BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.5. Presipitat Yang Terbentuk
Pada saat proses pengadukan berlangsung, nukleus kristal yang terbentuk akan tumbuh secara perlahan dan membentuk flok presipitat yang dapat mengendap setelah larutan didiamkan beberapa saat. Pada umumnya, flok-flok yang terbentuk tersebut berbentuk serbuk halus dan lunak. Namun setelah melalui proses penyaringan dan pengeringan, partikel-partikel yang terdapat dalam flok
52
tersebut akan bergabung menjadi 4.10).
(a)
Gambar 4.10. Kristal Fosfat Limbah Asli
Presipitat yang terbentuk selama proses penelitian sangat bervariasi dari segi warna, berat, jenis, dan komponen pembentuknya. Presipitat yang terbentuk dari air buatan berwarna putih, sedangkan yang berasal dari air limbah asli cenderung berwarna abu-abu. Adanya bahan organik terlarut menjadi salah satu penyebab perbedaan warna di
4.5.1. Pengaruh pH Terhadap Berat Massa Presipitat
Ditinjau dari ukurannya, presipitat yang berasal dari air limbah dengan pH 7 dan 7,5 jumlahnya lebih kecil, sedikit, dan cenderung menempel pada membran filter yang digunakan. Oleh karena itu, proses
presipitat dari pH tersebut sulit untuk dilakukan. Sebaliknya, presipitat yang berasal dari air limbah dengan nilai pH > 8, jumlahnya lebih banyak dan mudah dipisahkan dari membran (Tabel
berat presipitat akan meningkat seiring dengan meningkatnya nilai pH. yang sama ditunjukkan pula oleh penelitian
yang semula 3,4 mg (pada pH 7 dinaikkan menjadi 8,9.
tersebut akan bergabung menjadi suatu padatan yang pekat dan keras
(b)
Kristal Fosfat pH 9 Dari (a) Air Limbah Buatan, (b) Air Limbah Asli
Presipitat yang terbentuk selama proses penelitian sangat bervariasi dari warna, berat, jenis, dan komponen pembentuknya. Presipitat yang terbentuk dari air buatan berwarna putih, sedangkan yang berasal dari air limbah asli abu. Adanya bahan organik terlarut menjadi salah satu penyebab perbedaan warna di atas.
Pengaruh pH Terhadap Berat Massa Presipitat
Ditinjau dari ukurannya, presipitat yang berasal dari air limbah dengan pH 7 dan 7,5 jumlahnya lebih kecil, sedikit, dan cenderung menempel pada membran filter yang digunakan. Oleh karena itu, proses recovery dan analisa struktur presipitat dari pH tersebut sulit untuk dilakukan. Sebaliknya, presipitat yang berasal dari air limbah dengan nilai pH > 8, jumlahnya lebih banyak dan mudah dipisahkan dari membran (Tabel 4.4). Hal ini mengindikasikan bahwa jumlah berat presipitat akan meningkat seiring dengan meningkatnya nilai pH.
yang sama ditunjukkan pula oleh penelitian Yi (2003), dimana berat presipitat dari semula 3,4 mg (pada pH 7,65) meningkat menjadi 84,8 mg
padatan yang pekat dan keras (Gambar
(a) Air Limbah Buatan, (b) Air
Presipitat yang terbentuk selama proses penelitian sangat bervariasi dari warna, berat, jenis, dan komponen pembentuknya. Presipitat yang terbentuk dari air buatan berwarna putih, sedangkan yang berasal dari air limbah asli abu. Adanya bahan organik terlarut menjadi salah satu
Ditinjau dari ukurannya, presipitat yang berasal dari air limbah dengan pH 7 dan 7,5 jumlahnya lebih kecil, sedikit, dan cenderung menempel pada membran dan analisa struktur presipitat dari pH tersebut sulit untuk dilakukan. Sebaliknya, presipitat yang berasal dari air limbah dengan nilai pH > 8, jumlahnya lebih banyak dan mudah Hal ini mengindikasikan bahwa jumlah dan berat presipitat akan meningkat seiring dengan meningkatnya nilai pH. Kondisi dimana berat presipitat dari menjadi 84,8 mg ketika pH
53
Tabel 4.4. Berat Massa Presipitat Dari Air Limbah Asli dan Buatan
Berat Massa Presipitat (mg)
pH Air limbah Buatan Air limbah Asli Kec. 100 rpm Kec. 150 rpm Kec. 100 rpm Kec. 150 rpm
7 0,40 2,40 8,90 12,00
7,5 9,80 12,10 21,35 57,70
8 69,80 75,90 47,70 83,10
8,5 82,60 82,90 50,90 85,20
9 89,50 83,70 134,00 143,30
Tabel 4.4 menunjukkan pula bahwa jenis air limbah dan kecepatan pengadukan mempengaruhi berat massa dari presipitat. Semakin banyak jenis-jenis ion yang terdapat pada air limbah, maka presipitat yang terbentuk akan semakin banyak dan beragam. Sebagai contohnya pada air limbah buatan, karena komponen pembentuknya hanya berasal dari KH2PO4, NH4Cl, MgCl2, dan CaCl2.2H2O, maka hampir dapat dipastikan bahwa presipitat yang terbentuk adalah jenis kalsium fosfat, magnesium fosfat, atau magnesium ammonium fosfat. Sebaliknya pada air limbah asli yang mengandung komposisi yang beragam seperti, SO42+, HCO3-, PO4 - P, NH4+, Ca2+, Mg2+, Na+, dan lain sebagainya, potensi terbentuknya presipitat lain akan semakin besar.
4.5.2. Pengaruh Ion Precursor Terhadap Presipitat
Ion-ion precursor yang ada dalam air limbah seperti CO32-, HCO3-, atau Ca2+ dan Mg2+ dengan konsentrasi berlebih, akan mengganggu pertumbuhan jenis kristal tertentu dan meningkatkan jenis pertumbuhan kristal yang lain. Seperti yang disebutkan pada subbab 4.4.3, ion CO32- atau HCO3- dapat menghambat terbentuknya nukleus kristal fosfat, dan sebaliknya meningkatkan pembentukan kalsium karbonat. Sedangkan ion Ca2+ atau Mg2+ akan mempengaruhi jenis nukleus kristal yang terbentuk.
Gambar 4.11, menunjukkan persentase penyisihan Ca2+ selama proses pengadukan. Pada gambar tersebut, dapat diketahui bahwa terjadi peningkatan efisiensi penyisihan pada 10 menit pertama pengadukan hingga sebesar 90% pada pH 8 dan 9. Selanjutnya seiring dengan meningkatnya waktu pengadukan, efisiensi penyisihan menjadi beragam. Pada pH 8, efisiensi penyisihan Ca2+
54
cenderung mengalami penurunan. Sedangkan pada pH 9, penyisihan Ca2+ mengalami sedikit peningkatan. Kondisi yang berbeda ditunjukkan pada pH 7, dimana pada awal pengadukan efisiensi penyisihan hanya sebesar 80%. Lalu meningkat hampir sebesar 10% pada menit ke 90.
Gambar 4.11. Penyisihan Ca2+ vs PO4 - P Pada Air Limbah Asli
55 Peningkatan penyisihan konsentrasi Ca2+ dapat berarti 2 hal, yaitu terjadinya ikatan kalsium fosfat atau kalsium karbonat. Dari grafik penyisihan Ca2+ dan PO4 tersebut dapat diidentifikasi bahwa pada pH 9, peningkatan penyisihan Ca2+ lebih banyak terjadi akibat pembentukan kalsium fosfat. Sedangkan pada pH 7 dan 8, Ca2+ yang berhasil disisihkan lebih banyak yang terikat menjadi kalsium karbonat.
Kondisi yang hampir sama ditunjukkan pada Gambar 4.12. Pada gambar tersebut, penyisihan Mg2+ selalu meningkat seiring dengan peningkatan pH dan lama waktu pengadukan. Peningkatan penyisihan konsentrasi Mg2+ pada pH 9, dapat dipastikan karena pembentukan kristal whitlockite atau kristal struvite. Sedangkan pada pH 7 dan 8, penyisihan Mg2+ lebih banyak dikarenakan adanya pembentukan magnesium karbonat.
Pembentukan kristal whitlockite sangat mungkin terjadi, karena lebih mudah dilakukan dibandingkan dengan pembentukan kristal struvite. Untuk pembentukan
whitlockite, ion-ion Mg2+ cukup bergabung dengan ikatan kalsium fosfat yang telah terbentuk. Sedangkan untuk pembentukan struvite, ion Mg2+ perlu mengikat ion-ion NH4+ dan PO4 yang memiliki valensi berbeda. Pembentukan struvite
tersebut juga tetap akan sulit dilakukan apabila konsentrasi molaritas Mg2+, NH4+, dan PO4, tidak sama.