PREPARASI DAN KARAKTERISASI MEMBRAN KERAMIK BERBASIS TANAH LIAT, ZEOLIT, NATRIUM METASILIKAT (Na2SiO3), DAN ASAM BORIK (H3BO3) TERHADAP PENGOLAHAN POME - POLSRI REPOSITORY

  

LAPORAN AKHIR

PREPARASI DAN KARAKTERISASI MEMBRAN KERAMIK BERBASIS

TANAH LIAT, ZEOLIT, NATRIUM METASILIKAT (Na SiO ), DAN

  2

  3 ASAM BORIK (H BO ) TERHADAP PENGOLAHAN POME

  3

3 Laporan Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat

  

Menyelesaikan pendidikan Diploma III

Pada Jurusan Teknik Kimia

Oleh:

Hafifa Marza

  

0613 3040 0317

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

PALEMBANG

  

2016

  

LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN AKHIR

PREPARASI DAN KARAKTERISASI MEMBRAN KERAMIK BERBASIS

TANAH LIAT, ZEOLIT, NATRIUM META SILIKAT (NA

  2 SIO

  3 ), DAN ASAM BORIK (H

3 BO

  3 ) TERHADAP PENGOLAHAN POME

Oleh :

Hafifa Marza

  

0613 3040 0317

Palembang, Juli 2016 Pembimbing I, Ir. A. Husaini, M.T NIP 195904091989031001 Pembimbing II, Idha Silviyati, S.T., M.T NIP 197507292005012003

  

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Kimia

Adi Syakdani, S.T., M.T.

NIP 196904111992031001 MOTTO DAN PERSEMBAHAN “Karena sesungguhnya, sesudah kesulitan itu ada kemudahan.

  Sesungguhnya, sesudah kesulitan itu ada kemudahan.”-(QS. Al- Insyirah: 5-6) “Tiada do’a yang lebih indah selain do’a agar laporan akhir ini cepat selesai.”-(Hafifa) “Saya datang, saya bimbingan, saya ujian, saya revisi dan saya menang.”-(Anonim) “Jenius adalah 1% inspirasi dan 99% keringat. Tidak ada yang dapat menggantikan kerja keras.”-(Anonim)

  Kupersembahkan Laporan Akhir ini untuk:

• Alm. Bapak dan almh. Ibuku terc
• Mamaku dan tante-tanteku

  tersayang

• Adik-adik dan saudaraku terk
• Teman sekaligus sahabatku

  tersayang

• Pendamping hidup di dunia dan akhiratku k
• Pembaca Laporan ini

  

ABSTRAK

Preparasi Dan Karakterisasi Membran Keramik Berbasis Tanah Liat, Zeolit,

Natrium Metasilikat (Na ^{2 SiO}

^{3 ), Dan Asam Borik (H}

^{3 BO 3 ) Terhadap Pengolahan}

POME

  Hafifa Marza, 2016, 52 Halaman, 7 Tabel, 18 Gambar, 4 lampiran Palm Oil Mill Effluent (POME) yang ditimbulkan oleh industri merupakan

limbah yang mengandung senyawa organik yang dapat mencemari lingkungan serta akan

mengakibatkan bau dan rasa yang tidak sedap. Salah satu cara yang digunakan dalam

mengurangi limbah POME ini adalah dengan melakukan proses filtrasi dengan

menggunakan teknologi membrane keramik tipe mikrofiltrasi. Tujuan penelitian ini yaitu

membuat lima membran dengan bahan dasar berupa tanah liat, zeolit, natrium

metasilikat, dan asam borik dengan variasi komposisi yang berbeda untuk kelima

membran tersebut. Metode pembutan membran keramik ini yaitu melalui tahap

_o

pencetakan dan pembakaran pada suhu 900

  C. Sebelum POME difiltrasi menggunakan

membran keramik terlebih dahulu dilakukan pretreatment terhadap POME dengan

mengalirkan POME melewati karbon aktif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

membran terbaik, yaitu membran dengan komposisi 80% tanah liat, 13,5% zeolit, 3,5%

natrium metasilikat, dan 3,25% asam borik. Berdasarkan analisa SEM membran terbaik

ini memiliki ukuran pori 5,30 μ m, dengan kondisi pengoperasian pada tekanan 1,7 bar

_o

dan suhu 30 C dengan rentang waktu 10 menit selama 30 menit. Kemampuan kinerja

membran yaitu, rejeksi dan fluks yang dihasilkan membran mikrofiltrasi ini di pengaruhi

oleh variasi komposisi bahan dengan hasil kualitas akhir rejeksi BOD 18,27%, rejeksi

₂ COD 68,28% dan rejeksi TSS 79,74% sedangkan nilai fluks 0,5095 (L/m min).

  Kata kunci : POME, membrane keramik, rejeksi BOD, rejeksi COD, rejeksi TSS.

  

ABSTRACT

Preparation and Characteriztion of Ceramic Membrane Based Clay, Zeolite,

Sodium Metasilicate, and Boric Acid in POME Treatment

Hafifa Marza, 2016, 52 Pages, 7 Table, 18 Picture, 4 Attachment

  Palm Oil Mill Effluent (POME) which emerged by industry is wasted that

contains the organic compound that can soil the environment and will cause bad smell

and taste. One of way that can used to decrease the wasted of this POME is doing the

filtration process by using ceramic membrane microfiltration technic. This research

purpose is make five membranes with basic materials such as clay, zeolite, sodium

metasilicate, and boric acid with variation of composition which different to the five

membranes. The method of making this ceramic membrane is by printing and burning

_o step in temperature 900

  C. Before POME is filtrated by using ceramic membrane, firstly,

doing the pretreament to POME by flowing POME passed the active carbon. The

research result showed that the best membrane is a membrane with composition 80%

clay, 13,5% zeolite, 3,5% sodium metasilicate, and 3,25% boric acid. Based on analisys

of Scanning Electro Microscop (SEM) this best membrane has pore size 5,30 μ m, in

_o

operation condition in pressure 1,7 bar and temperature 30 C in time interval 10 minute

during 30 minute. The ability of membrane performance is rejection and flux that

produced by this microfiltration membrane is influenced by variation of material

composition with final result of quality rejection BOD 18,27%, rejection COD 68,28%

₂ and rejecion TSS 79,74% while flux score 0,5095 (L/m min).

  Keyword : POME, Ceramic membrane, BOD rejection, COD rejection, TSS rejection

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kepada Allah SWT, atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir berjudul “Preparasi Dan

  

Karakterisasi Membran Keramik Berbasis Tanah Liat, Zeolit, Natrium

Metasilikat (Na

2 SiO 3 ), Dan Asam Borik (H

  3 BO 3 ) Terhadap Pengolahan

POME”. Laporan Akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan untuk

  mencapai gelar Ahli Madya Pada Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.

  Penelitian dan Penyusunan Laporan Akhir ini dapat diselesaikan oleh penulis tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, karena itu penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar – besarnya kepada :

  1. Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.

  2. Adi Syakdani, S.T., M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.

  3. Ahmad Zikri, S.T., M.T, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.

  4. Ir. A. Husaini, M.T dan Idha Silviyati, S.T., M.T selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk memberikan bimbingan, dukungan, dan arahan selama penelitian dan penulisan laporan akhir ini.

  5. Ir. Erwana Dewi, M.Eng., Selaku kepala laboratorium rekayasa proses jurusan teknik kimia politeknik negeri sriwijaya.

  6. Ibu dan Bapak dosen teknik kimia yang telah mengajar dan mendidik selama 6 semester ini.

  7. Staf Laboratorium teknik kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.

  8. Yaya Zakaria, S.Tp, selaku Asistant Maintenance dan Repair di PT Sawit Mas Sejahtera.

  9. Orang tua dan keluarga tercinta yang selalu mendoakan, memotivasi, dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Laporan Akhir.

  10. Sahabat tercinta, Kiki, Lian, Andari, Mega, Opti, dan Siti, Ican, Muhar, Randi, Ekhy terima kasih atas kebersamaan dan keceriaan kalian.

  11. Teman-teman teknik kimia angkatan 2013 yang selalu kompak memberikan semangat.

  12. Semua pihak yang telah membantu penulis dan tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu, baik materi maupun moral.

  Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar – besarnya karena tanpa bantuan semuanya dan atas izin Allah SWT penelitian ini tidak akan dapat berjalan dengan lancer. Penulis menyadari bahwa penulisan ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan demi penyempurnaan laporan akhir ini. Semoga karya yang jauh dari dari sempurna ini tetap dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.

  Palembang, Juli 2016 Penulis

  

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN PENGESAHAN.................................................................... ii

MOTTO ...................................................................................................... iii

ABSTRAK .................................................................................................. iv

ABSTRACT................................................................................................ v

KATA PENGANTAR................................................................................ vi

DAFTAR ISI .............................................................................................. viii

DAFTAR TABEL ...................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR.................................................................................. xi

DAFTAR LAMPIRAN.............................................................................. xii

  BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang.....................................................................

  1 1.2. Rumusan Masalah ...............................................................

  5 1.3. Tujuan ..................................................................................

  5 1.4. Manfaat ................................................................ ...............

  5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Limbah..................................................................................

  7 2.2 Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit .......................................

  8 2.2.1 Pengertian Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit.............

  8 2.2.2 Standar Baku Mutu Limbah Kelapa Sawit .................

  9 2.2.3 Pengolahan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit .........

  9 2.2.4 Pemanfaatan Limbah Kelapa Sawit ...........................

  10 2.3 Membran .............................................................................

  11 2.4 Klasifikasi Membran ...........................................................

  11 2.4.1 Berdasarkan Morfologinya .........................................

  11 2.4.2 Berdasarkan Kerapatan Pori .....................................

  12 2.4.3 Berdasarkan Fungsinya ...............................................

  12 2.4.4 Berdasarkan Strukturnya ...........................................

  14 2.4.5 Berdasarkan Bentuknya ..............................................

  14 2.5 Bahan Dasar Membran Keramik ..........................................

  15 2.6 Tipe Aliran Umpan ...............................................................

  18 2.7 Karakteristik Membran .........................................................

  19 2.7.1 Kandungan Air......................................... ..................

  19 2.7.2 Ukuran dan Jumlah Pori .............................................

  19 2.7.3 Ketebalan Membran ..................................................

  19 2.7.4 Luas Membran ............................................................

  20 2.8 Prinsip Proses Pemisahan dengan Membran .......................

  20 2.9 Kinerja Membran.................................................................

  21 2.10 Keunggulan dan Kelemahan Membran Keramik ...............

  23 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan tempat ..............................................................

  24

  3.2 Alat dan Bahan ..................................................................

  24 3.2.1 Alat yang digunakan ..................................................

  24 3.2.2 Bahan yang digunakan................................................

  25 3.3 Perlakuan dan Rancangan Percobaan.....................................

  25 3.4 Prosedur Kerja.........................................................................

  26 3.4.1 Karakteristik Membran............... ....................................

  26 3.4.2 Pembuatan Membran Keramik .......................................

  27 3.4.3 Uji Kelayakan Membran...................................................

  27 3.4.4 Pretreatmant Limbah Cair Kelapa sawit..........................

  27 3.4.5 Pengolahan Limbah Cair Kelapa Sawit...........................

  28 3.4.6 Penentuan Derajat Keasaman...........................................

  28 3.4.6.1 Kaliabrasi alat pH meter .........................................

  28 3.4.6.2 Prosedur Pengujian.................................................

  28 3.4.7 Penentuan Chemical Oxygen Demand (COD)................

  29 3.4.8 Penentuan Biological Oxygen Demand (BOD)...............

  29 3.4.9 Penentuan Total Suspended Solid (TSS).........................

  31 3.5 Bagan Penelitian .....................................................................

  32 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..........................................

  36 4.1 Hasil................................................................................ ........

  36 4.1.1 Hasil Karakterisasi Membran Keramik...........................

  36 4.1.2 Hasil Kinerja Membran Keramik ....................................

  37 4.2 Pembahasan...............................................................................

  39

  4.2.1 Pengaruh Variasi Komposisi Bahan Terhadap Karakterisasi Membran Keramik......................................

  39 4.2.2 Kinerja Membran Terhadap Limbah Cair Kelapa Sawit..

  40

  4.2.2.1 Pengaruh Pretreatment Terhadap Penurunan Konsentrasi COD, BOD, TSS, dan pH....................

  40

  4.2.3 Hasil Analisa Penurunan Konsentrasi COD setelah Proses Filtrasi dengan Menggunakan Membran Keramik.

  41

  4.2.4 Hasil Analisa Penurunan Konsentrasi BOD setelah Proses Filtrasi dengan Menggunakan Membran Keramik.

  43

  4.2.5 Hasil Analisa Penurunan Konsentrasi COD setelah Proses Filtrasi dengan Menggunakan Membran Keramik.

  45 4.2.6 Penentuan Fluks Limbah Sawit Kelapa Sawit..………....

  46

  4.2.7 Pengaruh Rejeksi Terhadap Fluks Limbah Cair Kelapa Sawit........................................................……………….

  47

  4.2.8 Evektivitas Membran Keramik Berbasis Tanah Liat, Zeolit, Natrium Metasilikat, dan Asam Borik Pada Pengolahan Limbah Cair Kelapa Sawit………………………………………

  49

  4.2.9 Kondisi Pengoperasian Pada Pengoperasian Membran Keramik……………………..

  50 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.............................................

  51 5.1 Kesimpulan...............................................................................

  51

  5.2 Saran.........................................................................................

  51 DAFTAR PUSTAKA

  LAMPIRAN

  DAFTAR TABEL Tabel Halaman 1. Standasr Baku Mutu Limbah Kelapa Sawit ........................................

  9 2. Jenis, Potensi, Dan Pemanfaatan Limbah Pabrik Kelapa Sawit .........

  10 3. Komposisi Membran Keramik............................................................

  27

  4. Hasil Analisa Limbah Cair Kelapa Sawit Sebelum dan Sesudah Proses Pretreatment...............................................................

  37 3.1 Komposisi Membran Keramik............................................................

  28

  4.1 Data Analisa Limbah Cair Kelapa Sawit Sebelum Dan Sesudah Pretre Atment.................................................................................................

  36

  4.2 Data Hasil Analisa Kualitas Olahan Seteah Proses Filtrasi Menggunakan Membrane Keramik ............................................................................

  37 4.3 Koefisien Rejeksi POME ....................................................................

  37

  4.4 Efektivitas Membran Mikrofiltrasi Berbasis Tanah Liat, Zeolit, Sodi Um Karbonat Dan Boric Acid Pada Pengolahan Pome ......................

  38

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman 2.1 Tanah Liat Berbentuk serbuk ..........................................................

  15 2.2 zeolit ...............................................................................................

  17 2.3 proses pemisahan.............................................................................

  18 3.1 Skema Rancangan Membran Keramik ............................................

  33 3.2 Diagram Proses Pembuatan Membran Keramik .............................

  34 3.3 Diagram Proses Penggunaan Membran Keramik............................

  35 4.1 hasil SEM membran 5 .....................................................................

  39

  4.2 Pengaruh Preteatment terhadap penurunan konsentrasi COD, BOD, dan TSS pada POME......................................................................

  40 4.3 Pengaruh Variasi Komposisi Membran terhadap COD...................

  40 4.4 Pengaruh Variasi Komposisi Membran terhadap BOD...................

  42 4.5 Pengaruh Variasi Komposisi Membran terhadap TSS ....................

  43 4.6 Pengaruh variasi komposisi terhadap fluks pada POME ................

  44 4.7 Pengaruh Rejeksi Terhadap Fluks POME ....................................

  45

  4.8 Efektivitas Membran Keramik Berbasis Tanah Liat, Zeolit, Natrium Carbonat, dan Boric Acid ..................................................................

  46