PENURUNAN KADAR AMMONIA PADA LIMBAH CAIR PT CHEIL JEDANG INDONESIA DENGAN METODE ELEKTROLISA SECARA KONTINYU.

(1)

ELEKTROLISA SECARA KONTINYU

PENELITIAN

Oleh : NUR HALIMAH

(1131210056)

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

JAWA TIMUR

(2)

PENURUNAI{ I{ADAR AilIMONIA PADA

PT CHEIL JEDAISG IITDOIIESIA DENGAIiI

MFTODE

ELEKTROLISA SECARA KONTINnI

Disusun Oleh :

Telah DiPertahankan DihadaPan Dan Diterima Oleh Tim Penguii Skripsi

Pada Tanggal : 2A Juli 2011 -lm Penguji :

-+H

tr. Bambariq Widiono. MT' xlp. tgszll28 198803 1 001

Pembimbing :

J[n,0.

Henv' Dewaiani. S.T'. MT' tttp. tgzo0t05 199702 2 001

_€,*

Windi Zamrudv. B.Tech'" M'fd l$p, tge+{{28 199{03 1 007

. . . . , . . . ' - . '

, : ' . - i : I ' r , v . - 4 ' i r l ^ - ' .

".*rdntA's"

" { ' ( . r ,

NIP.19570810 198603

M e n g e t a h u i

Dekan Fakultas Teknologi Industri

Universitas

Pemp.a-rl'(i

_",,11,

_.I15

_l?.ia

I*Vete

ra

n "

Jawa TirnuP

I 004

t ' '

I ''{n t

-NIP. I 001

(3)

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan Laporan Akhir di PT. Cheil Jedang Indonesia dengan baik dan dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini tepat pada waktunya.

Adapun tujuan dari penyusunan laporan Akhir ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat akademik guna memperoleh kelulusan program Diploma III jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Malang. Laporan ini berisi tentang Penurunan Kadar Ammonia pada Limbah Cair PT Cheil Jedang Indonesia dengan metode Elektrolisa secara kontinyu yang disusun berdasarkan pada data pengamatan yang diperoleh selama Praktek berlangsung di PT. Cheil Jedang Indonesia Pasuruan, yang dimulai pada tanggal 3 Mei sampai 30 Mei 2011.

Penyusunan laporan ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak berupa petunjuk, saran, bimbingan, maupun fasilitas yang diberikan. Oleh karena itu penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada:

1. Heny Dewajany, ST, MT sebagai Dosen Pembimbing di Politeknik Negeri Malang.

2. Ir. Tundung Subali Patma, MT sebagai Direktur Politeknik Negeri Malang. 3. Ir . Hardjono, MT sebagai Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri

Malang.

4. Yanti Maryanty, ST, M.Si sebagai koordinator Tugas Akhir Politeknik Negeri Malang.

5. Pamudji Raharjo, selaku Manajer WWT atas bimbingan yang diberikan selama penelitian di PT. Cheil Jedang Indonesia.

6. Yudi Purwanto, selaku seksi HRD, karena telah mengijinkan kami untuk melaksanakan Praktek Laporan Akhir di PT. Cheil Jedang Indonesia Pasuruan.

(4)

Praktek Laporan Akhir.

8. Bapak Tuharso, Bapak Sutrisno, Bapak Dodik, Bapak Edy dan seluruh keluarga besar seksi WWT PT. Cheil Jedang Indonesia atas kerja samanya dalam membantu menyelesaikan Praktek Laporan Akhir.

9. Teman-teman angkatan 2008 Teknik Kimia Politeknik Negeri Malang atas dukungannya selama ini.

10.Serta pihak-pihak yang terkait yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu dalam pengerjaan Tugas Akhir dan penyusunan laporan ini. Dengan membaca laporan ini penyusun mengharapkan segala saran dan masukan yang membangun demi pengembangan laporan ke arah yang lebih baik. Semoga dengan tersusunnya laporan ini dapat memberikan sumbangan ilmu pengetahuan dan manfaat bagi semua pihak, khususnya di bidang Teknik Kimia.

Malang, Juli 2011

Penyusun

(5)

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

ABSTRAK ... iii

ABSTRACT ... iv

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR LAMPIRAN ... xii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Ruang Lingkup Masalah ... 3

1.3 Batasan Masalah ... 3

1.4 Rumusan Masalah... 4

1.5 Tujuan ... 4

1.5.1 Tujuan Umum ... 4

1.5.1 Tujuan Khusus ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Umum ... 5

2.2 Limbah Cair ... 5

2.3 Limbah Industri ... 6

2.3.1 Karakteristik Air Limbah ... 6

2.4 Limbah Industri PT Cheil Jedang Indonesia ... 9

2.5 Elektrolisa ... 10

2.5.1 Pengertian Elektrolisa ... 10

2.5.2 Mekanisme Reaksi Pengolahan Limbah Ammonia ... 10

2.5.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Elektrolisa ... 11

2.5.4 Hubungan listrik sel ... 13

2.5.5 Grafit ... 14

2.5.6 Platina ... 15

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Rancangan percobaan... 16

3.2 Gambar Alat ... 19

3.2.1 Percobaan ... 19

3.2.2 Analisa AN ... 19

3.3 Skema Percobaan ... 20

(6)

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil dan Pembahasan pada limbah Industri secara kontinyu ... 24

4.2 Hasil dan Pembahasan dengan limbah Industri secara batch ... 28

4.3 Hasil dan Pembahasan dengan limbah buatan secara kontinyu ... 29

4.4 Pembahasan secara keseluruhan ... 32

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 34

5.2 Saran ... 44 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN RIWAYAT HIDUP

(7)

PT CHEIL JEDANG INDONESIA DENGAN METODE ELEKTROLISA SECARA KONTINYU

Nur Halimah (0831410063)

Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang

Jalan Veteran PO.Box 04 Malang, Telepon (0341) 551341- Fax.(0341) 404420 Pembimbing: Heny Dewajani,ST.,MT

Tingginya kandungan ammonia dalam proses pengolahan limbah pada Port 12 di PT. Cheil Jedang Indonesia sebesar ± 3500 ppm dapat mengganggu lingkungan dan kesehatan. Tujuan dari percobaan ini adalah menurunkan kadar ammonia limbah PT Cheil Jedang Indonesia untuk mengurangi penggunaan bahan kimia pada treatment lanjutan. Prosedur percobaan yaitu pengambilan sampel limbah awal kemudian melakukan elektrolisa dengan memvariasikan jenis elektrode, flowrate dan voltase. Analisa hasil percobaan limbah industri menggunakan metode kjeldhal. Hasil pengolahan menunjukkan bahwa pengolahan limbah ammonia untuk limbah industri pada beda tegangan 6,8 V; 8,7V ; dan 13V diperoleh penurunan kadar ammonia tertinggi dengan elektrode platina untuk tegangan 13 V yaitu 8%.

(8)

PT CHEIL JEDANG INDONESIA WITH ELECTROLYSIS METHOD CONTINUOUSLY

Nur Halimah (0831410063)

Chemical Engineering Department, State Polytechnic of Malang

PO.Box 04 Veteran Malang Street, Phone (0341) 551 341 - Fax. (0341) 404 420 Advisor: Heny Dewajani, ST., MT

High content of ammonia in the sewage treatment process on Port 12 in the PT. Cheil Jedang Indonesia of ± 3500 ppm can disturbe the environment and health. The purpose of this experiment is to reduce levels of ammonia of wastewater at PT Cheil Jedang Indonesia to reduce chemical further treatment. Experimental procedures are sampling the first waswater and then perform in a electrolysis of wastewater by varying the type of electrode, flowrate and voltage. Analysis of experimental results of material waste is done by using the method kjeldhal. The results showed that waswater treatment of ammonia for industrial waste at different voltages 6.8 V, 8.7 V, and 13V. The highest reduction of ammonia is obtain with platinum electrodes for voltage 13 V 8%.

(9)

BAB I PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Ammonia sudah dikenal luas sebagai bahan baku yang merupakan komoditas yang penting dalam perindustrian. Namun, di lain pihak ammonia juga merupakan salah satu polutan yang berbahaya. Beberapa cara yang telah dilakukan untuk mengolah limbah ammonia antara lain dengan pengolahan secara biologi, air stripping, breakpoint chlorination dan pertukaran ion. Namun, cara-cara tersebut memiliki keterbatasan dan kekurangan misalnya pada metode air stripping

dihasilkan gas ammonia yang langsung dibuang ke udara sehingga dapat mencemari udara, pada Breakpoint Chlorination gas NH3 hanya diubah sebagai nitrogen, tetapi

tidak dapat menghasilkan H2, pada Ion exchange ammonia hanya dipisahkan dari

limbah sebagai gas ammonia yang dapat mencemari udara , pada Biotreatment

membutuhkan tempat instalasi yang luas dan waktu treatment lama , sehingga dibutuhkan cara lain yang dapat memberi hasil yang lebih efektif dan dengan biaya yang lebih murah.

PT. Cheil Jedang Indonesia Pasuruan merupakan salah satu industri yang bergerak dibidang Bioproses terbesar di Indonesia dengan produk utamanya adalah L- Lysine, L-Theronin, L-Triptopan dan MSG serta produk samping yaitu Prosine, Liquid Fertilizer (Bagitani) dan Pupuk Bio Green. Pada industri yang bergerak dibidang Bioproses khususnya proses fermentasi membutuhkan senyawa organik seperti ammonia yang digunakan sebagai sumber nitrogen untuk pertumbuhan bakteri sehingga limbah buangan masing- masing proses masih mengandung ammonia berkonsentrasi tinggi. Salah satu metode pengolahan limbah ammonia yang dapat menurunkan konsentrasi ammonia yang berkonsentrasi tinggi di PT Cheil Jedang Indonesia adalah air stripping, tetapi efisiensi penurunannya masih dibawah 50%.

(10)

Hal ini dapat dilihat pada data awal konsentrasi ammonium nitrogen pada tanggal 5 Agustus 2010 yaitu 5000ppm dan setelah proses air stripping kadar Amonium nitrogen menjadi 3000ppm. Masih tingginya konsentrasi ammonium nitrogen mempengaruhi banyaknya penggunaan bahan kimia pada treatment lanjutan.

Penelitian yang dilakukan oleh Zhou dan Cheng (2008) menggunakan Pt sebagai katode dan anode. Dengan meningkatnya konsentrasi ammonia pada larutan, semakin banyak NH3(aq) yang akan teradsorbsi pada permukaan elektroda untuk dioksidasi sehingga rapat arus anodik meningkat dengan meningkatnya konsentrasi ammonia. Ketika mencapai konsentrasi tertentu, adsorbsi ammonia pada elektroda Pt akan mencapai kondisi relatif jenuh. Peningkatan konsentrasi ammonia yang lebih jauh tidak akan meningkatkan jumlah ammonia yang teroksidasi.

Dari penelitian Zhou dan Cheng (2008), juga diperoleh bahwa semakin tinggi konsentrasi KOH, puncak rapat arus meningkat. Peran KOH pada elektrolis ammonia adalah untuk menghasilkan kondisi alkali untuk oksidasi ammonia. Peningkatan konsentrasi KOH menyebabkan rapat arus oksidasi ammonia meningkat secara kontinyu. Peningkatan alkalinitas juga akan menurunkan jumlah ion hidrogen untuk pembentukan gas hidrogen. Namun, penelitian ini tidak meneliti waktu optimum elektrolisa ammonia.

Dengan metode ini diharapkan kandungan ammonia hasil elektrolisa jauh lebih rendah dari pada menggunakan metode Air Stripping, harapannya kadar ammonia hasil elektrolisa bisa mencapai 1500ppm sehingga dapat mengurangi biaya pada treatment lanjutan seperti penggunaan bahan-bahan kimia. Pada penelitian ini menggunakan elektrode grafit, dimana elektrode tersebut merupakan salah satu elektrode inert yaitu elektrode yang tidak ikut bereaksi selama proses elektrolisa berlangsung. Proses ini dilakukan secara kontinyu dengan menetapkan beberapa variabel yang di tentukan. Penelitian ini di laksanakan di PT Cheil Jedang Indonesia dalam skala Laboratorium.

(11)

I.2. Ruang Lingkup Masalah

Proses penurunan kadar ammonia dengan metode elektrolisa dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain :

1. Karakteristik limbah cair 2. Jenis elektroda yang digunakan 3. Jarak antar elektroda

4. Waktu untuk proses elektrolisa 5. Flowrate air limbah masuk

6. Temperature proses 7. Rapat arus/voltase 8. pH air limbah 9. Jumlah elektrode 10. Ukuran elektrode I.3. Batasan Masalah

Mengingat begitu banyaknya variabel yang berpengaruh pada proses pengolahan limbah cair ini, maka perlu adanya pembatasan yang diuji agar dengan waktu yang tersedia penelitian dapat diselesaikan. Batasan masalah itu antara lain :

1. Variabel tetap:

 Karakteristik air limbah, dengan konsentrasi ammonia pada limbah yang akan diproses berkisar antara 3000-3500ppm.

 Jarak antar elektrode yaitu 1,5 cm

 Jumlah elektrode, jumlah elektrode yang digunakan yaitu 5 buah katode dan 5 buah anode.

 Temperatur air limbah, temperatur air limbah yang digunakan sekitar 30-35⁰ C

 pH air limbah yang digunakan untuk elektrolisa sekitar 9-10 2. Variabel berubah:

 Jenis elektrode, elektrode yang digunakan untuk proses elektrolisa ada dua jenis yaitu elektrode grafit dan elektrode platina.

 Waktu, pengambilan sample pada proses elektrolisa diambil tiap 20menit.

(12)

 Flowrate umpan,variabel flowrate yang digunakan pada percobaan yaitu 62,5; 83,3; 125; dan 250 ml/menit

 Voltase yang digunakan selama percobaan yaitu 6,8; 8,7;dan 13V. 1.4 Rumusan Masalah

Dari uraian latar belakang dan batasan masalah, maka dapat dibuat rumusan masalah sebagai berikut :

1. Bagaimana hasil penurunan ammonia dengan metode elektrolisa? 2. Bagaimana pengaruh jenis elektrode yang digunakan untuk elektrolisa? 3. Bagaimana pengaruh flowrate influent terhadap penurunan ammonia? 4. Bagaimana pengaruh waktu operasi elektrolisa terhadap penurunan

ammonia?

5. Bagaimana pengaruh voltase yang digunakan dalam proses elektrolisa?

1.5 Tujuan 1.5.1 Tujuan Umum

Mengetahui efisiensi penurunan ammonia dengan metode elektrolisa.

1.5.2 Tujuan Khusus

1. Mengetahui pengaruh jenis elektrode terhadap penurunan ammonia

2. Mengetahui pengaruh flowrate influent air limbah terhadap hasil elektrolisa air limbah.

3. Mengetahui pengaruh waktu operasi elektrolisa terhadap penurunan ammonia

4. Mengetahui pengaruh voltase yang digunakan dalam proses elektrolisa terhadap effluent.

(13)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Umum

Air Limbah adalah kotoran dari masyarakat dan rumah tangga dan juga yang berasal dari industri, air tanah, air permukaan serta buangan air lainnya, dengan demikian air buangan ini merupakan hal yang bersifat kotoran umum.

Air limbah berasal dari dua jenis sumber yaitu air limbah rumah tangga dan air limbah industri. Secara umum, didalam limbah rumah tangga tidak terkandung zat-zat berbahaya, sedangkan didalam limbah industri harus dibedakan antara limbah yang mengandung zat-zat yang berbahaya dan tidak.

Untuk yang mengandung zat-zat yang berbahaya harus dilakukan penanganan khusus tahap awal sehingga kandungannya bisa diminimalis terlebih dahulu sebelum dialirkan ke sewage plant,karena zat-zat bahaya itu bisa mematikan fungsi mikroorganisme yang berfungsi menguraikan senyawa di dalam air limbah. Sebagian besar zat-zat berbahaya bahkan kalau dialirkan ke sewage plant hanya melewatinya tanpa terjadi perubahan yang terjadi, misalnya logam berat. Penanganan limbah industri tahap awal ini biasanya dilakukan secara kimiawi dengan penambahan zat-zat kimia yang bisa mengeliminasi zat-zat-zat-zat yang berbahaya.

2.2 Limbah Cair

Limbah cair merupakan gabungan atau campuran dari air dan bahan-bahan tercemar yang terbawa oleh air, baik dalam keadaan terlarut maupun tersuspensi yang terbuang dari sumber domestik (perkantoran, perumahan dan perdagangan), sumber industri dan pada saat tertentu tercampur dengan air tanah, air permukaan atau air hujan.

Limbah cair berasal dari aktivitas manusia (human sources) dan aktivitas alam (natural sources). Aktivitas manusia yang menghasilkan limbah cair sangat beragam, sesuai dengan kebutuhan hidup manusia yang beragam pula. Beberapa jenis aktivitas manusia yang menghasilkan limbah cair diantaranya adalah aktivitas dalam bidang

(14)

rumah tangga, perkantoran, perdagangan, perindustrian, pertanian dan pelayanan jasa. Sedangkan untuk limbah cair yang berasal dari aktivitas alam yaitu hujan. Hujan merupakan aktivitas alam yang menghasilkan limbah cair yang disebut air larian (storm water run off).

2.3 Limbah Industri

Limbah industri air kotor buangan industri-industri, limbah industri dapat berupa limbah padat, limbah cair dan gas, limbah padat tergantung dari jenis bahan baku dan produk suatu industri berasal dari sisa-sisa produksi yang dapat diatasi didalam pabrik, atau bahkan dapat dimanfaatkan untuk hal lain. Limbah gas yang dikeluarkan oleh industri juga tergantung jenis bahan baku yang digunakan dan diproduksi.Kualitas air limbah sangat bergantung pada tipe, macam aktivitas dan besar kecilnya industri.

Air limbah domestik maupun industri banyak mengandung senyawa organik yang dapat digunakan oleh beberapa organisme terutama mikroorganisme yang terdapat di lingkungan. Organisme tersebut memetabolisme senyawa organik lewat reaksi oksidasi dengan menggunakan oksigen yang terlarut dalam air. Oleh karena oksigen mempunyai kelarutan relatif kecil, akan dengan cepat terkonsumen yang akhirnya menyebabkan air kekurangan oksigen dan lingkungan menjadi anaerobik. Begitu terjadi defisit oksigen, maka beberapa organisme yang hidupnya menggunakan oksigen seperti ikan dan bakteri aerobik akan mati. Disamping itu ada beberapa senyawa organik atau hasil dari degradasinya yang bersifat toksik untuk kehidupan fauna maupun flora yang hidup dalam badan air.

Senyawa organik yang mengandung N, terutama N amonikal bersifat dapat memodifikasi keseimbangan ekologi, yang diantaranya adalah hilangnya beberapa spesies ikan akibat keracunan ammonia. Perlu ditambahkan bahwa sifat toksik beberapa senyawa tergantung dari beberapa faktor, yaitu konsentrasi, suhu, adanya senyawa lain dan daya tahan mikroorganisme.

(15)

2.3.1 Karakteristik Air Limbah

Keadaan air dalam keadaan normal dinyatakan sebagai H2O, air di alam selalu

mengandung senyawa lain (gas,padat,cair) mulai beberapa mg/l sampai dengan 35000 mg/l (air laut). Air kotor mengandung rata-rata 1000 mg/l padatan dalam bentuk larutan maupun suspensi dan dengan demikian 99,9% adalah kebanyakan air. Untuk mendapatkan gambaran mengenai kualitas air limbah lebih mendetail, sebaiknya kita melakukan analisa terhadap air tersebut melalui analisa secara fisik, kimia, dan biologi.

a. Karakteristik Fisika

Perubahan warna, bau dan rasa yaitu air normal tidak berwarna, sehingga tampak bersih, bening dan jernih. Bila kondisi air warnanya berubah, maka hal tersebut terjadi indikasi bahwa air telah tercemar. Akan tetapi, tidak semua air yang bening dan jernih dapat dipastikan tidak tercemar, karena banyak zat-zat beracun tidak mengakibatkan perubahan warna.

Timbulnya bau pada air lingkungan merupakan indikasi kuat bahwa air telah tercemar. Bau dapat menunjukkan apakah suatu air limbah masih baru atau telah membusuk, banyak bau yang tidak sedap disebabkan karena adanya campuran dari nitrigen, sulfur, fosfor dan juga berasal dari pembusukan protein dan bahan-bahan lain organik yang terdapat di air limbah, suatu konsentrasi kira-kira 0,037 mg/ammonia dapat menimbulkan bau ammonia yang sedikit menyengat.

Rasa dapat diukur secara organoleptis, rasa disebabkan adanya senyawa lain yang terkandung dalam air seperti NH3, H2S, senyawa fenol

diukur secara kuantitatif karena hasilnya terlalu subjektif.

b. Karakteristik Kimia Nitrogen

Analisa air limbah berurusan dengan lima kelompok nitrogen yang berbeda-beda, ammonia bebas, ammonia albuminoida, nitrogen organik, nitrit

(16)

dan nitrat. Hubungan yang timbul diantara berbagai bentuk campuran nitrogen dan perubahan-perubahan yang terjadi di alam pada umumnya digambarkan

dengan ―siklus nitrogen‖ yang terkenal. Di dalam air limbah kebanyak dari

nitrogen itu pada dasarnya terdapat dalam bentuk organik atau nitrogen protein dan ammonia.

Ammoniak Bebas

Ammoniak ini disebut juga nitrogen ammonia, dihasilkan dari pembusukan secara bakterial zat-zat organik. Air limbah yang masih segar secara relatif berkadar ammoniak bebas yang rendah dan berkadar nitrogen yang tinggi.

Ammoniak Albuminoida

Ammoniak albuminoida dianggap sebagai suatu ukuran bagi nitrogen organik yang mudah membusuk dan terdapat dalam air limbah. Ia hanya mewakili sebagian daripada seluruh nitrogen pada zat mana amonikal albuminoida itu mempunyai hubungan-hubungan yang dapat berlainan dalam air limbah yang kasar, ammoniak albuminoida itu pada umumnya berjumlah kira-kira setengah daripada seluruh jumlah nitrogen organik.

Nitrogen Organik

Semua nitrogen yang terdapat didalam campuran organik dapat dianggap sebagai nitrogen organik. Dalam air limbah domestik, kebanyakan dari nitrogen organik berada dalam bentuk protein-protein yang diakibatkan oleh degradasi. Nitrogen menjadi ammoniak dalam pembusukan anaerobik sedangkan nitrit dan nitrat dalam pembusukan aerobik.

Nitrit

Penilaian terhadap nitrit menunjukkan jumlah zat nitrogen yang hanya sebagian saja mengalami oksidasi. Dengan demikian nitrit merupakan suatu tingkatan peralihan dalam prosese perubahan zat organik kedalam bentuk-bentuk yang tetap. Nitrit dapat berubah menjadi ammoniak dan dapat dioksidasikan menjadi nitrat.

(17)

Nitrat

Nitrat mewakili produk akhir dan pengoksidasian zat yang bersifat nitrogen. Jadi jumlah nitrat menunjukkan lajunya pembenahan menuju oksidasi lengkap dan kemantapan. Penentuan nitrogen nitrat sangat penting dalam kaitannya dengan pembenahan air limbah, air limbah yang dibenahi secara efisien memperlihatkan kadar nitrat yang tinggi. Adanya nitrat yang tersaring dari selokan-selokan limbah merupakan manfaat yang bagi aliran-aliran air penampang oleh karena oksigen dalam bentuk larutan oksigen telah menguap habis, sehingga menjadi terjadinya kondisi anaerobik dan busuk.

2.4 Limbah Industri PT Cheil Jedang Indonesia

Limbah yang dihasilkan oleh PT Cheil Jedang Indonesia antara lain : a. Limbah Padat

 Gypsum (CaSO4) yaitu limbah padat yang dihasilkan pada proses

fermentasi. Limbah ini biasanya diambil oleh warga sekitar pabrik untuk dimanfaatkan dalam pembuatan genteng dan batu bata.

 Humus yang berasal dari unit PCA serta cake yang berasal dari proses decolorisasi MSG. Limbah ini juga diambil oleh warga di sekitar pabrik dan biasanya dipakai untuk bahan bakar pada pembuatan batu bata. b. Limbah cair

Limbah cair ini antara lain berasal dari:

 Limbah cair yang langsung dipompa ke unit WWT, terdiri dari unit Refinery Lysine, unit Recycle, dan regenerasi raw water DIW.

 Sumber lain, yakni limbah cair dari Fermentasi, termasuk PCM dan SOD, dan Refinery Lysine.

Parameter limbah cair ditentukan oleh pemerintah melalui Undang – Undang KEP-RI/MENLH/10/1995 tentang ―Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri‖ tanggal 23 Oktober 1995.

(18)

Tabel 1. Baku Mutu Limbah Cair untuk Industri MSG Parameter Kadar Maksimal

(mg/L)

Beban Pencemaran Maksimal (Kg/L)

BOD5 80 9,6

COD 150 18

TSS 100 12

pH 6-9

Debit limbah Max. 120 m3/ton produk MSG

Tabel 2. Parameter Effluent Limbah Cair di PT. Cheil Jedang Indonesia Parameter Kadar Limbah

BOD COD TSS NH3

< 80 ppm < 200 ppm < 60 ppm < 30 ppm Maksimal 8

2.5 Elektrolisa

2.5.1 Pengertian Elektrolisa

Elektrolisa merupakan proses kimia yang mengubah energy listrik menjadi energy kimia. Komponen yang terpenting dalam proses elektrolisis ini adalah elektroda dan elektrolit. Elektroda yang digunakan dalam proses elektrolisis dapat digolongkan menjadi dua yaitu elektroda inert (kalsium, potassium, grafit, platina, dan emas) dan elektroda aktif (seng, tembaga, dan perak). Elektrolit dapat berupa asam, basa, atau garam, dapat juga leburan garam halide atau leburan oksida.

2.5.2 Mekanisme Reaksi Pengolahan Limbah Ammonia

Dalam unit elektrolisa, ammonium diubah menjadi gas nitrogen. Proses elektrolisa ammonia menghasilkan hidrogen dengan kemurnian tinggi dalam alkaline electrolytic cell menurut reaksi:

(19)

NH3 + H2O NH4OH NH4++ OH

Anode : Oksidasi Ammonia

2H2O(l) 4H+ + O2 + 4e

2NH3(l) + 3O2 N2(g) + 3H2O(l)

Katode : Reduksi H2O

2H2O(l) + 2e- H2(g) + 2OH-(aq)

Reaksi Overall

2NH3(l) + 2H2O(l) N2(g) + 4H2(g) + 2OH-(aq)

Liang dan Liu (2008) melakukan penelitian elektrolisa ammonia menggunakan RuO2/Ti sebagai anode dan stainless steel sebagai katode. Dari

penelitian tersebut, pH basa dan konsentrasi ammonia yang tinggi menyebabkan peningkatan konsentrasi NH3. Peningkatan konsentrasi NH3 akan mendukung

oksidasi ammonia. Namun, laju penghilangan NH3 tersebut tergolong lambat karena

tidak ada ion klorida. Pada larutan ammonia yang mengandung ion klorida, laju penghilangan ammonia lebih cepat karena ammonia dapat teroksidasi seluruhnya dan diubah menjadi nitrogen. Namun, dalam penelitian tersebut dihasilakan gas klorida yang memerlukan treatment lebih lanjut.

dioksidasi sehingga rapat arus anodik meningkat dengan meningkatnya konsentrasi ammonia. Ketika mencapai konsentrasi tertentu, adsorbsi ammonia pada elektrode Pt akan mencapai kondisi relatif jenuh. Peningkatan konsentrasi ammonia yang lebih jauh tidak akan meningkan jumlah ammonia yang teroksidasi.

Elektrode yang sering dipakai adalah elektrode inert seperti C, Pt, dan Au karena elektrode inert tidak ikut bereaksi. Reaksi-reaksi elektrolisis dialami oleh ion-ion elektrolit atau pelarut air. Ion positif (kation-ion) akan mengalami reduksi di katode; ion negatif (anion) akan mengalami oksidasi di anode.

(20)

2.5.3 Faktor – faktor yang Mempengaruhi Elektrolisa

Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Komponen yang terpenting dari proses elektrolisis ini adalah elektroda dan elektrolit. Elektroda yang digunakan dalam proses elektolisis dapat digolongkan menjadi dua, yaitu:

1. Elektroda inert, seperti kalsium (Ca), potasium, grafit (C), Platina (Pt), dan emas (Au).

2. Elektroda aktif, seperti seng (Zn), tembaga (Cu), dan perak (Ag).

Elektrolitnya dapat berupa larutan berupa asam, basa, atau garam, dapat pula leburan garam halida atau leburan oksida. Kombinasi antara elektrolit dan elektroda menghasilkan tiga kategori penting elektrolisis, yaitu:

1. Elektrolisis larutan dengan elektroda inert 2. Elektrolisis larutan dengan elektroda aktif 3. Elektrolisis leburan dengan elektroda inert

Pada elektrolisis, katoda merupakan kutub negatif dan anoda merupakan kutub positif. Pada katoda akan terjadi reaksi reduksi dan pada anoda terjadi reaksi oksidasi. (http://id.wikipedia.org/wiki/Elektrolisis).

Sel Elektrolisis adalah sel yang menggunakan arus listrik untuk menghasilkan reaksi redoks yang diinginkan dan digunakan secara luas di dalam masyarakat kita. Baterai aki yang dapat diisi ulang merupakan salah satu contoh aplikasi sel elektrolisis dalam kehidupan sehari-hari. Baterai aki yang sedang diisi kembali (recharge) mengubah energi listrik yang diberikan menjadi produk berupa bahan kimia yang diinginkan. Air, H2O, dapat diuraikan dengan menggunakan listrik dalam

sel elektrolisis. Proses ini akan mengurai air menjadi unsur-unsur pembentuknya. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

2 H2O(l)——> 2 H2(g) + O2(g)

Rangkaian sel elektrolisis hampir menyerupai sel volta. Yang membedakan sel elektrolisis dari sel volta adalah, pada sel elektrolisis, komponen voltmeter diganti dengan sumber arus (umumnya baterai). Larutan atau lelehan yang ingin

(21)

dielektrolisis, ditempatkan dalam suatu wadah. Selanjutnya, elektroda dicelupkan ke dalam larutan maupun lelehan elektrolit yang ingin dielektrolisis. Elektroda yang digunakan umumnya merupakan elektroda inert, seperti Grafit (C), Platina (Pt), dan Emas (Au). Elektroda berperan sebagai tempat berlangsungnya reaksi. Reaksi reduksi berlangsung di katoda, sedangkan reaksi oksidasi berlangsung di anoda. Kutub negatif sumber arus mengarah pada katoda (sebab memerlukan elektron) dan kutub positif sumber arus tentunya mengarah pada anoda. Akibatnya, katoda bermuatan negatif dan menarik kation-kation yang akan tereduksi menjadi endapan logam. Sebaliknya, anoda bermuatan positif dan menarik anion-anion yang akan teroksidasi menjadi gas. Terlihat jelas bahwa tujuan elektrolisis adalah untuk mendapatkan endapan logam di katoda dan gas di anoda..

2.5.4 Hubungan listrik sel

Susunan sel-sel adalah sesuatu yang penting. Bila suatu sel atau susunan sel (cell stack) berisi lebih dari dua elektrode, ada dua cara membuat hubungan listriknya sebagaimana gambar 2.1 (Anonim 2007; Beagles 2004)

b) Gambar 2.1 Hubungan Listrik Banyak Sel,

(22)

b)Hubungan Bipolar (Widiono 2002:17)

Hubungan monopolar, ada hubungan listrik luar terhadap tiap elektroda dalam sel monopolar. tegangan sel ditentukan antara tiap anoda dan katoda. pada sel, anoda dan katoda dipasang berselang seling dan kedua muka tiap elektrode adalah aktif dengan kutup yang sama. hubungan polar membutuhkan tegangan rendah dan arus tinggi.

Hubungan bipolar, hanya memerlukan dua hubungan listrik pada dua elektrode ujung dan reaksi sel terjadi bila dialirkan beda tegangan yang sesuai. tegangan terdistribusi sel-sel yang terpasang diantara elektrode ujung dan adanya penurunan tegangan di dalam fase larytan karena elektrode logam mempunyai daya hantar tinggi. sel tersebut untuk menyederhanankan hubungan listrik dan diperoleh keuntungan bahwa produk yang diperoleh besarnya setara dengan sel monopolar dengan arus rendah dan tegangan tinggi, hubungan tersebut bukan tidak ada persoalan, adanya bocoran arus listrik (by pass) suatu arus bukan antara elektrode pada sel yang sama tetapi antara elektrode sel tetangga, sehingga menyebabkan penurunan efisiensi arus. selain hal tersebut menyebabkan pula korosi, sehingga produk yang diperoleh tidak murni.

2.5.5 Grafit

Grafit adalah suatu modifikasi dari grafit dengan sifat yang mirip logam (penghantar panas dan listrik yang baik). Sifat-sifat: Grafit adalah penghantar listrik dan panas yang cukup baik tetapi bersifat rapuh. Pada temperatur yang lebih tinggi, grafit teroksidasi oleh asam nitrat berasap, khlor atau oksigen. Grafit hanya dapat dilarutkan dalam besi leleh. Ditinjau dari segi ketahanan terhadap korosi, grafit merupakan bahan yang bidang penggunaannya sangat luas.Bahan tersebut tahan terhadap semua asam dan sebagian besar basa hingga di atas 100°C.

Bahan grafit mempunyai keistimewaan seperti sifat mekanis seperti logam, ringan dan mempunyai sifat yang baik serta dari segi ekonomi bahan dasar grafit buatan tersedia melimpah dan murah.

(23)

Keuntungan menggunakan elektroda grafit antara lain adalah harganya relatif murah dibandingkan elektroda logam karena pemurnian grafit untuk elektroda lebih sederhana bila dibandingkan dengan pemurnian logam untuk dijadikan elektroda. Sedangkan kerugian atau kelemahan elektroda grafit terutama terbentuknya spektrum pita spektra sianogen pada pelat/film fotografi, hal ini mengganggu spektra unsur yang dianalisis, walaupun spektra grafit (carbon) sendiri tidak begitu kompleks. (http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-industri/utilitas-pabrik/bahan-non-metal-grafit/)

Sebagai salah satu hasil aplikasi dari sel Volta atau sel Galvani, baterai atau sel kering sangat akrab dengan kehidupan kita sehari-hari. Dipatenkan pertama kali oleh George Leclanche pada 1866, baterai terdiri atas insulator, batang karbon atau katoda, pasta di bagian tengah baterai yang mengelilingi dan membatasi antara katoda dan anoda, serta anoda itu sendiri yaitu seng.Ternyata batang karbon tersebut tidaklah reaktif, atau dapat dikatakan inert. Pasta yang telah disebut di atas selain terdiri dari campuran karbon, lapisan luarnya juga berbentuk pasta dari bahan elektrolit. Meskipun dikatakan sebagai sel kering, pada kenyataannya baterai tidaklah benar-benar kering. Baterai disebut sebagai sel kering karena elektrolitnya berbentuk pasta dan tidak tergolong sebagai cairan. Hal ini berbeda dengan jenis baterai lainnya. Meskipun potensial sel yang dihasilkan cukup sedikit yaitu sebesar 1,5 volt.(

http://id.shvoong.com/exact-sciences/1925300-sel-kering-betulkah-kering/#ixzz1TLzRn7nW )

2.5.6 Platina

Sebagai anggota kelompok elemen platinum, serta dari kelompok 10 dari tabel periodik unsur, platinum umumnya tidak reaktif. Ini menunjukkan daya tahan yang luar biasa terhadap korosi, bahkan pada suhu tinggi, dengan demikian dianggap sebagai logam mulia. Akibatnya, platinum sering ditemukan dalam bentuk logam platinum, dapat diartikan merupakan logam yang inert (sukar bereaksi dengan unsur lain).

(24)

Sifat-sifat yang menyebabkan mengapa platina dapat digunakan sebagai elektroda : logam murni, berkilau, ulet, dan mudah ditempa, tidak teroksidasi pada suhu apapun, meskipun terkorosi oleh halogen, sianida, sulfur, dan basa kaustik. Platinum tidak larut dalam hidroklorik dan asam nitrat, tetapi larut dalam regia aqua untuk membentuk asam chloroplatinic, H2PtCl6. Platinum memiliki ketahanan yang

sangat baik untuk korosi suhu tinggi dan dan memiliki sifat listrik stabil. Platina tidak akan dioksidasi di udara tidak peduli seberapa kuat dipanaskan.

(25)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Rancangan percobaan

Rancangan alat yang digunakan dalam penelitian :

Gambar 3.1 Rangkaian alat pengolahan limbah

Keterangan Gambar 3.1:

1) Tangki limbah ammonia konsentrasi tinggi 2) Kran pengatur flowrate

3) Tangki elektrolisa 4) Bak Proses

5) Tempat pengambilan sampel 1

5 2

(26)

Gambar 3.2 Tangki elektrolisa Spesifikasi Gambar 3.2 :

Bahan Tangki : Acrylic

Elektrode : Platina dan grafit

Jumlah electrode : 10 buah (disusun seperti gambar 3.1) Ukuran elektroda : a) grafit : Panjang = 6cm

Diameter = 0,8cm b) platina : Panjang = 7,5 cm

Lebar = 0,3cm

Tebal = 0,1cm Ukuran Tangki : a) 20 cm

b) 30 cm c) 25 cm Perhitungan alat

1. Perhitungan desain tangki elektrolisa Panjang = 30 cm

Lebar = 20 cm Tinggi = 30 cm

a )

(27)

Luas alas = 30 cm x 20 cm = 600 cm2 Volume yg diinginkan = 15 Liter

= 15000 cm3

Tinggi cairan limbah yaitu : T = volume / luas alas T = 15000 cm3 / 600 cm2 T = 25 cm

2. Perhitungan Flowrate Umpan

Volume = 7500 ml

a. Waktu bak untuk steady = 30 menit Flowrate = volume / waktu steady

= 7500 ml / 30 menit = 250 ml / menit

b. Waktu bak untuk steady = 60 menit Flowrate = volume / waktu steady

= 7500 ml / 60 menit = 125 ml / menit

c. Waktu bak untuk steady = 90 menit Flowrate = volume / waktu steady

= 7500 ml / 90 menit = 83,3 ml / menit

d. Waktu bak untuk steady = 120 menit Flowrate = volume / waktu steady

= 7500 ml / 120 menit = 62,5 ml / menit

(28)

Gambar 3.3 Rangkaian listrik elektrode pada bak proses

3.2 Gambar Alat

Dalam penelitian ini alat yang digunakan terdiri atas : 3.2.1 Percobaan

Gambar 3.4 Percobaan dengan bak besar a b Gambar 3.5 Elektrode a) platina b)grafit Spesifikasi elektrode:

 Elektrode grafit yang digunakan yaitu grafit isi baterai

 Elektrode platina yang digunakan bukan platina murni melainkan platina lapisan.

(29)

3.2.2 Analisa Ammonia

Gambar 3.6 Kjeltech Gambar 3.7 Tabung kjeldahl Spesifikasi Kjeltech :

1. Merek : FOOS 2300

2. Range : 0-50 gr/lt atau 0-5000 ppm (diatas range dilakukan pengenceran)

3.3 Skema Percobaan

Gambar 3.8 Diagram alir proses Tangki Penampung

Elektrolisa Jenis Elektrode: Platina.

Waktu Sampling : 0; 20; 40; 60; 80 menit Voltase : 6,8; 8,7; 13 Volt

Elektrolisa Jenis Elektrode: Grafit.

Waktu Sampling : 0; 20; 40; 60; 80 menit Voltase : 6,8; 8,7; 13 Volt

sampel hasil percobaan (Konsentrasi Ammonia )

Analisis Data Port 12

(30)

Analisa Konsentrasi Ammonai

Konsentrasi Ammonia sisa Penampung

125 L

Gambar 3.9 Diagram alir percobaan

Gambar 3.10 : Diagram alir analisa kjeldhal Flowrate (ml/menit):

62,5; 83,3; 125; 250 Voltase (volt): 6,8; 8,7; 13

Flowrate (ml/menit): 62,5; 83,3; 125; 250

Sampel Limbah Port 12

Mengambil

sampel 10 ml DIW 7_{0 ml}

Titrasi dgn H2SO4 0,1N

Produk dilakukan perhitungan konsentrasi Ammonia sisa

(31)

3.4 Prosedur Kerja

3.4.1 Prosedur Kerja Percobaan 1. Percobaan dengan Limbah industri

a. Limbah Ammonia sebanyak 125 liter, dimasukkan ke dalam bak penampung dan dialirkan secara kontinyu ke bak proses elektrolisa dengan flowrate yang telah divariabelkan (63; 83; 125; 250 ml/menit).

b. Rangkaian elektroda platina dimasukkan ke dalam bak proses yang telah di hubungkan dengan power supplay.

c. Sampel awal limbah ± 20 ml diambil sebelum proses elektrolisa.

d. Bak proses elektrolisa dibiarkan hingga over flow, setelah itu power supplay siap dinyalakan dengan voltase yang telah divariabelkan (6,8; 8,7; 13V).

e. Pengambilan sample selanjutnya di ambil per 20 menit setelah proses elektrolisa dijalankan.

f. Analisis konsentrasi Ammonia yang tersisa dengan metode kjeldahl. g. Prosedur diulangi dengan memvariabelkan jenis elektroda (grafit) 2. Percobaan dengan Limbah buatan

a. Membuat limbah buatan yang mengandung ammoniak 3000 ppm.

b. Limbah Ammonia sebanyak 25 liter, dimasukkan ke dalam bak penampung dan dialirkan secara kontinyu ke bak proses dengan flowrate yang telah divariabelkan (63; 83 dan 125 ml/menit).

c. Rangkaian elektroda platina dimasukkan ke dalam bak proses yang telah di hubungkan dengan power supplay.

d. Sampel awal limbah ± 20 ml diambil sebelum proses elektrolisa.

e. Bak proses elektrolisa dibiarkan hingga over flow, setelah itu power supplay siap dinyalakan dengan voltase yang telah divariabelkan (6,8; 8,7; 13V).

f. Pengambilan sample selanjutnya di ambil per 20 menit setelah proses elektrolisa dijalankan.

(32)

g. Analisis konsentrasi Ammonia yang tersisa dengan metode titrasi. h. Prosedur diulangi dengan memvariabelkan jenis elektroda (grafit) 3.4.2 Prosedur Analisa Ammonia

1. Analisa Ammonia dengan Metode Kjeldahl

a. 10 ml sample limbah dimasukkan dalam tabung kjeldahl. b. DIW 70 ml ditambahkan ke dalam tabung kjeldahl.

c. Campuran tersebut dipanaskan dalam heater digestion dengan prinsip hidrolisa selama 5 menit.

d. Uap ammonia hasil hidrolisa ditampung dalam beaker glass yang telah di isi larutan Borat 10-20 ml.

e. Titrasi dengan H2SO4 0.1 N sampai warna hijau berubah menjadi merah

anggur.

f. Hitung konsentrasi Ammonia dengan rumus:

ammonia = (hasil titrasi- blanko) x konsentrasi H2SO4

2. Analisa Ammonia dengan Metode Titrasi

a. 10 ml larutan sample diambil dengan pipet volume ke dalam labu takar 100 ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas.

b. 25 ml sample yang sudah diencerkan pada langkah a) dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250 ml, kemudian ditambahkan aquades 50 ml.

c. 2 tetes indikator Methyl Orange di masukkan dalam erlenmeyer.

d. Titrasi larutan sample yang sudah diencerkan pada langkah b) dengan titran H2SO4 0,05 M yang sudah distandarisasi sampai warna larutan berubah

menjadi merah muda. e. Catat kebutuhan titran.

f. Langkah b) sampai e) diulangi sebanyak 3 kali sampai kebutuhan titran yang diperoleh hampir konstan, kemudian ambil rata-rata dari kebutuhan titran yang diperoleh.

g. Analisa Ammonia sisa

(33)

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui keefektifan penurunan kandungan ammonia pada limbah cair industri yang mengandung kandungan ammonia berkonsentrasi tinggi dengan metode elektrolisa secara kontinyu. Limbah cair tersebut mengandung kadar ammonia sekitar 3000ppm sampai 3500ppm. Percobaan yang dilakukan meliputi pengaruh beda tegangan dan pengaruh flowrate, beda tegangan yang digunakan yaitu 6,8V; 8,7V;dan 13V. sedangkan variasi flowrate umpan antara lain 62,5 ml/menit; 83,3 ml/menit; 125 ml/menit; dan 250 ml/menit. Selain percobaan dengan limbah industri dilakukan pula perbandingan dengan menggunakan limbah simulasi yang konsentrasi ammonia dibuat sama dengan limbah industri.

IV .1 Hasil dan Pembahasan pada limbah Industri secara kontinyu

 Pengaruh flowrate umpan dan beda tegangan terhadap penurunan konsentrasi ammonia

1. Untuk flowrate 62,5 ml/menit

Pada Gambar 4.1 menunjukkan hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu dengan menggunakan elektrode grafit pada flowrate 62,5 ml/menit, dapat dilihat bahwa pada beda tegangan 6,8 V menunjukkan penurunan konsentrasi paling bagus yaitu sampai 5 % pada menit ke 60, tetapi pada menit ke 80 terjadi kenaikan konsentrasi ammonia yang tidak begitu besar. Sedangkan untuk elektrode platina dengan flowrate yang sama yaitu 62,5 ml/menit, penurunan konsentrasi ammonia paling tinggi yaitu pada beda tegangan 13 V dengan % penurunan yaitu 4% pada menit ke 40 tetapi terjadi kenaikan konsentrasi ammonia pada menit ke 60. Salah satu penyebab meningkatnya konsentrasi ammonia tersebut yaitu karena pada proses elektrolisa tidak ada pengadukan sehingga pada pengambilan sampel tidak merata.

(34)

Gambar 4.1 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu menggunakan elektrode grafit pada flowrate 62,5 ml/menit

Gambar 4.2 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu menggunakan elektrode platina pada flowrate 62,5 ml/menit

2. Untuk flowrate 83,3 ml/menit

Pada flowrate 83,3 ml/menit, apabila dibandingkan antara elektrode grafit dan platina dapat dilihat bahwa pada elektrode grafit diantara ketiga beda tegangan, beda tegangan yang paling bagus yaitu pada 13 V dengan % penurunan ammonia sebesar 4% sampai menit ke 80. Sedangkan untuk elektrode platina % penurunan yang paling bagus yaitu pada beda tegangan 13 V dengan % penurunan sebesar 8 % pada menit ke 40.

volt

(35)

Gambar 4.3 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu menggunakan elektroda grafit pada flowrate 83,3 ml/menit

Gambar 4.4. Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu menggunakan elektrode platina pada flowrate 83,3 ml/menit 3. Untuk flowrate 125 ml/menit

Pada flowrate 125 ml/menit dengan elektrode grafit % penurunan ammonia yang paling bagus yaitu pada beda tegangan 6,8 V dengan % penurunan ammonia sebesar 4% pada menit ke 60. Untuk elektrode platina pada beda tegangan 13 V menunjukkna % penurunan ammonia sebesar 4,5% pada menit ke 60.

volt volt

(36)

Gambar 4.5 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu menggunakan elektrode grafit pada flowrate 125 ml/menit

Gambar 4.6 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu menggunakan elektrode platina pada flowrate 125 ml/menit 4. Untuk flowrate 250 ml/menit

Untuk flowrate 250 ml/menit dengan elektrode grafit beda tegangan yang paling bagus untuk penurunan ammonia yaitu pada 6,8 V dengan % penurunan sekitar 8% pada menit ke 40 meskipun pada menit ke 20 terjadi kenaikan konsentrasi. Sedangkan untuk elektrode platina tidak ada beda tegangan yang bagus untuk penurunan ammonia, hal itu dikarenakan limbah yang diumpankan tidak mengalami proses elektrolisa dengan sempurna.

volt volt

(37)

Gambar 4.7 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu menggunakan elektrode grafit pada flowrate 250 ml/menit

Gambar 4.8 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu menggunakan elektrode platina pada flowrate 250 ml/menit

IV.2 Hasil dan Pembahasan dengan limbah Industri secara batch 1. Untuk elektrode grafit

Pada percobaan dengan limbah industri yang dilakukan secara batch dengan menggunakan elektrode grafit hasil percobaan ditunjukkan pada Gambar 16, pada percobaan ini volume limbah untuk proses diperkecil menjadi 1,5 L. Hal ini dimaksudkan untuk membandingkan hasil percobaan secara kontinyu, dimana pada proses secara kontinyu volume air limbah yang digunakan adalah 7,5 L. Pada Gambar

volt

(38)

4.9 dengan beda tegangan dapat dilihat bahwa penurunan ammonia yang paling tinggi yaitu pada tegangan 6,8V dengan % penurunan mencapai 25% pada menit ke 80.

Gambar 4.9 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu menggunakan elektrode grafit (batch)

2. Untuk elektrode platina

Pada percobaan dengan elektrode platina untuk proses secara batch, hasil percobaan seperti yang terlihat pada Gambar 4.10 Dari Gambar tersebut dapat diketahui bahwa % penurunan ammonia tertinggi yaitu pada tegangan 13V, dengan % penurunan ammonia sebesar 26% pada menit ke 60, tetapi pada menit ke 80 % penurunan ammonia hampir stabil.

Gambar 4.10 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu menggunakan elektrode platina (batch)

volt volt

(39)

IV.3 Hasil dan Pembahasan dengan limbah buatan secara kontinyu

 Pengaruh flowrate umpan dan beda tegangan terhadap penurunan konsentrasi ammonia

1. Untuk flowrate 62,5 ml/menit

Pada percobaan limbah buatan dengan konsentrasi ammonia awal yaitu 3000ppm. Untuk percobaan dengan menggunakan elektrode grafit seperti yang terlihat pada Gambar 4.11 dan untuk percobaan dengan elektrode platina pada Gambar 4.12. Pada percobaan dengan menggunakan elektrode grafit, %penurunan ammonia yang paling tinggi yaitu dengan menggunakan tegangan 6,8V sebesar 20% pada menit ke 80. Sedangkan dengan menggunakan elektrode platina, % penurunan tertinggi yaitu pada tegangan 13V sebesar 12% pada menit ke 60.

Gambar 4.11 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu menggunakan elektrode platina pada flowrate 62,5 ml/menit

(40)

Gambar 4.12 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu menggunakan elektrode grafit pada flowrate 62,5 ml/menit 2. Untuk flowrate 83,3 ml/menit

Hasil percobaan dengan flowrate 83,3 ml/menit dengan elektrode platina seperti yang terlihat pada Gambar 4.13, dari Gambar tersebut dapat diketahui hasil penurunan ammonia. Untuk tegangan 13V, %penurunan ammonia mencapai 21% pada menit ke 40 tetapi setelah menit ke 40 tejadi kenaikan konsentrasi ammonia. Sedangkan untuk tegangan 6,8V terjadi penurunan ammonia sebesar 13% pada menit ke 80. Untuk hasil percobaan dengan menggunakan elektrode grafit dapat dilihat pada Gambar 4.14, dari Gambar tersebut dapat dianalisa bahwa hasil yang diperoleh dengan ketiga beda tegangan tersebut menghasilkan Gambar yang sama yaitu naik turun, tetapi untuk tegangan 6,8V pada menit ke 60 terjadi penurunan ammonia yang tinggi sebesar 37%.

Gambar 4.13 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu menggunakan elektrode platina pada flowrate 83,3 ml/menit

volt

(41)

Gambar 4.14 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu menggunakan elektrode grafit pada flowrate 83,3 ml/menit

3. Untuk flowrate 125 ml/menit

Hasil percobaan untuk flowrate 125 ml/menit dengan elektrode platina dapat dilihat pada Gambar 4.15, pada Gambar tersebut dapat diketahui bahwa tegangan tebaik untuk penurunan ammonia yaitu pada tegangan 6,8V dengan %penurunan sebesar 21% mulai menit ke 20. Sedangkan untuk percobaan dengan menggunakan elektrode grafit, hasil percobaannya dapat dilihat pada Gambar 4.16 Dari Gambar tersebut, dapat diketahui bahwa dari ketiga beda tegangan yang digunakan untuk percobaan ternyata tegangan yang paling bagus yaitu pada tegangan 6,8V dimana pada tegangan tersebut terjadi penurunan ammonia meskipun sedikit yaitu sebesar 7% mulai menit ke 20.

(42)

Gambar 4.15 grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu menggunakan elektrode platina pada flowrate 125 ml/menit

Gambar 4.16 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu menggunakan elektrode grafit pada flowrate 125 ml/menit

IV. 4 Pembahasan secara keseluruhan

Dari beberapa percobaan yang telah dilakukan, untuk percobaan limbah industri secara kontinyu menghasilkan % penurunan yang tidak stabil karena kapasitas tangki elektrolisa tidah sebanding dengan ukuran elektrode selain itu pada proses elektrolisa tidak ada pengadukan yang berfungsi untuk menghomogenkan air limbah sehingga pada pengambilan sampelnya tidak merata. Untuk percobaan yang dilakukan secara batch dengan volume air limbah yaitu 1,5L digunakan untuk

volt

(43)

membandingkan dengan hasil proses kontinyu, ternyata efektifitas pengolahannya lebih bagus dan stabil dibanding kontinyu. Hasil penurunan secara batch untuk elektroda grafit yang paling tinggi yaitu pada tegangan 6,8V dengan % penurunan mencapai 25% pada menit ke 80, sedangkan untuk elektroda platina % penurunan ammonia sebesar 26% pada menit ke 60, tetapi pada menit ke 80 % penurunan ammonia hampir stabil. Hal itu disebabkan karena keefektifan elektrode sudah berkurang atau sudah melewati titik jenuh.

Dari ketiga percobaan tersebut dapat dianalisa bahwa hasil terbaik untuk penurunan ammonia dengan metode elektrolisa sebaiknya dilakukan secara batch, tetapi tidak menutup kemungkinan proses elektrolisa tidak bisa dilakukan secara kontinyu hanya saja pada proses secara kontinyu perlu dilakukan treatment tambahan seperti pengadukan.

(44)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

1. Penurunan amonia dengan metode elektrolisa masih kurang maksimal, hal itu disebabkan karena ada beberapa faktor yang masih belum sesuai dengan proses elektrolisa.

2. Pengaruh jenis elektrode sangat menentukan seberapa % amonia yang turun dengan metode elektrolisa. Pada percobaan ini elektrode yang paling bagus yaitu dengan elektrode platina dengan tegangan 13V. Hal itu terlihat pada percobaan secara batch

3. Semakin lama elektrolisa berlangsung maka semakin banyak penurunan amonia

4. Beda tegangan masing- masing percobaan dalam hal penurunan amonia tergantung pada jenis elektrode yang digunakan.

V.2 Saran

1. Volume limbah untuk proses elektrolisa harus disesuaikan dengan jumlah elektroda yang digunakan sehingga limbah tersebut bisa diproses secara maksimal.

2. Pada tangki penampung dan tangki proses elektrolisa sebaiknya diberi pengadukan agar limbahnya homogen untuk percobaan secara kontinyu. 3. Penentuan Titik Akhir Titrasi pada analisa ammonia dengan metode titrasi

harus dilakukan secara teliti, agar diperoleh hasil volume titran yang akurat. 4. Sebaiknya menggunakan Platina murni agar memperoleh hasil penurunan

(45)

Alian, Helmy. 2009. Pengaruh Tegangan pada Proses Elektroplating Baja dengan Pelapis seng dan krom terhadap Laju Korosinya. http://www.seminarnasional2010.ac.id/download/journal/files/ft.pdf,

diakses pada tanggal 23 Februari 2011

Bonnin, E. 2006. Electrolysis of Ammonia Effluents: A Remediation Process with Co-generation of Hydrogen. Thesis the Fritz J. and Dolores H. Russ College of Engineering and Technology of Ohio University, hal. 17-18.

Farid, Ahmad dan Nur Wahid. 2007. Proses Elektrolisa Untuk Pengambilan Seng dari Limbah Padat Industri Galvanis. http://eprints.undip.ac.id/3368/1/.pdf ,13 Maret 2011

Liang Li and Yan Liu, Ammonia Removal in Electrochemical Oxidation:

Mechanism and Pseudo-kinetics, Journal of Hazardous Materials, 2009, vol 161 hal. 1010-1016.

Muliawati,Neni.2008.“Ammonia Converter Feed”. http://www.perpustakaan.

lapan.go.id/jurnal/index.php/jurnal_tekgan/article/viewFile/58/56, diakses pada tanggal 11 April 2011

Retnoningsih, Marta dan Yulia Murdianti. 2008. Pengaruh pH, konsentrasi awal Ammonia dan waktu Operasi pada Elektrolisa Ammonia.

http://ejournal.undip.ac.id/abstrak/adnyani_12_.pdf, 12 Januari 2010

Riwayati, Indah dan Ratnawati. Penurunan Kandungan Ammonia dalam Air dengan Teknik Elektrolisi. http://www.seminar rekayasa kimia dan proses 2010 ISSN : 1411-4216, diakses pada tanggal 21 Desember 2010

Sihaloho, Susi, Wira. 2009. “Analisa Kandungan ammonia dari limbah cair inlet

dan outlet dari beberapa industri kelapa sawit” http://www.akademik.

unsri.ac.id/download/journal/files/ft/snttm2010/1159_PROSIDING%20DIG ITAL%20SNTTM%20IX.pdf, diakses pada tanggal 21 Desember 2010 Widiono, pengolahan limbah nikel dari industri elektroplating dengan

elektrokoagulator. POLITEK Jurnal Teknologi,Volume 8,Nomer 1,Maret 2009-ISSN 1412-6427

Zhou, L. and Cheng, Y. F., Catalytic Electrolysis of Ammonia on Platinum in Alkaline Solution for Hydrogen Generation, International Journal of Hydrogen Energy, 2008, vol 33 hal. 5897-5904.