100 23
, 427
9838 ,
96 23
, 427
x L
mg L
mg L
mg terserap
Ammonium
= 78,23 4.1.4.7
Persen penyerapan ammonium setelah penambahan 80 g zeolit alam Sarulla
100 23
, 427
4256 ,
52 23
, 427
x L
mg L
mg L
mg terserap
Ammonium
= 87,72 4.1.4.8 Persen penyerapan ammonia stelah penambahan 100 zeolit alam
Sarulla
100 23
, 427
2036 ,
8 23
, 427
x L
mg L
mg L
mg terserap
Ammonium
= 98,08
4.2 Pembahasan
4.2.1 Preparasi Zeolit Zeolit alam diambil dari Sarulla Kec. Pahae Kabupaten Tapanuli Utara. Zeolit alam
tersebut kemudian ditumbuk dan diayak dengan menggunakan ukuran lolos 100 mesh. Hal ini bertujuan untuk homogenitas ukuran permukaan zeolit dan untuk memperbesar
luas permukaan zeolit sehingga kemampuan adsorpsinya dapat lebih optimal. Aktivasi terhadap zeolit pada penelitian ini dilakukan aktivasi secara fisika
yaitu berupa pemanasan pada suhu 300 C selama 3 jam dengan tujuan menghilangkan
molekul air dari dalam rongga permukaan pori-pori kristal zeolit. Hal ini akan menyebabkan medan listrik meluas ke dalam rongga utama dan akan efektif
berinteraksi dengan absorbat. Ukuran pori-pori merupakan faktor yang cukup penting yang berperan dalam
proses absorbsi. Molekul dengan ukuran besar sulit dapat masuk ke dalam pori atau rongga-rongga yang terdapat dalam zeolit jika ukuran porinya lebih kecil dibanding
molekulnya. Disamping itu, zeolit juga mampu memisahkan molekul-molekul berdasarkan kepolarannya, dimana molekul-molekul akan masuk ke dalam rongga
zeolit dan akan diserap. 4.2.2 Preparasi Sampel limbah cair peternakan babi
Pengambilan sampel dilakukan pada pagi hari, tanpa memisahkan populasi sampel berdasarka kelompok-kelompok. Hal ini dilakukan karena situasi pengandangan tidak
memungkinkan dan menurut peneliti sebelumnya Ni Wajan L.P, 1998 bahwa kandungan ammonia dalam ternak babi jantan atau betina, kecil atau besar tidak
berpengaruh secara signifikan. Sesaat sampel limbah cair diambil segera ditambahkan larutan HCl 10 dan disimpan pada suhu ± 4
C. Hal ini bertujuan untuk mencegah terjadinya penguapan ammonia dari sampel. Ammonia NH
3
dalam sampel limbah cair berubah menjadi ammonium NH
4 +
, dengan reaksi sebagai berikut : NH
3g
+ HCl
aq
NH
4
Cl
aq
Ammonia berubah menjadi garam NH
4
Cl garamnya sehingga terbentuk larutan penyangga.
Dari hasil penelitian
yang telah dilakukan dengan menggunakan
spektofotometer UVVis diketahui konsentrasi ammonium awal pada sampel limbah cair peternakan babi yaitu 427,23 mgL tabel 4.2. Setelah impregnasi perendaman
zeolit alam dalam berbagai variasi massa 10 g, 20 g, 30 g, 40 g, 50 g, 60 g, 80 g, dan 100 g menunjukkan nilai konsentrasi ammoniumnya menjadi berkurang dari
konsentrasi awal. Ini menunjukkan bahwa ammonium terperangkap dalam zeolit. Konsentrasi ammonia terkecil terdapat pada penyerapan zeolit alam Sarulla dengan
massa 100 g yaitu 8,2 mgL tabel 4.3 sehingga di dapat kapasitas adsorpsi zeolit optimum dengan persen penurunan kadar ammonia 98,08. Hal ini disebabkan karena
garam ammonium terdispersi ke dalam penyangga dengan cara perendaman. Adanya gaya kapiler disebabkan oleh perbedaan tekanan antar lapisan permukaan, larutan
garam akan masuk ke dalam pori-pori penyangga dan didistribusikan ke seluruh bagian intra kristalin. Secara teororitis jumlah air yang terkandung dalam zeolit sesuai
dengan banyaknya volume pori, tetapi terkadang rendahnya kekentalan dari pelarut
menyebabkan dipusi pelarut lebih cepat daripada zat terlarut sehingga dibutuhkan waktu perendaman cukup lama untuk mencapai homogen. Deni, S, 2009
Terserapnya ammonium pada zeolit alam Sarulla juga dipertegas dengan hasil karakterisasi zeolit menggunakan FTIR zeolit dari hasil Spektra-IR antara zeolit mula-
mula dan zeolit optimum diketahui bahwa ammonium NH
4 +
terserap dalam zeolit, hal ini terbukti dengan munculnya bilangan gelombang baru pada zeolit optimum pada
1527 cm
-1
dalam bentuk garam ammonia Puslitbang LIPI Bandung, 2007. Kemudian pada hasil spektra
– IR zeolit optimum muncul gelombang 1643 cm
-1
dimana menurut Park dan Komarneni 1997, pada bilangan gelombang ini menunjukkan senyawa H
2
O walaupun diaktifkan pada suhu 300
C hanya sebahagian molekul air yang terlepas masih ada yang terserap dalam pori-pori dan saluran zeolit sehingga akan menyerap
energi radiasi pada bilangan gelombang tersebut. Dari interprestasi spektra itu mengindikasikan imprenagsi perendaman zeolit
alam Sarulla dalam limbah cair peternakan babi tidak menyebabkan perubahan struktur zeolit dan ammonium terserap dalam zeolit. Hal ini memungkinkan karena zeolit
mempunyai struktur berongga sehingga dapat berfungsi sebagai adsorben ion atau molekul yang ada disekitarnya. Ion atau molekul yang cocok terdifusi ke dalam sistim
rongga zeolit dan didistribusikan ke seluruh bagian intra kristalin sehingga terperangkan didalamnya, sehingga zeolit dapat berperan sebagai adsorben. Setiadi
dan Pratiwi, 2007. 4.2.3 Uji adsorpsi
Uji adsorpsi zeolit dilakukan terhadap Ammonia dari limbah cair peternakan babi. Dalam uji ini zeolit alam Sarulla yang telah diaktivasi secara fisika dalam suhu 300
C digunakan untuk mengadsorpsi Ammonia dengan variasi massa 10 g, 20 g, 30 g, 40 g,
50 g, 60 g, 80 g, dan 100 g. Hal ini dibuat mengingat tingginya konsentrasi Ammonia dalam sampel awal yaitu 427,23 mg L, telah dilakukan dengan massa zeolit 2 g, hasil
adsorpsi tidak terlalu terlihat penurunan konsentrasi ammoniuanya. Setelah sampel limbah cair diimpregnasi perendaman dengan zeolit selama 3
jam dengan variasi massa zeolit dilakukan penyaringan. Filtrat hasil penyaringan
sebelum diukur transmitansinya dengan spektofotometer UVVis terlebih dahulu dinetralkan dengan NaOH 6 N dan ditambahkan Reagens Nessler 2,0 ml. Hal ini
bertujuan untuk membentuk senyawa kompleks berwarna, jika Reagens Nessler ditambah pada ammonia akan membentuk warna kuning kecoklatan. Intensitas warna
yang timbul inilah yang diukur oleh spektofotometer UVVis. Intensitas warna yang terjadi akan sebanding dengan konsentrasi ammonium dalam sampel Cole, D.J.A,
1996. Reaksi yang terjadi pada sampel limbah cair setelah ditambah Reagen Nessler: HgI
2s
+ KI
s
K
2
[HgI
4
] Reagens Nessler
2K
2
[HgI
4
] + 2NH
4 +
NH
2
HgI
3
+ 4KI + NH
4
I + 2H
+
Hasil pengukuran persentase adsorpsi ammonium optimum berada pada 98,08 dengan massa zeolit 100 g. Hal ini sesuai dengan sifat daripada zeolit itu
sendiri sebagai pengadsorpsi dimana zeolit mempunyai kemampuan menyerap sejumlah molekul dan ion yang terdapat dalam larutan atau gas. Faktor-faktor yang
mempengaruhi kapasitas adsorpsi diantaranya : luas permukaan, ukuran pori, kelarutan adsorbat, pH dan suhu. Sedangkan faktor-faktor yang mempengaruhi laju adsorpsi
diantaranya : ukuran partikel, konsentrasi adsorbat dalam larutan, suhu larutan, dan agitasi pengadukan. Adsorpsi zeolit yang terjadi termasuk adsorpsi fisikal karena
tidak terjadi perubahan struktur fisik zeolit. Setyawan, P.H.D, 2002. Sifat yang kedua yaitu sebagai penukar kation artinya kation-kation dalam
zeolit dapat dipertukarkan dengan kation lain. Hal ini dilihat zeolit mengandung kation dan molekul air yang dapat menjaga kesetimbangan subsitusi Si
4+
dan Al
3+
sehingga tidak menyebabkan zeolit bermuatan negatif. Kation tersebut dapat bergerak bebas
dalam saluran rongga zeolit sehingga dapat dipertukarkan dengan kation lain. Proses pertukaran ion tidak menyebabkan perubahan struktur dari zeolit alam.
Gambar 4.1 Pertukaran Kation antara Ammonium dengan Kation Zeolit Zeolit mempunyai keselektifan yang tinggi, sehingga sering digunakan untuk
mengisolasi kation yang diikat secara selektif. Zeolit alam dapat mereduksi secara signifikan kandungan ammonium yang bisa digunakan dalam menghilangkan bau
dalam peternakan. Di samping itu, ammonium yang diabsorpsi oleh zeolit dapat digunakan sebagai pupuk pelepas lambat. Tingginya kapasitas absorpsi terhadap
ammonium menyebabkan zeolit sangat efektif secara alami dalam mengontrol tingginya konsentrasi ammonium yang dihasilkan dalam peternakan. Dengan demikian
terlihat bahwa ammonium dapat diadsorpsi oleh zeolit dalam berbagai aplikasi dan cenderung untuk melakukan pertukaran kation dengan zeolit Poerwadion dan
Masduqi, 2004.
Limbah cair peternakan babi
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian mengenai penyerapan ammonia NH
3
dari limbah cair peternakan babi oleh zeolit alam Sarulla dengan perendaman selama 3 jam dan suhu
aktivasi 300 C secara keseluruhan dapat disimpulan bahwa :Zeolit alam Sarulla
mampu menyerap ammonia dari limbah cair peternakan babi, dan penambahan massa zeolit alam Sarulla 100 g merupakan massa optimum dari adsorpsi zeolit dengan nilai
kapasitas adsorpsi 98,08. Terbukti pada nilai konsentrasi ammonium pada filtrat berkurang dari konsentrasi ammonium limbah cair awal yaitu dari 427,23 mg L
menjadi 8,2 mg L.
5.2 Saran
Dari penelitian yang telah dilakukan penulis menyarankan :
1. Perlu diadakan studi kelayakan secara ekonomi dan disosialisasikan kepada masyarakat
peternak babi untuk menggunakan zeolit alam Sarulla aktif dalam pengamanan bau yang ditimbulkan oleh limbah ternak.
2. Perlu dilakukan penelitian regenerasi zeolit alam Sarulla sebagai penyerap ammonia dari
limbah cair peternakan. 3.
Perlu dilakukan penelitian pengaplikasian zeolit alam Sarulla yang terserap ammonia terhadap kesuburan tanah.
40
