*)
Penulis Penanggung Jawab (Em
PENGOLAHAN A
DENGAN ELEKTRO
Jessic
Jurusan Tekn
Jln. Prof. Soedarto
Industri elektroplating me yang dihasilkan dari indus seperti kromium, nikel, ka pengolahan limbah elektro Namun sayangnya metode water, besarnya biaya yan dipandang lebih efektif a kalium dikromat sebagai Metode elektrokoagulasi konsentrasi awal serta r pengaruh waktu dan rapa ST 37-2. Dari hasil pene rendah akan memberikan (41,18%). Hal ini karena mereduksi semua Cr6+ pad TDS removal lebih tinggi mengindikasikan semakin akan membentuk Cr(OH)3air limbah elektroplating arus.
Kata kunci: limbah elektr
Electroplating industry is this industry is dangerous copper, etc. Currently, microorganism, ultrafiltra secondary wastewater, hig electrocoagulation. In thi tested on electroplating wa of time, initial concentra wastewater tested the effe are used as electrodes. F dichromate will give high This is because at the sam solution with high concen low current density (34,4 Cr6+ to Cr3+ that will form to wastewater because it density.
Keywords: electroplating
(Email: ratnawati.hartanto@yahoo.com)
N AIR LIMBAH INDUSTRI ELEKTR
OKOAGULASI MENGGUNAKAN E
sica Dima F.M., Maulida Zakia, Ratnawati
*eknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Dipo
rto, Tembalang, Semarang, 50239, Telp/Fax: (0
Abstrak
merupakan salah satu industri yang cukup berkembang dustri elektroplating berbahaya karena mengandung ban kadmium, tembaga, dan sebagainya. Sampai saat ini su ktroplating seperti presipitasi, mikroorganisme, ultrafilt ode-metode tersebut memiliki kelemahan seperti meng ang dibutuhkan, dan sulit direalisasikan di skala industr f adalah melalui metode elektrokoagulasi. Pada pene ai limbah sintetik dan diujikan pula pada air limba si ini akan diteliti lebih lanjut dengan mempelaja a rapat arus terhadap TDS akhir larutan. Pada air li pat arus terhadap TDS akhir limbah. Elektroda yang d nelitian diperoleh bahwa pada konsentrasi awal larut an TDS removal yang lebih tinggi (77,78%) daripada ko na pada rentang waktu yang sama jumlah Fe2+ yang dih
pada larutan dengan konsentrasi tinggi. Pada rapat ar ggi (65,95%) daripada rapat arus yang rendah (34,4 in banyak pula Fe2+ yang dihasilkan untuk mereduksi C
3 yang lebih mudah diendapkan. Metode elektrokoagul
ng karena mampu menurunkan TDS limbah dengan m
ktroplating, elektrokoagulasi, kromium Abstract
is one of industry that still growing in Indonesia. The w ous because it contained dissolved metals such as chr y, there are some wastewater treatment method ltration, and reverse osmosis. However those metho high cost, and applied on industry scale is hard. The
this research potassium dichromate solution is used a wastewater. Electrocoagulation method will be investig tration and current density to the TDS of final solut ffect of time and current density to the TDS of final wa . From this research obtained that on the low initial co
igher removal TDS (77,78%) than on the higher initia same time frame the number of Fe2+ produced not eno centrations. In the high current density gave higher rem 4,48%). The higher current density indicates the more
rm Cr(OH)3 so it can deposited easily. Electrocoagulati
it can lower the TDS of electroplating wastewater by us
ing wastewater, electrocoagulation, chromium
34
TROPLATING
N ELEKTRODA Fe
)iponegoro
: (024)7460058
ang di Indonesia. Air limbah banyak logam-logam terlarut sudah ada beberapa metode filtrasi, dan reserve osmosis. nghasilkan secondary waste ustri. Salah satu metode yang enelitian digunakan larutan bah industri elektroplating. ajari pengaruh waktu dan r limbah elektroplating diuji g digunakan adalah jenis Fe rutan kalium dikromat yang konsentrasi awal yang tinggi dihasilkan tidak cukup untuk arus yang tinggi didapatkan 4,48%). Semakin besar arus i Cr6+ menjadi Cr3+ sehingga gulasi dapat diterapkan pada menggunakan variasi rapat
e wastewater generated from chromium, nickle, cadmium, hod such as presipitation, thod has disadvantage like he more effective method is as sintetic wastewater and tigated by studying the effect lution. In the electroplating wastewater. Iron Fe ST 37-2 l concentration of potassium tial concentration (41,18%). nough to reduce all Cr6+ in removal TDS (65,95%) than re Fe2+ produced to reduce lation method can be applied using a variation of current
1. Pendahuluan
Elektroplating adala arus listrik melalui suatu e menghasilkan limbah berupa industri elektroplating berba kadmium, tembaga, dan seb sebelum dibuang ke lingkung
Hingga saat ini suda yang tersedia untuk mengu reverse osmosis dan lain-lai juga mampu menghasilkan 2010). Metode-metode lain p untuk direalisasikan pada ska Elektrokoagulasi me untuk mengurangi kadar loga kimia (Nouri dkk., 2010). menurunkan konsentrasi Cu penelitian terdahulu tersebut elektroplating yang aman dan
Dalam penelitian ini berbagai konsentrasi awal la limbah elektroplating pada b 2. Bahan dan Metode Penelitian
Bahan yang diguna elektroplating yang diperole dipakai adalah elektroda Fe 640dd, dan TDS-EZ Water Q
Gambar 1. Rangkaian A Mula-mula dilakukan dikromat yang dibuat adala penelitian dilakukan langka kalium dikromat, elektroko variabel konsentrasi awal 10 180 menit. Untuk variabel pada masing-masing proses
alah proses pelapisan bahan padat dengan lapisan loga elektrolit. Elektroplating merupakan salah satu kegi pa logam berat (Srisuwan dan Thongchai, 2003). Air lim bahaya karena mengandung banyak logam-logam terlar ebagainya. Limbah cair yang dihasilkan tadi tentu mem ungan.
dah ada metode-metode untuk mengolah limbah elektro gurangi logam berat tadi antara lain presipitasi, mik lain. Presipitasi bisa dilihat sebagai metode paling eko n limbah dari bahan kimia yang ditambahkan di dala n pun memiliki kelemahan di antaranya besarnya biaya skala industri.
merupakan salah satu metode yang efisien dan mudah ogam berat melalui reaksi elektrolisis dan tidak dibutuhk 0). Pengolahan limbah elektroplating menggunakan Cu, Ni, dan Cr pada konsentrasi paling rendah (Akba but dapat dilihat bahwa eleketrokoagulasi merupakan m
dan sangat mungkin direalisasikan untuk skala industri. ini akan dipelajari pengaruh waktu operasi terhadap T l laruran K2Cr2O7 dan pengaruh rapat arus terhadap TD a berbagai waktu.
tian
nakan dalam penelitian adalah kalium dikromat tekn oleh dari industri elektroplating di daerah Pedurungan, Fe (ST 37-2) dengan luas permukaan 11,52 cm2, ker r Quality Tester (Nimbuz).
Alat: (1) Sumber arus DC (2) Beaker glass (3) Magenti kan tahap persiapan, yaitu pembuatan larutan kalium alah dengan konsentrasi 10 ppm; 30 ppm; dan 50 ppm gkah kerja sesuai variabel yang ada. Pada variabel k
koagulasi dengan rapat arus sebesar 6,94 mA/cm2 digun 10 ppm; 30 ppm; dan 50 ppm. Tiap 30 menit sekali dia
el rapat arus digunakan larutan kalium dikromat konse es elektrokoagulasi adalah sebesar 3,47 mA/ cm2; 5,21
rpm - + V A 1 2 3 4
gam menggunakan bantuan egiatan industri yang dapat limbah yang dihasilkan dari larut seperti kromium, nikel, emerlukan treatment khusus troplating. Berbagai metode ikroorganisme, ultrafiltrasi, konomis. Namun presipitasi alamnya (Akbal dan Camci, ya yang dibutuhkan dan sulit ah dalam pengoperasiannya uhkan penambahan koagulan n elektrokoagulasi mampu bal dan Camci, 2010). Dari metode pengolahan limbah p TDS limbah sintetik pada TDS limbah sintetik maupun
knis (wujud padat), limbah an, serta aquades. Alat yang ertas saring Whatman
MN-ntic stirrer (4) Elektroda m dikromat. Larutan kalium ppm. Kemudian pada tahap l konsentrasi awal larutan unakan pada masing-masing iambil sampel 10 ml selama nsentrasi 30 ppm. Rapat arus ,21 mA/ cm2; 8,68 mA/ cm2.
elektroplating menggunaka 30 menit sekali diambil sa elektrokoagulasi kemudian d mana sampel yang telah disa 3. Hasil dan Pembahasan
a.
Pengaruh Waktu ter
dalam
Limbah SintetikLimbah sintetik sebesar 10 ppm, 30 ppm arus sebesar 6,94 mA/c pengaruh waktu terhada
Gambar 2. Pengaru
Dari gambar 2 akhir larutan kalium dik Berdasarkan hukum Fara juga semakin banyak. Ha
m = dengan m adalah jumlah adalah waktu operasi (d Pembentukan ion Fe2+ ak disebabkan oleh Cr3+ me tersebut kemudian disarin dkk., 2007). Reaksi-reaks
Anoda: F Katoda: Cr2O72- + Cr3+ + O
Dari ketiga varia ppm memiliki efisiensi T bahwa pada rapat arus ya selalu tetap. Jumlah Fe2+ untuk mereduksi semua C
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 T D S ( p p m )
kan variasi rapat arus sebesar 3,47 mA/ cm2; 5,21 mA/ sampel 10 ml selama 180 menit. Tiap sampel yang n disaring dengan kertas saring. Tahap terakhir adalah ta isaring tadi dianalisa TDS-nya menggunakan TDS meter
terhadap TDS Limbah Sintetik pada Berbagai
tiktik pada variabel ini divariasi konsentrasi awal laruta pm, dan 50 ppm. Larutan tersebut masing-masing dielek /cm2 dan kecepatan putaran sebesar 500 rpm. Grafik d dap TDS akhir larutan kalium dikromat pada berbagai ko
aruh Waktu terhadap TDS Limbah Sintetik pada Berbaga dalam Limbah Sintetik
2 dapat dilihat bahwa semakin lama waktu operasi ele dikromat semakin turun. Fenomena ini terjadi pada se araday, semakin lama waktu operasi maka jumlah Fe2+ Hal ini dapat dilihat dari persamaan (1):
ah Fe2+ yang dihasilkan (g); M adalah berat atom Fe (g/ (detik); n adalah nomor elektron (Fe2+ = 2); dan
akan mereduksi Cr6+ menjadi Cr3+. Kemudian dilanjutka mengikat ion OH- yang terbentuk di katoda menjadi en aring sehingga TDS larutan turun seiring bertambahnya aksi yang terjadi selama proses elektrokoagulasi: a: Fe Fe2+ + 2e-
a: 2H2O + 2e- H2 + 2OH-
+ 6Fe2+ + 14H+ 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O (4) OH- Cr(OH)3
riasi konsentrasi yang ada, larutan kalium dikromat deng i TDS removal yang paling rendah (41,18 %). Dari pe yang konstan maka semakin lama waktu operasi jumlah 2+ yang dihasilkan selama elektrokoagulasi pada konsen a Cr6+ menjadi Cr3+ sehingga endapan Cr(OH)3 yang dih
50 100 150
Waktu (menit)
36 A/ cm2; 8,68 mA/ cm2. Tiap g diambil pada tiap proses tahap analisa sampel yang ter.
ai Konsentrasi K
2Cr
2O
7utan kalium dikromat, yaitu lektrokoagulasi dengan rapat k di bawah ini menunjukkan i konsentrasi.
agai Konsentrasi K2Cr2O7
elektrokoagulasi maka TDS semua konsentrasi larutan. 2+yang dihasilkan di anoda
(1)
(g/ mol); I adalah arus (A); t n F sebesar 96,487 C/mol.
tkan dengan presipitasi yang endapan Cr(OH)3. Endapan ya waktu operasi (Heidmann
(2) (3) (5)
engan konsentrasi sebesar 50 persamaan (1) dapat dilihat ah Fe2+ yang dihasilkan akan sentrasi 50 ppm tidak cukup dihasilkan juga sedikit (Aber
200
10 ppm 30 ppm 50 ppm
dkk., 2009). Hal ini men removal pada konsentrasi b. Pengaruh Rapat Arus te
Pada variabel ini ppm. Rapat arus yang di mA/cm2 ; 8,68 mA/cm2 menunjukkan pengaruh w
Gambar 3. Dari gambar 3 d seiring meningkatnya r semua rapat arus.
Rapat arus meru kecepatan pembentukan flok yang dapat mengik arus maka waktu yang pendek. Dari persamaan semakin banyak.
Pada elektrokoa Fe(OH)2. Oksidasi di an di katoda (3). Reaksi yan Fe2+ + Pada tahap kedua muata Tahap ketiga koagulan mengikat endapan-endap (Yilmaz dkk., 2007).
Pada rapat arus rapat arus 3,47 mA/ cm2 ini mengakibatkan TDS dibandingkan pada rapat paling tinggi diperoleh pa c. Pengaruh Rapat Arus ter Limbah cair yan elektroplating yang terte yang diberikan pada pro mA/ cm2 dengan kecep
0 5 10 15 20 25 30 35 0 T D S ( p p m )
enyebabkan TDS removal pada konsentrasi sebesar 5 asi 10 ppm dan 30 ppm (77,78 % dan 75, 87%). s terhadap TDS Limbah Sintetik pada Berbagai Wak ini digunakan larutan kalium dikromat dengan konsentr diberikan pada proses elektrokoagulasi ini bervariasi
2
dengan kecepatan putaran yang tetap yaitu 500 r h waktu terhadap TDS akhir larutan kalium dikromat pad
3. Pengaruh Rapat Arus terhadap TDS Larutan Kalium D 3 dapat dilihat bahwa TDS akhir larutan kalium dikrom
rapat arus dan waktu elektrokoagulasi. Fenomena p erupakan parameter yang penting dalam elektrokoagulas
an koagulan, mengatur kecepatan, dan ukuran dari gele gikat kontaminan pada limbah. (Keshmirizadeh dkk, 20 ng diperlukan untuk menurunkan TDS larutan kalium aan (1) dapat dilihat bahwa pada rapat arus yang tinggi,
oagulasi terjadi tiga tahapan proses. Tahap pertama adal anoda membentuk ion Fe2+ (2) yang akan berikatan de yang terjadi:
+ 2OH- Fe(OH)2
atan pada Cr6+ berubah menjadi Cr3+ sehingga lebih m n Fe(OH)2 yang terbentuk tadi menyebabkan proses
apan Cr(OH)3 menjadi satu sehingga proses pemisaha
us 8,68 mA/ cm2 ion Fe2+ yang dihasilkan anoda lebih b 2 dan 5,21 mA/ cm2 sehingga endapan yang dihasilkan DS removal pada rapat arus 3,47 mA/ cm2 dan 5,2
at arus 8,68 mA/ cm2 yaitu sebesar 34.48 % dan 37,93 pada rapat arus 8,68 mA/ cm2 yaitu sebesar 86,21%.
terhadap TDS Limbah Elektroplating pada Berbagai Wa yang di-treatment menggunakan metode elektrokoagulas rtelak di daerah Pedurungan. TDS awal limbah sebesar proses elektrokoagulasi ini bervariasi yaitu 3,47 mA/ c epatan putaran yang tetap yaitu 500 rpm. Gambar 4 men
2 4 6 8
Rapat Arus (mA/cm2)
r 50 ppm tidak sebesar TDS
aktu
ntrasi yang konstan yaitu 30 si yaitu 3,47 mA/cm2 ; 5,21 0 rpm. Grafik di bawah ini pada berbagai rapat arus.
Dikromat pada Waktu omat akan semakin menurun
penurunan ini terjadi pada lasi. Rapat arus menentukan elembung serta pertumbuhan 2011). Semakin tinggi rapat ium dikromat akan semakin gi, jumlah ion Fe2+ di anoda
dalah pembentukan koagulan dengan OH- yang terbentuk
(6)
h mudah untuk diendapkan. es koagulasi terjadi dengan ahan lebih mudah dilakukan h banyak dibandingkan pada an menjadi lebih banyak. Hal 5,21 mA/ cm2 lebih kecil 93 %. Efisiensi TDS removal
Waktu
lasi ini diambil dari industri sar 2790 ppm dan rapat arus / cm2 ; 5,21 mA/ cm2 ; 8,68 enunjukkan pengaruh waktu
10 0 min 30 min 60 min 90 min 120 min 150 min 180 min
Gambar 4. Pengaru Dari gambar 4 te waktu operasi dan rapat a menentukan kecepatan p pertumbuhan flok yang d besar flok yang dihas elektrokoagulasi membaw yang ada mudah terkum bereaksi dengan ion OH mengikat kontaminan-ko Dalam hal ini fungsi Fe(O
Penelitian denga menghasilkan fenomena penggunaan metode elekt industri.
4. Kesimpulan
Dari hasil penelitian elektroplating akan semakin kalium dikromat maka sema Semakin tinggi rapat arus y (86,21%). Semakin tinggi elektroplating (65,95%), dal dan rentang waktu 180 menit Ucapan Terima Kasih
Ucapan terima kasih disampaik tempat penelitian ini.
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 T D S ( p p m )
aruh Rapat Arus terhadap TDS Limbah Elektroplating pa terlihat bahwa TDS limbah akan semakin turun seiri at arus. Seperti yang telah dibahas pada pembahasan seb pembentukan koagulan, mengatur kecepatan dan uku
dapat mengikat kontaminan pada limbah, sehingga den asilkan pun semakin banyak. Gelembung yang t bawa kontaminan dalam limbah menuju ke atas sehingg umpul menjadi satu. Sesuai persamaan (6), ion Fe2+ OH- yang dihasilkan di anoda sehingga membentuk F kontaminan tadi sehingga menjadi lebih mudah diendapk e(OH)2 adalah sebagai koagulan.
ngan variabel rapat arus pada limbah sintetik da na yang sama, yaitu terjadinya penurunan TDS. ektrokoagulasi untuk pengolahan limbah elektroplating
ian dapat ditarik kesimpulan bahwa TDS larutan kali kin turun seiring bertambahnya waktu. Semakin tinggi makin kecil TDS removal larutan tersebut (41,18%) pa s yang digunakan maka semakin besar TDS removal gi rapat arus yang digunakan maka semakin besa dalam penelitian ini TDS removal terbaik diperoleh pad
nit.
aikan kepada Laboratorium Dasar Teknik Kimia II a
2 4 6 8
Rapat Arus (mA/cm2)
38 pada Berbagai Waktu eiring dengan meningkatnya
ebelumnya bahwa rapat arus ukuran dari gelembung serta engan rapat arus yang makin terbentuk selama proses gga kontaminan-kontaminan yang dihasilkan di anoda k Fe(OH)2 yang mana akan apkan (Merzouk dkk., 2008). dan limbah elektroplating . Ini menunjukkan bahwa g dapat diaplikasikan dalam
alium dikromat dan limbah ggi konsentrasi awal larutan pada rapat arus yang sama. val larutan kalium dikromat esar TDS removal limbah ada rapat arus 8,68 mA/cm2
atas kontribusinya sebagai 10 0 min 30 min 60 min 90 min 120 min 150 min 180 min
Daftar Pustaka
Aber, S., Amani-Ghadim, A.R Electrocoagulation: Mo Hazardous Materials, Akbal, F. dan Camci, S., 2011,
Electrocoagulation, De Heidmann, I. dan Calmano W., 2 Electrode,. Separation Keshmirizadeh, E., Yousefi, S.,
Effective in Cr(VI) Rem Journal og Hazardous Merzouk, B., Gourich, B., Sekk Heavy Metals using Hazardous Materials, Nouri, J., Mahvi, A.H., Bazrafsha
Copper from Aqueous 2, p. 201-208.
Srisuwan, G., Thongcha, P., 200 Membrane Sci. & Tech Yilmaz, A.E., Boncukcuoglu Electrocoagulation and Journal of Hazardous M
.R., Mirzajani, V., 2009, Removal of Cr(VI) from Modeling of Experimental Results Using Artificial Ne s, vol. 171, p. 484-490.
1, Copper, Chromium, and Nickel Removal from Met Desalination, vol. 269, p. 214-222.
., 2008, Removal of Cr(VI) from Model Wastewater by E and Purification Technology, vol. 61, p. 15-21. S., Rofouei, M.K., 2011, An Investigation on The Ne
emoval Efficiency : A Study on Electrocoagulation by us Materials, vol. 190, p. 119-124.
kki, A., Madani, K., Chibane, M., 2009, Removal Tu g Electrocoagulation-Electrofotation Technique A s, vol. 164, p. 215-222.
shan, E., 2010, Application of Electrocoagulation Proce us Solutions by Aluminum Electrodes, International Jo 2002, Removal of Heavy Metal from Electroplating W
ch., vol. 24, p. 965-976.
lu R., Kocakerim, M.M., 2007, A Quantitatif nd Chemical Coagulation for Boron removal from Bo us Materials, vol. 149, p. 475-481.
rom Polluted Solutions by Neural Network, Journal of
etal Plating Wastewater by y Electrocoagulation with Fe New Operational Parameter y Alternating Pulse Current, Turbidity and Separation of Case Study, Journal of cess in Removal of Zinc and Journal of Enviroment, vol. Wastewater by Membrane, atif Comparison Between Boron-Containing Solution,
