PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI ELECTROPLATING MENGGUNAKAN PROSES BIOSORPSI KULIT BATANG JAMBU BIJI (PSIDIUM GUAJAVA).

SKRIPSI

PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI ELECTROPLATING
MENGGUNAKAN PROSES BIOSORPSI KULIT BATANG
JAMBU BIJI (PSIDIUM GUAJAVA)

Oleh :

RIA AYU ANGGRAENI
0852010037

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “ VETERAN” JATIM
SURABAYA
2012

.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

SKRIPSI

PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI ELECTROPLATING
MENGGUNAKAN PROSES BIOSORPSI KULIT BATANG
JAMBU BIJI (PSIDIUM GUAJAVA)

untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam memperoleh
Gelar Sarjana Teknik ( S-1)

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

Oleh :

RIA AYU ANGGRAENI
0852010037

FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “ VETERAN” JATIM
SURABAYA

2012

.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

SKRIPSI

PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI ELECTROPLATING
MENGGUNAKAN PROSES BIOSORPSI KULIT BATANG
JAMBU BIJI (PSIDIUM GUAJAVA)
Oleh :

RIA AYU ANGGRAENI
0852010037
Telah dipertahankan dan diterima oleh Tim Penguji Skripsi
Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur
Pada hari :

Tanggal :
Menyetujui,
Pembimbing

Penguji I

Ir. Tuhu Agung Rachmanto, MT.
NIP : 19620501 198803 1 001

Ir. Yayok Suryo P., MS.
NIP : 19600601 198703 1 001
Penguji II

Okik Hendriyanto C., ST, MT.
NIP : 3 7507 99 0172 1

Mengetahui,
Ketua Program Studi

Penguji III

Dr. Ir. Munawar, MT.
NIP : 19600401 198803 1 001

Dr. Ir. Munawar, MT.
NIP : 19600601 198703 1 001

Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan
Untuk memperoleh gelar sarjana (S1), tanggal :.............................
Dekan Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan

Ir. Naniek Ratni JAR., MKes.
NIP : 19590729 198603 2 001
.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

CURRICULUM VITAE
Penelit i

Nama Lengkap

:

Ria Ayu Anggraeni

NPM

:

0852010037

Tempat/ tanggal
lahir
Alamat

:

Surabaya, 06 Juni 1990

:

Kalibutuh Timur I I / 14 A Surabaya

Nomor Hp.

:

085648191836

Email

:

kecieel@gmail.com

Pendidik an
No

Nama Univ / Sekolah

1

FTSP UPN ”Veteran”
Jatim

2

SMAN 4 Surabaya

3
4

Program
Studi
Teknik
Lingkungan

Mulai

Keterangan

Dari

Sampai

2008

2012

Lulus

I PA

2005

2008

Lulus

SMPN 4 Surabaya

Umum

2002

2005

Lulus

SD Muhamadiyah 20

Umum

1996

2002

Lulus

Tugas Ak adem ik
No.

Kegiatan

1

Kuliah Lapangan

2

KKN

3

Kerja Praktek

4

PBPAM

5

SKRI PSI

Tempat/ Judul
PT. SI ER, PT. Multi Bintang I ndpnesia, PT.
Sritex, DSDP Denpasar, Balai Konservasi
Mangrove Bali
Desa Wonorejo, Kecamatan Wonomerto,
Kabupaten Probolinggo
Studi Pengelolaan Sistem Manajemen
Keselamatan dan Kesehatan Kerja di PT>
I GLAS (Persero)
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air
Limbah
Pengolahan Limbah I ndustri Electroplating
Menggunakan Proses Biosorpsi Kulit Batang
Jambu Biji ( Psidium Guajava)

Or ang Tua

.

Nama

:

Moch. Arsyad

Alamat

:

Kalibutuh Timur I I / 14 A Surabaya

Telp

:

-

Pekerjaan

:

Swasta

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

Selesai Tahun
2011
2011
2011
2012
2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah yang telah
diberikan kepada penulis sehingga Tugas Akhir Pengolahan Limbah Industri
Electroplating Menggunakan Proses Biosorpsi Kulit Batang Jambu Biji (Psidium
Guajava) terselesaikan dengan baik.
Tugas Akhir ini merupakan salah satu prasyarat akademik untuk meraih
gelar sarjana teknik (S1) Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik
Sipil dan Perencanaan, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa
Timur.
Tugas Akhir ini dapat terselesaikan atas bantuan serta bimbingan dari
berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima
kasih kepada :
1.

Ibu Ir. Naniek Ratni JAR., Mkes selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan
Perencanaan, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur

2.

Bapak DR. Ir. Munawar Ali, MT selaku Ketua Program Studi Teknik
Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas
Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

3.

Bapak Ir. Tuhu Agung Rahmanto, MT selaku dosen pembimbing Tugas
Akhir yang telah membimbing dan memberikan pengarahan hingga tugas
akhir ini terselesaikan dengan baik.

4.

Ibunda tercinta atas segala do’a dan pengorbanannya dan Ayah atas
supportnya.
i

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

5.

Kakak tercinta Arie Safitri, SH atas support dan bantuannya.

6.

Seluruh keluarga besar Karsimin (Alm) yang telah membantu untuk
mencari bahan penelitian.

7.

Sahabat-sahabatku Okta, Dina, Nissa, Nana, Nia Hendriati, Dwi Ayu
Pricillia, Yohana Janeta, Ninda, Toni, Rachmi, Ajeng, Lisa, Fahria, Rahma
atas support dan semangatnya.

8.

Seluruh teman-teman Teknik Lingkungan 2008 yang secara langsung
maupun tidak langsung membantu dalam pengerjaan tugas ini.
Penyusun menyadari banyak kekurangan dalam penyusunan laporan ini.

Segala bentuk kritik dan saran yang sifatnya membangun, demi kesempurnaan
penyusunan laporan yang akan datang.

Surabaya,

Penyusun

ii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ................................................................................ i
DAFTAR ISI .............................................................................................. iii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................. v
DAFTAR TABEL ...................................................................................... vi
INTISARI ................................................................................................... vii
ABSTRACT ............................................................................................... viii
BAB I PENDAHULUAN
I.1

Latar Belakang ............................................................................... 1

I.2

Permasalahan ................................................................................. 2

I.3

Tujuan ............................................................................................ 2

I.4

Manfaat .......................................................................................... 3

I.5

Ruang Lingkup ............................................................................... 3

BAB II TINJ AUAN PUSTAKA
II.1

Adsoprsi ......................................................................................... 4

II.1.1

Adsorpsi Isotherm .......................................................................... 5

II.2

Biosorpsi ........................................................................................ 6

II.2.1

Pengertian Biosorpsi ....................................................................... 6

II.2.2

Prinsip Biosorpsi ............................................................................ 7

II.2.3

Biosorben ....................................................................................... 8

II.2.4

Faktor yang Mempengaruhi Biosorpsi ............................................ 9

II.3

Jambu Biji ...................................................................................... 12

II.4

Air Limbah ..................................................................................... 13

II.4.1

Definisi Air Limbah ....................................................................... 13

II.4.2

Karakteristik Air Limbah ................................................................ 13

II.4.3

Pengolahan Air Limbah .................................................................. 14
iii

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

II.5

Proses Electroplating ..................................................................... 15

II.6

Limbah Industri Electroplating ....................................................... 17

BAB III METODOLOGI PENELITIAN
III.1

Bahan Penelitian ............................................................................ 20

III.2

Peralatan ........................................................................................ 20

III.3

Variabel Penelitian ......................................................................... 20

III.4

Prosedur Kerja ............................................................................... 21

III.4.1

Persiapan Bahan Baku .................................................................... 21

III.4.2

Pembuatan Biosorben ..................................................................... 21

III.4.3

Pengujian Biosorben ....................................................................... 22

III.5

Kerangka Penelitian ....................................................................... 23

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1

Pengaruh Waktu Pengadukan dengan Jumlah Biosorben Terhadap
Penurunan Konsentrasi Ion Logam ................................................. 25

IV.2

Pengaruh Variasi Waktu Pengadukan Terhadap Jumlah Dosis Biosorben
........................................................................................................ 29

IV.3

Pengaruh Variasi Jumlah Dosis Biosorben Terhadap Waktu Pengadukan
........................................................................................................ 31

IV.4

Penentuan Model Biosorpsi ............................................................ 32

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
V.1.

Kesimpulan .................................................................................... 37

V.2.

Saran .............................................................................................. 37

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. ix
LAMPIRAN A
LAMPIRAN B
LAMPIRAN C
LAMPIRAN D

iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Struktur Molekul Tanin ......................................................... 12

Gambar 3.1

Kerangka Penelitian .............................................................. 23

Gambar 4.1

Kompleks Antara Ni2+ Dengan Situs Aktif (C=O dan -OH Pada
Biosorben .............................................................................. 28

Gambar 4.2

Proses Biosorpsi Ni2+ Kedalam Pori-Pori Biosorben .............. 29

Gambar 4.3

Hubungan Antara Waktu Tinggal dengan Prosentase Penurunan
Konsentrasi Ion Logam Ni2+ dengan Variasi Berbagai Dosis
Biosorben .............................................................................. 30

Gambar 4.4

Hubungan Antara Jumlah Dosis Biosorben dengan Prosentase
Penurunan Konsentrasi Ion Logam Ni2+ dengan Variasi Berbagai
Waktu Pengadukan ................................................................ 31

Gambar 4.5

Isotherrm Langmuir Biosorpsi Ion Logam Ni2+ Pada Kulit Batang
Jambu Biji ............................................................................. 33

Gambar 4.6

Isotherrm Freundlich Biosorpsi Ion Logam Ni2+ Pada Kulit Batang
Jambu Biji ............................................................................. 34

Gambar 4.7

Isotherrm BET Biosorpsi Ion Logam Ni2+ Pada Kulit Batang
Jambu Biji ............................................................................. 34

Gambar 4.8

Perbandingan Nilai Ce Analisis dengan Nilai Ce Permodelan
Isotherm Langmuir ................................................................ 35

Gambar 4.9

Perbandingan Nilai Ce Analisis dengan Nilai Ce Permodelan
Isotherm Freundlich .............................................................. 35

Gambar 4.10 Perbandingan Nilai Ce Analisis dengan Nilai Ce Permodelan
Isotherm BET ........................................................................ 36
Gambar 4.11 Perbandingan Hasil Nilai Ce Analisis dengan Nilai Ce Permodelan
Isotherm Terhadap dosis Biosorben ....................................... 36

v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Tentang Baku Mutu Limbah
Cai Bagi Industri ........................................................................ 18
Tabel 4.1 Hasil Analisa Awal Limbah Proses Elektroplating ..................... 24
Tabel 4.2 Pengaruh Waktu Pengadukan Serta Jumlah Biosorben Terhadap %
Penurunan Kadar Logam Pada Limbah PT. Maspion ................. 26

vi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

INTISARI

Ion logam berat merupakan salah satu kandungan berbahaya pada limbah Industri
Elektroplating yang harus diolah sebelum dibuang ke badan air. Salah satu metode
pengolahan yang dapat digunakan yaitu biosorpsi. Biosorpsi merupakan proses
adsorpsi yang menggunakan material padat bahan alam sebagai biosorben.
Biosorben yang digunakan yaitu kulit batang jambu biji (Psidium Guajava) yang
berupa serbuk. Sampel yang digunakan pada penelitian ini merupakan limbah PT.
Maspion pada pelapisan nikel. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
efektivitas biosorpsi, pengaruh variabel lama waktu pengadukan dan dosis
biosorben terhadap penurunan konsentrasi ion logam berat serta permodelan
adsorpsi untuk metode ini. Variabel yang digunakan yaitu waktu pengadukan
mulai 10, 20, 30, dan 40 menit serta dosis biosorben yang digunakan mulai dari 1
g/500 mL; 1,5 g/500 mL; 2 g/500 mL; dan 2,5 g/500 mL. Analisa sample
diketahui mengandung konsentrasi ion logam Ni2+. Prosentase penurunan
konsentrasi ion logam Ni2+ terbesar adalah 83,55 % pada waktu pengadukan
selama 40 menit dan dosis biosorben sebesar 2,5 g/500 mL. Kesimpulan dari
penelitian ini bahwa kulit batang jambu biji efektiv digunakan dalam teknologi
biosorpsi dan variabel yang digunakan mempengaruhi prosentase penurunan
untuk menurunkan kadar ion logam. Permodelan adsorpsi yang terbaik dari
,
∗
penelitian ini adalah permodelan Langmuir dengan persamaan X/M =
*
,

0,107.

Kata Kunci : Biosorpsi, Kulit Batang Jambu Biji (Psidium Guajava), Ion Logam
Ni2+

vii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

ABSTRACT

Heavy metal ion is one of hazardous content in waste of electroplating industry
which must to treatment before discarded in river. One of treatment method can
used is biosorption. Biosorption is adsorption process which used solid materials
of biomass as biosorbent. Biosorbent used is Guava (Psidium Guajava) bark
powder. Sampel used in this experiment from nickel plating PT. Maspion waste.
This experiment purpose to know the effectiveness of biosorption, effect of
agitation time and biosorbent dossage variable to decline heavy metal ion
concentration also the adsorption eqilibrium for this method. Variable that use in
this experiment are agitation time from 10, 20, 30, and 40 minute also biosorbent
dossage from 1 g/500 mL; 1,5 g/500 mL; 2 g/500 mL; and 2,5 g/500 mL. Sample
analysis known that contain ion nickel2+ concentration. The maximum percent
decrease of ion nickel2+ concentration is 83,55 % when agitation time is 40
minute and biosorbent dossage is 2,5 g/500 mL. The conclusion from this
experiment that guava bark powder effective used in biosorption technology and
the variable which is used influence percent decrease for removal concentration
of heavy metal ion. The best adsorption equilibrium from this experiment is
,
∗
Langmuir model with the equatation is X/M =
* 0,107.
,

Key word : Biosorption, Guava (Psidium Guajava) bark, Ion nickel2+
concentration

viii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB I
PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang
Limbah merupakan hasil samping dari proses yang tidak dapat digunakan
lagi namun harus diperhatikan karena mengandung bahan berbahaya yang dapat
mengurangi kualitas dari air. Misal limbah industri electroplating. Salah satu
kandungan berbahaya dalam limbah ini adalah ion logam berat. Logam berat
apabila dibuang secara langsung ke lingkungan dapat secara langsung maupun
tidak langsung membahayakan bagi makhluk hidup maupun lingkungan.
Umumnya untuk mengolah kandungan ion logam berat menggunakan proses ion
exchange, adsorpsi, reverse osmosis, dan sebagainya. Namun proses tersebut
memerlukan biaya operasional cukup tinggi dan menghasilkan limbah sekunder
yang dapat membahayakan lingkungan. Oleh karena itu perlu alternatif lain yang
dapat mengatasi masalah tersebut.
Proses biosorpsi dapat digunakan sebagai alternatif dalam menurunkan
kadar ion logam berat. Kelebihan dari proses ini adalah biaya operasi yang kecil
serta tidak menghasilkan limbah sekunder yang berbahaya. Biosorpsi memiliki
cara kerja yang sama dengan adsorpsi. Yang membedakan adalah penggunaan
bahan adsorben. Biosorpsi menggunakan adsorben dari bahan alam (biomaterial).
Salah satu biosorben yang dapat dimanfaatkan adalah jambu biji (Psidium
Guajava). Jambu biji digunakan karena mengandung zat tanin yang dapat
menyerap ion logam. Kandungan tanin pada kulit batang jambu biji lebih banyak
1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

2

dibanding pada daun. Oleh karena itu dalam penelitian ini akan meneliti tentang
kemampuan kulit batang jambu biji sebagai biosorben untuk mereduksi
kandungan ion logam berat limbah industri electroplating dengan menggunakan
metode biosorpsi.

I.2. Per masalahan
Berdasarkan latar belakang diatas permasalahan yang akan dibahas dalam
penelitian ini adalah sebagai berikut :
1.

Besarnya biaya operasional untuk mereduksi ion-ion logam berat pada air
limbah.

2.

Kemampuan biosorpsi kulit batang jambu biji (Psidium Guajava) untuk
menyerap ion logam berat.

I.3. Tujuan
Tujuan dilakukannya penelitian ini yaitu :
1.

Mengetahui bagaimana tingkat efektivitas metode biosorpsi kulit batang
jambu biji (Psidium Guajava) untuk menurunkan kandungan ion logam
berat pada air limbah.

2.

Mengetahui bagaimana pengaruh perubahan waktu kontak serta dosis
biosorben terhadap penurunan konsentrasi ion logam berat.

3.

Mengetahui permodelan adsorpsi yang dapat digunakan dalam metode
biosorpsi kulit batang jambu biji (Psidium Guajava).

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

3

I.4. Manfaat
Dari pelaksanaan penelitian ini mendapatkan beberapa manfaat antara lain :
1.

Memberikan alternatif pengolahan limbah yang mengandung ion logam
berat

2.

Memperkenalkan teknologi biosorpsi menggunakan kulit batang jambu biji
untuk mengolah air limbah

I.5. Ruang Lingkup
Ruang lingkup dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1.

Biosorben yang digunakan yaitu kulit batang jambu biji (Psidium Guajava)

2.

Air limbah yang digunakan yaitu limbah industri PT. Maspion di Sidoarjo
pada bagian pelapisan logam nikel

3.

Penelitian dilakukan di laboratorium Teknik Lingkungan UPN “Veteran”
Jawa timur

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA

II.1

Adsorpsi
Adsorpsi merupakan peristiwa penyerapan pada permukaan suatu

adsorben, misalnya adsorpsi zat padat terhadap gas atau zat cair. Zat yang
teradsorpsi disebut sebagai adsorbat dan zat pengadsorbsi disebut dengan
adsorben. Peristiwa adsorbsi dapat terjadi pada adsorben yang pada umumnya
berupa zat padat. Adsorpsi oleh zat padat dibedakan menjadi dua yaitu adsorpsi
fisika serta adsorpsi kimia.
Adsorpsi fisika merupakan adsorpsi yang terjadi adanya reaksi antara
molekul adsorbat dengan permukaan adsorben. Molekul-molekul adsorbat terikat
secara lemah karena adanya gaya Van Der Waals. Apabila daya tarik menarik
antara zat terlarut dengan adsorben lebih besar dari daya tarik menarik antara zat
terlarut dengan dengan pelarutnya, maka zat yang terlarut akan diadsorpsi pada
permukaan adsorben. Umumnya adsorpsi relatif berlangsung cepat dan bersifat
reversible.
Sedangkan adsorpsi kimia yaitu reaksi yang terjadi antara zat padat dengan
zat terlarut yang teradsorpsi. Adsorpsi ini bersifat spesifik dan melibatkan gaya
yang jauh lebih besar daripada adsorpsi fisika. Panas yang dilibatkan adalah sama
dengan panas reaksi kimia. Menurut Langmuir, molekul teradsorpsi ditahan pada
permukaan oleh gaya valensi yang tipenya sama dengan yang terjadi antara atomatom dalam molekul. Karena adanya ikatan kimia, maka permukaan adsorben
4
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

5

akan terbentuk suatu lapisan, dimana lapisan tersebut akan menghambat proses
penyerapan selanjutnya oleh bantuan adsorben sehingga efektifitasnya berkurang.

II.1.1 Adsorpsi Isother m
Kesetimbangan atau adsorpsi isotherm merupakan dasar dalam sistem
adsorpsi. Hal tersebut untuk mengetahui kapasitas dari adsorben dalam menyerap
konsentrasi bahan pencemar. Isotherm Langmuir dan Freundlich merupakan
isotherm yang biasa digunakan kesetimbangan karakteristik dari adsorpsi.
Isotherm Langmuir merupakan isotherm yang paling sederhana yang
didasarkan pada asumsi bahwa setiap tempat adsorpsi adalah ekivalen, dan
kemampuan partikel untuk terikat ditempat itu, tidak bergantung pada ditempati
atau tidaknya tempat yang berdekatan.
X/M
dengan,

= qm

K L Ce
l + K LCe

X/M

= konsentrasi logam yang terjerap pada adsorben (mg/g)

qm

= kapasitas maksimal adsorpsi pada adsorben (mg/g)

KL

= konstanta adsorpsi (l/mg)

Ce

= konsentrasi logam terhadap larutan (mg/l)

Isotherm Freundlich merupakan satu dari beberapa persamaan awal yang
diusulkan untuk menghubungkan jumlah bahan teradsorpsi terhadap konsentrasi
bahan dalam larutan yang dirumuskan dalam persamaan berikut:
X/M
dengan,

= KF . Ce 1/n

X/M

= konsentrasi logam yang terjerap pada adsorben (mg/g)

Ce

= kesetimbangan konsentrasi logam terhadap larutan (mg/l)

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

6

KF

= konstanta kapasitas adsorpsi

1/n

= parameter empiris intensitas adsorpsi pada adsorben

Persamaan berikutnya yaitu Isotherm BET. Teori ini menganggap bahwa
adsorpsi juga dapat terjadi di atas lapisan adsorbat monolayer. Sehingga, isoterm
adsorpsi BET dapat diaplikasikan untuk adsorpsi multilayer. Pada pendekatan ini,
perbandingan kekuatan ikatan pada permukaan adsorben dan pada lapisan
adsorbat monolayer didefinisikan sebagai konstanta c. Isoterm adsorpsi BET
dapat dinyatakan sebagai

X /M
Kb * C
=
Qm
(Cs − C )(1 + ( Kb − 1) * C / Cs )

II.2

Biosorpsi

II.2.1 Pengertian Biosorpsi
Menurut Sutrasno Kartohardjono (2008) biosorpsi adalah suatu proses
dimana material padat bahan alam digunakan untuk mengadsorb atau menyerap
logam berat yang terlarut dalam air limbah. Secaran umum, biosorpsi adalah suatu
proses penyerapan analit oleh biomassa. Biomassa yang digunakan sebagai
adsorben merupakan bahan alam yang berasal dari materi biologis berupa mikroba
maupun tanaman untuk mengakumulasi logam berat dari suatu larutan atau
limbah. Oleh karena itu proses ini merupakan suatu proses yang menggunakan
biaya operasional yang tidak terlalu besar karena dengan biomassa atau biosorben
alami dapat menyerap logam berat yang berbahaya dan terutama digunakan untuk
meremoval bahan pencemar dari hasil buangan industri.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

7

Biosorpsi dikatakan sebagai proses pengolahan yang efisien, berpotensi
dan membutuhkan biaya yang efektif untuk meremoval logam berbahaya pada
hasil buangan industri (Varma, D.S.N.R et al, 2010). Salah satu kelemahan dari
proses biosorpsi ini adalah tidak berpotensi mendegradasi logam sampai ke
bentuk spesies organometallic.
Biosorpsi logam terjadi karena kompleksitas ion logam yang bermuatan
positif dengan pusat aktif yang bermuatan negatif pada permukaan dinding sel
atau dalam polimer-polimer ekstraseluler, seperti protein dan polisakarida sebagai
sumber gugus fungsi yang berperan penting dalam mengikat ion logam. Proses
penyerapan berlangsung cepat dan dapat terjadi pada sel hidup maupun sel yang
telah mati (Soeprijanto, 2004).

II.2.2 Prinsip Biosorpsi
Penjelasan dari mekanisme biosorpsi adalah kebutuhan teknologi yang
memungkinkan untuk dikembangkan. Proses biosorpsi merupakan passive uptake
yang terjadi ketika ion logam berat mengikuti dinding sel dengan dua cara yang
berbeda. Pertama terjadi peristiwa pertukaran ion dimana ion monovalent dan
+

2+

2+

+

divalent seperti Na , Mg , Ca , K pada dinding sel digantikan oleh ion-ion
logam berat. Proses berikutnya adalah formasi kompleks antara ion-ion logam
berat dengan gugus fungsional seperti karbonil, amino, thiol, hidroksi, fosfat,
hidroksi-karboksil yang berada pada dinding sel. Proses ini bersifat bolak-balik
dan cepat (Suhendrayatna, 2001). Proses biosorpsi dapat lebih efektif dengan
kehadiran pH tertentu dan kehadiran ion-ion lainnya pada media dimana logam

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

8

berat dapat terendapkan sebagai garam yang tidak terlarut. Misal, pH optimum
biosorpsi ion Pb (II), Ni (II), Co (II) oleh Zooglea ramigera adalah berkisar antara
4,0-4,5 sedangkan untuk Fe (II) adalah dengan pH 2.
Biosorpsi didasarkan pada kapasitas pengikatan ion logam oleh berbagai
materi biologi. Mekanisme biosorpsi tersebut cukup bervariasi dan kompleks.
Pada proses biosorpsi, pengambilan ion logam dilakukan oleh interaksi fisiokimia
antara logam dan gugus fungsional yang ada pada permukaan sel organisme.
Interaksi ini berdasar pada adsorpsi secara fisik, pertukaran ion, dan penyerapan
secara kimia yang tidak bergantung pada metabolisme sel. Proses ini relatif cepat
dan dapat dikembalikan lagi (diperbaharui), serta tidak terpengaruh oleh toksisitas
logam berat yang diserap.

II.2.3 Biosorben
Biosorben merupakan materi biologis yang digunakan sebagai adsorben
dalam proses penyerapan logam dari suatu larutan (Alluri et al, 2007). Ketika
menentukan biomassa untuk biosorpsi logam, sumber biomassa merupakan faktor
utama yang harus diperhatikan. Biomassa dapat berasal dari lumpur aktif atau
hasil buangan proses fermentasi dari industri seperti makanan dan tepung. Selain
itu juga dapat berupa organisme (misal, bakteri, ragi, jamur dan alga) yang berasal
dari habitat asli yang merupakan sumber tebaik untuk biomassa. Menurut Ahalya
et al (2003), dinding sel dari sebagian besar biosorben terdiri dari lipid,
polisakarida dan protein. Pada dinding tersebut terdapat kelompok fungsional

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

9

yang berbeda seperti imidazol, tioter, karboksil, hidroksil, karbonil, fosfat, fenolik
dan lain-lain yang dapat membentuk koordinasi kompleks dengan ion logam.
Biosorben yang digunakan dapat berupa biomassa hidup maupun biomassa
mati (Ahalya et al, 2003). Biomassa mati dapat mengikat ion logam secara
adsorpsi pada permukaan selnya dengan kapasitas yang besar dibanding dengan
pertukaran ion. Berdasarkan hal tersebut dapat diketahui bahwa teknologi
biosorpsi dengan menggunakan biomassa mati melalui pengikatan oleh dinding
sel lebih sesuai untuk tujuan teknologi daripada menggunakan organisme hidup.
Pengikatan ion logam oleh biomassa mati melalui dinding sel tidak melibatkan
proses metabolisme dari mikroorganisme yang bersangkutan, kemudian beresiko
kecil dari adanya kontaminasi oleh organisme lain, harga murah dan ketersediaan
biomassa yang luas serta adanya proses perbaikan kembali (Ahalya et al, 2003).

II.2.4 Faktor Yang Mempengaruhi Biosorpsi
a.

Pengaruh PH
Dalam menurunkan kandungan logam berat dari limbah dapat dipengaruhi

oleh derajat keasaman yang ada dalam limbah. Parameter ini secara langsung
mempengaruhi bagaimana ion H+ dan ion logam untuk mengaktifkan dari
permukaan biosorben. Dalam penelitian yang dilakukan oleh Mohammed
Abdulsalam dan A. G. Devi Prasad (2010), dengan meningkatnya nilai pH dari
1.0 hingga 7.0 efisiensi biosorpsi menggunakan serbuk asam untuk meremoval
nikel juga meningkat dari 21,9 sampai 90,5 %. Penelitian lain yang dilakukan oleh
D. S. N. R. Varma et al (2010) biosorpsi cadmium menggunakan serbuk daun

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

10

jambu biji, prosentase removal meningkat dari 74,00 hingga 95,11 % dimana hal
ini terjadi karena peningkatan dari pH 1 hingga 4 dan menurun pada pH 5.
Bagaimanapun, dengan meningkatnya nilai pH ion logam menggantikan ion H+
mengikat biosorben.
b. Pengaruh Konsentrasi Awal Logam
Nilai efektivitas biosorpsi meningkat dengan meningkatnya konsentrasi
sampai pada nilai diman kejenuhan biosorben akan tercapai. Pada penelitian yang
dilakukan Nursiah La Nafie (2009) tentang biosorpsi ion logam Cr(VI) dengan
menggunakan biomassa lamun enhalus acroides, keadaan dimana biosorben telah
jenuh oleh adsorbat belum tercapai karena efektivitas biosorpsi masih tetap
meningkat (efeketivitas biosorpsi belum konstan) dengan naiknya konsentrasi.
Penelitian lain oleh Mohammed Abdulsalam dan A. G. Devi Prasad (2010),
menyatakan semakin besar konsentrasi awal ion logam maka semakin besar nikel
yang diserap oleh biosorben. Walaupun peningkatan terserapnya logam telah
diamati, menurunya prosentase biosorpsi mungkin menyebabkan berkurangnya
area permukaan untuk menampung lebih banyak logam yang ada dalam larutan.
c.

Pengaruh Dosis Biosorben
Mohammed Abdulsalam dan A. G. Devi Prasad (2010) dalam

penelitiannya menjelaskan efisiensi biosorpsi meningkat dari 61,37 sampai 90,82
% dan logam yang tersisa dari 24,55 hingga 9,08 mg/l (dari 40 mg/l) dengan
meningktanya jumlah dosis adsorben dari 1,0 g/l sampai 4,0 g/l. Meningkatnya
dosis biomassa biasanya diikuti meningkatnya jumlah biosorbsi ion logam karena
meningkatnya area permukaan dari biosorben tersebut, yang mengakibatkan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

11

meningkatnya area yang dapat mengikat. Penurunan kapasitas penyerapan
mungkin terjadi karena faktanya beberapa area penyerapan mungkin tak jenuh
selama proses penyerapan sedangkan area yang tersedia untuk penyerapan
meningkat dengan meningkanya dosis penyerap.
d. Pengaruh Waktu Kontak
Waktu kontak antara biosorben dengan sampel juga dapat mempengaruhi
efisiensi dari proses biosorpsi itu sendiri. Pada penelitian yang dilakukan oleh
Sutrasno Kartohardjono (2008) membahas bahwa pada 15 menit pertama terjadi
pengurangan ion logam Cr (VI) yang signifikan dengan menggunakan biosorben
kulit batang jambu biji. Hal tersebut menunjukkan bahwa kulit batang jambu biji
memiliki kecepatan penyerapan yang baik. Titik kesetimbangan tercapai bilamana
pengurangan konsentrasi ion logam mencapai titik maksimalnya sehingga
penambahan waktu kontak tidak akan memberikan pengaruh yang signifikan
terhadap pengurangan konsentrasi ion logam.
e.

Pengaruh Temperatur
Temperatur pada sampel mempengaruhi proses dari biosorpsi itu sendiri.

Seperti pada penelitian yang dilakukan oleh Sutrasno Kartohardjono (2008)
menyatakan bahwa konstanta kesetimbangan untuk ion logam berkurang seiring
dengan kenaikan temeperatur dan proses adsorpsi juga berkurang seiring dengan
kenaikan temperatur sampel. Hal ini disebabkan dari sifat adsorpsi eksotermis ion
logam ke biosorben dan melemahnya dorongan penyerapan antara bagian aktif
dari biosorben dengan ion logam serta antara molekul yang berdekatan dari bagian
yang diserap.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

12

II.3

J ambu Biji (Psidium Guajava)
Jambu biji adalah tanaman buah jenis perdu yang berasal dari Brazilia

Amerika Tengah, menyebar ke Thailand kemudian ke negara Asia lain seperti
Indonesia. Jambu biji sering disebut juga jambu klutuk, jambu siki, atau jambu
batu.
Tanaman ini termasuk kingdom Plantae, ordo Rosidis, famili Myrtaceae,
bangsa Myrteae, dan genus Psidium. Nama latin dari dari jenis tanaman ini adalah
Psidium Guajava. Kandungan kimia buah, daun, dan kulit batang pohon jambu
biji mengandung zat tanin, sedangkan pada bunganya tidak. Tanin didefinisikan
sebagai senyawa polifenol yang mempunyai bobot molekul yang tinggi dan
mempunyai banyak gugus hidroksil serta gugus lain seperti karboksil sehingga
dapat membentuk kompleks dengan logam, protein dan makromolekul lainnya
dibawah kondisi lingkungan tertentu (Wisnubroto, 2002). Salah satu sifat tanin
yaitu sebagai pengkhelat logam yang kuat. Ini dikarenakan kandungan senyawa
fenol yang terdapat pada tanin.

Gambar 2.1 Struktur Molekul Tanin (Sumber: Kartohardjono, Sutrasno, 2008)

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

13

Diketahui bahwa adanya ikatan karbonil pada zat tannin menjadikannya
molekul yang mudah terprotonasi atau bermuatan positif sehingga dapat menarik
atau menyerap anion logam berat yang bermuatan negatif (Handoyo dan
Trimawan, 2010)

II.4

Air Limbah

II.4.1 Definisi Air Limbah
Air limbah juga dikenal sebagai sewage, mula-mula dari limbah rumah
tangga, manusia, dan binatang. Namun lama-kelamaan berkembang selain dari
sumber tersebut. Air limbah dapat berasal dari kegiatan industri, run off, infiltrasi
air bawah tanah. Air limbah pada dasarnya 99,94% berasal dari sisa kegiatan,
sisanya 0,06% berasal dari material terlarut oleh alam (Mukimin, Aris, 2006).

II.4.2 Karakteristik Air Limbah
Karakteristik air limbah umumnya terbagi ke dalam fisika, kimia, dan
biologi. Sifat fisika, kimia, dan biologi air limbah sangat penting untuk
menentukan proses apa yang dilakukan untuk pengolahan air limbah tersebut.
Ketiga sifat ini sangat tergantung pada sumber kegiatan penghasil limbah, apakah
itu masyarakat, industri atau komoditi lain.
Temperatur dan zat padat pada air limbah adalah faktor penting untuk
proses pengolahan air limbah. Temperatur dapat mempengaruhi reaksi kimia serta
aktivitas biologi. Zat padat seperti total suspended solid (TSS), volatile suspended
solid (VSS), serta settleable solid dapat mempengaruhi teknik pengoperasian dan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

14

ukuran unit pengolahan. Zat padat terdiri dari material tersuspensi dan terlarut
yang mengandung material organik dan anorganik. Material organik terdiri dari
karbonat, lemak, minyak surfaktan, protein, dan sebagainya. Sedangkan material
anorganik terdiri dari logam berat, nitrogen, phosphor, pH, alkaliniti, chloride,
sulfur, dan polutan lain.
Mikroorganisme yang terdapat pada air limbah adalah bakteri, jamur,
protozoa, tumbuh-tumbuhan mikroskopik, binatang, serta virus. Banyak
mikroorganisme terutama bakteri dan protozoa, yang berhubungan langsung serta
digunakan untuk pengolahan dengan proses biologi.

II.4.3 Pengolahan Air Limbah
Sebelum dibuang ke badan air, limbah perlu diolah terlebih dahulu agar
konsentrasi limbah sesuai dengan standar baku mutu yang telah ditetapkan.
Pengolahan air limbah dibagi menjadi tiga jenis pengolahan yaitu pengolahan
secara fisik, secara kimia, dan terakhir adalah secara biologis. Pengolahan secara
fisik dilakukan tanpa menggunakan ataupun menambahkan bahan apapun.
Utamanya pengolahan ini digunakan untuk mengendapkan bahan-bahan
tersuspensi berukuran besar yang mudah mengendap ataupun yang terapung.
Macam pengolahan fisik antara lain adalah screening, sedimentation, flotation,
fltration serta presipitation.
Macam pengolahan berikutnya yaitu pengolahan secara kimia. Pengolahan
ini menggunakan penambahan bahan kimia yang biasanya dilakukan untuk
mengilangkan partikel-partikel koloid, logam-logam berat, serta zat-zat organik

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

15

yang berbahaya. Pengolahan ini terdiri dari koagulasi-flokulasi, ion exchange,
adsorpsi, netralisasi, dan masih banyak lagi pengolahan yang lainnya.
Pengolahan yang terakhir yaitu pengolahan secara biologis. Pengolahan ini
dilakukan dengan penambahan materi biologis berupa mikroorganisme.
Mikrooganisme dapat mereduksi BOD ataupun zat organik yang ada pada limbah.
Proses biologis dibedakan menjadi dua jenis, yaitu proses aerob dan proses
anaerob. Metode pengolahan biologi antara lain trickling filter, activated sludge,
RBC, dan sebagainya.

II.5

Proses Electroplating
Proses electroplating merupakan suatu proses coating oleh logam tertentu

pada suatu obyek dari bahan logam secara elektrolisis. Pada proses ini logam
pelapis harus lebih mulia dari logam yang akan dilapisi. Electroplating merupakan
salah satu cara penanggulangan korosi terhadap logam dan menambah ketahanan
terhadap logam dan menambah ketahanan bahan. Disamping itu merupakan
produk dekoratif atau memberi warna atau tekstur tertentu (Hendriyanto, Okik,
2009). Proses pelapisan logam menggunakan listrik (electroplating) terdiri dari
beberapa urutan proses antara lain persiapan bahan yang akan dilapisi, pelapisan,
dan penyelesaian akhir.
a.

Proses Per siapan Bahan
Proses persiapan bahan yang akan dilapisi ini adalah pembersihan benda

kerja dari karat, lemak, serta bahan organik lain yang melekat. Pada persiapan ada
dua tahap, yaitu :

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

16

1) Proses pembersihan lemak (degreasing) yaitu benda yang akan diproses
cukup dicelup dalam suatu

larutan zat-zat organik

misalnya

Trikhloretilen, alkohol, bensin, dan sebagainya yang bertujuan untuk
menghilangkan lemak (organik) yang dapat mengganggu proses
pelapisan karena mengurangi daya hantar listrik atau mengurangi
kontak antara lapisan dengan logam dasarnya.
2) Proses pembersihan dengan asam (pickling). Proses pickling adalah
pembersihan oksida secara kimiawi melalui pencelupan dalam larutan
asam. Lapisan oksida pada permukaan umumnya terdiri dari beberapa
ikatan, bagian terluar dan terbanyak adalah Fe2O3, bagian tengah Fe3O4
dan bagian lebih dalam lagi dekat logamnya adalah FeO.
3) Proses pembilasan biasanya dilakukan dengan sistem pembilasan dalam
beberapa bak dan arah aliran atau dapat juga menggunakan sistem
semprot.
4) Proses pembersihan mekanis adalah proses pemolesan yang dilakukan
dengan maksud untuk menghaluskan permukaan atau menghilangkan
goresan.
b.

Proses Pelapisan
Sebelum dilakukan proses pelapisan, benda kerja yang telah bersih

direndam dalam larutan aktivatif (proses aktivasi) untuk mengaktifkan benda kerja
sehingga mempermudah melekatnya logam yang akan dilapisi. Logam yang
dilapisi dihubungkan dengan kutub negatif (-) dan logam pelapisannya pada kutub
positif (+) serta sumber arus searah. Dengan adanya arus yang mengalir dari

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

17

sumber, maka elektron “dipompa” melalui elektroda positif (anoda) menuju
elektroda negatif (katoda) dan dengan adanya ion-ion logam yang didapat dari
elektrolit maka menghasilkan logam yang melapisi permukaan logam lain.
c.

Proses Akhir
Proses akhir meliputi pembersihan atau pencucian pada benda kerja dari

sisa-sisa larutan yang melekat. Setelah dilakukan pencucian kemudian
dikeringkan. Pengerjaan akhir ini berfungsi juga sebagai kontrol pada produk
tersebut secara visual.

II.6

Limbah Industri Electroplating
Industri elektroplating adalah industri yang melakukan pelapisan logam

dengan bantuan arus listrik. Dari proses electroplating dihasilkan limbah padat,
limbah gas, dan limbah cair. Limbah berasal dari bahan-bahan kimia yang
digunakan dan hasil proses pelapisan. Volume buangan limbah dari industri ini
tidak banyak tetapi racun yang terkandung dalam buangan ini cukup berbahaya.
Bahan-bahan kimia yang digunakan inilah yang menyebabkan limbah buangan
cukup bebahaya bagi kesehatan manusia baik yang terlibat langsung dengan
kegiatan industri maupun yang disekitar industri. Air yang berasal dari proses
pencucian logam, pembersihan dan pembilasan biasanya mengandung logamlogam seperti Cu, Zn, Cr, Cd, Ni dan Pb. Berdasarkan Keputusan Menteri Negara
Lingkungan Hidup, hasil keluaran limbah cair industri pelapisan logam harus
sesuai dengan baku mutu yang telah ditetapkan.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

18

Tabel 2.1 Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Tentang Baku Mutu Limbah
Cair Bagi Industri
BEBAN
KADAR
PENCEMARAN
PARAMETER
MAKSIMUM
MAKSIMUM
(mg/L)
(gram/ton)
TSS

20

0,40

Sianida Total (CN) tersisa

0,2

0,004

Krom Total (Cr)

0,5

0,010

Krom Heksavalen (Cr+6)

0,1

0,002

Tembaga (Cu)

0,6

0,012

Seng (Zn)

1,0

0,020

Nikel (Ni)

1,0

0,020

Kadmium (Cd)

0,05

0,001

Timbal (Pb)

0,1

0,002

pH

6,0 - 9,0

Debit limbah maksimum 20 L per m2 produk pelapisan logam
(Sumber : Keputusan Menteri Lingkungan Hidup, No : Kep-51/MENLH/10/1995
tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Industri)

a.

Nikel (Ni)
Pengertian Nikel adalah salah satu zat padat metalik yang memiliki sifat

tahan karat. Dalam keadan tidak bercampur, wujud nikel adalah sebagai zat yang
lembek, tapi nikel bisa menjadi baja tahan karat (stainless steel) apabila dipadukan
dengan krom, besi, dan zat logam lainnya. Nikel merupakan salah satu logam
yang berwarna putih keperak-perakan dengan pemolesan tingkat tinggi. Bersifat
keras, mudah ditempa, sedikit ferromagnetis, dan merupakan konduktor yang
agak baik terhadap panas dan listrik. Nikel tergolong dalam grup logam besikobal. Nikel sendiri memliki sifat logam yang kuat, liat serta tahan korosi. Elemen

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

19

ini cenderung lebih beracun pada tumbuhan. Selama masih mudah di ambil oleh
tanaman dari tanah, pembuangan limbah yang mengandung nikel masih sangat
perlu perhatian kita. Total nikel yang terkandung dalam tanah berkisar 5-500 ppm.
Konsentrasi pada air tanah biasanya berkisar 0.005-0.05 ppm, dan kandungan
pada tumbuhan yang biasanya tidak lebih dari 1 ppm (Suhendrayatna, 2001).
Nikel dalam industri pelapisan logam digunakan untuk melindungi logam dasar
agar tidak mudah terjadi korosi dan permukaannya mempunyai warna yang
mengkilap selama masa pemakaian.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB III
METODOLOGI PENELITIAN

III.1

Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

1.

Biosorben yang digunakan yaitu kulit batang jambu biji (Psidium
Guajava)

2.

Air limbah yang digunakan berasal dari limbah pelapisan logam nikel
industri electroplating PT. Maspion di Sidoarjo

III.2

Peralatan

1.

Gelas ukur

2.

Blender

3.

Beaker glass

4.

Tangki pengaduk

5.

Penyaring

6.

Timbangan

III.3

Variabel Penelitian
Variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1.

Variabel Tetap
a.

Kecepatan pengaduk yaitu 70 rpm

b.

pH, menggunakan pH asli dari limbah
20

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

21

c.
2.

Volume sampel yang digunakan sebesar 100 mL
Variabel Peubah

a.

Waktu kontak antara biosorben dengan sampel limbah antara lain : 10
menit; 20 menit; 30 menit; serta 40 menit

b.

Jumlah biosorben yang digunakan mulai 1 g/500 mL; 1,5 g/500 mL; 2
g/500 mL; serta 2,5 g/500 mL

3.

Parameter Yang Diamati
Konsentrasi ion logam berat

III.4

Prosedur Kerja
Penelitian yang dilakukan terdiri dari tiga tahap yaitu : persiapan bahan

baku, pembuatan biosorben, pengujian kandungan ion logam berat, pengujian
biosorben kulit batang jambu biji, terakhir pengujian kembali kandungan ion
logam berat. Penelitian ini menggunakan sistem batch.
III.4.1 Persiapan Bahan Baku
1.

Kulit batang jambu biji diambil dari tanaman jambu biji

2.

Limbah pelapisan logam nikel industri electroplating diambil dari PT.
Maspion di Sidoarjo

III.4.2 Pembuatan Biosorben
1.

Tumbuhan jambu biji diambil bagian kulit batangnya

2.

Kemudian dihaluskan menggunakan blender hingga halus

3.

Dijemur dibawah terik matahari kurang lebih selama 5 hari hingga benarbenar kering

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

22

4.

Setelah kering, kulit batang yang telah halus dan kering di simpan dam
tempat yang kedap udara.

III.4.3 Pengujian Biosorben
a.

Waktu kontak
1.

Sampel limbah diambil kemudian dimasukkan dalam 4 beaker glass
masing-masing 500 mL. Konsentrasi limbah menggunakan konsentrasi asli
dari limbah itu sendiri.

2.

Masukkan 1 g/500 mL, 1,5 g/500 mL, 2 g/500 mL dan 2,5 g/500 mL
biosorben ke dalam masing-masing beaker glass yang telah berisi sampel

3.

Aduk sampel dalam beaker glass dengan kecepatan ± 70 rpm selama
waktu yang telah ditentukan

4.

Setelah pengadukan selesai, saring sampel untuk memisahkan biosorben
dengan sampel. Uji kadar ion logam pada masing-masing sampel

b.

Jumlah biosorben
1.

Sampel limbah diambil kemudian dimasukkan dalam 4 beker glass
masing-masing 500 mL.

2.

Masukkan biosorben ke dalam beker glass yang telah berisi sampel
ssebanyak 1 g/500 mL secara bergantian

3.

Aduk sampel dalam beker glass dengan kecepatan ± 70 rpm selama waktu
yang telah ditentukan

4.

Setelah pengadukan selesai, saring sampel untuk memisahkan biosorben
dengan sampel. Uji kadar ion logam pada masing-masing sampel

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

23

III.5

Kerangka Penelitian

Per masalahan
• Besarnya biaya operasional untuk mengolah limbah yang mengandung ion
logam berat
• Kemampuan adsorpsi kulit batang jambu biji terhadap kandungan ionlogam
berat
J udul
Pengolahan Limbah Industri Electroplating Menggunakan Proses Biosorpsi
Kulit Batang Jambu Biji
Studi Literatur
Pembuatan Biosorben

Persiapan Alat dan Bahan

Kulit batang jambu
dihaluskan

Limbah pelapisan logam
nikel industri
electroplating diambil
sebelum pre-treatment

Keringkan dibawah
sinar matahari ± 5 hari
Timbang sesuai dosis
yang dibutuhkan
Pelaksanaan penelitian

Analisa hasil
Parameter yang diamati :
ion kandungan logam
Ni2+ dan Cr6+

Pembahasan hasil

Kesimpulan dan saran
Gambar 3.1 Kerangka Penelitian
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

Variabel
• Tetap : pH,
kecepatan pengaduk,
volume sampel
• Peubah : waktu
kontak, dosis
adsorben

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada dasarnya penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan dari
kulit batang jambu biji sebagai biosorben untuk meremoval kandungan ion logam
berat yang ada pada limbah industri electroplating khususnya pada pelapisan
logam nikel.
Penelitian ini dilakukan dengan sistem batch dengan variabel peubahnya
yaitu lama waktu pengadukan serta jumlah dosis biosorben yang digunakan.
Pengujian

biosorben

menggunakan

tangki

pengaduk

dengan

kecepatan

pengadukan 70 rpm yang berada diantara range kecepatan pengadukan koagulasi
dan flokulasi. Biosorben yang digunakan berasal dari kulit batang tanaman jambu
biji yang dihaluskan hingga menjadi serbuk. Parameter yang diukur pada
penelitian ini yaitu kandungan ion logam berat pada limbah.

No.
1
2
3
4

Tabel 4.1 Hasil Analisa Awal Limbah Proses Electroplating
Parameter Analisa
Nilai Konsentrasi
Satuan
pH
Ni2+
Cr6+
Suhu

11,8
0,275
26,7

ppm
ppm
◦C

Keterangan

Tidak terdeteksi

Sumber: Data Primer
Pada tabel diatas dapat dilihat hasil analisa menunjukkan bahwa dalam
limbah yang digunakan tidak mengandung ion logam Cr6+. Hal ini dikarenakan
limbah yang digunakan menggunakan limbah pada saat pelapisan logam nikel,
sehingga dalam limbah tidak terdapat konsentrasi dari ion logam chrom. Pelapisan
24
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

25

logam nikel dilakukan sebelum proses akhir menggunakan logam chrom untuk
pelapisan. Oleh karena itu dalam penelitian ion logam utama yang dianalisa yaitu
konsentrasi ion nikel2+ dalam limbah.
Untuk pembuatan biosorben menggunakan bahan dasar yaitu kulit batang
jambu biji. Batang jambu biji yang digunakan tanpa menentukan umur tanaman.
Batang jambu biji yang dipangkas dari pohon dikupas kulit batangnya. Setelah
dikupas, kulit batang dihaluskan menggunakan blender hingga menjadi serbuk.
Setelah dihaluskan kulit batang dicuci dengan air bersih kemudia