Studi Penyerapan Amoniak Dari Limbah Pabrik Karet Dengan Menggunakan Zeolit Alam Serta Perolehan Kembali (Recovery) Amoniak Yang Telah Diserap Zeolit
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Keberadaan industri di Sumatera Utara tidak terlepas dari permasalahan mengenai
pengolahan limbah, baik padat, cair, dan gas. Dari sekian banyak industri yang
ada di Sumatera Utara, terdapat industri pengolahan lateks yang di dalam
operasinya menggunakan amoniak sebagai anti koagulan, pengawet, dan juga
menggunakan diammonium fosfat untuk mengendapkan magnesium yang mana,
dalam tahap akhirnya, sebagian besar amoniak ini akan tercampur di dalam
limbah cair dan jika langsung dibuang ke perairan bebas akan menyebabkan
gangguan terhadap ekosistem perairan dan akan menimbulkan polusi udara karena
akan menimbulkan bau busuk. Penanggulangan masalah limbah tersebut dapat
dilakukan dengan menggunakan adsorben. Salah satu adsorben yang dapat
digunakan yaitu zeolit.
Zeolit merupakan salah satu mineral dan merupakan barang tambang yang
tergolong dalam kelompok mineral Aluminium Silikat. Mineral ini bernama zeolit
yang namanya berasal dari bahasa Yunani “zein” dan ‘litos” yang berarti batuan
mendidih. Zeolit alam memiliki potensi yang cukup besar di Indonesia yang
tersebar luas di sekitar 46 lokasi, diantaranya di daerah Bayah, Tasikmalaya,
Sukabumi, Bogor, Pacitan, Malang, Lampung, dan Sumatera Utara. Di daerah
Sumatera Utara, deposit zeolit alam yang paling banyak ditemukan adalah di
daerah Sarulla-Kabupaten Tapanuli Utara, dimana ketersediaan zeolitnya sangat
besar namun pengolahannya belum dilakukan dengan maksimal, sehingga timbul
keinginan menggunakan zeolit alam tersebut sebagai adsorben amoniak dari
Universitas Sumatera Utara
limbah pabrik karet di dalam penelitian ini. Zeolit alam memiliki kemampuan
adsorpsi dan pertukaran ion yang sangat tinggi namun zeolit alam memiliki
beberapa kelemahan, yaitu mengandung banyak pengotor seperti Na, K, Ca, Mg
dan kristalinnya kurang baik (Yuanita,2010). Oleh karena itu, zeolit harus
diaktivasi baik secara fisika ataupun secara kimia untuk meningkatkan daya
adsorpsivitasnya.
Pemakaian zeolit sebagai adsorben sudah pernah dilakukan, hanya saja
zeolit tersebut kebanyakan digunakan untuk menyerap logam – logam berat pada
air. Simanjuntak pada tahun 2013, melakukan penelitian tentang Studi
Perbandingan
daya
Serap
Zeolit
Aktif
dengan
Zeolit
Termodifikasi
Etilendiamintetraasetat (EDTA) sebagai adsorben ion campuran Tembaga (II),
Nikel (II) dan Zinkum (II). Simangunsong pada tahun 2011 tentang Optimasi
Suhu Aktivasi dan Dosis Zeolit sebagai Adsorben Seng dan Besi yang
Terkandung di Dalam Limbah Cair Industri Sarung Tangan Karet. Rina pada
tahun 2012 tentang Modifikasi Zeolit Alam dengan Nano Kitosan sebagai
Adsorben Ion Logam Berat dan Studi Kinetikanya terhadap Ion Pb(II).
Saragih pada tahun 2013, tentang Pemanfaatan Kembali Zeolit Alam Setelah
Mengalami Proses Regenerasi Sebagai Penyerap Logam Cu (Tembaga) Dan Zn
(Seng) Di Dalam Air Limbah Industri Pertambangan Emas.
Berbagai metode telah banyak dilakukan untuk menghilangkan amoniak,
antara lain melalui proses biologi seperti nitrifikasi/denitrifikasi yang mana
ammonium dirubah secara biologi menjadi nitrit, nitrat dan akhirnya menjadi gas
nitrogen. Cara lain yaitu dengan proses kimia-fisik seperti stripping, adsorbsi dan
pertukaran ion (Metcalf dan Winkler, 1998 dalam Widiastuti dan Handayani,
2010). Metode pertukaran ion biasanya menggunakan resin organik, yang mana
sangat selektif tetapi mahal. Sedangkan proses stripping membutuhkan biaya yang
sangat tinggi dalam pengoperasiannnya. Disisi lain, proses adsorpsi merupakan
cara yang sangat mudah dan biaya yang relatif rendah untuk menghilangkan
amoniak didalam limbah.
Universitas Sumatera Utara
Penggunaan zeolit alam dalam menyerap amoniak belum banyak
dilakukan. Widiastuti dan Handayani, 2010 melakukan penelitian tentang
Adsorpsi Amonium (NH4+) dengan menggunakan zeolit berkarbon dan zeolit A
yang disintesis dari Abu dasar Batubara PT. IPMOMI PAITON. Harahap pada
tahun 2013 melakukan penelitian tentang Pemanfaatan Zeolit Alam Sarulla
sebagai Penyerap Amonium/Amoniak dari Limbah Cair Peternakan Babi.
Selain itu, perolehan kembali (recovery) amoniak yang telah diserap zeolit
juga belum banyak dilakukan. Penelitian sebelumnya dilakukan tentang perolehan
kembali (recovery) ammoniak dari serum pengolahan lateks pekat dengan metode
stripping amoniak, dimana hasil yang diperoleh sebesar 94% (3529 ± 4,4357)
mg/L ammoniak (Renta,M.L.T, Nainggolan S, dan Nainggolan H.1997).
Dari uraian di atas, penulis tertarik untuk melakukan penelitian dengan
judul “Studi Penyerapan Amoniak dari Limbah Pabrik Karet dengan
Menggunakan Zeolit Alam Serta Perolehan Kembali (Recovery) Amoniak yang
Telah Diserap Zeolit”, karena sampai saat ini belum banyak informasi tentang
petunjuk penggunaan zeolit untuk tujuan penyerapan komponen-komponen
tertentu di dalam limbah cair khususnya amoniak.
1.2.
Permasalahan
1. Apakah zeolit alam dapat menyerap amoniak dari limbah pabrik karet?
2. Apakah amoniak yang telah diserap oleh zeolit dapat diperoleh kembali
(direcovery)?
3. Berapa persen hasil perolehan kembali (recovery) amoniak yang telah
diserap oleh zeolit?
Universitas Sumatera Utara
1.3.
Pembatasan Masalah
1. Penelitian ini menggunakan Zeolit Alam Sarulla yang diaktivasi pada suhu
250oC selama 3 jam.
2. Variasi massa zeolit aktif yang digunakan sebagai penyerap adalah 2 gram,
4 gram, 6 gram, 8 gram, dan 10 gram untuk 100 mL limbah cair.
3. Sampel air limbah diambil dari salah satu pabrik karet yang terdapat di
Kisaran.
1.4.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan Zeolit Alam Sarulla dalam
menyerap amoniak dari limbah pabrik karet dan untuk mengetahui apakah
amoniak yang telah diserap oleh zeolit tersebut dapat diperoleh kembali
(direcovery), serta untuk mengetahui berapa persen hasil perolehan kembali
(recovery) amoniak yang telah diserap oleh zeolit alam.
1.5.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini berguna sebagai informasi penggunaan zeolit sebagai penyerapan
amoniak dari limbah pabrik karet untuk mengurangi polusi air dan polusi udara.
1.6.
Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik FMIPA USU, Medan.
Universitas Sumatera Utara
1.7.
Metodologi Penelitian
1. Penelitian ini merupakan penelitian laboratorium yang bersifat purposif
(tujuan khusus).
2. Pada penelitian digunakan metode impregnasi basah, yaitu perendaman
zeolit dalam limbah cair dengan variasi massa zeolit aktif..
3. Zeolit yang digunakan diambil dari Sarulla Kecamatan Pahae kabupaten
Tapanuli Utara.
4.
Zeolit diayak pada 100 mesh.
5. Aktivasi zeolit dilakukan secara fisika yaitu pemanasan pada suhu 250oC.
6. Sampel yang digunakan adalah limbah cair buangan pertama dari salah
satu pabrik karet yang terdapat di Kisaran.
7. Analisis Amoniak/Amonium menggunakan spektrofotometer visibel
dengan λmaks = 410 nm.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Keberadaan industri di Sumatera Utara tidak terlepas dari permasalahan mengenai
pengolahan limbah, baik padat, cair, dan gas. Dari sekian banyak industri yang
ada di Sumatera Utara, terdapat industri pengolahan lateks yang di dalam
operasinya menggunakan amoniak sebagai anti koagulan, pengawet, dan juga
menggunakan diammonium fosfat untuk mengendapkan magnesium yang mana,
dalam tahap akhirnya, sebagian besar amoniak ini akan tercampur di dalam
limbah cair dan jika langsung dibuang ke perairan bebas akan menyebabkan
gangguan terhadap ekosistem perairan dan akan menimbulkan polusi udara karena
akan menimbulkan bau busuk. Penanggulangan masalah limbah tersebut dapat
dilakukan dengan menggunakan adsorben. Salah satu adsorben yang dapat
digunakan yaitu zeolit.
Zeolit merupakan salah satu mineral dan merupakan barang tambang yang
tergolong dalam kelompok mineral Aluminium Silikat. Mineral ini bernama zeolit
yang namanya berasal dari bahasa Yunani “zein” dan ‘litos” yang berarti batuan
mendidih. Zeolit alam memiliki potensi yang cukup besar di Indonesia yang
tersebar luas di sekitar 46 lokasi, diantaranya di daerah Bayah, Tasikmalaya,
Sukabumi, Bogor, Pacitan, Malang, Lampung, dan Sumatera Utara. Di daerah
Sumatera Utara, deposit zeolit alam yang paling banyak ditemukan adalah di
daerah Sarulla-Kabupaten Tapanuli Utara, dimana ketersediaan zeolitnya sangat
besar namun pengolahannya belum dilakukan dengan maksimal, sehingga timbul
keinginan menggunakan zeolit alam tersebut sebagai adsorben amoniak dari
Universitas Sumatera Utara
limbah pabrik karet di dalam penelitian ini. Zeolit alam memiliki kemampuan
adsorpsi dan pertukaran ion yang sangat tinggi namun zeolit alam memiliki
beberapa kelemahan, yaitu mengandung banyak pengotor seperti Na, K, Ca, Mg
dan kristalinnya kurang baik (Yuanita,2010). Oleh karena itu, zeolit harus
diaktivasi baik secara fisika ataupun secara kimia untuk meningkatkan daya
adsorpsivitasnya.
Pemakaian zeolit sebagai adsorben sudah pernah dilakukan, hanya saja
zeolit tersebut kebanyakan digunakan untuk menyerap logam – logam berat pada
air. Simanjuntak pada tahun 2013, melakukan penelitian tentang Studi
Perbandingan
daya
Serap
Zeolit
Aktif
dengan
Zeolit
Termodifikasi
Etilendiamintetraasetat (EDTA) sebagai adsorben ion campuran Tembaga (II),
Nikel (II) dan Zinkum (II). Simangunsong pada tahun 2011 tentang Optimasi
Suhu Aktivasi dan Dosis Zeolit sebagai Adsorben Seng dan Besi yang
Terkandung di Dalam Limbah Cair Industri Sarung Tangan Karet. Rina pada
tahun 2012 tentang Modifikasi Zeolit Alam dengan Nano Kitosan sebagai
Adsorben Ion Logam Berat dan Studi Kinetikanya terhadap Ion Pb(II).
Saragih pada tahun 2013, tentang Pemanfaatan Kembali Zeolit Alam Setelah
Mengalami Proses Regenerasi Sebagai Penyerap Logam Cu (Tembaga) Dan Zn
(Seng) Di Dalam Air Limbah Industri Pertambangan Emas.
Berbagai metode telah banyak dilakukan untuk menghilangkan amoniak,
antara lain melalui proses biologi seperti nitrifikasi/denitrifikasi yang mana
ammonium dirubah secara biologi menjadi nitrit, nitrat dan akhirnya menjadi gas
nitrogen. Cara lain yaitu dengan proses kimia-fisik seperti stripping, adsorbsi dan
pertukaran ion (Metcalf dan Winkler, 1998 dalam Widiastuti dan Handayani,
2010). Metode pertukaran ion biasanya menggunakan resin organik, yang mana
sangat selektif tetapi mahal. Sedangkan proses stripping membutuhkan biaya yang
sangat tinggi dalam pengoperasiannnya. Disisi lain, proses adsorpsi merupakan
cara yang sangat mudah dan biaya yang relatif rendah untuk menghilangkan
amoniak didalam limbah.
Universitas Sumatera Utara
Penggunaan zeolit alam dalam menyerap amoniak belum banyak
dilakukan. Widiastuti dan Handayani, 2010 melakukan penelitian tentang
Adsorpsi Amonium (NH4+) dengan menggunakan zeolit berkarbon dan zeolit A
yang disintesis dari Abu dasar Batubara PT. IPMOMI PAITON. Harahap pada
tahun 2013 melakukan penelitian tentang Pemanfaatan Zeolit Alam Sarulla
sebagai Penyerap Amonium/Amoniak dari Limbah Cair Peternakan Babi.
Selain itu, perolehan kembali (recovery) amoniak yang telah diserap zeolit
juga belum banyak dilakukan. Penelitian sebelumnya dilakukan tentang perolehan
kembali (recovery) ammoniak dari serum pengolahan lateks pekat dengan metode
stripping amoniak, dimana hasil yang diperoleh sebesar 94% (3529 ± 4,4357)
mg/L ammoniak (Renta,M.L.T, Nainggolan S, dan Nainggolan H.1997).
Dari uraian di atas, penulis tertarik untuk melakukan penelitian dengan
judul “Studi Penyerapan Amoniak dari Limbah Pabrik Karet dengan
Menggunakan Zeolit Alam Serta Perolehan Kembali (Recovery) Amoniak yang
Telah Diserap Zeolit”, karena sampai saat ini belum banyak informasi tentang
petunjuk penggunaan zeolit untuk tujuan penyerapan komponen-komponen
tertentu di dalam limbah cair khususnya amoniak.
1.2.
Permasalahan
1. Apakah zeolit alam dapat menyerap amoniak dari limbah pabrik karet?
2. Apakah amoniak yang telah diserap oleh zeolit dapat diperoleh kembali
(direcovery)?
3. Berapa persen hasil perolehan kembali (recovery) amoniak yang telah
diserap oleh zeolit?
Universitas Sumatera Utara
1.3.
Pembatasan Masalah
1. Penelitian ini menggunakan Zeolit Alam Sarulla yang diaktivasi pada suhu
250oC selama 3 jam.
2. Variasi massa zeolit aktif yang digunakan sebagai penyerap adalah 2 gram,
4 gram, 6 gram, 8 gram, dan 10 gram untuk 100 mL limbah cair.
3. Sampel air limbah diambil dari salah satu pabrik karet yang terdapat di
Kisaran.
1.4.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan Zeolit Alam Sarulla dalam
menyerap amoniak dari limbah pabrik karet dan untuk mengetahui apakah
amoniak yang telah diserap oleh zeolit tersebut dapat diperoleh kembali
(direcovery), serta untuk mengetahui berapa persen hasil perolehan kembali
(recovery) amoniak yang telah diserap oleh zeolit alam.
1.5.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini berguna sebagai informasi penggunaan zeolit sebagai penyerapan
amoniak dari limbah pabrik karet untuk mengurangi polusi air dan polusi udara.
1.6.
Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik FMIPA USU, Medan.
Universitas Sumatera Utara
1.7.
Metodologi Penelitian
1. Penelitian ini merupakan penelitian laboratorium yang bersifat purposif
(tujuan khusus).
2. Pada penelitian digunakan metode impregnasi basah, yaitu perendaman
zeolit dalam limbah cair dengan variasi massa zeolit aktif..
3. Zeolit yang digunakan diambil dari Sarulla Kecamatan Pahae kabupaten
Tapanuli Utara.
4.
Zeolit diayak pada 100 mesh.
5. Aktivasi zeolit dilakukan secara fisika yaitu pemanasan pada suhu 250oC.
6. Sampel yang digunakan adalah limbah cair buangan pertama dari salah
satu pabrik karet yang terdapat di Kisaran.
7. Analisis Amoniak/Amonium menggunakan spektrofotometer visibel
dengan λmaks = 410 nm.
Universitas Sumatera Utara