Salah satu teknik yang dikembangkan untuk mengatasinya adalah teknik elektrokinetik Reddy dan Parupudi, 1997. Keberadaan logam berat menyebar pada
berbagai polusi yang terdapat di beberapa daerah perkotaan. Banyak penelitian yang dikembangkan untuk remediasi tanah dari logam berat dengan teknologi
elektrokinetik. Penelitian Korolev 2006 menunjukkan bahwa ion Cadmium Cd² , Timbal Pb² , dan Zinc Zn² dapat dipindahkan secara elektrokinetik pada tanah
liat. Perpindahan ion ini ditunjukan pada Tabel 1. Hal tersebut menunjukan interaksi antara logam berat dengan tanah mineral liat di bawah pengaruh pemberian arus
listrik, dimana konsentrasi logam berat dapat diturunkan sebesar 50-90. Tabel 1 Perpindahan logam berat pada tanah liat secara elektrokinetik Korolev,
2006 Jumlah ion
Mg Zn
Pb Cd
Dipindahkan dari tanah dengan filtrasi 20.5
- 41.2
42.3 Mengendap di elektroda
0.003 0.001 4.5 1.6
Dalam larutan 10.5
81.8 34.3
24.1 Dalam pertukaran kompleks
69.0 12.8
20.0 32.0
Total 100
94.6 100
100 2.4.2.4 Pemanfaatan Elektrokinetik di Bidang Teknik Sipil
Rahim et al. 2012 menunjukkan bahwa metode elektroosmosis pulsa mampu mengurangi keberadaan air terperangkap dalam medium batu candi yang disususn
bertumpuk. Demikian pula untuk pengeringan badan urugan jalan dan dasar bangunan Pamukcu, 1997.
III BAHAN DAN METODE
3.1 Kerangka Penelitian
Penelitian ini terdiri atas perlakuan pemberian arus listrik searah DC dengan voltase rendah pada sludge untuk menurunkan kadar air sludge dan melihat
karakteristik kimia khususnya logam berat dari sludge setelah dialiri arus listrik. Perlakuan dilakukan dalam skala semi lapang dengan dimensi besar 1,5 x 1 x 0,6 m
dan dimensi sedang sebesar 1 x 0,5 x 0,4 m.
3.2 Waktu dan Tempat
Penelitian dilakukan dari bulan Mei hingga Desember 2012. Pengambilan sludge dilakukan di IPAL 3 TPA Bantar Gebang, Bekasi. Sedangkan perlakuan
elektroosmosis dan analisis dilakukan di Laboratorium Pengembangan Sumberdaya
Fisik Lahan dan Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, IPB.
3.3 Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah bahan lumpur sludge dari hasil pengolahan air lindi di Instalasi Pengolahan Air Limbah IPAL 3 TPA Bantar
Gebang, Bekasi, serta bahan-bahan kimia yang digunakan untuk analisis sifat-sifat kimia dari sludge.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi alat dalam pengambilan sampel di lapang, alat untuk perlakuan elektroosmosis yang terdiri atas kotak bak
yang terbuat dari bahan plastik; elektroda positif dari bahan grafit dan negatif dari bahan
tembaga. Peralatan
laboratorium terdiri
dari Atomic
Absorption Spectrophotometer AAS, spektrofotometer, pH meter, EC meter, CNS analyzer,
dan peralatan lainnya.
a b
c
d e
Gambar 3 Alat elektroosmosis : a tembaga, b grafit, c kotak bak sedang, d kotak bak besar dan e power supply.
3.4 Tahapan Penelitian
Tahapan dalam penelitian ini adalah 1 pengambilan sampel sludge, 2 analisis karakteristik awal dari sludge, 3 perlakuan elektroosmosis pada sludge,
serta 4 analisis karakterisitik sludge setelah elektroosmosis. Tahapan penelitian secara detil akan dijelaskan pada sub-sub bab berikut di bawah ini.
3.4.1 Pengambilan Sample Sludge
Sampel sludge diambil di Instalasi Pengolahan Air Limbah IPAL 3 TPA Bantar Gebang, Bekasi. Sampel sludge TPA diambil dari proses pemisahan air dan
sludge dalam proses clarifier kimia. 3.4.2 Analisis Karakteristik Awal dari
Sludge
Parameter yang dianalisis dalam penelitian ini disajikan pada Tabel 1. Table 1 Metode analisis sludge
Parameter Metode
Alat pH H
2
O Elektroda
pH meter Electrical Conductivitiy
Elektroda EC meter
Ca dan Mg total Ekstrak air
AAS K dan Na total
Ekstrak air Flame photometer
C-total CNS analyzer
CNS analyzer N-total
CNS analyzer CNS analyzer
P-total Vanado Molibdate
Spectrophotometer Logam berat Pb, Cd, Cu
HCl 25 AAS
Sulfur CNS analyzer
CNS analyzer Unsur mikro Fe, Mn, Zn
Ekstrak air AAS
Asam Humik Pengendapan asam
3.4.3 Perlakuan Elektroosmosis pada Sludge
Alat untuk menjalankan proses pengeringan elektroosmosis didesain pada skala semi lapang. Perlakuan elektroosmosis ini delakukan dengan tiga kali
percobaan. Percobaannya antara lain: 1 Percobaan pertama perlakuan elektroosmosis dilakukan pada bak besar yang berukuran panjang 1,5 meter, lebar 1
meter dan tinggi 0,5 meter dengan menggunakan power supply 5 Ampere, 2 Percobaan kedua perlakuan elektroosmosis dilakukan pada bak sedang yang
berukuran panjang 1 meter, lebar 0.5 meter dan tinggi 0,4 meter dengan menggunakan power supply 10 Ampere, dan 3 Percobaan ketiga perlakuan
elektroosmosis dilakukan pada bak sedang yang berukuran panjang 1 meter, lebar 0.5 meter dan tinggi 0,4 meter dengan menggunakan power supply 25 Ampere.
Percobaan perlakuan elektroosmosis ini menggunakan voltase tetap yaitu 30 volt.
Elektroda yang digunakan dari bahan grafit dan tembaga dengan ketebalan diameter 0,8 mm, alat multimeter, kabel penghubung arus listrik dan power supply
sebagai sumber listrik searah power supply. Sludge ditempatkan pada kotak tersebut. Selanjutnya pada sisi ujung kiri sludge ditancapkan elektroda grafit sebagai
anoda dan pada ujung sebaliknya ditancapkan elektroda tembaga katoda. Kedua elektroda dihubungkan dengan sumber arus listrik searah DC dari power supply
Gambar 4. Arus listrik searah dengan voltase 30 volt dialirkan selama periode tertentu tergantung reaksi yang terjadi yaitu hingga kadar air berkurang, pH menurun,
serta sudah tidak ada lagi arus listrik yang mengalir. Terputusnya arus listrik pada sludge mengharuskan pergeseran pada bagian anoda ke sludge yang masih basah
mendekati katoda.
a b
Gambar 4 a Model rangkaian elektroosmosis, b rangkaian perlakuan elektroosmosis
.
3.4.4 Analisis Kimia Sludge di Akhir Elektroosmosis
Setelah proses pengeringan dengan elektroosmosis selesai, sludge diambil sesuai pergeseran masing-masing anoda secara vertikal setebal 5 cm kemudian
dianalisis karakteristik kimia sludge. Parameter yang digunakan dalam analisis ini sama seperti parameter yang digunakan pada karakteristik awal sludge. Efluen yang
keluar dari sludge selama proses ini juga dianalisis sesuai dengan parameter yang ada.
III HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Karakteristik Sludge
Sludge TPA Bantar Gebang memiliki kadar C yang cukup tinggi yaitu sebesar 49.94 dengan kadar abu sebesar 61.51. Hal ini dapat disebabkan oleh sumber
sampah yang terdapat di TPA Bantar Gebang berasal dari limbah rumah tangga, dimana limbah rumah tangga sebagian besar mengandung senyawa-senyawa organik.
Parameter lain yang ditetapkan dalam menentukan karakteristik sludge adalah electroconductivity EC. EC sludge TPA Bantar Gebang bernilai 3.32 mScm, hal
tersebut menunjukkan bahwa sludge yang digunakan banyak mengandung unsur dan senyawa ionik.
Tabel 3 Karakteristik awal sludge TPA Bantar Gebang
Parameter Sludge TPA
Parameter Sludge TPA
KA 1743
Fe ppm 185.49
pH 7.5
Mn ppm 165.36
EC mScm 3.32
Zn ppm 13.53
C 44.94
Ca 1.11
N 1.62
Mg 0.49
S ppm 1.12
K 3.88
Pb ppm 4.38
Na 0.72
Cd ppm 0.15
P 6.36
Cu ppm 6.49
Kadar abu 61.51
Sludge TPA Bantar Gebang juga memiliki kandungan unsur-unsur hara mikro yaitu Fe sebesar 185.49ppm, Zn sebesar 13.53ppm, Mn sebesar 165.36ppm, dan Cu
sebesar 6.49ppm. Kandungan basa-basa total yaitu Ca, Mg, K dan Na untuk sludge TPA Bantar Gebang memiliki kadar secara berurutan sebesar 1.11, 0.49, 3.88,
dan 0.72. Parameter lain yang diukur ialah kandungan logam berat Pb dan Cd yang terkandung pada sludge. Sludge memiliki kandungan logam Pb sebesar 4.38 ppm, dan
Cd bernilai 0.15 ppm. Dalam sludge ini juga terkandung kadar P. Kadar P menjadi penting diukur sebab tingginya P dalam suatu media dapat menyebabkan eutrofikasi.
Kadar P total dalam sludge ini sebesar 6.36.
4.2 Perubahan Arus Listrik Selama Elektroosmosis
