BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.5. Pengolahan Air Untuk Menurunkan Kadar Cd Melalui Proses
benda terlarut yang terdapat di dalam larutan dengan melakukan kontak antara dua permukaan yaitu antara cairan dengan gas, zat padat dengan cairan serta permukaan zat padat dan zat yang kental. Adsorpsi terjadi pada permukaan akibat gaya-gaya atom dan molekul-molekul pada permukaan tersebut.
Walaupun proses tersebut dapat terjadi pada seluruh permukaan benda, maka yang sering terjadi adalah bahan padat yang menyerap partikel yang berada dalam air limbah. Bahan yang akan diserap disebut adsorbate atau solute sedangkan bahan penyerapannya dikenal sebagai adsorbent. Proses ini dipakai pada penjernihan air limbah untuk mengurangi pengotoran bahan organik, partikel termasuk benda yang tak dapat diuraikan (non biodegradable) ataupun gabungan antara warna dan rasa.
Proses adsorpsi meliputi 3 tahap mekanisme yaitu :
a. Pergerakan molekul-molekul adsorbat menuju permukaan adsorben
b. Penyebaran molekul-molekul adsorbat ke dalam rongga-rongga adsorben
c. Penarikan molekul-molekul adsorbate oleh permukaan aktif membentuk ikatan yang berlangsung sangat cepat.
Adsorbent adalah bahan penyerap yang digunakan dalam proses penyerapan. Banyak bahan padat yang digunakan sebagai bahan penyerap untuk mengurangi kekeruhan dari suatu cairan. Bahan penyerap yang mahal umumnya mempunyai luas permukaan yang lebih luas setiap unitnya. Peningkatan luas permukaan ini dilakukan dengan berbagai cara melalui pembelahan bahan adsorbent.
Adsorbent marupakan bahan yang berpori, selain itu harus memenuhi beberapa syarat, yaitu :
a). Tidak larut dalam zat cair yang diolah
b). Tidak mengadakan reaksi kimia dengan bahan yang akan diolah c). Harus dapat diregenerasi
Beberapa bahan yang dapat digunakan sebagai adsorbent diantaranya yaitu : 1. Zeolit
Zeolit termasuk dalam kelompok mineral yang terjadi dari perubahan batuan gunung api termasuk batuan gunung api berbulir halus yang berkomposisi riolitik
atau banyak mengandung massa gelas. Sifat-sifat fisik dari mineral ini adalah berbentuk kristal yang indah dan menarik, namun agak lunak dengan warna yang bermacam-macam yaitu warna hijau, kebiru-biruan, putih dan coklat. Zeolit dapat berasal dari alam yaitu dari batuan gunung api dan dapat berupa zeolit buatan yang terbuat dari gel almunium, natrium aluminat, natrium hidroksida. Zeolit ini dapat digunakan sebagai bahan penjernih kelapa sawit, penyerap warna, penyerap amoniak, dan lain-lain.
2. Molekuler Sieves
Bahan-bahan sebagai molekuler sieves adalah bahan yang memiliki rongga- rongga sehingga dapat berfungsi sebagai penyaring molekul.
3. Karbon aktif
Karbon aktif (arang aktif) merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 85-95% karbon, dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan pemanasan pada suhu tinggi. Karbon atau arang aktif adalah material yang berbentuk butiran atau bubuk yang berasal dari material yang mengandung karbon misalnya tulang, kayu lunak, sekam, tongkol jagung, tempurung kelapa, sabut kelapa, ampas penggilingan tebu, ampas pembuatan kertas, serbuk gergaji, kayu keras, batubara dan sebagainya (Alamsyah, 2007). Biasanya karbon aktif digunakan sebagai:
- Pengolahan air limbah industri, karena karbon aktif dapat menyerap warna, bau, rasa, nitrat, penol, logam berat, serta dapat menurunkan BOD dan TSS.
- Pengolahan air bersih, untuk penyaringan air yang mengandung tinggi bahan organik dan anorganik di dalamnya
Dalam pembuatan karbon aktif perlu dilakukan proses aktivasi. Proses aktivasi merupakan hal yang penting diperhatikan di samping bahan baku yang digunakan. Aktivasi adalah suatu perlakuan terhadap arang yang bertujuan untuk memperbesar pori yaitu dengan cara memecahkan ikatan hidrokarbon atau mengoksidasi molekul-molekul permukaan sehingga arang mengalami perubahan sifat, baik fisika maupun kimia, yaitu luas permukaannya bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya adsorpsi. Metoda aktivasi yang umum digunakan dalam pembuatan arang aktif adalah:
a. Aktivasi Kimia: proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan pemakaian bahan-bahan kimia.
b. Aktivasi Fisika: proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan bantuan panas, uap dan CO2.
Untuk aktivasi kimia, aktivator yang digunakan adalah bahan-bahan kimia seperti: hidroksida logam alkali garam-garam karbonat, klorida, sulfat, fosfat dari logam alkali tanah dan khususnya ZnCl2 asam-asam anorganik seperti H2SO4 dan
H3PO4 (Kusnaedi, 2004).
Dalam satu gram karbon aktif, pada umumnya memiliki luas permukaan seluas 500-1500 m2, sehingga sangat efektif dalam menangkap partikel-partikel yang sangat halus berukuran 10-2-10-7 mm. Karbon aktif bersifat sangat aktif dan akan menyerap apa saja yang kontak dengan karbon tersebut. Adapun faktor yang mempengaruhi daya serap karbon aktif, yaitu :
1. Sifat Serapan
Banyak senyawa yang dapat diadsorpsi oleh arang aktif, tetapi kemampuannya untuk mengadsorpsi berbeda untuk masing- masing senyawa. Adsorpsi akan bertambah besar sesuai dengan bertambahnya ukuran molekul serapan dari sturktur yang sama, seperti dalam deret homolog. Adsorbsi juga dipengaruhi oleh gugus fungsi, posisi gugus fungsi, ikatan rangkap, struktur rantai dari senyawa serapan.
2. Temperatur
Dalam pemakaian arang aktif dianjurkan untuk mengamati temperatur pada saat berlangsungnya proses. Faktor yang mempengaruhi temperatur proses adsoprsi
adalah viskositas dan stabilitas thermal senyawa serapan. Jika pemanasan tidak mempengaruhi sifat-sifat senyawa serapan, seperti terjadi perubahan warna maupun dekomposisi, maka perlakuan dilakukan pada titik didihnya. Untuk senyawa volatil,
adsorpsi dilakukan pada temperatur kamar atau bila memungkinkan pada temperatur yang lebih rendah.
3. pH (Derajat Keasaman).
Untuk asam-asam organik, adsorpsi akan meningkat bila pH diturunkan, yaitu dengan penambahan asam-asam mineral. Ini disebabkan karena kemampuan asam mineral untuk mengurangi ionisasi asam organik tersebut. Sebaliknya bila pH asam organik dinaikkan yaitu dengan menambahkan alkali, adsorpsi akan berkurang sebagai akibat terbentuknya garam.
4. Waktu Kontak
Bila arang aktif ditambahkan dalam suatu cairan, dibutuhkan waktu untuk mencapai kesetimbangan. Wantu kontak semakin lama dimaksudkan untuk memberi kesempatan pada partikel arang aktif untuk bersinggungan dengan senyawa serapan. Untuk larutan yang mempunyai viskositas tinggi, dibutuhkan waktu lama yang lebih lama ( Sembiring, 2003).