SIDANG TUGAS AKHIR
NAMA : MEILINA DAULAY
NO BP : 05174005
JUDUL TA : DEGRADASI SURFAKTAN PADA LIMBAH LAUNDRY MENGGUNAKAN
FOTOKATALIS TiO2 DENGAN VARIASI BERAT TiO2, Ph DAN
KECEPATAN PENGADUKAN
PEMBIMBING : ZULKARNAINI, MT
PENGUJI : 1. RERI AFRIANITA, MT (KETUA SIDANG)
2. ESMIRALDA, MT
NOTULEN : SITI MIA AZZAHRA, ST
JADWAL SIDANG : RABU/ 25 JULI 2012
WAKTU PERSENTASI : 10.50 – 11.05 15 MENIT
PERTANYAAN PENGUJI
PENGUJI 1 : ESMIRALDA, MT
1. Performance presentase : Bagus
2. Laporan : cukup Bagus
a. Cek EYD
b. Judul cek lagi kata “ DENGAN PADA” c. Abstrak OK
f. Pendahuluan OK
g. Batasan Masalah perbaiki
h. Keterbatasan alat tambahkan pada metodolgi “lampu 15 W, kenapa 4 buah” i. Penelitian mei dengan penelitian yang lain yang telah dilakukan
j. Kenapa memakai jenis TiO2 anatase “ tambahkan alasannya dimetodologi” k. Sampling hanya 1X sesuai SNI, OK
l. Pada hal 35 ( artifisial limbah) LAS dan surfaktan pembahasannya perlu ditekankan, OK
m. Kenapa menggunakan 20 ppm,, “cek rumus pengenceran” cek lagi data dan tambahkan pada data perhitungan.
n. Alas an lama penyinaran 1 jam? “mengacu ke jurnal, tambahkan ke metodologi” o. Pada tabel 3.6 ada kata asing ,,,”coba cek lagi
p. Hal IV.4 cek kata waktu dan kecepatan
q. Hal IV.5 paragraf ke 2 , sub bab 4.1.1 kalimatnya dicek kembali! r. Penjelasan mengenai kecepatan pengadukan “ kurang di perjelas pada
pengaruhnya”
s. Kesimpulan diperbaiki…” berisi hasil tujuan peneliti, perbedaan artifisial dengan limbah, point 2 sampe 3 digabungkan”
PENGUJI 2 : RERI AFRIANITA, MT (KETUA SIDANG)
1. Performance : Bagus
2. Abstrak : langsung to the point tujuan penelitian, bagian terakhir berisikan simpulan “ perbaiki” untuk kata kunci “ perbaiki lagi” seharusnya kata yang paling utama pada TA
3. Latar belakang LAS OK dan ABS nya tambahkan kepanjangannya.. 4. Kesimpulan dan saran = bu esi “sama pertanyaan “
5. Batasan masalah 7&8 “ tidak usah dicantumkan lagi” tambahnya system batch pada batasan masalah
8. Variasi penelitian, jelaskan… OK
9. Alas an variasi berat, pH, dan kecepatan pengadukan??? Berdasarkan penelitian orang cek berdasarkan tinjauan pustaka
10. Langkah2 penelitian sebaiknya diletakkan pada lampiran,, diskusikan lagi dengan pembimbing…
11. BAB 5 analisis dan pembahasan “ tambahkan persamaan formula yang digunakan pada setiap angka”
12. Latar belakang “ baku mutu surfaktan” oK alasan penelitian terlebih dahulu sehingga diketahui kenapa 20 ppm yang digunakan.
13. Alas an penentuan titik kondisi optimum pada grafik
14. Pegertia kondisi optimum “ tidak selalu pada saat nilainya maksimal “ tergantung apa data yang ada” optimum adalah kondisi yang stabil
15. Kesimpulan tujuan dari penelitian point 1 dan 2 bisa digabung ‘ tambahkan konsentrasi limnah yang digunakan
16. Cek ulang pemakaian titik, koma atau titik koma.. 17. CEK kembali semua EYD
PENGUJI 3 : ZULKARNAINI, MT
1. Performanse : Bagus 2. Konsisten pada abstrak
ii 2.13 Penelitian Mengenai Degradasi Surfaktan dengan Fotokatalis
TiO2 ... II-31 3.3.2.2 Penentuan Titik Pengambilan Sampel ... III-3 3.3.2.3 Penentuan Waktu Pengamblan Sampel ... III-3 3.2.3 Persiapan Percobaan ... III-3 3.3.3.1 Persiapan Alat dan Bahan ... III-3 3.2.4 Karakterisasi Awal Sampel ... III-4 3.2.5 Pembuatan Larutan Artifisial ... III-5 3.2.6 Percobaan Optimasi dengan Sampel Larutan Artifisial ... III-5 3.2.6.1 Penentuan VariabelTetap dari Penelitian Sebelumnya III-6 3.2.7 Percobaan Optimasi ... III-6 3.2.7.1 Percobaan denganVariasi Berat TiO2 ... III-6
3.2.7.2 Percobaan dengan Variasi pH ... III-7 3.2.7.3 Percobaan dengan Variasi Kecepatan pengadukan ... III-8 3.2.8 Percobaan Pada Limbah Laundry X ... III-9 3.2.9 Mengetahui Besar degradasi Surfaktan pada Limbah
iii BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Umum ... IV-1 4.1.1 Analisis Surfaktan Pada Limbah Laundry X ... IV-1 4.1.2 Penentuan Konsentrasi surfaktan Awal Limbah laundry X ... IV-2 4.2 Percobaan Optimasi dengan Larutan Artifisial ... IV-3
4.2.1 Penentuan Berat TiO2 Optimum ... IV-3
4.2.1.1 Pengaruh Berat TiO2 Optimum pada Proses
Degradasi Surfaktan ... IV-5
4.2.2 Penentuan pH Optimum ... IV-6 4.2.2.1 Pengaruh pH Optimum pada Proses Degradasi
Surfaktan ... IV-7
4.2.3 Penentuan Kecepatan Pengadukan Optimum ... IV-9 4.2.2.1 Pengaruh Kecepatan Pengadukan Optimum pada
Proses Degradasi Surfaktan... IV-10
4.4 Aplikasi pada Limbah Laundry X ... IV-11
BAB V SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan ... V-1 5.2 Saran ... V-1
DAFTAR PUSTAKA
iv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Karakterisasi Air Limbah Laundry ... II-4 Tabel 2.2 Konstribusi Air Limbah Laundry Terhadap Air Buangan Perkotaan .. II-6 Tabel 2.3 Baku Mutu Air Limbah Bagi Kawasan Industri ... II-13 Tabel 2.4 Sifat Optik dari Titanium Dioksida ... II-21 Tabel 2.5 Sifat Fisik dan Mekanik dari Titanium Dioksida ... II-21 Tabel 2.6 Perbandingan Sifat Berbagai Bentuk Kristal TiO2 ... II-22
Tabel 2.7 Jenis Lampu UV Berdasarkan Perbedaan Tekanan ... II-31 Tabel 3.1 Variasi Parameter pada Penelitian Optimasi ... III-5
Tabel 3.2 Penentuan Berat TiO2 Optimum ... III-7
Tabel 3.3 Penetuan pH Optimum ... III-8
Tabel 3.4 Penentuan Kecepatan Pengadukan Optimum ... III-9
Tabel 3.5 Percobaan pada Limbah Laundry X Menggunakan Kondisi Optimum III-9
Tabel 3.6 Besar Degradasi Senyawa Surfaktan pada Limbah Artifisial dengan
Limbah Laundry X ... III-10
Tabel 4.1 Perbandingan Konsentrasi Sampel dengan Baku Mutu ... IV-1
Tabel 4.2 Data Serapan Larutan Standar Deterjen ... IV-3
Tabel 4.3 Data serapan Deterjen Menggunakan Spektrofotometer ... IV-3
Tabel 4.4 Penurunan Konsentrasi dengan Efisiensi Degradasi pada Variasi
Berat TiO2 ... IV-4
Tabel 4.5 Efisiensi Degradasi Surfaktan pada Variasi pH ... IV-6
Tabel 4.6 Efisiensi Degradasi Surfaktan pada Variasi Kecepatan Pengadukan .... IV-9
Tabel 4.7 Pebandingan Efisiensi pada Limbah Artifisial dengan Limbah
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 serbuk deterjen ... II-7 Gambar 2.2 Lambang Surfaktan ... II-8 Gambar 2.4 Struktur Alkil benzene Sulfonat Linier ... II-8 Gambar 2.5 Struktur dari Ethylated Alkohol ... II-8 Gambar 2.6 Struktur dari Dialkylmethyllamonium Chloridies ... II-9 Gambar 2.7 Kondisi Gugus Surfaktan dalam Air ... II-12 Gambar 2.8 Kondisi Sungai yang tercemar Limbah Deterjen ... II-13 Gambar 2.9 Ilustrasi Proses Degradasi dengan Fotokatalisis ... II-17 Gambar 2.10 Energi Gap, Posisi Valensi, Konduksi, dan Potensial Redoks dari
berbagai Semikonduktor ... II-19 Gambar 2.10 Struktur Kristal Anatase TiO2 ... II-22
Gambar 2.11 Struktur Kristal Rutile TiO2 ... II-22
Gambar 2.12 Struktur Kristal Brookite TiO2 ... II-22 Gambar 2.10 Mekanisme Fotokatalis TiO2 ... II-26
Gambar 2.13 Spektrum Sinar untuk Fotokatalisis ... II-30
Gambar 3.1 Diagram Alir Tahapan Pelaksanaan Penelitian ... III-2
Gambar 3.2 Peralatan Penelitian ... III-4
Gambar 3.3 Skema Percobaan ... III-5
Gambar 4.1 Perbandingan Konsentrasi Awal dengan Baku Mutu ... IV-2
Gambar 4.2 Grafik Regresi Linear Laruran Standar Deterjen ... IV-3
Gambar 4.3 Perbandingan Konsentrasi Akhir Surfaktan untuk Variasi Berat
TiO2 ... IV-4
Gambar 4.4 Efisiensi Degradasi Surfaktan untuk Variasi TiO2 ... IV-5
vi
Gambar 4.6 Efisiensi Degradasi Surfaktan untuk Variasi pH... IV-7
Gambar 4.7 Perbandingan Konsentrasi Akhir Surfaktan untuk Variasi Berat Kecepatan Pengadukan ... IV-10
Gambar 4.8 Efisiensi Degradasi Surfaktan untuk Variasi Kecepatan
Pengadukan ... IV-11
Gambar 4.9 Perbandingan Efisiensi Degradasi Surfaktan pada Artifisial
vii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A Keputusan Menteri Negara Lngkungan Hidup No. 03 Tahun 2010 Lampiran B Metoda Pengambilan Contoh Air Limbah
Lampiran C Cara Uji Surfaktan Anionik dengan Spektrofotometri secara Biru Metilen
Lampiran D Cara Uji Derajat Keasaman (pH) dengan Menggunakan Alat pH Meter
ABSTRAK
Limbah deterjen termasuk polutan lingkungan karena didalamnya terdapat Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) yang digunakan untuk membersihkan pakaian pada laundry. Menurut Kepmen LH No. 3 tahun 2010 baku mutu limbah industri laundry sebesar 10 mg/L. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan TiO2 anatase
sebagai fotokatalis dalam mendegradasi surfaktan pada limbah laundry dengan konsentrasi 20 mg/L. Penelitian ini meliputi penentuan berat katalis TiO2 optimum, pH optimum, dan kecepatan
pengadukan optimum dengan menggunakan larutan artifisial LAS dengan konsentrasi 20 mg/L pada volume 500 mL dan dengan bantuan sinar UV-C yang berasal dari lampu UV Philips 15W. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi optimum yang diperoleh, yaitu berat katalis TiO2 sebesar 1,2 gram; pH optimum 3 dan kecepatan
pengadukan optimum 150 rpm selama 1 jam penyinaran. Efisiensi degradasi surfaktan untuk setiap kondisi optimum secara berurutan didapatkan yaitu 81,56%; 83,78% dan 86,23%. Pada percobaan aplikasi pada limbah efisiensi degradasi limbah artifisial didapatkan sebesar 86,23% dan pada limbah asli laundry sebesar 76,83%.
I-1
BAB
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada saat ini tingkat pencemaran air mengalami peningkatan secara tajam seiring dengan peningkatan jumlah penduduk. Pencemaran ini dapat disebabkan oleh berbagai hal, salah satunya adalah akibat adanya limbah deterjen. Kandungan bahan pencemar yang terdapat dalam air limbah deterjen dapat menimbulkan dampak negatif pada kehidupan biota sehingga berakibat terjadinya pencemaran pada badan air tersebut (Hudori, 2009). Salah satu sumber pencemar yang disebabkan oleh aktivitas manusia adalah limbah cair yang berasal dari laundry, karena proses kegiatan laundry tersebut menggunakan bahan pembersih yaitu deterjen.
Limbah deterjen termasuk polutan lingkungan karena didalamnya terdapat linear alkyl benzene solfunate (LAS), yang banyak digunakan karena kemampuan dan efisiensi membersihkannya yang tinggi (Hassan et al., 2007; Guo, 2008). LAS termasuk dalam kategori surfaktan anionik yang lebih mudah didegradasi secara biologi daripada alkyl benzene solfunate (ABS). Setiap tahunnya senyawa LAS diproduksi sebanyak 2.4 x 106 ton di seluruh dunia (Halang, 2004).
I-2 berhasil mendegradasi campuran Linear Alkilbenzen Sulfonat (LAS) dan Alkil Benzen Sulfonat (ABS). Katalis TiO2 Degussa P-25 menunjukkan hasil terbaik
dengan penyisihan sebesar 84,98%. Sedangkan untuk katalis lainnya yaitu TiO2
Merck, immobilized TiO2 P25 Degussa-silica gel, immobilized TiO2 Merck-silica
gel dan silica gel masing-masing menunjukkan penyisihan sebesar 76,29%; 65,45%; 53,87%; 39,87%. Dari beberapa teknologi degaradasi surfaktan secara biologis, filtrasi dan adsorpsi masih memiliki kekurangan antara lain membutuhkan waktu dan biaya yang tinggi. Degradasi fotokatalisis memiliki peranan penting dalam degradasi surfaktan.
Teknologi fotokatalisis merupakan kombinasi dari proses fotokimia dan katalis yang terintegrasi untuk dapat melangsungkan suatu reaksi transformasi kimia. Reaksi transformasi tersebut berlangsung pada permukaan bahan katalis semikonduktor yang terinduksi oleh sinar. Beberapa jenis semikonduktor yang dapat dipakai untuk proses fotokatalisis dari kelompok oksida misalnya: TiO2,
Fe2O3, ZnO, WO3, atau SnO2. Diantara sekian banyak jenis semikonduktor,
hingga saat ini serbuk TiO2 (terutama dalam bentuk kristal anatase) memiliki
aktivitas fotokatalitik yang tinggi, stabil, tidak beracun, mudah didapat dan dapat diproduksi dalam jumlah besar (Slamet, dkk. 2003). Sifat fotokalitik TiO2 hanya
bisa diaktifkan dengan cahaya UV dikarenakan band gap energy TiO2 yang tinggi
sebesar 3,0-3,2 eV (Chen, 2008).
Hasil dari sampling pada laundry X bahwa limbah laundry memiliki konsentrasi surfaktan 20 mg/L yang merupakan konsentrasinya melebihi batas baku mutu limbah cair bagi kegiatan industri berdasarkan Kep. MenLH No 03/MENLH/2010 adalah 10 mg/L. Pada penelitian ini, akan dilakukan pengujian lebih lanjut tentang kemampuan fotodegradasi senyawa surfaktan menggunakan semikonduktor TiO2
anatase dengan bantuan sinar UV yang berasal dari lampu UV-C Philips 15W
menggunakan parameter berat TiO2, pH dan kecepatan pengadukan. Pengujian ini
dilakukan untuk memperhatikan pengaruh variasi berat TiO2, pH dan kecepatan
I-3
1.2Maksud dan Tujuan
Maksud dari penelitian ini adalah menguji kemampuan fotokatalis TiO2 anatase
dalam degradasi surfaktan pada limbah laundry X. Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Menentukan berat TiO2 anatase optimum, pH optimum dan kecepatan
pengadukan optimum terhadap proses fotodegradasi senyawa surfaktan. 2. Membandingkan efisiensi degradasi antara senyawa surfaktan artifisial dengan
aplikasi pada limbah laundry X.
1.3Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian Tugas Akhir ini adalah sebagai salah satu alternatif pengolahan dalam mendegradasi senyawa organik terutama surfaktan pada limbah laundry dengan menggunakan fotokatalis TiO2 anatase sehingga akan diperoleh
hasil yang lebih baik.
1.4Batasan Masalah
Batasan masalah penelitian Tugas Akhir ini meliputi: 1. Fotokatalis yang digunakan adalah TiO2 anatase;
2. Penelitian dilakukan dengan bantuan sinar UV-C yang berasal dari lampu philips15 W;
3. Sampel air limbah laundry diperoleh dari salah satu jasa laundry di Kota Padang dengan konsentrasi 20 ppm yang melebihi batas baku mutu yang ditetapkan KEPMENLH/03/2010;
4. Penelitian menggunakan sampel artifisial sesuai konsentrasi limbah asli dengan konsentrasi 20 ppm;
5. Senyawa yang didegradasi adalah senyawa surfaktan;
6. Variasi yang digunakan berat TiO2anatase, pH dan kecepatan pengadukan;
7. Dalam mendegradasi senyawa surfaktan menggunakan sistem semi batch.
1.5Sistematika Penulisan
I-4
BAB I PENDAHULUAN
Berisi latar belakang, maksud dan tujuan penelitian, mamfaat penelitian, batasan masalah penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas tentang limbah secara umum, deterjen, kandungan deterjen, sifat-sifat surfaktan, toksisitas surfaktan,, mekanisme deterjen sebagai pembersih, proses laundry, limbah laundry dan dampak deterjen, fotodegradasi, prinsip dasar
fotokatalis, sifat-sifat TiO2, mekanisme degradasi senyawa organik,
sumber radiasi, penelitian tentang degradasi Surfaktan dengan fotodegradasi TiO2.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Menjelaskan tentang, studi literatur, tahapan penelitian, studi pendahuluan, persiapan percobaan, percobaan optimasi alat dengan sampel artifisial dan percobaan alat dengan sampel air limbah laundry X.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Berisikan tentang hasil percobaan disertai dengan pembahasannya.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi simpulan dan saran berdasarkan pembahasan yang telah diuraikan.
DAFTAR PUSTAKA
