ELEKTROLISA SECARA KONTINYU
PENELITIAN
Oleh : NUR HALIMAH
(1131210056)
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
JAWA TIMUR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat dan hidayah-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan Laporan Akhir di PT.
Cheil Jedang Indonesia dengan baik dan dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini tepat
pada waktunya.
Adapun tujuan dari penyusunan laporan Akhir ini adalah untuk memenuhi
salah satu syarat akademik guna memperoleh kelulusan program Diploma III jurusan
Teknik Kimia Politeknik Negeri Malang. Laporan ini berisi tentang Penurunan Kadar
Ammonia pada Limbah Cair PT Cheil Jedang Indonesia dengan metode Elektrolisa
secara kontinyu yang disusun berdasarkan pada data pengamatan yang diperoleh
selama Praktek berlangsung di PT. Cheil Jedang Indonesia Pasuruan, yang dimulai
pada tanggal 3 Mei sampai 30 Mei 2011.
Penyusunan laporan ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak berupa
petunjuk, saran, bimbingan, maupun fasilitas yang diberikan. Oleh karena itu penulis
menyampaikan banyak terima kasih kepada:
1. Heny Dewajany, ST, MT sebagai Dosen Pembimbing di Politeknik Negeri
Malang.
2. Ir. Tundung Subali Patma, MT sebagai Direktur Politeknik Negeri Malang.
3. Ir . Hardjono, MT sebagai Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri
Malang.
4. Yanti Maryanty, ST, M.Si sebagai koordinator Tugas Akhir Politeknik Negeri
Malang.
5. Pamudji Raharjo, selaku Manajer WWT atas bimbingan yang diberikan
selama penelitian di PT. Cheil Jedang Indonesia.
6. Yudi Purwanto, selaku seksi HRD, karena telah mengijinkan kami untuk
melaksanakan Praktek Laporan Akhir di PT. Cheil Jedang Indonesia
Praktek Laporan Akhir.
8. Bapak Tuharso, Bapak Sutrisno, Bapak Dodik, Bapak Edy dan seluruh
keluarga besar seksi WWT PT. Cheil Jedang Indonesia atas kerja samanya
dalam membantu menyelesaikan Praktek Laporan Akhir.
9. Teman-teman angkatan 2008 Teknik Kimia Politeknik Negeri Malang atas
dukungannya selama ini.
10.Serta pihak-pihak yang terkait yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang
telah membantu dalam pengerjaan Tugas Akhir dan penyusunan laporan ini.
Dengan membaca laporan ini penyusun mengharapkan segala saran dan
masukan yang membangun demi pengembangan laporan ke arah yang lebih baik.
Semoga dengan tersusunnya laporan ini dapat memberikan sumbangan ilmu
pengetahuan dan manfaat bagi semua pihak, khususnya di bidang Teknik Kimia.
Malang, Juli 2011
Penyusun
HALAMAN JUDUL ... i
1.2 Ruang Lingkup Masalah ... 3
1.3 Batasan Masalah ... 3
2.3.1 Karakteristik Air Limbah ... 6
2.4 Limbah Industri PT Cheil Jedang Indonesia ... 9
2.5 Elektrolisa ... 10
2.5.1 Pengertian Elektrolisa ... 10
2.5.2 Mekanisme Reaksi Pengolahan Limbah Ammonia ... 10
2.5.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Elektrolisa ... 11
2.5.4 Hubungan listrik sel ... 13
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil dan Pembahasan pada limbah Industri secara kontinyu ... 24
4.2 Hasil dan Pembahasan dengan limbah Industri secara batch ... 28
4.3 Hasil dan Pembahasan dengan limbah buatan secara kontinyu ... 29
4.4 Pembahasan secara keseluruhan ... 32
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 34
5.2 Saran ... 44
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN RIWAYAT HIDUP
PT CHEIL JEDANG INDONESIA DENGAN METODE ELEKTROLISA SECARA KONTINYU
Nur Halimah (0831410063)
Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang
Jalan Veteran PO.Box 04 Malang, Telepon (0341) 551341- Fax.(0341) 404420 Pembimbing: Heny Dewajani,ST.,MT
Tingginya kandungan ammonia dalam proses pengolahan limbah pada Port 12 di PT. Cheil Jedang Indonesia sebesar ± 3500 ppm dapat mengganggu lingkungan dan kesehatan. Tujuan dari percobaan ini adalah menurunkan kadar ammonia limbah PT Cheil Jedang Indonesia untuk mengurangi penggunaan bahan kimia pada treatment lanjutan. Prosedur percobaan yaitu pengambilan sampel limbah awal kemudian melakukan elektrolisa dengan memvariasikan jenis elektrode, flowrate dan voltase. Analisa hasil percobaan limbah industri menggunakan metode kjeldhal. Hasil pengolahan menunjukkan bahwa pengolahan limbah ammonia untuk limbah industri pada beda tegangan 6,8 V; 8,7V ; dan 13V diperoleh penurunan kadar ammonia tertinggi dengan elektrode platina untuk tegangan 13 V yaitu 8%.
PT CHEIL JEDANG INDONESIA WITH ELECTROLYSIS METHOD CONTINUOUSLY
Nur Halimah (0831410063)
Chemical Engineering Department, State Polytechnic of Malang
PO.Box 04 Veteran Malang Street, Phone (0341) 551 341 - Fax. (0341) 404 420 Advisor: Heny Dewajani, ST., MT
High content of ammonia in the sewage treatment process on Port 12 in the PT. Cheil Jedang Indonesia of ± 3500 ppm can disturbe the environment and health. The purpose of this experiment is to reduce levels of ammonia of wastewater at PT Cheil Jedang Indonesia to reduce chemical further treatment. Experimental procedures are sampling the first waswater and then perform in a electrolysis of wastewater by varying the type of electrode, flowrate and voltage. Analysis of experimental results of material waste is done by using the method kjeldhal. The results showed that waswater treatment of ammonia for industrial waste at different voltages 6.8 V, 8.7 V, and 13V. The highest reduction of ammonia is obtain with platinum electrodes for voltage 13 V 8%.
BAB I PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Ammonia sudah dikenal luas sebagai bahan baku yang merupakan komoditas
yang penting dalam perindustrian. Namun, di lain pihak ammonia juga merupakan
salah satu polutan yang berbahaya. Beberapa cara yang telah dilakukan untuk
mengolah limbah ammonia antara lain dengan pengolahan secara biologi, air stripping, breakpoint chlorination dan pertukaran ion. Namun, cara-cara tersebut memiliki keterbatasan dan kekurangan misalnya pada metode air stripping
dihasilkan gas ammonia yang langsung dibuang ke udara sehingga dapat mencemari
udara, pada Breakpoint Chlorination gas NH3 hanya diubah sebagai nitrogen, tetapi
tidak dapat menghasilkan H2, pada Ion exchange ammonia hanya dipisahkan dari
limbah sebagai gas ammonia yang dapat mencemari udara , pada Biotreatment
membutuhkan tempat instalasi yang luas dan waktu treatment lama , sehingga
dibutuhkan cara lain yang dapat memberi hasil yang lebih efektif dan dengan biaya
yang lebih murah.
PT. Cheil Jedang Indonesia Pasuruan merupakan salah satu industri yang
bergerak dibidang Bioproses terbesar di Indonesia dengan produk utamanya adalah
L- Lysine, L-Theronin, L-Triptopan dan MSG serta produk samping yaitu Prosine,
Liquid Fertilizer (Bagitani) dan Pupuk Bio Green. Pada industri yang bergerak
dibidang Bioproses khususnya proses fermentasi membutuhkan senyawa organik
seperti ammonia yang digunakan sebagai sumber nitrogen untuk pertumbuhan bakteri
sehingga limbah buangan masing- masing proses masih mengandung ammonia
berkonsentrasi tinggi. Salah satu metode pengolahan limbah ammonia yang dapat
menurunkan konsentrasi ammonia yang berkonsentrasi tinggi di PT Cheil Jedang
Hal ini dapat dilihat pada data awal konsentrasi ammonium nitrogen pada tanggal 5
Agustus 2010 yaitu 5000ppm dan setelah proses air stripping kadar Amonium nitrogen menjadi 3000ppm. Masih tingginya konsentrasi ammonium nitrogen
mempengaruhi banyaknya penggunaan bahan kimia pada treatment lanjutan.
Penelitian yang dilakukan oleh Zhou dan Cheng (2008) menggunakan Pt
sebagai katode dan anode. Dengan meningkatnya konsentrasi ammonia pada larutan,
semakin banyak NH3(aq) yang akan teradsorbsi pada permukaan elektroda untuk
dioksidasi sehingga rapat arus anodik meningkat dengan meningkatnya konsentrasi
ammonia. Ketika mencapai konsentrasi tertentu, adsorbsi ammonia pada elektroda Pt
akan mencapai kondisi relatif jenuh. Peningkatan konsentrasi ammonia yang lebih
jauh tidak akan meningkatkan jumlah ammonia yang teroksidasi.
Dari penelitian Zhou dan Cheng (2008), juga diperoleh bahwa semakin tinggi
konsentrasi KOH, puncak rapat arus meningkat. Peran KOH pada elektrolis ammonia
adalah untuk menghasilkan kondisi alkali untuk oksidasi ammonia. Peningkatan
konsentrasi KOH menyebabkan rapat arus oksidasi ammonia meningkat secara
kontinyu. Peningkatan alkalinitas juga akan menurunkan jumlah ion hidrogen untuk
pembentukan gas hidrogen. Namun, penelitian ini tidak meneliti waktu optimum
elektrolisa ammonia.
Dengan metode ini diharapkan kandungan ammonia hasil elektrolisa jauh
lebih rendah dari pada menggunakan metode Air Stripping, harapannya kadar ammonia hasil elektrolisa bisa mencapai 1500ppm sehingga dapat mengurangi biaya
pada treatment lanjutan seperti penggunaan bahan-bahan kimia. Pada penelitian ini
menggunakan elektrode grafit, dimana elektrode tersebut merupakan salah satu
elektrode inert yaitu elektrode yang tidak ikut bereaksi selama proses elektrolisa berlangsung. Proses ini dilakukan secara kontinyu dengan menetapkan beberapa
variabel yang di tentukan. Penelitian ini di laksanakan di PT Cheil Jedang Indonesia
I.2. Ruang Lingkup Masalah
Proses penurunan kadar ammonia dengan metode elektrolisa dipengaruhi oleh
beberapa faktor, antara lain :
Mengingat begitu banyaknya variabel yang berpengaruh pada proses
pengolahan limbah cair ini, maka perlu adanya pembatasan yang diuji agar dengan
waktu yang tersedia penelitian dapat diselesaikan. Batasan masalah itu antara lain :
1. Variabel tetap:
Karakteristik air limbah, dengan konsentrasi ammonia pada limbah
yang akan diproses berkisar antara 3000-3500ppm.
Jarak antar elektrode yaitu 1,5 cm
Jumlah elektrode, jumlah elektrode yang digunakan yaitu 5 buah katode dan 5 buah anode.
Temperatur air limbah, temperatur air limbah yang digunakan sekitar
30-35⁰ C
pH air limbah yang digunakan untuk elektrolisa sekitar 9-10
2. Variabel berubah:
Jenis elektrode, elektrode yang digunakan untuk proses elektrolisa ada
dua jenis yaitu elektrode grafit dan elektrode platina.
Waktu, pengambilan sample pada proses elektrolisa diambil tiap
Flowrate umpan,variabel flowrate yang digunakan pada percobaan
yaitu 62,5; 83,3; 125; dan 250 ml/menit
Voltase yang digunakan selama percobaan yaitu 6,8; 8,7;dan 13V.
1.4 Rumusan Masalah
Dari uraian latar belakang dan batasan masalah, maka dapat dibuat rumusan
masalah sebagai berikut :
1. Bagaimana hasil penurunan ammonia dengan metode elektrolisa?
2. Bagaimana pengaruh jenis elektrode yang digunakan untuk elektrolisa?
3. Bagaimana pengaruh flowrate influent terhadap penurunan ammonia? 4. Bagaimana pengaruh waktu operasi elektrolisa terhadap penurunan
ammonia?
5. Bagaimana pengaruh voltase yang digunakan dalam proses elektrolisa?
1.5 Tujuan
1.5.1 Tujuan Umum
Mengetahui efisiensi penurunan ammonia dengan metode elektrolisa.
1.5.2 Tujuan Khusus
1. Mengetahui pengaruh jenis elektrode terhadap penurunan ammonia
2. Mengetahui pengaruh flowrate influent air limbah terhadap hasil elektrolisa
air limbah.
3. Mengetahui pengaruh waktu operasi elektrolisa terhadap penurunan
ammonia
4. Mengetahui pengaruh voltase yang digunakan dalam proses elektrolisa
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Umum
Air Limbah adalah kotoran dari masyarakat dan rumah tangga dan juga yang
berasal dari industri, air tanah, air permukaan serta buangan air lainnya, dengan
demikian air buangan ini merupakan hal yang bersifat kotoran umum.
Air limbah berasal dari dua jenis sumber yaitu air limbah rumah tangga dan
air limbah industri. Secara umum, didalam limbah rumah tangga tidak terkandung
zat-zat berbahaya, sedangkan didalam limbah industri harus dibedakan antara limbah
yang mengandung zat-zat yang berbahaya dan tidak.
Untuk yang mengandung zat-zat yang berbahaya harus dilakukan penanganan
khusus tahap awal sehingga kandungannya bisa diminimalis terlebih dahulu sebelum
dialirkan ke sewage plant,karena zat-zat bahaya itu bisa mematikan fungsi mikroorganisme yang berfungsi menguraikan senyawa di dalam air limbah. Sebagian
besar zat-zat berbahaya bahkan kalau dialirkan ke sewage plant hanya melewatinya tanpa terjadi perubahan yang terjadi, misalnya logam berat. Penanganan limbah
industri tahap awal ini biasanya dilakukan secara kimiawi dengan penambahan
zat-zat kimia yang bisa mengeliminasi zat-zat-zat-zat yang berbahaya.
2.2 Limbah Cair
Limbah cair merupakan gabungan atau campuran dari air dan bahan-bahan
tercemar yang terbawa oleh air, baik dalam keadaan terlarut maupun tersuspensi yang
terbuang dari sumber domestik (perkantoran, perumahan dan perdagangan), sumber
industri dan pada saat tertentu tercampur dengan air tanah, air permukaan atau air
hujan.
Limbah cair berasal dari aktivitas manusia (human sources) dan aktivitas alam (natural sources). Aktivitas manusia yang menghasilkan limbah cair sangat beragam, sesuai dengan kebutuhan hidup manusia yang beragam pula. Beberapa jenis aktivitas
rumah tangga, perkantoran, perdagangan, perindustrian, pertanian dan pelayanan jasa.
Sedangkan untuk limbah cair yang berasal dari aktivitas alam yaitu hujan. Hujan
merupakan aktivitas alam yang menghasilkan limbah cair yang disebut air larian
(storm water run off).
2.3 Limbah Industri
Limbah industri air kotor buangan industri-industri, limbah industri dapat
berupa limbah padat, limbah cair dan gas, limbah padat tergantung dari jenis bahan
baku dan produk suatu industri berasal dari sisa-sisa produksi yang dapat diatasi
didalam pabrik, atau bahkan dapat dimanfaatkan untuk hal lain. Limbah gas yang
dikeluarkan oleh industri juga tergantung jenis bahan baku yang digunakan dan
diproduksi.Kualitas air limbah sangat bergantung pada tipe, macam aktivitas dan
besar kecilnya industri.
Air limbah domestik maupun industri banyak mengandung senyawa organik
yang dapat digunakan oleh beberapa organisme terutama mikroorganisme yang
terdapat di lingkungan. Organisme tersebut memetabolisme senyawa organik lewat
reaksi oksidasi dengan menggunakan oksigen yang terlarut dalam air. Oleh karena
oksigen mempunyai kelarutan relatif kecil, akan dengan cepat terkonsumen yang
akhirnya menyebabkan air kekurangan oksigen dan lingkungan menjadi anaerobik.
Begitu terjadi defisit oksigen, maka beberapa organisme yang hidupnya
menggunakan oksigen seperti ikan dan bakteri aerobik akan mati. Disamping itu ada
beberapa senyawa organik atau hasil dari degradasinya yang bersifat toksik untuk
kehidupan fauna maupun flora yang hidup dalam badan air.
Senyawa organik yang mengandung N, terutama N amonikal bersifat dapat
memodifikasi keseimbangan ekologi, yang diantaranya adalah hilangnya beberapa
spesies ikan akibat keracunan ammonia. Perlu ditambahkan bahwa sifat toksik
beberapa senyawa tergantung dari beberapa faktor, yaitu konsentrasi, suhu, adanya
2.3.1 Karakteristik Air Limbah
Keadaan air dalam keadaan normal dinyatakan sebagai H2O, air di alam selalu
mengandung senyawa lain (gas,padat,cair) mulai beberapa mg/l sampai dengan 35000
mg/l (air laut). Air kotor mengandung rata-rata 1000 mg/l padatan dalam bentuk
larutan maupun suspensi dan dengan demikian 99,9% adalah kebanyakan air. Untuk
mendapatkan gambaran mengenai kualitas air limbah lebih mendetail, sebaiknya kita
melakukan analisa terhadap air tersebut melalui analisa secara fisik, kimia, dan
biologi.
a. Karakteristik Fisika
Perubahan warna, bau dan rasa yaitu air normal tidak berwarna,
sehingga tampak bersih, bening dan jernih. Bila kondisi air warnanya berubah,
maka hal tersebut terjadi indikasi bahwa air telah tercemar. Akan tetapi, tidak
semua air yang bening dan jernih dapat dipastikan tidak tercemar, karena
banyak zat-zat beracun tidak mengakibatkan perubahan warna.
Timbulnya bau pada air lingkungan merupakan indikasi kuat bahwa
air telah tercemar. Bau dapat menunjukkan apakah suatu air limbah masih
baru atau telah membusuk, banyak bau yang tidak sedap disebabkan karena
adanya campuran dari nitrigen, sulfur, fosfor dan juga berasal dari
pembusukan protein dan bahan-bahan lain organik yang terdapat di air
limbah, suatu konsentrasi kira-kira 0,037 mg/ammonia dapat menimbulkan
bau ammonia yang sedikit menyengat.
Rasa dapat diukur secara organoleptis, rasa disebabkan adanya
senyawa lain yang terkandung dalam air seperti NH3, H2S, senyawa fenol
diukur secara kuantitatif karena hasilnya terlalu subjektif.
b. Karakteristik Kimia
Nitrogen
Analisa air limbah berurusan dengan lima kelompok nitrogen yang
dan nitrat. Hubungan yang timbul diantara berbagai bentuk campuran nitrogen
dan perubahan-perubahan yang terjadi di alam pada umumnya digambarkan
dengan ―siklus nitrogen‖ yang terkenal. Di dalam air limbah kebanyak dari
nitrogen itu pada dasarnya terdapat dalam bentuk organik atau nitrogen
protein dan ammonia.
Ammoniak Bebas
Ammoniak ini disebut juga nitrogen ammonia, dihasilkan dari
pembusukan secara bakterial zat-zat organik. Air limbah yang masih segar
secara relatif berkadar ammoniak bebas yang rendah dan berkadar nitrogen
yang tinggi.
Ammoniak Albuminoida
Ammoniak albuminoida dianggap sebagai suatu ukuran bagi nitrogen
organik yang mudah membusuk dan terdapat dalam air limbah. Ia hanya
mewakili sebagian daripada seluruh nitrogen pada zat mana amonikal
albuminoida itu mempunyai hubungan-hubungan yang dapat berlainan dalam
air limbah yang kasar, ammoniak albuminoida itu pada umumnya berjumlah
kira-kira setengah daripada seluruh jumlah nitrogen organik.
Nitrogen Organik
Semua nitrogen yang terdapat didalam campuran organik dapat
dianggap sebagai nitrogen organik. Dalam air limbah domestik, kebanyakan
dari nitrogen organik berada dalam bentuk protein-protein yang diakibatkan
oleh degradasi. Nitrogen menjadi ammoniak dalam pembusukan anaerobik
sedangkan nitrit dan nitrat dalam pembusukan aerobik.
Nitrit
Penilaian terhadap nitrit menunjukkan jumlah zat nitrogen yang hanya
sebagian saja mengalami oksidasi. Dengan demikian nitrit merupakan suatu
tingkatan peralihan dalam prosese perubahan zat organik kedalam
bentuk-bentuk yang tetap. Nitrit dapat berubah menjadi ammoniak dan dapat
Nitrat
Nitrat mewakili produk akhir dan pengoksidasian zat yang bersifat
nitrogen. Jadi jumlah nitrat menunjukkan lajunya pembenahan menuju
oksidasi lengkap dan kemantapan. Penentuan nitrogen nitrat sangat penting
dalam kaitannya dengan pembenahan air limbah, air limbah yang dibenahi
secara efisien memperlihatkan kadar nitrat yang tinggi. Adanya nitrat yang
tersaring dari selokan-selokan limbah merupakan manfaat yang bagi
aliran-aliran air penampang oleh karena oksigen dalam bentuk larutan oksigen telah
menguap habis, sehingga menjadi terjadinya kondisi anaerobik dan busuk.
2.4 Limbah Industri PT Cheil Jedang Indonesia
Limbah yang dihasilkan oleh PT Cheil Jedang Indonesia antara lain :
a. Limbah Padat
Gypsum (CaSO4) yaitu limbah padat yang dihasilkan pada proses
fermentasi. Limbah ini biasanya diambil oleh warga sekitar pabrik untuk
dimanfaatkan dalam pembuatan genteng dan batu bata.
Humus yang berasal dari unit PCA serta cake yang berasal dari proses decolorisasi MSG. Limbah ini juga diambil oleh warga di sekitar pabrik
dan biasanya dipakai untuk bahan bakar pada pembuatan batu bata.
b. Limbah cair
Limbah cair ini antara lain berasal dari:
Limbah cair yang langsung dipompa ke unit WWT, terdiri dari unit
Refinery Lysine, unit Recycle, dan regenerasi raw water DIW.
Sumber lain, yakni limbah cair dari Fermentasi, termasuk PCM dan SOD, dan Refinery Lysine.
Parameter limbah cair ditentukan oleh pemerintah melalui Undang – Undang
KEP-RI/MENLH/10/1995 tentang ―Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri‖
Tabel 1. Baku Mutu Limbah Cair untuk Industri MSG
Debit limbah Max. 120 m3/ton produk MSG
Tabel 2. Parameter Effluent Limbah Cair di PT. Cheil Jedang Indonesia
Parameter Kadar Limbah
2.5.1 Pengertian Elektrolisa
Elektrolisa merupakan proses kimia yang mengubah energy listrik menjadi
energy kimia. Komponen yang terpenting dalam proses elektrolisis ini adalah
elektroda dan elektrolit. Elektroda yang digunakan dalam proses elektrolisis dapat
digolongkan menjadi dua yaitu elektroda inert (kalsium, potassium, grafit, platina,
dan emas) dan elektroda aktif (seng, tembaga, dan perak). Elektrolit dapat berupa
asam, basa, atau garam, dapat juga leburan garam halide atau leburan oksida.
2.5.2 Mekanisme Reaksi Pengolahan Limbah Ammonia
Dalam unit elektrolisa, ammonium diubah menjadi gas nitrogen. Proses
NH3 + H2O NH4OH NH4++ OH
-Liang dan Liu (2008) melakukan penelitian elektrolisa ammonia
menggunakan RuO2/Ti sebagai anode dan stainless steel sebagai katode. Dari
penelitian tersebut, pH basa dan konsentrasi ammonia yang tinggi menyebabkan
peningkatan konsentrasi NH3. Peningkatan konsentrasi NH3 akan mendukung
oksidasi ammonia. Namun, laju penghilangan NH3 tersebut tergolong lambat karena
tidak ada ion klorida. Pada larutan ammonia yang mengandung ion klorida, laju
penghilangan ammonia lebih cepat karena ammonia dapat teroksidasi seluruhnya dan
diubah menjadi nitrogen. Namun, dalam penelitian tersebut dihasilakan gas klorida
yang memerlukan treatment lebih lanjut.
Penelitian yang dilakukan oleh Zhou dan Cheng (2008) menggunakan Pt
sebagai katode dan anode. Dengan meningkatnya konsentrasi ammonia pada larutan,
semakin banyak NH3(aq) yang akan teradsorbsi pada permukaan elektrode untuk
dioksidasi sehingga rapat arus anodik meningkat dengan meningkatnya konsentrasi
ammonia. Ketika mencapai konsentrasi tertentu, adsorbsi ammonia pada elektrode Pt
akan mencapai kondisi relatif jenuh. Peningkatan konsentrasi ammonia yang lebih
jauh tidak akan meningkan jumlah ammonia yang teroksidasi.
Elektrode yang sering dipakai adalah elektrode inert seperti C, Pt, dan Au
karena elektrode inert tidak ikut bereaksi. Reaksi-reaksi elektrolisis dialami oleh
ion-ion elektrolit atau pelarut air. Ion positif (kation-ion) akan mengalami reduksi di katode;
2.5.3 Faktor – faktor yang Mempengaruhi Elektrolisa
Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi
energi kimia. Komponen yang terpenting dari proses elektrolisis ini adalah elektroda
dan elektrolit. Elektroda yang digunakan dalam proses elektolisis dapat digolongkan
menjadi dua, yaitu:
1. Elektroda inert, seperti kalsium (Ca), potasium, grafit (C), Platina (Pt),
dan emas (Au).
2. Elektroda aktif, seperti seng (Zn), tembaga (Cu), dan perak (Ag).
Elektrolitnya dapat berupa larutan berupa asam, basa, atau garam, dapat pula
leburan garam halida atau leburan oksida. Kombinasi antara elektrolit dan elektroda
menghasilkan tiga kategori penting elektrolisis, yaitu:
1. Elektrolisis larutan dengan elektroda inert
2. Elektrolisis larutan dengan elektroda aktif
3. Elektrolisis leburan dengan elektroda inert
Pada elektrolisis, katoda merupakan kutub negatif dan anoda merupakan
kutub positif. Pada katoda akan terjadi reaksi reduksi dan pada anoda terjadi reaksi
oksidasi. (http://id.wikipedia.org/wiki/Elektrolisis).
Sel Elektrolisis adalah sel yang menggunakan arus listrik untuk menghasilkan
reaksi redoks yang diinginkan dan digunakan secara luas di dalam masyarakat kita.
Baterai aki yang dapat diisi ulang merupakan salah satu contoh aplikasi sel
elektrolisis dalam kehidupan sehari-hari. Baterai aki yang sedang diisi kembali
(recharge) mengubah energi listrik yang diberikan menjadi produk berupa bahan kimia yang diinginkan. Air, H2O, dapat diuraikan dengan menggunakan listrik dalam
sel elektrolisis. Proses ini akan mengurai air menjadi unsur-unsur pembentuknya.
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
2 H2O(l)——> 2 H2(g) + O2(g)
Rangkaian sel elektrolisis hampir menyerupai sel volta. Yang membedakan
sel elektrolisis dari sel volta adalah, pada sel elektrolisis, komponen voltmeter diganti
dielektrolisis, ditempatkan dalam suatu wadah. Selanjutnya, elektroda dicelupkan ke
dalam larutan maupun lelehan elektrolit yang ingin dielektrolisis. Elektroda yang
digunakan umumnya merupakan elektroda inert, seperti Grafit (C), Platina (Pt), dan
Emas (Au). Elektroda berperan sebagai tempat berlangsungnya reaksi. Reaksi reduksi
berlangsung di katoda, sedangkan reaksi oksidasi berlangsung di anoda. Kutub
negatif sumber arus mengarah pada katoda (sebab memerlukan elektron) dan kutub
positif sumber arus tentunya mengarah pada anoda. Akibatnya, katoda bermuatan
negatif dan menarik kation-kation yang akan tereduksi menjadi endapan logam.
Sebaliknya, anoda bermuatan positif dan menarik anion-anion yang akan teroksidasi
menjadi gas. Terlihat jelas bahwa tujuan elektrolisis adalah untuk mendapatkan
endapan logam di katoda dan gas di anoda..
2.5.4 Hubungan listrik sel
Susunan sel-sel adalah sesuatu yang penting. Bila suatu sel atau susunan sel
(cell stack) berisi lebih dari dua elektrode, ada dua cara membuat hubungan listriknya
sebagaimana gambar 2.1 (Anonim 2007; Beagles 2004)
a)
b)
Gambar 2.1 Hubungan Listrik Banyak Sel,
b)Hubungan Bipolar (Widiono 2002:17)
Hubungan monopolar, ada hubungan listrik luar terhadap tiap elektroda dalam
sel monopolar. tegangan sel ditentukan antara tiap anoda dan katoda. pada sel, anoda
dan katoda dipasang berselang seling dan kedua muka tiap elektrode adalah aktif
dengan kutup yang sama. hubungan polar membutuhkan tegangan rendah dan arus
tinggi.
Hubungan bipolar, hanya memerlukan dua hubungan listrik pada dua
elektrode ujung dan reaksi sel terjadi bila dialirkan beda tegangan yang sesuai.
tegangan terdistribusi sel-sel yang terpasang diantara elektrode ujung dan adanya
penurunan tegangan di dalam fase larytan karena elektrode logam mempunyai daya
hantar tinggi. sel tersebut untuk menyederhanankan hubungan listrik dan diperoleh
keuntungan bahwa produk yang diperoleh besarnya setara dengan sel monopolar
dengan arus rendah dan tegangan tinggi, hubungan tersebut bukan tidak ada
persoalan, adanya bocoran arus listrik (by pass) suatu arus bukan antara elektrode
pada sel yang sama tetapi antara elektrode sel tetangga, sehingga menyebabkan
penurunan efisiensi arus. selain hal tersebut menyebabkan pula korosi, sehingga
produk yang diperoleh tidak murni.
2.5.5 Grafit
Grafit adalah suatu modifikasi dari grafit dengan sifat yang mirip logam
(penghantar panas dan listrik yang baik). Sifat-sifat: Grafit adalah penghantar listrik
dan panas yang cukup baik tetapi bersifat rapuh. Pada temperatur yang lebih tinggi,
grafit teroksidasi oleh asam nitrat berasap, khlor atau oksigen. Grafit hanya dapat
dilarutkan dalam besi leleh. Ditinjau dari segi ketahanan terhadap korosi, grafit
merupakan bahan yang bidang penggunaannya sangat luas.Bahan tersebut tahan
terhadap semua asam dan sebagian besar basa hingga di atas 100°C.
Bahan grafit mempunyai keistimewaan seperti sifat mekanis seperti logam,
ringan dan mempunyai sifat yang baik serta dari segi ekonomi bahan dasar grafit
Keuntungan menggunakan elektroda grafit antara lain adalah harganya relatif
murah dibandingkan elektroda logam karena pemurnian grafit untuk elektroda lebih
sederhana bila dibandingkan dengan pemurnian logam untuk dijadikan elektroda.
Sedangkan kerugian atau kelemahan elektroda grafit terutama terbentuknya spektrum
pita spektra sianogen pada pelat/film fotografi, hal ini mengganggu spektra unsur
yang dianalisis, walaupun spektra grafit (carbon) sendiri tidak begitu kompleks. (
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-industri/utilitas-pabrik/bahan-non-metal-grafit/)
Sebagai salah satu hasil aplikasi dari sel Volta atau sel Galvani, baterai atau
sel kering sangat akrab dengan kehidupan kita sehari-hari. Dipatenkan pertama kali
oleh George Leclanche pada 1866, baterai terdiri atas insulator, batang karbon atau
katoda, pasta di bagian tengah baterai yang mengelilingi dan membatasi antara katoda
dan anoda, serta anoda itu sendiri yaitu seng.Ternyata batang karbon tersebut tidaklah
reaktif, atau dapat dikatakan inert. Pasta yang telah disebut di atas selain terdiri dari
campuran karbon, lapisan luarnya juga berbentuk pasta dari bahan elektrolit.
Meskipun dikatakan sebagai sel kering, pada kenyataannya baterai tidaklah
benar-benar kering. Baterai disebut sebagai sel kering karena elektrolitnya berbentuk pasta
dan tidak tergolong sebagai cairan. Hal ini berbeda dengan jenis baterai lainnya.
Meskipun potensial sel yang dihasilkan cukup sedikit yaitu sebesar 1,5
volt.(
http://id.shvoong.com/exact-sciences/1925300-sel-kering-betulkah-kering/#ixzz1TLzRn7nW )
2.5.6 Platina
Sebagai anggota kelompok elemen platinum, serta dari kelompok 10 dari
tabel periodik unsur, platinum umumnya tidak reaktif. Ini menunjukkan daya tahan
yang luar biasa terhadap korosi, bahkan pada suhu tinggi, dengan demikian dianggap
sebagai logam mulia. Akibatnya, platinum sering ditemukan dalam bentuk logam
platinum, dapat diartikan merupakan logam yang inert (sukar bereaksi dengan unsur
Sifat-sifat yang menyebabkan mengapa platina dapat digunakan sebagai
elektroda : logam murni, berkilau, ulet, dan mudah ditempa, tidak teroksidasi pada
suhu apapun, meskipun terkorosi oleh halogen, sianida, sulfur, dan basa kaustik.
Platinum tidak larut dalam hidroklorik dan asam nitrat, tetapi larut dalam regia aqua
untuk membentuk asam chloroplatinic, H2PtCl6. Platinum memiliki ketahanan yang
sangat baik untuk korosi suhu tinggi dan dan memiliki sifat listrik stabil. Platina tidak
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Rancangan percobaan
Rancangan alat yang digunakan dalam penelitian :
Gambar 3.1 Rangkaian alat pengolahan limbah
Keterangan Gambar 3.1:
1) Tangki limbah ammonia konsentrasi tinggi
2) Kran pengatur flowrate
3) Tangki elektrolisa
4) Bak Proses
5) Tempat pengambilan sampel 1
3
5 2
Gambar 3.2 Tangki elektrolisa
Spesifikasi Gambar 3.2 :
Bahan Tangki : Acrylic
Elektrode : Platina dan grafit
Jumlah electrode : 10 buah (disusun seperti gambar 3.1)
Ukuran elektroda : a) grafit : Panjang = 6cm
Diameter = 0,8cm
b) platina : Panjang = 7,5 cm
Lebar = 0,3cm
Tebal = 0,1cm
Ukuran Tangki : a) 20 cm
b) 30 cm
c) 25 cm
Perhitungan alat
1. Perhitungan desain tangki elektrolisa
Panjang = 30 cm
Lebar = 20 cm
Tinggi = 30 cm a
)
c
Luas alas = 30 cm x 20 cm = 600 cm2
Volume yg diinginkan = 15 Liter
= 15000 cm3
Tinggi cairan limbah yaitu :
T = volume / luas alas
T = 15000 cm3 / 600 cm2
T = 25 cm
2. Perhitungan Flowrate Umpan
Volume = 7500 ml
a. Waktu bak untuk steady = 30 menit
Flowrate = volume / waktu steady
= 7500 ml / 30 menit
= 250 ml / menit
b. Waktu bak untuk steady = 60 menit
Flowrate = volume / waktu steady
= 7500 ml / 60 menit
= 125 ml / menit
c. Waktu bak untuk steady = 90 menit
Flowrate = volume / waktu steady
= 7500 ml / 90 menit
= 83,3 ml / menit
d. Waktu bak untuk steady = 120 menit
Flowrate = volume / waktu steady
= 7500 ml / 120 menit
Gambar 3.3 Rangkaian listrik elektrode pada bak proses
3.2 Gambar Alat
Dalam penelitian ini alat yang digunakan terdiri atas :
3.2.1 Percobaan
Gambar 3.4 Percobaan dengan bak besar a b
Gambar 3.5 Elektrode a) platina b)grafit
Spesifikasi elektrode:
Elektrode grafit yang digunakan yaitu grafit isi baterai
Elektrode platina yang digunakan bukan platina murni melainkan platina lapisan.
3.2.2 Analisa Ammonia
Gambar 3.6 Kjeltech Gambar 3.7 Tabung kjeldahl
Spesifikasi Kjeltech :
1. Merek : FOOS 2300
2. Range : 0-50 gr/lt atau 0-5000 ppm (diatas range dilakukan
pengenceran)
3.3 Skema Percobaan
Gambar 3.8 Diagram alir proses
Tangki Penampung
Elektrolisa
Jenis Elektrode: Platina.
Waktu Sampling : 0; 20; 40; 60; 80 menit Voltase : 6,8; 8,7; 13 Volt
Elektrolisa
Jenis Elektrode: Grafit.
Waktu Sampling : 0; 20; 40; 60; 80 menit Voltase : 6,8; 8,7; 13 Volt
sampel hasil percobaan (Konsentrasi Ammonia )
Analisa Konsentrasi Ammonai
Konsentrasi Ammonia sisa Penampung
125 L
Gambar 3.9 Diagram alir percobaan
Gambar 3.10 : Diagram alir analisa kjeldhal Flowrate (ml/menit):
62,5; 83,3; 125; 250 Voltase (volt): 6,8; 8,7; 13
Flowrate (ml/menit): 62,5; 83,3; 125; 250
Sampel Limbah Port 12
Mengambil
sampel 10 ml DIW 70 ml
Titrasi dgn H2SO4 0,1N
3.4 Prosedur Kerja
3.4.1 Prosedur Kerja Percobaan
1. Percobaan dengan Limbah industri
a. Limbah Ammonia sebanyak 125 liter, dimasukkan ke dalam bak
penampung dan dialirkan secara kontinyu ke bak proses elektrolisa dengan
flowrate yang telah divariabelkan (63; 83; 125; 250 ml/menit).
b. Rangkaian elektroda platina dimasukkan ke dalam bak proses yang telah di
hubungkan dengan power supplay.
c. Sampel awal limbah ± 20 ml diambil sebelum proses elektrolisa.
d. Bak proses elektrolisa dibiarkan hingga over flow, setelah itu power
supplay siap dinyalakan dengan voltase yang telah divariabelkan (6,8; 8,7;
13V).
e. Pengambilan sample selanjutnya di ambil per 20 menit setelah proses
elektrolisa dijalankan.
f. Analisis konsentrasi Ammonia yang tersisa dengan metode kjeldahl.
g. Prosedur diulangi dengan memvariabelkan jenis elektroda (grafit)
2. Percobaan dengan Limbah buatan
a. Membuat limbah buatan yang mengandung ammoniak 3000 ppm.
b. Limbah Ammonia sebanyak 25 liter, dimasukkan ke dalam bak penampung
dan dialirkan secara kontinyu ke bak proses dengan flowrate yang telah
divariabelkan (63; 83 dan 125 ml/menit).
c. Rangkaian elektroda platina dimasukkan ke dalam bak proses yang telah di
hubungkan dengan power supplay.
d. Sampel awal limbah ± 20 ml diambil sebelum proses elektrolisa.
e. Bak proses elektrolisa dibiarkan hingga over flow, setelah itu power
supplay siap dinyalakan dengan voltase yang telah divariabelkan (6,8; 8,7;
13V).
f. Pengambilan sample selanjutnya di ambil per 20 menit setelah proses
g. Analisis konsentrasi Ammonia yang tersisa dengan metode titrasi.
h. Prosedur diulangi dengan memvariabelkan jenis elektroda (grafit)
3.4.2 Prosedur Analisa Ammonia
1. Analisa Ammonia dengan Metode Kjeldahl
a. 10 ml sample limbah dimasukkan dalam tabung kjeldahl.
b. DIW 70 ml ditambahkan ke dalam tabung kjeldahl.
c. Campuran tersebut dipanaskan dalam heater digestion dengan prinsip
hidrolisa selama 5 menit.
d. Uap ammonia hasil hidrolisa ditampung dalam beaker glass yang telah di
isi larutan Borat 10-20 ml.
e. Titrasi dengan H2SO4 0.1 N sampai warna hijau berubah menjadi merah
anggur.
f. Hitung konsentrasi Ammonia dengan rumus:
ammonia = (hasil titrasi- blanko) x konsentrasi H2SO4
2. Analisa Ammonia dengan Metode Titrasi
a. 10 ml larutan sample diambil dengan pipet volume ke dalam labu takar 100
ml dan diencerkan dengan aquades sampai tanda batas.
b. 25 ml sample yang sudah diencerkan pada langkah a) dimasukkan ke
dalam erlenmeyer 250 ml, kemudian ditambahkan aquades 50 ml.
c. 2 tetes indikator Methyl Orange di masukkan dalam erlenmeyer.
d. Titrasi larutan sample yang sudah diencerkan pada langkah b) dengan titran
H2SO4 0,05 M yang sudah distandarisasi sampai warna larutan berubah
menjadi merah muda.
e. Catat kebutuhan titran.
f. Langkah b) sampai e) diulangi sebanyak 3 kali sampai kebutuhan titran
yang diperoleh hampir konstan, kemudian ambil rata-rata dari kebutuhan
titran yang diperoleh.
g. Analisa Ammonia sisa
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui keefektifan penurunan kandungan
ammonia pada limbah cair industri yang mengandung kandungan ammonia
berkonsentrasi tinggi dengan metode elektrolisa secara kontinyu. Limbah cair
tersebut mengandung kadar ammonia sekitar 3000ppm sampai 3500ppm. Percobaan
yang dilakukan meliputi pengaruh beda tegangan dan pengaruh flowrate, beda tegangan yang digunakan yaitu 6,8V; 8,7V;dan 13V. sedangkan variasi flowrate
umpan antara lain 62,5 ml/menit; 83,3 ml/menit; 125 ml/menit; dan 250 ml/menit.
Selain percobaan dengan limbah industri dilakukan pula perbandingan dengan
menggunakan limbah simulasi yang konsentrasi ammonia dibuat sama dengan limbah
industri.
IV .1 Hasil dan Pembahasan pada limbah Industri secara kontinyu
Pengaruh flowrate umpan dan beda tegangan terhadap penurunan konsentrasi
ammonia
1. Untuk flowrate 62,5 ml/menit
Pada Gambar 4.1 menunjukkan hubungan % penurunan Ammonia pada
berbagai waktu dengan menggunakan elektrode grafit pada flowrate 62,5 ml/menit,
dapat dilihat bahwa pada beda tegangan 6,8 V menunjukkan penurunan konsentrasi
paling bagus yaitu sampai 5 % pada menit ke 60, tetapi pada menit ke 80 terjadi
kenaikan konsentrasi ammonia yang tidak begitu besar. Sedangkan untuk elektrode
platina dengan flowrate yang sama yaitu 62,5 ml/menit, penurunan konsentrasi
ammonia paling tinggi yaitu pada beda tegangan 13 V dengan % penurunan yaitu 4%
pada menit ke 40 tetapi terjadi kenaikan konsentrasi ammonia pada menit ke 60.
Salah satu penyebab meningkatnya konsentrasi ammonia tersebut yaitu karena pada
proses elektrolisa tidak ada pengadukan sehingga pada pengambilan sampel tidak
Gambar 4.1 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu
menggunakan elektrode grafit pada flowrate 62,5 ml/menit
Gambar 4.2 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu
menggunakan elektrode platina pada flowrate 62,5 ml/menit
2. Untuk flowrate 83,3 ml/menit
Pada flowrate 83,3 ml/menit, apabila dibandingkan antara elektrode grafit dan
platina dapat dilihat bahwa pada elektrode grafit diantara ketiga beda tegangan, beda
tegangan yang paling bagus yaitu pada 13 V dengan % penurunan ammonia sebesar
4% sampai menit ke 80. Sedangkan untuk elektrode platina % penurunan yang paling
bagus yaitu pada beda tegangan 13 V dengan % penurunan sebesar 8 % pada menit
ke 40.
volt
Gambar 4.3 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu
menggunakan elektroda grafit pada flowrate 83,3 ml/menit
Gambar 4.4. Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu
menggunakan elektrode platina pada flowrate 83,3 ml/menit
3. Untuk flowrate 125 ml/menit
Pada flowrate 125 ml/menit dengan elektrode grafit % penurunan ammonia
yang paling bagus yaitu pada beda tegangan 6,8 V dengan % penurunan ammonia
sebesar 4% pada menit ke 60. Untuk elektrode platina pada beda tegangan 13 V
menunjukkna % penurunan ammonia sebesar 4,5% pada menit ke 60. volt
Gambar 4.5 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu
menggunakan elektrode grafit pada flowrate 125 ml/menit
Gambar 4.6 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu
menggunakan elektrode platina pada flowrate 125 ml/menit
4. Untuk flowrate 250 ml/menit
Untuk flowrate 250 ml/menit dengan elektrode grafit beda tegangan yang
paling bagus untuk penurunan ammonia yaitu pada 6,8 V dengan % penurunan
sekitar 8% pada menit ke 40 meskipun pada menit ke 20 terjadi kenaikan konsentrasi.
Sedangkan untuk elektrode platina tidak ada beda tegangan yang bagus untuk
penurunan ammonia, hal itu dikarenakan limbah yang diumpankan tidak mengalami
proses elektrolisa dengan sempurna.
Gambar 4.7 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu
menggunakan elektrode grafit pada flowrate 250 ml/menit
Gambar 4.8 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu
menggunakan elektrode platina pada flowrate 250 ml/menit
IV.2 Hasil dan Pembahasan dengan limbah Industri secara batch
1. Untuk elektrode grafit
Pada percobaan dengan limbah industri yang dilakukan secara batch dengan
menggunakan elektrode grafit hasil percobaan ditunjukkan pada Gambar 16, pada
percobaan ini volume limbah untuk proses diperkecil menjadi 1,5 L. Hal ini
dimaksudkan untuk membandingkan hasil percobaan secara kontinyu, dimana pada
proses secara kontinyu volume air limbah yang digunakan adalah 7,5 L. Pada Gambar volt
4.9 dengan beda tegangan dapat dilihat bahwa penurunan ammonia yang paling tinggi
yaitu pada tegangan 6,8V dengan % penurunan mencapai 25% pada menit ke 80.
Gambar 4.9 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu
menggunakan elektrode grafit (batch)
2. Untuk elektrode platina
Pada percobaan dengan elektrode platina untuk proses secara batch, hasil
percobaan seperti yang terlihat pada Gambar 4.10 Dari Gambar tersebut dapat
diketahui bahwa % penurunan ammonia tertinggi yaitu pada tegangan 13V, dengan %
penurunan ammonia sebesar 26% pada menit ke 60, tetapi pada menit ke 80 %
penurunan ammonia hampir stabil.
Gambar 4.10 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu
menggunakan elektrode platina (batch)
IV.3 Hasil dan Pembahasan dengan limbah buatan secara kontinyu
Pengaruh flowrate umpan dan beda tegangan terhadap penurunan konsentrasi
ammonia
1. Untuk flowrate 62,5 ml/menit
Pada percobaan limbah buatan dengan konsentrasi ammonia awal yaitu
3000ppm. Untuk percobaan dengan menggunakan elektrode grafit seperti yang
terlihat pada Gambar 4.11 dan untuk percobaan dengan elektrode platina pada
Gambar 4.12. Pada percobaan dengan menggunakan elektrode grafit, %penurunan
ammonia yang paling tinggi yaitu dengan menggunakan tegangan 6,8V sebesar 20%
pada menit ke 80. Sedangkan dengan menggunakan elektrode platina, % penurunan
tertinggi yaitu pada tegangan 13V sebesar 12% pada menit ke 60.
Gambar 4.11 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu
Gambar 4.12 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu
menggunakan elektrode grafit pada flowrate 62,5 ml/menit
2. Untuk flowrate 83,3 ml/menit
Hasil percobaan dengan flowrate 83,3 ml/menit dengan elektrode platina
seperti yang terlihat pada Gambar 4.13, dari Gambar tersebut dapat diketahui hasil
penurunan ammonia. Untuk tegangan 13V, %penurunan ammonia mencapai 21%
pada menit ke 40 tetapi setelah menit ke 40 tejadi kenaikan konsentrasi ammonia.
Sedangkan untuk tegangan 6,8V terjadi penurunan ammonia sebesar 13% pada menit
ke 80. Untuk hasil percobaan dengan menggunakan elektrode grafit dapat dilihat
pada Gambar 4.14, dari Gambar tersebut dapat dianalisa bahwa hasil yang diperoleh
dengan ketiga beda tegangan tersebut menghasilkan Gambar yang sama yaitu naik
turun, tetapi untuk tegangan 6,8V pada menit ke 60 terjadi penurunan ammonia yang
tinggi sebesar 37%.
Gambar 4.13 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu
menggunakan elektrode platina pada flowrate 83,3 ml/menit volt
Gambar 4.14 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu
menggunakan elektrode grafit pada flowrate 83,3 ml/menit
3. Untuk flowrate 125 ml/menit
Hasil percobaan untuk flowrate 125 ml/menit dengan elektrode platina dapat
dilihat pada Gambar 4.15, pada Gambar tersebut dapat diketahui bahwa tegangan
tebaik untuk penurunan ammonia yaitu pada tegangan 6,8V dengan %penurunan
sebesar 21% mulai menit ke 20. Sedangkan untuk percobaan dengan menggunakan
elektrode grafit, hasil percobaannya dapat dilihat pada Gambar 4.16 Dari Gambar
tersebut, dapat diketahui bahwa dari ketiga beda tegangan yang digunakan untuk
percobaan ternyata tegangan yang paling bagus yaitu pada tegangan 6,8V dimana
pada tegangan tersebut terjadi penurunan ammonia meskipun sedikit yaitu sebesar
7% mulai menit ke 20.
Gambar 4.15 grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu
menggunakan elektrode platina pada flowrate 125 ml/menit
Gambar 4.16 Grafik hubungan % penurunan Ammonia pada berbagai waktu
menggunakan elektrode grafit pada flowrate 125 ml/menit
IV. 4 Pembahasan secara keseluruhan
Dari beberapa percobaan yang telah dilakukan, untuk percobaan limbah
industri secara kontinyu menghasilkan % penurunan yang tidak stabil karena
kapasitas tangki elektrolisa tidah sebanding dengan ukuran elektrode selain itu pada
proses elektrolisa tidak ada pengadukan yang berfungsi untuk menghomogenkan air
limbah sehingga pada pengambilan sampelnya tidak merata. Untuk percobaan yang
dilakukan secara batch dengan volume air limbah yaitu 1,5L digunakan untuk volt
membandingkan dengan hasil proses kontinyu, ternyata efektifitas pengolahannya
lebih bagus dan stabil dibanding kontinyu. Hasil penurunan secara batch untuk
elektroda grafit yang paling tinggi yaitu pada tegangan 6,8V dengan % penurunan
mencapai 25% pada menit ke 80, sedangkan untuk elektroda platina % penurunan
ammonia sebesar 26% pada menit ke 60, tetapi pada menit ke 80 % penurunan
ammonia hampir stabil. Hal itu disebabkan karena keefektifan elektrode sudah
berkurang atau sudah melewati titik jenuh.
Dari ketiga percobaan tersebut dapat dianalisa bahwa hasil terbaik untuk
penurunan ammonia dengan metode elektrolisa sebaiknya dilakukan secara batch,
tetapi tidak menutup kemungkinan proses elektrolisa tidak bisa dilakukan secara
kontinyu hanya saja pada proses secara kontinyu perlu dilakukan treatment tambahan
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan
1. Penurunan amonia dengan metode elektrolisa masih kurang maksimal, hal itu
disebabkan karena ada beberapa faktor yang masih belum sesuai dengan
proses elektrolisa.
2. Pengaruh jenis elektrode sangat menentukan seberapa % amonia yang turun
dengan metode elektrolisa. Pada percobaan ini elektrode yang paling bagus
yaitu dengan elektrode platina dengan tegangan 13V. Hal itu terlihat pada
percobaan secara batch
3. Semakin lama elektrolisa berlangsung maka semakin banyak penurunan
amonia
4. Beda tegangan masing- masing percobaan dalam hal penurunan amonia
tergantung pada jenis elektrode yang digunakan.
V.2 Saran
1. Volume limbah untuk proses elektrolisa harus disesuaikan dengan jumlah
elektroda yang digunakan sehingga limbah tersebut bisa diproses secara
maksimal.
2. Pada tangki penampung dan tangki proses elektrolisa sebaiknya diberi
pengadukan agar limbahnya homogen untuk percobaan secara kontinyu.
3. Penentuan Titik Akhir Titrasi pada analisa ammonia dengan metode titrasi
harus dilakukan secara teliti, agar diperoleh hasil volume titran yang akurat.
4. Sebaiknya menggunakan Platina murni agar memperoleh hasil penurunan
Alian, Helmy. 2009. Pengaruh Tegangan pada Proses Elektroplating Baja
dengan Pelapis seng dan krom terhadap Laju Korosinya.
http://www.seminarnasional2010.ac.id/download/journal/files/ft.pdf, diakses pada tanggal 23 Februari 2011
Bonnin, E. 2006. Electrolysis of Ammonia Effluents: A Remediation Process with Co-generation of Hydrogen. Thesis the Fritz J. and Dolores H. Russ College of Engineering and Technology of Ohio University, hal. 17-18.
Farid, Ahmad dan Nur Wahid. 2007. Proses Elektrolisa Untuk Pengambilan Seng dari Limbah Padat Industri Galvanis. http://eprints.undip.ac.id/3368/1/.pdf ,13 Maret 2011
Liang Li and Yan Liu, Ammonia Removal in Electrochemical Oxidation:
Mechanism and Pseudo-kinetics, Journal of Hazardous Materials, 2009, vol 161 hal. 1010-1016.
Muliawati,Neni.2008.“Ammonia Converter Feed”. http://www.perpustakaan.
lapan.go.id/jurnal/index.php/jurnal_tekgan/article/viewFile/58/56, diakses pada tanggal 11 April 2011
Retnoningsih, Marta dan Yulia Murdianti. 2008. Pengaruh pH, konsentrasi awal
Ammonia dan waktu Operasi pada Elektrolisa Ammonia.
http://ejournal.undip.ac.id/abstrak/adnyani_12_.pdf, 12 Januari 2010
Riwayati, Indah dan Ratnawati. Penurunan Kandungan Ammonia dalam Air dengan Teknik Elektrolisi. http://www.seminar rekayasa kimia dan proses 2010 ISSN : 1411-4216, diakses pada tanggal 21 Desember 2010
Sihaloho, Susi, Wira. 2009. “Analisa Kandungan ammonia dari limbah cair inlet dan outlet dari beberapa industri kelapa sawit” http://www.akademik. unsri.ac.id/download/journal/files/ft/snttm2010/1159_PROSIDING%20DIG ITAL%20SNTTM%20IX.pdf, diakses pada tanggal 21 Desember 2010
Widiono, pengolahan limbah nikel dari industri elektroplating dengan elektrokoagulator. POLITEK Jurnal Teknologi,Volume 8,Nomer 1,Maret 2009-ISSN 1412-6427