METODE ADVANCED OXIDATION PROCESSES AOP
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VIII
Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN
Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
ISSN 1410-6086
METODE ADVANCED OXIDATION PROCESSES (AOP) UNTUK
MENGOLAH LIMBAH RESIN CAIR
Sutrisno Salomo Hutagalung, Anto Tri Sugiarto, Veny Luvita*)
ABSTRAK
METODE ADVANCED OXIDATION PROCESSES (AOP) UNTUK MENGOLAH
LIMBAH RESIN CAIR. Pada umumnya polutan utama yang terkandung dalam limbah cair
bahan resin adalah senyawa-senyawa organik yang biasanya dapat merupakan racun yang dapat
mencemari lingkungan air dan udara apabila dibuang langsung ke lingkungan dalam jumlah yang
banyak. Untuk mengatasi polutan yang terkandung dalam limbah cair bahan resin, penelitian
merekomendasikan instalasi air limbah (IPAL) dengan menggunakan instrumentasi metode
Advanced Oxidation Processes (AOP). Untuk dapat meningkatkan efektifitas dan standar baku
mutu buang limbah cair dari bahan resin, maka diusulkan adanya perubahan cara pengolahan air
limbah dengan metode AOP yaitu dengan mengkombinasikan ozon dan uliteraviolet.
Kata kunci: instrumentasi, Ozon, uliteraviolet, AOP, polutan, resin, baku mutu
ABSRACT
METHODE OF EDVANCED OXIDATION PROCESSED FOR TREATMENT
LIQUID RESIN WASTE. In general main polutan that contain in liquid waste resin materials is
organic compounds that usually as a poisoned that can contaminate water environment and air
when it thrown away directly to environment in the large number. To overcome polutan that
implied in liquid waste resin materials, research recommends waste treatment facility (WTF) by
using instrumentation of Advanced Oxidation Processes (AOP) method. To improve efectivity and
quality standard of liquid waste from resin materials, for that reason proposed the changing of
waste water treatment with AOP method combine ozone and uliteraviolet treatment.
Keyword: instrumentation, Ozone, uliteraviolet, AOP, polutan, resin, standard quality
PENDAHULUAN
Sejak tahun 1981, para peneliti
mulai menguji penggunaan ozon sebagai
bagian dari proses reklamasi air. Penelitian
awal menunjukan bahwa dosis ozon tertentu
diperlukan untuk mencapai tingkat spesifik
penyuci-hamaan [1]. Literatur menunjukan
bahwa faktor-faktor yang paling signifikan
dimana mempengaruhi persyaratan dosis
ozon adalah effluent chemical oxygen
demand (COD), influent kepadatan bakteri,
dan target effluent kepadatan bakteri.
Plasma adalah zat keempat disamping
zat klasik, padat , cair dan gas. Zat plasma ni
diketemukan oleh ilmuan Amerika , Irving
Langmuir 1881-19570 dalam percobaanya
melalui filamen tungsten dengan prinsip
mengalirnya arus listrik akan menunjukan
adanya ionisasi yang mengakibatkan
terbentuknya ion serta elektron pada udara
diantara dua elektrode yang diberi tegangan
listrik yang cukup tinggi (< 10 kV) [2].
Semakin besar tegangan listrik yang
diberikan, semakin banyak jumlah ion dan
elektron yang terbentuk. Aksi–reaksi yang
terjadi antara ion dan elektron dalam jumlah
banyak akan menimbulkan kondisi udara
dua elektrode menjadi netral, peristiwa
inilah yang disebut plasma.
Dewasa ini teknologi plasma banyak
digunakan dalam berbagai bidang industri,
seperti industri elektronik, material, kimia
dan obat-obatan. Selain dari pada itu
teknologi plasma dimanfaatkan juga untuk
mengolah limbah cair dan gas.
Sistem pengolah limbah cair yang ada
umumnya mempergunakan cara kombinasi
antara
pemakaian
clorine,
sistem
kondensasi, sedimentasi dan filiterasi.
Sedangkan untuk mengolah limbah cair
organik
banyak
mempergunakan
mikrobiologi, karbon aktif atau membran
filiterasi tidaklah cukup untuk limbah
organik yang semakin banyak. Untuk
masalah limbah organik ini, teknologi ozon
mulai dipergunakan.
Sesuai dengan fungsinya, instalasi
pengolahan air limbah ini dapat dipakai
untuk pengolahan air limbah domestik yang
didalamnya banyak terkandung berbagai
57
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VIII
Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN
Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
jenis senyawa kimia dan mikroorganisma
yang dapat merusak lingkungan dan dapat
membahayakan
kesehatan
masyarakat
disekitarnya.
Pada umumnya polutan utama yang
terkandung dalam limbah cair mengandung
bahan peroxide adalah senyawa-senyawa
organik beracun yang dapat mencemari
lingkungan air dan udara apabila dibuang
langsung ke lingkungan dalam jumlah yang
banyak. Untuk mengatasi polutan yang
terkandung dalam limbah cair bahan
peroxide,
penggunaan
cara
oksidasi
merupakan proses utama dalam proses
pengolahan air limbah dengan teknologi
ozon ini. Oksidasi sangat diperlukan dalam
proses penguraian senyawa-senyawa kimia
organik dan sebagian anorganik.
Sesuai dengan ketentuan yang
dikeluarkan oleh kementrian negara
lingkungan hidup dimana setiap perusahaan
wajib untuk dapat mengatasi dan
mengurangi jumlah bahan pencemar dalam
limbah cair yang dihasilkan. Untuk itu
perusahaan yang menggunakan bahan
peroxide
memerlukan
adanya
suatu
teknologi yang dapat dipergunakan untuk
mengatasi permasalahan limbah cair
tersebut.
PERMASALAHAN
Pengembangan instalasi instrumentasi
pengolahan limbah cair bahan peroxide
menggunakan
metode
AOP
dengan
ISSN 1410-6086
kombinasi
ozon
dan
uliteraviolet
dimaksudkan agar limbah cair yang diolah
dapat dibuang dengan aman dan memenuhi
baku mutu lingkungan sesuai dengan
Keputusan Mentri Negara Lingkungan
Hidup [3].
Dari proses produksi perusahaan
berbahan
peroxide
setiap
harinya
menghasilkan kurang lebih 10 m3/day
limbah cair dengan kadar kandungan COD
116208 ppm di sampel A3-2 yang dinilai
sangat tinggi, sehingga limbah cair ini tidak
dapat langsung dibuang ke lingkungan air.
Konsep dasar sistem yang akan
dibangun adalah sistem AOP dengan
menggunakan ozon dan uliteraviolet [4,5].
sebagai komponen utama sistem yang
dikombinasikan dengan karbon aktif sebagai
filiterasi pada tahapan terakhir.
Fungsi dari kombinasi ozon dan
uliteraviolet adalah untuk menghasilkan
hydroxyl radikal (⋅OH) ditunjukkan pada
persamaan (1) dan (2), dimana sebuah
radikal bebas yang memiliki potential
oksidasi yang sangat tinggi (2.8 V), jauh
melebihi ozon (1.7 V) dan chlorine (1.36 V)
[3,6]. Sedangkan lampu uliteraviolet pada
panjang gelombang tertentu (λ = 254 m)
akan efektif dalam proses membunuh
bakteri. Hal ini menjadikan kombinasi ozon
dan uliteraviolet sangat potensial untuk
mengoksidasi berbagai senyawa organik,
minyak, dan bakteri yang terkandung
didalam air.
O3 + UV → O2 + O(1D)
(1)
1
O( D) + H2O → 2 ·OH
(2)
Rangkaian dasar sistem yang diajukan adalah sebagai berikut, Gambar 1,
wastewater
AOP
filtration
clearwater
Gambar 1. Konsep dasar pengolahan limbah bahan peroxide dengan teknologi AOP
Gambar 2. Laju alir pengolahan limbah dengan AOP dan CA
58
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VIII
Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN
Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
ISSN 1410-6086
Gambar 3. Skema Sistem Instalasi AOP dan Laboratorium
Gambar 4. Rangkaian unit AOP dan Gambar 5. Alat ozone generator
TATA KERJA
Sistem
instrumentasi
yang
digunakan adalah metode Advanced
Oxidation Processes (AOP). Sistem AOP
yang dipergunakan adalah kombinasi antara
Ozon-UV-H2O2 dan karbon aktif (Gambar
2). Sistem AOP bekerja memanfaatkan
hydroxyl radical ( OH) yang dihasilkan dari
reaksi antara kombinasi Ozon-UV-H2O2
dalam air. Karbon aktif bekerja dalam
membantu proses absorpsi mikro polutan
hasil oksidasi dari sistem AOP.
tahapan-tahapan proses
limbah sebagai berikut:
pengolahan
air
Air limbah dilewatkan ke unit AOP
untuk direaksikan dengan O3-UV- H2O2.
Proses oksidasi terjadi di unit AOP. Air
limbah yang sudah teroksidasi dilewatkan
unit karbon (CA), selanjutnya air limbah
yang sudah melewati tahapan-tahapan
tersebut kemudian di analisa kadar CODnya.
Sistem instalasi AOP ditunjukkan
dengan skema seperti pada Gambar 3. Dari
skema percobaan ini dapat dijelaskan
59
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VIII
Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN
Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
ISSN 1410-6086
Gambar 6 Lokasi Pengambilan Air Limbah Cair untuk diproses dengan alat AOP
Peralatan instrumentasi yang digunakan
dalam uji laboratorium adalah:
Unit AOPs skala Laboratorium dengan
kapasitas olah 1 liter. (Gambar 4)
b) Unit filter CA skala laboratorium
dengan kapasitas olah 1 liter.
c) Ozone generator kapasitas maks 6
gr/jam (Gambar 5)
d) Oxygen (tabung) kapasitas 7m3
e) H2O2 konsentrasi 50% 1 liter
pengumpulan limbah berdasarkan jenis
limbah dan pengolahannya (Gambar 6)
a)
cobakan
Sampel limbah yang akan diuji
diambil dari 7 titik tempat
HASIL DAN PEMBAHASAN
Uji lapangan dilakukan dengan
peralatan instrumentasi pengolah limbah cair
AOP berjalan (mobile), dengan spesifikasi :
Metoda : Ozone – UV (AOP)
Kapasitas: Maksimum 1 m3/jam
Daya: 750 watt
Hasil pengolahan menggunakan AOP
Tabel 1. Data hasil pengolahan menggunakan Instrumentasi AOP
No
1
2
3
4
5
6
7
Sampel
Sebelum AOP
A1-2
A2-2
A3-2
A4-2
A5-2
A6-2
A7-2
Lokasi Pengolahan
Pengambilan Sampel
60
Hasil
COD [ppm]
Sampel
Sesudah AOP
Hasil
COD [ppm]
Persentase
[%]
8842
1521
116208
597
36800
1097
141
B1-2
B2-2
B3-2
B4-2
B5-2
B6-2
B7-2
3763
117
43580
53
19400
36
45
57.44
92.33
62.50
91.17
47.28
96.76
67.90
: Titik 1 - Titik 7
: Tahap Pertama
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VIII
Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN
Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
ISSN 1410-6086
Gambar 7. Penurunan kandungan COD sebelum dan setelah AOP
Tabel 2. Data hasil pengolahan menggunakan Instrumentasi AOP
No
Sampel
Sebelum AOP
Hasil
COD [ppm]
Sampel
Sesudah AOP
Hasil
COD [ppm]
Persentase
[%]
1
2
3
4
5
6
7
A1-3
A2-3
A3-3
A4-3
A5-3
A6-3
A7-3
6888
1005
131750
57
31842
1033
248
B1-3
B2-3
B3-3
B4-3
B5-3
B6-3
B7-3
2952
64
32860
10
15670
69
22
57.14
93.63
75.06
82.46
50.79
93.30
91.33
Lokasi Pengolahan
Pengambilan Sampel
: Titik 1 - Titik 7
: Tahap kedua
Gambar 8. Penurunan kandungan COD sebelum dan sesudah AOP
61
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VIII
Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN
Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
ISSN 1410-6086
Tabel 3. Data hasil pengolahan menggunakan Instrumentasi AOP
No
Sampel
Sebelum AOP
Hasil
COD [ppm]
Sampel
Sesudah AOP
Hasil
COD [ppm]
Persentase
[%]
1
2
3
4
5
6
7
A1-4
A2-4
A3-4
A4-4
A5-4
A6-4
A7-4
43042
2082
123333
0
33992
1278
293
B1-4
B2-4
B3-4
B4-4
B5-4
B6-4
B7-4
2364
165
8567
0
13217
229
33
94.51
92.10
93.05
0.00
61.12
82.10
88.61
Lokasi Pengolahan
Pengambilan Sampel
: Titik 1 - Titik 7
: Tahap ketiga
Gambar 9. Penurunan kandungan COD sebelum dan sesudah AOP
Tabel 4. Data hasil pengolahan menggunakan Instrumentasi AOP
No
1
2
3
4
5
6
7
Sampel
Sebelum AOP
A1-10
A2-10
A3-10
A4-10
A5-10
A6-10
A7-10
Lokasi Pengolahan
Pengambilan Sampel
62
Hasil
COD [ppm]
Sampel
Sesudah AOP
Hasil
COD [ppm]
Persentase
[%]
5500
1175
143833
0
39517
1363
214
B1-10
B2-10
B3-10
B4-10
B5-10
B6-10
B7-10
1454
389
16520
0
10217
310
50
73.56
66.89
88.51
0.00
74.15
77.26
76.58
: Titik 1 - Titik 7
: Tahap keempat
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VIII
Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN
Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
ISSN 1410-6086
Gambar 10. Penurunan kandungan COD sebelum dan sesudah AOP
Tabel 1 sampai dengan Tabel 4
menunjukkan hasil penurunan COD dari 7
titik sampel pengambilan setelah 4 hari
proses pengolahan.
Dari data hasil pengujian didapati
bahwa hasil pengolahan dengan metode
AOP menunjukkan perbedaan penurunan
COD untuk masing-masing sampel. Hal ini
terjadi terutama dikarenakan perbedaan
kandungan COD yang sangat signifikan.
Dimana sampel 3 memiliki kandungan COD
rata-rata >100.000 ppm, sedangkan sampel 7
memiliki kandungan COD rata-rata < 300
ppm.
Berdasarkan data tersebut maka
pengujian dilakukan dengan menggunakan 2
metode berbeda yaitu Metode 1, sampel di
proses dengan menggunakan kombinasi
metode AOP dan Carbon Filter. Hasilnya
dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2.
Sedangkan data pada Tabel 3 dan Tabel 4
merupakan hasil dari pengolahan Metode 2
yaitu dengan menggunakan kombinasi
antara AOP, Carbon Filter dan Hydrogen
Peroxide (H2O2) [7]. Dimana penambahan
H2O2 dilakukan sebagai simulasi untuk
membedakan kandungan radikal bebas dari
kedua metode.
Hasil pengolahan menunjukkan
bahwa secara visual terjadi penurunan warna
dan bau. Hal ini menunjukkan adanya
penurunan COD. Dimana warna dan bau
biasanya menunjukkan adanya kandungan
senyawa organik aromatik. Khusus untuk
limbah dari industri resin biasanya
mengalami kesulitan dalam menghilangkan
senyawa aromatik yang menimbulkan bau
yang menyengat [8]. Oleh karena itu data
yang dikumpulkan cenderung menunjukkan
bahwa
pengujian
menggunakan
instrumentasi AOP + UV adalah teknologi
yang dimungkinkan untuk menghilangkan
bau yang menyengat dan menurunkan COD
sehingga dapat dibuktikan bahwa metode
AOP + UV cocok untuk diaplikasikan pada
limbah dari industri resin.
Hasil pengolahan pada Tabel 1 dan
Tabel 2 (AOP+CA) untuk sampel dengan
COD awal < 10.000 ppm menunjukkan hasil
penurunan COD yang sangat baik diatas
90%. Sedangkan untuk COD awal >10.000
ppm menunjukkan penurunan dibawah 60%.
Hal ini menunjukkan bahwa untuk COD
>10.000 ppm memerlukan jumlah radikal
bebas yang lebih banyak untuk dapat
dipergunakan pada proses penguraian COD.
Hal di atas dapat dijelaskan dengan
melihat hasil pada Tabel 3 dan Tabel 4,
dimana data yang didapatkan menunjukkan
bahwa baik hampir semua sampel baik yang
memiliki kandungan COD 10.000, dapat
diturunkan dengan baik dengan penurunan
COD berkisar antara 70% hingga 90%.
Walaupun terjadi penurunan persentase pada
sampel 6 dan 7 dikarenakan penambahan
hydrogen peroxide justru menaikkan COD
awal limbah yang memang sudah rendah
Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN
Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
ISSN 1410-6086
METODE ADVANCED OXIDATION PROCESSES (AOP) UNTUK
MENGOLAH LIMBAH RESIN CAIR
Sutrisno Salomo Hutagalung, Anto Tri Sugiarto, Veny Luvita*)
ABSTRAK
METODE ADVANCED OXIDATION PROCESSES (AOP) UNTUK MENGOLAH
LIMBAH RESIN CAIR. Pada umumnya polutan utama yang terkandung dalam limbah cair
bahan resin adalah senyawa-senyawa organik yang biasanya dapat merupakan racun yang dapat
mencemari lingkungan air dan udara apabila dibuang langsung ke lingkungan dalam jumlah yang
banyak. Untuk mengatasi polutan yang terkandung dalam limbah cair bahan resin, penelitian
merekomendasikan instalasi air limbah (IPAL) dengan menggunakan instrumentasi metode
Advanced Oxidation Processes (AOP). Untuk dapat meningkatkan efektifitas dan standar baku
mutu buang limbah cair dari bahan resin, maka diusulkan adanya perubahan cara pengolahan air
limbah dengan metode AOP yaitu dengan mengkombinasikan ozon dan uliteraviolet.
Kata kunci: instrumentasi, Ozon, uliteraviolet, AOP, polutan, resin, baku mutu
ABSRACT
METHODE OF EDVANCED OXIDATION PROCESSED FOR TREATMENT
LIQUID RESIN WASTE. In general main polutan that contain in liquid waste resin materials is
organic compounds that usually as a poisoned that can contaminate water environment and air
when it thrown away directly to environment in the large number. To overcome polutan that
implied in liquid waste resin materials, research recommends waste treatment facility (WTF) by
using instrumentation of Advanced Oxidation Processes (AOP) method. To improve efectivity and
quality standard of liquid waste from resin materials, for that reason proposed the changing of
waste water treatment with AOP method combine ozone and uliteraviolet treatment.
Keyword: instrumentation, Ozone, uliteraviolet, AOP, polutan, resin, standard quality
PENDAHULUAN
Sejak tahun 1981, para peneliti
mulai menguji penggunaan ozon sebagai
bagian dari proses reklamasi air. Penelitian
awal menunjukan bahwa dosis ozon tertentu
diperlukan untuk mencapai tingkat spesifik
penyuci-hamaan [1]. Literatur menunjukan
bahwa faktor-faktor yang paling signifikan
dimana mempengaruhi persyaratan dosis
ozon adalah effluent chemical oxygen
demand (COD), influent kepadatan bakteri,
dan target effluent kepadatan bakteri.
Plasma adalah zat keempat disamping
zat klasik, padat , cair dan gas. Zat plasma ni
diketemukan oleh ilmuan Amerika , Irving
Langmuir 1881-19570 dalam percobaanya
melalui filamen tungsten dengan prinsip
mengalirnya arus listrik akan menunjukan
adanya ionisasi yang mengakibatkan
terbentuknya ion serta elektron pada udara
diantara dua elektrode yang diberi tegangan
listrik yang cukup tinggi (< 10 kV) [2].
Semakin besar tegangan listrik yang
diberikan, semakin banyak jumlah ion dan
elektron yang terbentuk. Aksi–reaksi yang
terjadi antara ion dan elektron dalam jumlah
banyak akan menimbulkan kondisi udara
dua elektrode menjadi netral, peristiwa
inilah yang disebut plasma.
Dewasa ini teknologi plasma banyak
digunakan dalam berbagai bidang industri,
seperti industri elektronik, material, kimia
dan obat-obatan. Selain dari pada itu
teknologi plasma dimanfaatkan juga untuk
mengolah limbah cair dan gas.
Sistem pengolah limbah cair yang ada
umumnya mempergunakan cara kombinasi
antara
pemakaian
clorine,
sistem
kondensasi, sedimentasi dan filiterasi.
Sedangkan untuk mengolah limbah cair
organik
banyak
mempergunakan
mikrobiologi, karbon aktif atau membran
filiterasi tidaklah cukup untuk limbah
organik yang semakin banyak. Untuk
masalah limbah organik ini, teknologi ozon
mulai dipergunakan.
Sesuai dengan fungsinya, instalasi
pengolahan air limbah ini dapat dipakai
untuk pengolahan air limbah domestik yang
didalamnya banyak terkandung berbagai
57
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VIII
Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN
Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
jenis senyawa kimia dan mikroorganisma
yang dapat merusak lingkungan dan dapat
membahayakan
kesehatan
masyarakat
disekitarnya.
Pada umumnya polutan utama yang
terkandung dalam limbah cair mengandung
bahan peroxide adalah senyawa-senyawa
organik beracun yang dapat mencemari
lingkungan air dan udara apabila dibuang
langsung ke lingkungan dalam jumlah yang
banyak. Untuk mengatasi polutan yang
terkandung dalam limbah cair bahan
peroxide,
penggunaan
cara
oksidasi
merupakan proses utama dalam proses
pengolahan air limbah dengan teknologi
ozon ini. Oksidasi sangat diperlukan dalam
proses penguraian senyawa-senyawa kimia
organik dan sebagian anorganik.
Sesuai dengan ketentuan yang
dikeluarkan oleh kementrian negara
lingkungan hidup dimana setiap perusahaan
wajib untuk dapat mengatasi dan
mengurangi jumlah bahan pencemar dalam
limbah cair yang dihasilkan. Untuk itu
perusahaan yang menggunakan bahan
peroxide
memerlukan
adanya
suatu
teknologi yang dapat dipergunakan untuk
mengatasi permasalahan limbah cair
tersebut.
PERMASALAHAN
Pengembangan instalasi instrumentasi
pengolahan limbah cair bahan peroxide
menggunakan
metode
AOP
dengan
ISSN 1410-6086
kombinasi
ozon
dan
uliteraviolet
dimaksudkan agar limbah cair yang diolah
dapat dibuang dengan aman dan memenuhi
baku mutu lingkungan sesuai dengan
Keputusan Mentri Negara Lingkungan
Hidup [3].
Dari proses produksi perusahaan
berbahan
peroxide
setiap
harinya
menghasilkan kurang lebih 10 m3/day
limbah cair dengan kadar kandungan COD
116208 ppm di sampel A3-2 yang dinilai
sangat tinggi, sehingga limbah cair ini tidak
dapat langsung dibuang ke lingkungan air.
Konsep dasar sistem yang akan
dibangun adalah sistem AOP dengan
menggunakan ozon dan uliteraviolet [4,5].
sebagai komponen utama sistem yang
dikombinasikan dengan karbon aktif sebagai
filiterasi pada tahapan terakhir.
Fungsi dari kombinasi ozon dan
uliteraviolet adalah untuk menghasilkan
hydroxyl radikal (⋅OH) ditunjukkan pada
persamaan (1) dan (2), dimana sebuah
radikal bebas yang memiliki potential
oksidasi yang sangat tinggi (2.8 V), jauh
melebihi ozon (1.7 V) dan chlorine (1.36 V)
[3,6]. Sedangkan lampu uliteraviolet pada
panjang gelombang tertentu (λ = 254 m)
akan efektif dalam proses membunuh
bakteri. Hal ini menjadikan kombinasi ozon
dan uliteraviolet sangat potensial untuk
mengoksidasi berbagai senyawa organik,
minyak, dan bakteri yang terkandung
didalam air.
O3 + UV → O2 + O(1D)
(1)
1
O( D) + H2O → 2 ·OH
(2)
Rangkaian dasar sistem yang diajukan adalah sebagai berikut, Gambar 1,
wastewater
AOP
filtration
clearwater
Gambar 1. Konsep dasar pengolahan limbah bahan peroxide dengan teknologi AOP
Gambar 2. Laju alir pengolahan limbah dengan AOP dan CA
58
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VIII
Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN
Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
ISSN 1410-6086
Gambar 3. Skema Sistem Instalasi AOP dan Laboratorium
Gambar 4. Rangkaian unit AOP dan Gambar 5. Alat ozone generator
TATA KERJA
Sistem
instrumentasi
yang
digunakan adalah metode Advanced
Oxidation Processes (AOP). Sistem AOP
yang dipergunakan adalah kombinasi antara
Ozon-UV-H2O2 dan karbon aktif (Gambar
2). Sistem AOP bekerja memanfaatkan
hydroxyl radical ( OH) yang dihasilkan dari
reaksi antara kombinasi Ozon-UV-H2O2
dalam air. Karbon aktif bekerja dalam
membantu proses absorpsi mikro polutan
hasil oksidasi dari sistem AOP.
tahapan-tahapan proses
limbah sebagai berikut:
pengolahan
air
Air limbah dilewatkan ke unit AOP
untuk direaksikan dengan O3-UV- H2O2.
Proses oksidasi terjadi di unit AOP. Air
limbah yang sudah teroksidasi dilewatkan
unit karbon (CA), selanjutnya air limbah
yang sudah melewati tahapan-tahapan
tersebut kemudian di analisa kadar CODnya.
Sistem instalasi AOP ditunjukkan
dengan skema seperti pada Gambar 3. Dari
skema percobaan ini dapat dijelaskan
59
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VIII
Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN
Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
ISSN 1410-6086
Gambar 6 Lokasi Pengambilan Air Limbah Cair untuk diproses dengan alat AOP
Peralatan instrumentasi yang digunakan
dalam uji laboratorium adalah:
Unit AOPs skala Laboratorium dengan
kapasitas olah 1 liter. (Gambar 4)
b) Unit filter CA skala laboratorium
dengan kapasitas olah 1 liter.
c) Ozone generator kapasitas maks 6
gr/jam (Gambar 5)
d) Oxygen (tabung) kapasitas 7m3
e) H2O2 konsentrasi 50% 1 liter
pengumpulan limbah berdasarkan jenis
limbah dan pengolahannya (Gambar 6)
a)
cobakan
Sampel limbah yang akan diuji
diambil dari 7 titik tempat
HASIL DAN PEMBAHASAN
Uji lapangan dilakukan dengan
peralatan instrumentasi pengolah limbah cair
AOP berjalan (mobile), dengan spesifikasi :
Metoda : Ozone – UV (AOP)
Kapasitas: Maksimum 1 m3/jam
Daya: 750 watt
Hasil pengolahan menggunakan AOP
Tabel 1. Data hasil pengolahan menggunakan Instrumentasi AOP
No
1
2
3
4
5
6
7
Sampel
Sebelum AOP
A1-2
A2-2
A3-2
A4-2
A5-2
A6-2
A7-2
Lokasi Pengolahan
Pengambilan Sampel
60
Hasil
COD [ppm]
Sampel
Sesudah AOP
Hasil
COD [ppm]
Persentase
[%]
8842
1521
116208
597
36800
1097
141
B1-2
B2-2
B3-2
B4-2
B5-2
B6-2
B7-2
3763
117
43580
53
19400
36
45
57.44
92.33
62.50
91.17
47.28
96.76
67.90
: Titik 1 - Titik 7
: Tahap Pertama
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VIII
Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN
Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
ISSN 1410-6086
Gambar 7. Penurunan kandungan COD sebelum dan setelah AOP
Tabel 2. Data hasil pengolahan menggunakan Instrumentasi AOP
No
Sampel
Sebelum AOP
Hasil
COD [ppm]
Sampel
Sesudah AOP
Hasil
COD [ppm]
Persentase
[%]
1
2
3
4
5
6
7
A1-3
A2-3
A3-3
A4-3
A5-3
A6-3
A7-3
6888
1005
131750
57
31842
1033
248
B1-3
B2-3
B3-3
B4-3
B5-3
B6-3
B7-3
2952
64
32860
10
15670
69
22
57.14
93.63
75.06
82.46
50.79
93.30
91.33
Lokasi Pengolahan
Pengambilan Sampel
: Titik 1 - Titik 7
: Tahap kedua
Gambar 8. Penurunan kandungan COD sebelum dan sesudah AOP
61
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VIII
Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN
Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
ISSN 1410-6086
Tabel 3. Data hasil pengolahan menggunakan Instrumentasi AOP
No
Sampel
Sebelum AOP
Hasil
COD [ppm]
Sampel
Sesudah AOP
Hasil
COD [ppm]
Persentase
[%]
1
2
3
4
5
6
7
A1-4
A2-4
A3-4
A4-4
A5-4
A6-4
A7-4
43042
2082
123333
0
33992
1278
293
B1-4
B2-4
B3-4
B4-4
B5-4
B6-4
B7-4
2364
165
8567
0
13217
229
33
94.51
92.10
93.05
0.00
61.12
82.10
88.61
Lokasi Pengolahan
Pengambilan Sampel
: Titik 1 - Titik 7
: Tahap ketiga
Gambar 9. Penurunan kandungan COD sebelum dan sesudah AOP
Tabel 4. Data hasil pengolahan menggunakan Instrumentasi AOP
No
1
2
3
4
5
6
7
Sampel
Sebelum AOP
A1-10
A2-10
A3-10
A4-10
A5-10
A6-10
A7-10
Lokasi Pengolahan
Pengambilan Sampel
62
Hasil
COD [ppm]
Sampel
Sesudah AOP
Hasil
COD [ppm]
Persentase
[%]
5500
1175
143833
0
39517
1363
214
B1-10
B2-10
B3-10
B4-10
B5-10
B6-10
B7-10
1454
389
16520
0
10217
310
50
73.56
66.89
88.51
0.00
74.15
77.26
76.58
: Titik 1 - Titik 7
: Tahap keempat
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah VIII
Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN
Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi-RISTEK
ISSN 1410-6086
Gambar 10. Penurunan kandungan COD sebelum dan sesudah AOP
Tabel 1 sampai dengan Tabel 4
menunjukkan hasil penurunan COD dari 7
titik sampel pengambilan setelah 4 hari
proses pengolahan.
Dari data hasil pengujian didapati
bahwa hasil pengolahan dengan metode
AOP menunjukkan perbedaan penurunan
COD untuk masing-masing sampel. Hal ini
terjadi terutama dikarenakan perbedaan
kandungan COD yang sangat signifikan.
Dimana sampel 3 memiliki kandungan COD
rata-rata >100.000 ppm, sedangkan sampel 7
memiliki kandungan COD rata-rata < 300
ppm.
Berdasarkan data tersebut maka
pengujian dilakukan dengan menggunakan 2
metode berbeda yaitu Metode 1, sampel di
proses dengan menggunakan kombinasi
metode AOP dan Carbon Filter. Hasilnya
dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2.
Sedangkan data pada Tabel 3 dan Tabel 4
merupakan hasil dari pengolahan Metode 2
yaitu dengan menggunakan kombinasi
antara AOP, Carbon Filter dan Hydrogen
Peroxide (H2O2) [7]. Dimana penambahan
H2O2 dilakukan sebagai simulasi untuk
membedakan kandungan radikal bebas dari
kedua metode.
Hasil pengolahan menunjukkan
bahwa secara visual terjadi penurunan warna
dan bau. Hal ini menunjukkan adanya
penurunan COD. Dimana warna dan bau
biasanya menunjukkan adanya kandungan
senyawa organik aromatik. Khusus untuk
limbah dari industri resin biasanya
mengalami kesulitan dalam menghilangkan
senyawa aromatik yang menimbulkan bau
yang menyengat [8]. Oleh karena itu data
yang dikumpulkan cenderung menunjukkan
bahwa
pengujian
menggunakan
instrumentasi AOP + UV adalah teknologi
yang dimungkinkan untuk menghilangkan
bau yang menyengat dan menurunkan COD
sehingga dapat dibuktikan bahwa metode
AOP + UV cocok untuk diaplikasikan pada
limbah dari industri resin.
Hasil pengolahan pada Tabel 1 dan
Tabel 2 (AOP+CA) untuk sampel dengan
COD awal < 10.000 ppm menunjukkan hasil
penurunan COD yang sangat baik diatas
90%. Sedangkan untuk COD awal >10.000
ppm menunjukkan penurunan dibawah 60%.
Hal ini menunjukkan bahwa untuk COD
>10.000 ppm memerlukan jumlah radikal
bebas yang lebih banyak untuk dapat
dipergunakan pada proses penguraian COD.
Hal di atas dapat dijelaskan dengan
melihat hasil pada Tabel 3 dan Tabel 4,
dimana data yang didapatkan menunjukkan
bahwa baik hampir semua sampel baik yang
memiliki kandungan COD 10.000, dapat
diturunkan dengan baik dengan penurunan
COD berkisar antara 70% hingga 90%.
Walaupun terjadi penurunan persentase pada
sampel 6 dan 7 dikarenakan penambahan
hydrogen peroxide justru menaikkan COD
awal limbah yang memang sudah rendah