukan Holtet al(2002), mekanisme yang terjadi dalam proses elektrokoagulasi disajikan dalam Gambar 3 yang menunjukkan berbagai macam reaksi yang terjadi di dalam reaktor elektrokoagulasi yang melibatkan proses elektrolisis, koagulasi, dan hidrodinamis. Pada proses elektrolisis, terjadi reaksi oksidasi pada anoda menghasilkan Al3+dan gas

oksigen, sedangkan pada katoda terjadi reaksi reduksi menghasilkan gas hidrogen.

Gambar 3. Reaksi yang terjadi dalam reaktor elektrokoagulasi (Holtet al., 2002) Menurut Iswanto (2001) reaksi yang terjadi pada elektroda tersebut sebagai berikut:

Elektrolisis Al → Al3++ 3e-………..….(10)

Katoda: 2H₂O + 2e-→ OH-+ H₂↑ ……… ………(11)

Anoda: 2H

2O→ 4H +

+ O 2↑ + 4e

- _{………(12)} Reaksi total:

Al + 6H

2O→ 3H2↑ + 6 OH

-+ 2 Al3+……….(13) Al + 6H₂O → 3H₂↑ + 2 Al(OH)₃ _{………....(14)}

(36)

F. Metode Adsorpsi

Salah satu metode yang digunakan untuk menghilangkan zat pencemar dari air limbah adalah adsorpsi (Riosetal. 1999 dan Saifulet al. 2005). Adsorpsi adalah mengumpulnya suatu bahan pada permukaan adsorben padat, sedangkan absorbsi adalah masuknya bahan yang mengumpul dalam suatu zat padat. Baik adsorpsi maupun absorpsi terjadi pada karbon aktif maupun padatan lainnya, namun unit operasinya dikenal sebagai adsorpsi. Adsorpsi adalah proses dimana substansi molekul meninggalkan larutan dan bergabung pada permukaan zat padat oleh ikatan fisika dan kimia. Substansi molekul atau bahan yang diserap disebut adsorbat, dan zat padat penyerapnya disebut adsorben. Proses adsorpsi biasanya dengan menggunakan karbon aktif yang digunakan untuk menyisihkan senyawa-senyawa aromatik dan senyawa organik terlarut dapar dilihat seperti Gambar 4.

Gambar 4. Proses adsorpsi karbon aktif (Tjokrokusumo, 1991).

1. Jenis Adsorpsi

Proses adsorpsi dapat digambarkan sebagai proses dimana molekul meninggalkan larutan dan menempel pada permukaan zat akibat ikatan kimia dan fisika.

(37)

Adsorpsi dibagi menjadi dua yaitu adsoprsi fisik dan adsorpsi kimia (Reynold, 1982) .

Adsorpsi fisik terjadi terutama karena adanya gaya Van der Walls. Apabila gaya tarik antar molekul zat terlarut dengan adsorben lebih besar dari pada gaya tarik antara molekul dengan pelarutnya maka zat terlarut tersebut akan diadsorpsi. Ikatan tersebut sangat lemah, sehiggga mudah untuk diputuskan apabila

konsentrasi zat terlarut yang teradsorpsi diubah. Jadi proses ini berlangsung bolak-balik sedangkan dalam proses adsorsi kimia ikatan antara zat terlarut yang

teradsorpsi dan adsorben sangat kuat, sehingga sulit untuk dilepaskan dan proses hampir tidak mungkin untuk bolak-balik.

Pada adsorpsi kimia merupakan adsorpsi yang terjadi karena terbentuknya ikatan kovalen dan ion antara molekul_–molekul adsorbat dengan adsorben (Suryawan, 2004). Adsorpsi ini bersifatirreversibeldan diperlukan energi yang besar untuk melepas adsorbat kembali dalam proses adsorpsi. Pada adsorpsi kimia, umumnya kapasitas adsorpsi akan bertambah dengan bertambahnya suhu. Kenaikan suhu yang cukup tinggi memungkinkan terjadinya perubahan adsorpsi fisika menjadi adsorpsi kimia (Bernasconiet al., 1995).

2. Faktor–Faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi

Jumlah adsorbat yang teradsorpsi pada permukaan adsorben dipengaruhi oleh faktor_–faktor berikut ini (Suryawan, 2004; Arfan, 2006):

(38)

1. Jenis adsorbat

Jenis_–jenis adsorbat yang dapat mempengaruhi adsorpsi adalah ukuran molekul adsorbat, dan kepolaran zat. Ukuran molekul adsorbat merupakan parameter yang penting agar proses adsorpsi dapat terjadi, karena dengan ukuran molekul yang kecil dapat diadsorpsi dengan baik oleh adsorben yang memiliki ukuran yang sama atau ukuran yang lebih kecil. Daya adsorpsi akan menjadi lebih kuat apabila terjadi pada molekul yang lebih polar dibandingkan dengan molekul yang kurang polar pada kondisi diameter yang sama. Maka dalam kondisi ini, molekul-molekul yang lebih polar akan teradsorpsi terlebih dahulu.

2. Karakteristik adsorben

Karakteristik adsorben meliputi kemurnian adsorben, luas permukaan dan volume pori adsorben. Adsorben yang lebih murni akan memiliki kemampuan adsorpsi yang lebih tinggi. Jumlah molekul adsorbat akan meningkat dengan bertambahnya luas permukaan dan volume pori adsorben.

3. Tekanan adsorbat

Pada adsorpsi fisika, kenaikan tekanan adsorbat dapat menaikan jumlah adrsorbat yang diadsorpsi. Sebaliknya pada adsorpsi kimia kenaikan tekanan adsorbat justru akan mengurangi jumlah yang teradsorpsi.

4. Temperatur absolut

Temperatur absolut adalah temperature adsorbat. Pada saat molekul gas atau adsorbat melekat pada permukaan adsorben, akan terjadi pembebasan sejumlah

(39)

energi. Selanjutnya peristiwa adsorpsi ini dinamakan sebagai peristiwa eksotermis. Pada adsorpsi fisika berkurangnya temperatur akan menambah jumlah adsorbat yang teradsorpsi dan dengan demikian pula untuk sebaliknya.

3. Jenis-Jenis Adsorben

Berbagai jenis adsorben telah banyak dikembangkan di Indonesia. Jenis adsorben yang paling sering digunakan dalam metode adsorpsi adalah zeolit, karbon aktif, silika dan adsorben baru yaitu karbosil yang merupakan gabungan antara karbon dan silika.

a. Zeolit

Zeolit merupakan mineral alami aluminosilikat yang terhidrasi. Zeolit termasuk

logam yang dikenal sebagai mineral “tektosilikat”. Zeolit alam biasanya terbentuk

dari perubahan bantuan yang kaya akan akan kaca di danau atau air laut (Erdemet al., 2004). Ikatan yang terjadi antara alumunium dan silikat ini dapat dilihat pada Gambar 5

Gambar 5. Unit penyusun zeolit (Erdemet al.,2004).

Mineral zeolit dikenal sebagai bahan alam dan umumnya dalam bentuk batuan clinoptilolite, mordenite, barrerite, chabazite, stilbite, analcimedanlaumonlite, sedangkanofferite, paulingite, dan mazzitehanya sedikit dan jarang dijumpai. Zeolit mempunyai struktur berongga yang biasanya diisi oleh air dan kation yang

(40)

bisa dipertukarkan dan memiliki pori tertentu. Dalam keadaan normal ruang hampa dalam Kristal zeolit terisi oleh molekul air yang berada di sekitar kation. Zeolit ini dapat digunakan sebagai adsorben dalam proses adsorpsi (Kharinal, 2000).

Zeolit ini dapat digunakan sebagai adsorben, karena merupakan polimer

anorganik yang tersusun dari satuan berulang berupa tetrahedral SiO dan AlO4. Ikatan tetrahedral terbentuk dengan pemakaian bersama satu atom oksigen oleh dua tetrahedral sehingga setiap tertrahedral akan berikatan dengan empat tetrahedral lain. Polimer yang terbentuk merupakan jaringan tetrahedral tiga dimensi berupa Kristal-kristal, di dalamnya terdapat saluran-saluran pori dan rongga-rongga berisi air dan kation yang dapat dipertukarkan dengan ukuran tertentu.

b. Karbon aktif

Arang aktif atau karbon aktif adalah suatu bahan padat berpori yang merupakan hasil pembakaran bahan yang mengandung karbon. Arang aktif merupakan suatu bentuk arang yang telah melalui aktivasi dengan menggunakan gas CO2, uap air, atau bahan-bahan kimia sehingga pori-porinya terbuka dan dengan demikian daya adsorpsinya menjadi lebih tinggi terhadap zat warna dan bau. Arang aktif

mengandung 5-15% air, 2-3% abu, dan sisanya adalah karbon. Arang aktif berbentuk amorf, terdiri atas pelat-pelat datar, disusun oleh atom-atom C yang terikat secara kovalen dalam suatu kisi heksagonal datar dengan satu atom C pada setiap sudutnya (Tangkuman, 2006).

(41)

Kapasitas adsorpsi arang aktif bergantung pada karakteristik arang aktifnya, seperti: tekstur (luas permukaan, distribusi ukuran pori), kimia permukaan (gugus fungsi pada permukaan), dan kadar abu. Selain itu juga bergantung pada

karakteristik adsorpsi: bobot molekul, polaritas, pKa, ukuran molekul, dan gugus fungsi. Kondisi larutan juga berpengaruh, seperti: pH, konsentrasi, dan adanya kemungkinan adsorpsi terhadap zat lain (Villacarias 2005).

c. Silika

Silika merupakan istilah yang digunakan untuk campuran satu atom

silikon dengan dua atom oksigen. Hurlbut dan Klein (1977) menyatakan bahwa silika (SiO2) diklasifikasikan ke dalam kelas silikat, yaitu masuk dalam kelompok tektosilikat. Silikat merupakan kelas mineral yang sangat besar dan kelompok penting dari mineral. Silika di alam terdapat dalam dua bentuk, yaitu kristalin dan non-kristalin (amorf). Kuarsa merupakan bentuk silika kristalin yang paling umum dan berlimpah dalam sebagian besar jenis batuan, khususnya granit, batu pasir, kuarsit, dan di dalam pasir. Kristobalit dan tridimit ditemukan dalam batuan volkan. Sementara itu silika non-kristalin (amorf) ditemukan di alam sebagai

biogenik silika dan silika gelas yang berasal dari abu vulkanik.

Silika memiliki ikatan yang disebut jembatan oksigen yang terdapat di antara atom silikon. Sudut ikatan silika pada Si-O-Si sekitar 145 derajat, tetapi nilai ini sangat bervariasi antara 100-170 derajat yang dipengaruhi oleh perubahan energi ikat, sehingga memungkinkan terjadinya rotasi ikatan secara bebas. Silika ini juga banyak dimanfaatkan sebagai adsorben baik untuk logam berat, lemak jenuh, limbah cair dan lain_–lain.

(42)

G. Sekam Padi

Salah satu produk pertanian yang tersedia cukup melimpah adalah sekam padi. Sekam padi adalah bagian terluar dari butir padi yang merupakan hasil sampingan saat proses penggilingan padi. Sekitar 20% dari bobot butir padi adalah sekam padi dan kurang lebih 15% dari komposisi sekam adalah abu sekam yang selalu dihasilkan setiap kali pembakaran sekam padi (Harsono, 2002). Hasil analisis dari Sardi (2006) menunjukkan bahwa kandungan silika pada sekam padi memiliki kandungan tertinggi setelah karbon (C) sehingga arang sekam padi ini sering disebut sebagai karbosil (karbon silika).

Karbosil terbentuk melalui ikatan kovalen antara unsur Si dan C. Unsur C memiliki nomor atom 6 dengan jari-jari atom 0,078 nm. Nomor atom unsur Si adalah 14 dengan jari-jari atom 0,117 nm (Pierson, 1996). Karena kandungan silika dan karbon yang banyak ini dalam sekam padi maka arang sekam padi ini dapat diaplikasikan sebagai adsorben untuk pengolahan limbah cair.

H. Karakterisasi Zat Padat

Suatu zat padat dapat dikarakterisasi dengan beberapa metode, meliputi analisis gugus fungsi menggunakan FTIR, struktur fasa menggunakan XRD, morfologi permukaan menggunakan SEM.

1. Analisis Fourier Transform Infrared (FT-IR)

Prinsip penggunaan spektrofotometer infra merah (IR) dapat dilihar dari pada Gambar 6 yakni penyerapan radiasi elektromagnetik oleh gugus fungsi tertentu, sehingga berdasarkan pita serapan yang terbaca dapat diketahui gugus fungsi apa

(43)

yang terdapat pada senyawa tersebut. Bila sinar inframerah dilewatkan melalui cuplikan, maka sejumlah frekuensi diserap, sedangkan frekuensi lainnya

diteruskan tanpa diserap. Hubungan antara persen absorbansi lawan frekuensi maka akan dihasilkan spektrum infra merah (IR). Spektrum IR memberikan puncak-puncak maksimum bilangan gelombang pada sumbu X dan persentase transmitan (T) pada sumbu Y (Khopkar, 1990).

Gambar 6. Skema IR (Silverstain, 1967).

Salah satu hasil kemajuan instrumentasi IR adalah pemrosesan data seperti Fourier Transform Infra Red(FT-IR). Teknik ini memberikan informasi dalam hal kimia, seperti struktur dan konformasional pada polimer dan polipaduan, perubahan induksi tekanan dan reaksi kimia. Dalam teknik ini padatan diuji dengan cara merefleksikan sinar infra merah yang melalui tempat kristal sehingga terjadi kontak dengan permukaan cuplikan. Degradasi atau induksi oleh oksidasi, panas, maupun cahaya, dapat diikuti dengan cepat melalui infra merah.

Sensitivitas FT-IR adalah 80-200 kali lebih tinggi dari instrumentasi dispersi standar karena resolusinya lebih tinggi (Kroschwitz, 1990).

Pita serapan O-H teramati pada bilangan gelombang 3404,31cm-1, gugus alkana (C-H) teramati pada bilangan gelombang 2925,81 cm-1, gugus fungsi karbonil

(44)

(C=O) teramati pada bilangan gelombang 1641,31-1737,74 cm-1_{, gugus fungsi} alkena (C=C) teramati pada bilangan gelombang 1546,- 1652,88 cm-1, gugus fungsi aromatik teramati pada bilangan gelombang 1379,01cm-1, gugus fungsi Si-O-Si teramati pada bilangan gelombang 1080-1090 cm-1,gugus fungsi Si-H teramati pada bilangan gelombang 469-800 cm-1(Daffallaet al., 2010).

2. Difraksi Sinar–X (XRD)

Sinar X adalah bentuk dalam radiasi elektromagnetik yang memiliki energi tinggi dan panjang gelombang pendek. Panjang gelombang tersebut hampir sama dengan jarak antar atom dalam padatan. Jika seberkas sinar X ditembakkan kepadatan, sebagian dari sinar tersebut akan disebarkan ke segala arah oleh elektron dari atom atau ion yang terletak pada jalur datangnya sinar. Susunan atom yang tertentu dari kristal mengakibatkan sebaran sinar tersebut akan

melewati jalur yang berbeda. Akibatnya, gelombang sinar tersebut memiliki fasa yang berbeda sehingga dapat terjadi interferensi saling meniadakan atau

interferensi saling memperkuat yang akan menimbulkan sinar difraksi.

Atom-atom dalam kristal dapat dipandang sebagai unsur yang membentuk kelompok bidang datar dengan masing-masing kelompok mempunyai jarak karakteristik antara bidang-bidang yang diberi nama bidang Bragg. Syarat yang diperlukan supaya radiasi yang dihambur atom kristal membentuk interferensi konstruktif dapat diperoleh seperti pada Gambar 7.

(45)

Gambar 7. Difraksi sinar X oleh sampel

Difraktometer sinar X merupakan salah satu alat yang dapat mengidentifikasi senyawa kimia dari suatu sampel uji dengan menggunakan hasil analisa kualitatif dan analisis kuantitatif sebagai tolak ukurnya. Umumnya informasi data tentang proses difraksi sinar x oleh sebuah kristal digambarkan dengan sebuah grafik I=f(2q ) dimana profil didalamnya menentukan karakteristik bahan dan senyawa kimianya. Berbasis hukum Bragg bahwa hubungan antara panjang gelombang datang dengan sudut hambur untuk kasus interferensi konstruktif diungkapkan dengan 2dsinq =nl. Contoh penggunaaan analisis menggunakan XRD ditunjukan pada Gambar 8.

Gambar 8. Pola Pola difraksi sinar-X (XRD) karbosil sekam padi yang dipirolisis pada suhu 200oC (Liya, 2010)

(46)

3. Scanning Electron Microscope(SEM)

Scanning Electron Microscope(SEM) adalah instrumen yang prinsipnya didasari oleh adanya suatu sinar elektron yang mengenai titik secara tepat pada permukaan target bahan dan terkumpul yang selanjutnya akan dihasilkan suatu sinyal elektronik yang dipancarkan material target tadi. Pemeriksaan dengan SEM digunakan untuk melihat permukaan oksida dalam spesimen. Resolusi pada SEM sekitar 5 nm dengan lebar jangkauan perbesaran sekitar 15 sampai 100.000 kali (Smith, 1990). Meskipun atom-atom tidak dapat dilihat satu persatu, dengan mudah batas butir bisa dilihat di bawah mikroskop terutama dengan alat SEM .

SEM mampu menghasilkan gambar lebih baik dibandingkan dengan hasil dari mikroskop optik (MO), tetapi bukan berarti bahwa penggunaan SEM

menggantikan penggunaan MO (Ari dkk, 1996). Skema SEM disajikan dalam Gambar 9.

Gambar 9. Skema alat SEM

Pada prosesnya, tembakan elektron menghasilkan suatu pancaran sinar

elektron dalam sebuah jalur yang difokuskan dan diarahkan sehingga mengenai titik pada target.Scanning coilmemberikan sinar untuk prosesscanarea kecil

(47)

permukaan sampel. Hamburan kembali elektron dengan sudut yang kecil(Low angle back scattered electron)berinteraksi dengan sebuah tonjolan pada sampel dan menghasilkan hamburan kembali elektron sekunder yang menghasilkan suatu sinyal elektronik yang pada gilirannya menghasilkan gambar yang mempunyai

ukuran 300 kali dari mikroskop optik (sekitar 10 μ m) pada perbesaran diameter

10000). Sinyal elektron sekunder yang dihasilkannya pun adalah dari titik pada permukaan yang selanjutnya ditangkap detektor dan kemudian diolah serta ditampilkan pada CRT (TV). Elektron sekunder adalah elektron yang

dihamburkan dari atom logam target setelah ditumbuk oleh elektron pertama dari sinar elektron (Smith, 1990).

Sinyal lain yang penting adalahback scattered electronyang intensitasnya tergantung pada nomor atom unsur yang ada pada permukaan spesimen, dengan cara ini diperoleh gambar yang menyatakan perbedaan unsur kimia (warna terang menunjukkan adanya unsur kimia yang lebih tinggi dari nomor atomnya). Analisis SEM ini juga dapat memperlihatkan permukaan adsorben yang belum dan setelah dilakukan adsorpsi dan yang telah dilakukan adsorpsi seperti Gambar 10.

Gambar 10. a) Mikrograf karbosil sebelum adsorpsi, b) Mikrograf karbosil sesudah adsorpsi menggunakan air laut

(48)

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Kerja Penelitian

Pada penelitian ini dari proses karbonisasi sekam padi, elektrokoagulasi, adsorpsi, analisis FT-IR, analisis SEM, dan Analisis Spktrofotometer UV-Vis dilakukan di Laboratorium Biomassa FMIPA Universitas Lampung. Penurunan nilai BOD dan COD dilakukan di Balai Riset dan Standarisasi Industri Bandar Lampung.

Karakterisasi struktur fasa dilakukan di Laboratorium Instrumen UGM Yokyakarta. Penelitian ini dilakukan dari bulan Juli hingga bulan September 2012.

B. Alat dan Bahan 1. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah perangkat

elektrokoagulator, Spektrofotometer UV-Vis Varian Carry 50, reaktor pembakar (pirolisis), Spektrofotometer FT-IR Varian Scimitar 2000, X-Ray Diffractomoter (XRD)Merk PANalitycal X’Pert PRO, Spektrofotometer hash, danScanning Electron Microscope(SEM) ZEISS EVO/MA10-14-37, statip, timbangan, ember, pipa dan alat-alat gelas laboratorium.

(49)

Perangkat elektrokoagulator yang digunakan terbuat dari kaca transparan sehingga berlangsungnya proses elektrokoagulasi dapat diamati secara visual, dengan kapasitas sebanyak 5 liter dan menggunakan elektroda alumunium (Al).

Elektrokoagulator ini dilengkapi denganflowmeteruntuk mrngukur waktu kontak sampel dengan elektroda sehingga percobaan dapat dilakukan dengan sistem mengalir. Alat juga dihubungkan denganpower supplyuntuk mengatur besarnya potensial yang digunakan dalam proses elektrokoagulasi.

2. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan adalah sampel limbah cair dari hotel yang diambil dari hotel Bandara di daerah Natar Lampung Selatan, sekam padi, akuades dan logam alumunium sebagai elektroda.

C. Persiapan

1. Persiapan elektroda

Elektroda yang digunakan pada proses elektrokoagulasi adalah Alumunium (Al). Elektroda tersebut diamplas, dicuci dengan akuades, dikeringkan lalu elektroda dipasang secara paralel pada elektrokoagulator dan dihubungkan denganpower suply.

2. Persiapan adsorben

Sekam padi direndam selama sehari untuk melarutkan bahan organik yang larut air sehingga bahan ini tidak menjadi pengotor dalam proses pembuatan karbosil. Sekam padi selanjutnya disaring dan dicuci berulang untuk menghilangkan sisa bahan larut air yang kemungkinan masih menempel pada permukaan sekam padi. Sekam padi yang telah terbebas dari semua bahan organik yang terlarut dalam air

(50)

kemudian dikeringanginkan dan siap digunakan untuk pembuatan karbosil. Kemudian sebanyak 500 gram sekam padi yang siap digunakan dimasukkan ke dalam reaktor pembakar untuk proses pengarangan pada suhu 400oC selama 3 jam. Setelah itu, arang karbosil ini digiling, dihaluskan dan siap digunakan sebagai adsorben.

3. Pengambilan sampel

Sampel limbah cair hotel diambil langsung dari hotel Bandara Natar yang berada di Lampung Selatan. Limbah yang diambil merupakan limbah segar yang

ditampung sebelumnya menggunakan bak penampung.

Sebelum dilakukan elektrokoagulasi, limbah tersebut disaring terlebih dahulu, agar limbah padat terpisah dari limbah cairnya, sehingga diperoleh sampel limbah cair yang terbebas dari kotoran-kotoran yang terdapat dalam limbah. Kemudian limbah digabungkan ke dalam satu tempat.

D. Percobaan

Secara garis besar penelitian ini mencangkup dua metode yaitu metode

elektrokoagulasi dan metode adsorpsi. Untuk metode elektrokoagulasi digunakan variasi potensial sedangkan untuk adsorpsi menggunakan variasi waktu kontak. Tujuan dilakukannya variasi potensial dan waktu kontak adalah untuk melihat efektifitas proses elektrokoagulasi dan adsorpsi terhadap limbah cair hotel. Sebelum dilakukan percobaan, sampel ini diukur nilai BOD, COD dan Uv-VIS.

(51)

1. Proses elektrokoagulasi

Percobaan ini dilakukan untuk mempelajari pengaruh potensial terhadap

efektifitas proses elektrokoagulasi yang berlangsung, serta menentukan potensial optimumnya. Oleh karena itu, pada percobaan ini digunakan variasi potensial 4, 6, 8 dan 10 volt dengan waktu kontak tetap yakni 60 menit (Wasinton dkk., 2007). Untuk menentukan potensial optimumnya, dilakukan analisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Setelah itu hasil potensial optimum dilakukan pengukuran nilai BOD dan COD.

2. Proses adsorpsi

Metode ini dilakukan dengan sistem mengalir yaitu limbah cair yang telah dielektrokoagulasi dimasukan ke dalam ember yang dihubungkan ke dalam pipa yang telah diisi oleh karbosil halus. Sehingga air mengalir ke dalam pipa dan terjadi proses adsorpsi. Air yang telah diadsorpsi ini mengalir ke ember selanjutnya.

Pada percobaan adsorpsi ini dilakukan variasi waktu kontak yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu kontak terhadap efektifitas proses adsorpsi yang berlansung serta menentukan waktu kontak optimumnya. Variasi waktu yang digunakan adalah 5, 10 dan 15 menit, dan diukur konsentrasi partikulatnya menggunakan sperktrofotometr UV-Vis. Hasil adsorpsi dengan waktu optimum diukur penurunan nilai BOD dan COD yang terjadi. Prosedur semua penelitian secara singkat dapat dilihat melalui diagram alir yang terdapat pada Lampiran 1.

(52)

E. Analisis Sampel

Kualitas limbah ditentukan untuk sampel sebelum dilakukan perlakuan, sesudah dielektrokoagulasi dan sesudah diadsorpsi menggunakan spektrofotometer UV-Vis, dan penurunan nilai BOD dan COD.

1. Karakterisasi UV-Vis

Percobaan ini dilakukan untuk mendapatkan kondisi optimum yaitu kondisi dimana absorbansi yang diperoleh dari proses elektrokoagulasi dan adsorpsi ini kecil (rendah). Pengukuran absorbansi sampel dilakukan untuk sampel dengan pemindaian pada panjang gelombang 200-700 nm menggunakan

spektrofotometer UV-Vis.

2. Penentuanchemical oxygen demand (COD)

Pada Penelitian ini penentuan COD dilakukan dengan menggunakan

Spektrofotometer Hach, 2 mL sampel dimasukkan ke dalam tabung reaksi, dan ditambahkan dengan 2ml reagen khusus. Reagen khusus ini terbagi menjadi 3 bagian yaitu;low range reagent, high range reagent,danhigh range plus reagent. Dalam penelitian ini digunakanhigh range reagentkarena limbah hotel termasuk limbah yang memiliki senyawa organik yang cukup tinggi. Setelah sampel ditambahkan dengan reagen kemudian dipanaskan selama 2 jam pada penangas, dan didinginkan pada suhu kamar dan diukur nilai COD menggunakan

Spektrofotometer Hach. Cara menggunakan Spektofotometer Hach adalah Hidupkan spektropotometer, masukan nomor program untuk CODHigh Range tekan 435 tekan enter. Pada layar akan terbaca DIAL nm to 620. Putar panjang

(53)

gelombang sampai pada layar terbaca 260 nm. Apabila panjang gelombang sudah tepat pada layar akan terbacazero sample. Masukan blanko yang berupa

akuabides atau akuademin, kemudian tekan zero. Setelah itu masukan sampel yang akan diukur dan akan terbaca berapa nilai BOD sampel dengan satuan mg/L.

3. Penentuanbiological oxygen demand (BOD)

Untuk penentuan BOD, sampel diencerkan terlebih dahulu kemudian diukur DO-nya menggunakan DO meter yang dianggap sebagai DO0. Kemudian sampel dimasukkan ke dalam botol berwarna gelap dan diinkubasi di tempat gelap selama 5 hari pada suhu 20oC, setelah 5 hari diukur kembali DO5menggunakan DO meter. Kosentrasi BOD dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut :

BOD (mg/L) = (D -D ) x

Keterangan:

D0= Nilai oksigen terlarut sampel sebelum diinkubasi (mg/L)

D5= Nilai oksigen terlarut sampel setelah diinkubasi selama 5 hari (mg/L) P = Faktor pengenceran

F. Karakterisasi

Karakterisasi dilakukan pada karbosil sebelum dan sesudah digunakan sebagai adsorben. Sebelum digunakan sebagai adsorben, karbosil dikarakterisasi menggunakan FTIR, XRD dan SEM dan setelah dipakai sebagai adsorben dikarakterisasi menggunakan FTIR dan SEM.

1. Karakterisasi menggunakan FTIR

Karakterisasi gugus fungsi dilakukan pada sekam padi dan karbosil. Tahapan analisisnya yakni sebagai berikut 0,1 gram KBr padat dihaluskan kemudian dibuat

(54)

bentukpelletdan digunakan sebagai blangko. Selanjutnya sekam padi maupun karbosil ditambahkan KBr dan digerus kemudian dibentukpellet. Pelletsampel dalam KBr selanjutnya dimasukkan ke dalam wadah sampel dan dianalisis. Hasil analisis menggunakan FTIR diperoleh dalam bentuk spektrum hubungan antara % transmitan terhadap bilangan gelombang.

2. Karakterisasi menggunakan XRD

Karakterisasi XRD dilakukan untuk mengidentifikasi struktur fasa karbosil sebelum uji adsorpsi. Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam analisis XRD yakni karbosil disiapkan dan direkatkan pada kaca, kemudian dipasang pada tempatnya berupa lempeng tipis berbentuk persegi panjang (sample holder) dengan bantuan malam (lilin perekat). Selanjutnya karbosil dipasang pada sample holderkemudian dilekatkan pada sampel stand dibagiangoniometer Parameter pengukuran dimasukan padasoftwerepengukuran melalui komputer pengontrol, yaitu meliputi penentuanscan mode,penentuan rentang sudut, kecepatanscancuplikan, selanjutnya memberi nama cuplikan dan memberi nomor urutdata. Alat difraktometer dioperasikan dengan perintah “Start” pada

menu komputer, dimana sinar-X meradiasi sampel yang terpancar dari target Cu dengan panjang gelombang 1,5406 Å. Hasil difraksi dan intensitas difraksi pada sudut 2 tertentu dapat dicetak oleh mesin printer.

3. Karaktersisasi menggunakan SEM

Karakterisasi SEM dilakukan untuk mengetahui struktur mikro dan komposisi kimia pada karbosil sebelum dan sesudah adsorpsi menggunakan sampel air laut. Adapun langkah-langkah dalam analisis menggunakan SEM yakni sebelum

(55)

menghidupkan alat SEM, terlebih dahulu menghidupkan mesin pendinginchiller. Jika kevakuman telah dicapai yaitu lampu V1 & V3 menyala, menunjukkan alat SEM siap digunakan. Selanjutnya menentukan tegangan (accelerating voltage) SEM yang digunakan. Tegangan ditentukan dengan perkiraan 1,5–3 kali energi

dispersi unsur/elemen yang terkandung dalam sampel. Selanjutnya karbosil yang telah dipersiapkan dan sudah ditempel pada dudukan sampel (stub) kemudian divakum. Setelah kevakuman dicapai (lampu V1 & V3 menyala), langkah selanjutnya menyalakan tombol tegangan,detector,mengatur posisi kemiringan karbosil, mengatur posisi karbosil yang diamati dan perbesaran yang

dikehendaki. Kemudian mengatur ketajaman (focus) dan penyinarannya (contrast & brightness) dan dilakukan proses pengambilan gambar (pemotretan).

(56)

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Dari berbagai penelitian yang telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan, yaitu:

1. Spektrum karakteristik UV-Vis sampel menunjukan adanya senyawa banzena pada panjang gelombang 226 nm dengan nilai BOD dan COD yang tinggi. 2. Kondisi optimum yang diperoleh dari penelitian adalah potensial

elektrokoagulasi 10 volt dan waktu kontak adsorpsi selama 15 menit.

3. Penurunan nilai BOD dan COD untuk proses elektrokoagulasi sangat sedikit, sedangkan setelah dilakukan proses adsorpsi mengalami penurunan yang signifikan.

4. Merode adsorpsi merupakan metode yang lebih baik dalam pengolahan limbah cair hotel dibandingkan dengan metode elektrokoagusasi.

B. Saran

Dari hasil penelitian, diketahui bahwa kombinasi metode elektrokoagulasi dan adsorpsi yang digunakan cukup optimal untuk menurunkan konsentrasi senyawa-senyawa organik yang terdapat dalam limbah cair hotel. Dan saran untuk

(57)

mempelajari pengaruh jumlah elektroda yang digunakan. Saran untuk proses adsorpsi waktu kontak yang digunakan lebih lama, dan perlu adanya variasi jumlah karbosil yang digunakan sebagai adsorben serta perlu adanya aktivasi untuk adsorben yang digunakan.

(1)