BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air
Air merupakan salah satu senyawa penting yang memiliki fungsi penting dalam kehidupan manusia. Air adalah zat cair yang tidak mempunyai rasa, warna dan bau, yang terdiri dari hidrogen dan oksigen dengan rumus kimiawi H2O. Air merupakan zat yang sangat diperlukan oleh semua makhluk hidup termasuk manusia. Air merupakan bahan pokok yang mutlak dan sangat dibutuhkan oleh semua makhluk hidup. Karena air merupakan suatu larutan yang hampir-hampir bersifat universal, maka zat-zat yang paling alamiah maupun buatan manusia hingga tingkat tertentu terlarut di dalamnya. Dengan demikian, air di dalam mengandung zat-zat terlarut. Zat-zat ini sering disebut pencemar yang terdapat dalam air (Pandia, dkk, 1995).
2.1.1 Sifat Air
Air memiliki rumus kimia H2O, dimana setiap molekul air tersusun atas dua atom hidrogen dan satu atom oksigen. Secara kimia air memiliki sifat polar atau memiliki kutub, satu kutub positif dan satu kutup negatif. Kedua kutub ini saling tarik menarik sehingga membentuk ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen inilah yang menentukan sifat-sifat air. Air memiliki titik didih 100oC dan titik beku 0oC. Karena sifatnya ini air merupakan pendingin yang baik, baik itu didalam tubuh makhluk hidup maupun di dalam ekosistem (Wiryono, 2013)
1. Pemakaian domestik, misalnya : mandi, mencuci, minum dan lain-lain. 2. Pemakaian industri
3. Sebagai transportasi air 4. Sumber tenaga mekanik
5. Pertanian, irigasi dan perikanan 6. Rekreasi
7. Penguraian kotoran.
Dari kegunaan air diatas maka kita dapat menyadari bahwa air merupakan bahan pokok yang mutlak penuh. Sehingga air harus dijaga kualitas dan kuantitasnya agar ketersediaan air selalu tersedia.
2.1.2 Pencemaran Air
Pencemaran air didefenisikan sebagai perubahan langsung atau tidak langsung terhadap keadaan air yang berbahaya atau berpotensi menyebabkan penyakit atau gangguan bagi kehidupan makhluk hidup. Perubahan langsung dan tidak langsung ini dapat berupa perubahan fisik, kimia, termal, biologi, atau radioaktif. Kualitas air merupakan salah satu faktor dalam menentukan kesejahteraan manusia. Kehadiran bahan pencemar di dalam air dalam jumlah tidak normal mengakibatkan air dinyatakan sebagai terpolusi. Beberapa indikator terhadap pencemaran air dapat diamati dengan melihat perubahan keadaan air dari keadaan yang normal, diantaranya:
1. Adanya perubahan suhu air
4. Terbentuknya endapan, koloid dari bahan terlarut
5. Terdapat mikroorganisme di dalam air (Situmorang, 2007).
Berikut ini beberapa jenis pencemar air dan dampaknya, antara lain: 1. Sedimen
Sedimen terdiri dari partikel anorganik tanah, yaitu pasir, debu dan lempung yang terorisi dari permukaan tanah. Sedimen berasal dari sumber alami seperti pengikisan tepian sungai maupun buatan manusia, seperti penggunduan hutan. Kerugian akibat sedimentasi ini sangat besar. Waduk yang dibangun untuk irigasi dan pembangkit listrik tidak dapat beroperasi secara optimal akibat sedimen ini.
2. Nutrisi Anorganik
Pencemar berupa nutrisi anorganik adalah fosfat dan nitrat, dimana kedua nutrisi anorganik ini berupa pupuk, limbah rumah tangga dan limbah peternakan. Pupuk yang diberikan petani ke lahan pertanian tidak semua diserap oleh tanaman. Sebagian zat dari pupuk ini terbawa oleh air lalu mencapai sungai. Nitrat juga terdapat pada limbah rumah tangga dan limbah peternakan. Air yang memiliki nutrisi anorganik yang tinggi menyebabkan air menjadi keruh dan bau. Hal ini disebabkan oleh pertumbuhan populasi ganggang yang sangat tinggi akibat dari nutrisi anorganik.
3. Logam Berat
merkuri dan timbal. Logam berat tidak dapat mudah diurai oleh bakteri sehingga bertahan lama dalam lingkungan. Sumber pencemaran logam berat ini adalah pertambangan, pembangkit tenaga listrik berbahan baku batu bara dan industri.
2.2 Limbah
Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik (rumah tangga). Dimana masyarakat bermukim, disanalah berbagai jenis limbah akan dihasilkan. Ada sampah, ada air kakus (black water), dan ada air buangan dari berbagai aktivitas domestik lainnya (grey water) (Wikipedia, 2015).
2.2.1 Jenis Limbah
Air limbah yang harus dibuang dari suatu daerah pemukiman terdiri dari: 1. Limbah rumah tangga (yang juga disebut saniter), yaitu air limbah dari daerah
perumahan serta sarana-sarana komersial, institusional, dan yang serupa dengan itu;
2. Air limbah industri yaitu bila bahan-bahan buangan industri merupakan bagian terbesar;
3. Air resapan / aliran masuk, yaitu air dari luar yang masuk ke dalam sistem pembuangan dengan berbagai cara, serta air hujan yang tercurah dari sumber- sumber seperti talang dan drainasi pondasi;
Berdasarkan karakteristiknya limbah industri dapat dibagi menjadi empat bagian yaitu:
1. Limbah cair biasanya dikenal sebagai entitas pencemar air. Komponen pencemaran air pada umumnya terdiri dari bahan buangan padat, bahan buangan organik, dan bahan buangan anorganik.
2. Limbah padat
3. Limbah gas dan partikel (Wikipedia, 2015). 2.2.2 Karakteristik Limbah
Karakteristik limbah cair dapat diketahui menurut sifat–sifat dan karakteristik kimia,fisika dan biologis. Penentuan karakteristik limbah perlu dilakukan agar dapat memahami sifat–sifat tersebut serta konsentrasinya dan sejauh mana tingkat pencemaran dapat ditimbulkan limbah terhadap lingkungan (Ginting, 2007). Konsentrasi yang dikandung didalam limbah juga dapat menentukan beban limbah terhadap lingkungan, dimana beban ini dipengaruhi oleh debit limbah. Semakin tinggi debit limbah maka semakin tinggi beban terhadap lingkungan. Dalam menentukan karakteristik limbah, maka ada tiga jenis sifat yang harus diketahui yaitu:
1. Sifat Fisik
Sifat fisik suatu limbah ditentukan berdasarkan jumlah padatan terlarut, tersuspensi dan total padatan, alkalinitas, kekeruhan, warna, salinitas, daya hantar listrik, bau dan temperatur.
2. Sifat Kimia
terkandung dalam air limbah. BOD adalah kebutuhan oksigen bagi sejumlah bakteri untuk menguraikan (mengoksidasikan) semua zat-zat organik yang terlarut maupun sebagai tersuspensi dalam air menjadi bahan organik yang lebih sederhana. Sedangkan COD merupakan oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat anorganis dan organis sebagaimana pada BOD.
3. Sifat biologis
Bahan-bahan organik dalam air terdiri dari berbagai macam senyawaan. Seperti protein yang merupakan salah satu senyawa kimia organik yang mudah terurai atau larut dalam air. Bahan yang mudah larut dalam air akan terurai menjadi enzim dan bakteri tertentu. Bahan-bahan ini dalam limbah akan diubah oleh mikroorganisme menjadi senyawa kimia yang sederhana seperti karbon dioksida dan air serta amoniak.
2.2.3 Kualitas Limbah
Kualitas limbah dapat ditunjukkan melalui spesifikasi limbah yang telah diukur dari kandungan pencemaran dalam limbah. Kandungan pencemar dalam limbah terdiri dari berbagai parameter. Semakin sedikit parameter dan semakin kecil konsentrasi, menunjukkan peluang pencemar terhadap lingkungan semakin kecil.
Apabila limbah masuk ke dalam lingkungan, ada beberapa kemungkinan yang diciptakan. Kemungkinan pertama, lingkungan tidak mendapat pengaruh yang berarti (pencemaran ringan). Kedua, ada pengaruh perubahan tapi tidak menyebabkan pencemaran (pencemaran sedang). Ketiga, memberi perubahan dan menimbulkan pencemaran (pencemaran berat).
Ada berbagai alasan untuk mengatakan demikian. Tidak memberi pengaruh terhadap lingkungan karena volume limbah kecil dan parameter pencemar yang terdapat di dalamnya sedikit dengan konsentrasi kecil. Karena itu andaikata masuk pun dalam lingkungan ternyata lingkungan mampu menetralisasinya. Kandungan bahan yang terdapat dalam limbah konsentrasinya barangkali dapat diabaikan karena kecilnya. Ada berbagai parameter pencemar yang menimbulkan perubahan kualitas lingkungan namun tidak menimbulkan pencemaran, artinya lingkungan itu memberikan toleransi terhadap perubahan serta tidak menimbulkan dampak negatif.
menetralisasi ataupun mengeliminasi bahan pencemaran sehingga perubahan kualitas negatif dapat dicegah. Dalam hal inilah perlunya batasan-batasan konsentrasi yang disebut dengan standar kualitas limbah.
2.2.4 Penanganan Limbah
Sistem penanganan limbah telah dirancang untuk menurunkan kadar limbah. Selain itu pada penanganan limbah tersebut juga diinginkan penghilangan nitrogen dalam bentuk amonia. Hal ini disebabkan karena amonia dapat menyebabkan keadaan kekurangan oksigen pada air karena pada konversi amonia menjadi nitrat membutuhkan 4,5 bagian oksigen untuk setiap bagian amonia. Bila terjadi perubahan amonia menjadi nitrat maka kadar oksigen terlarut dalam cairan akan turun yang menyebabkan makhluk biologis, misalnya ikan tidak dapat hidup di sana.
Proses penanganan Limbah Cair pada prinsipnya terdiri dari tiga tahap yaitu:
1. Primer : Untuk memisahkan air buangan dengan padatan 2. Sekunder : Penyaringan lanjutan dan lumpur aktif
3. Tersier : Proses biologis, adsorbsi, destilasi, dll
2.3 Laundry
Laundry pertama kali dilakukan disungai dengan cara membiarkan air
siap pakai, dalam arti pakaian yang semula dibawa ke jasa laundry dalam keadaan kotor dan saat diterima kembali oleh konsumen pemakai jasa laundry pakaian tersebut sudah siap digunakan kembali (sudah bersih, dalam keadaan rapi dan telah disetrika).
Namun seiring berkembangnya zaman maka ditemukan proses mekanik jasa laundry menggunakan mesin cuci. Sehingga proses laundry ini menciptakan lapangan pekerjaan berupa praktik jasa. Akan tetapi dalam praktiknya jasa yang ditawarkan kemudian berkembang menjadi jasa cuci basah, cuci kering, cuci sampai setrika dan setrika saja. Dewasa ini sangat banyak muncul industri kecil pencucian pakaian (laundry). Pertumbuhan laundry ini memiliki sisi positif dan negatif dalam kehidupan masyarakat. Salah satu sisi positif dari laundry ini adalah kita dapat menghemat waktu serta biaya untuk mencuci pakaian dan menyetrika.
2.3.1 Limbah Laundry
Limbah cair laundry yang dihasilkan oleh detergen umumnya tersusun atas lima jenis bahan, antara lain surfaktan yang merupakan senyawa Alkyl Bensen Sulfonat (ABS) yang berfungsi untuk mengangkat kotoran pakaian. Alkyl Bensen Sulfonat bersifat nonbiodegradable atau sulit terurai di alam. Bahan utama dari
pembuatan detergen adalah suatu senyawa surfaktan. Surfaktan atau surface active agent atau wetting agent merupakan bahan organik yang berperan sebagai bahan aktif pada detergen, sabun, dan shampoo. Surfaktan dapat menurunkan tegangan permukaan sehingga memungkinkan partikel - partikel yang menempel pada bahan -bahan yang dicuci terlepas dan mengapung atau terlarut dalam air (Putra, 2015).
Secara kimia proses degradasi limbah pencucian pakaian/laundry atau detergen dapat dijelaskan sebagai berikut. Surfaktan ABS menahan gugus alkil yang diturunkan dari minyak bumi. Surfaktan anionik, gugus alkil biasanya mengandung 9 -15 atom karbon. Gugus alkil mengandung banyak struktur yang berbeda dan terdapat pengaruh mengenai jenis struktur ini terhadap biodegradasi. Hadirnya sebuah atom karbon kuartener dalam rantai alkil dapat menghambat proses degradasi karena sebuah atom hidrogen tidak tersedia bagi oksidasi β. Umumnya percabangan rantai alkil menambah ketahanan terhadap degradasi. 2.3.2 Dampak Limbah Laundry
Pembuangan limbah laundry yang dibuang secara langsung ke sungai maupun ke selokan tanpa pengolahan terlebih dahulu memiliki berbagai dampak negatif. Beberapa dampak yang terjadi akibat pembuangan limbah tanpa pengolahan yaitu:
1. Mengganggu ekosistem ikan
Limbah detergen dari “Laundry” yang tidak memiliki tempat pembuangan limbah yang jelas akan bermuara ke selokan, bahkan akan bermuara ke sungai dan dapat mengganggu ekosistem ikan. Karena detergen dapat menghancurkan lapisan eksternal lendir yang melindungi ikan, bakteri dan parasit. Selain itu juga dapat menyebabkan kerusakan pada insang.
2. Menyuburkan enceng gondok dan tanaman air lainnya
dihasilkan dari sabun dan detergen dipermukaan air menjadi penyebab udara dan air terbatas sehingga menurunkan oksigen. Dengan demikian dapat menyebabkan organisme air kekurangan oksigen.
4. Berbahaya bagi kesehatan manusia
Jika air minum yang telah terkontaminasi limbah laundry yang mengandung detergen dapat meyebabkan penyakit kanker. Saat ini instalasi pengolahan air limbah industri belum mempunyai teknologi yang mampu mengolah limbah laundry yang mengandung detergen secara sempurna.
2.3.3 Pengendalian Limbah Laundry
Terdapat beberapa proses pengendalian yang dapat dilakukan untuk pengendalian limbah pencucian pakaian / laundry. Adapun proses-proses yang dapat dilakukan yaitu, proses koagulasi dan flokulasi dan proses adsorbsi menggunakan karbon aktif. Proses koagulasi merupakan proses destabilisasi partikel senyawa koloid dalam limbah cair. Proses pengumpulan atau pengendapan dilakukan dengan cara menambahkan bahan koagulan kedalam limbah cair sehingga terjadi pengendapan pada dasar tangki penampungan limbah. Sedangkan proses flukasi adalah proses pengendapan pencemar dalam limbah cair dengan menambahkan bahan koagulan utama dan bahan koagulan pendukung sehingga terjadi pengendapan sebelum mencapai dasar tangki penampungan.
(derajat keasaman). Arang aktif yang merupakan adsorben adalah suatu padatan berpori, yang sebagian besar tersusun dari unsur karbon bebas dan masing-masing terikat secara kovalen. Struktur pori berhubungan dengan luas permukaan, semakin kecil pori-pori arang aktif, mengakibatkan luas permukaan semakin besar. Dengan demikian kecepatan adsorbsi bertambah.
2.4 Detergen
Detergen dalam arti luas adalah bahan yang digunakan sebagai pembersih dan merupakan senyawa sintetis zat aktif muka (surface activ agent). Detergen mengandung senyawa kimia atau surfaktan sintetik lainnya. Surfaktan merupakan bahan pembersih utama yang terdapat didalam detergen. Penggunaan detergen sebagai bahan pembersih terus berkembang dalam 20 tahun terakhir. Hal ini disebabkan detergen mempunyai efisiensi pembersih yang baik, bahkan digunakan di dalam air sadah atau pada kondisi lainnya yang tidak menguntungkan bagi sabun biasa (Wardhana, 2004).
digunakan sebagai bahan detergen adalah alkil sulfonat linear (LAS), dan salah satu contohnya adalah dodesilbenzensulfonat dengan rumus struktur sebagai berikut. Gambar rumus dodesilbenzensulfonat ditunjukkan pada gambar 1 (Wardhana, 2004):
H C10H21-C-CH3
O=S=O
ONa
Gambar 1. Gambar Rumus dodesilbenzensulfonat
Pada detergen terdapat beberapa bahan utama untuk membuat detergen. Bahan utama detergen tersebut terdiri empat bagian utama untuk diketahui yaitu (Elrasyid, 2013):
1. Surfaktan (surface active agent) merupakan zat aktif permukaan yang mempunyai ujung berbeda yaitu hydrophile (suka air) dan hydrophobe (suka lemak). Bahan aktif ini berfungsi menurunkan tegangan permukaan air sehingga dapat melepaskan kotoran yang menempel pada permukaan bahan. Surfaktant terbagi atas jenis anionic (Alkyl Benzene Sulfonate/ABS, Linier Alkyl Benzene Sulfonate/LAS, Alpha Olein Sulfonate/AOS), sedangkan jenis
2. Bahan Aktif (Active Ingredient) berupa sodium lauryl sulfonate (SLS). Bahan ini berfungsi meningkatkan daya bersih. Ciri dari bahan aktif adalah busanya yang sangat banyak.
3. Bahan Pengisi (Filler) pada umumnya, sebagai bahan pengisi detergen digunakan sodium sulfat. Bahan lain yang sering digunakan sebagai bahan pengisi, yaitu tetra sodium pyrophosphate dan sodium sitrat. Bahan pengisi ini berwarna putih, berbentuk bubuk, dan mudah larut dalam air.
4. Bahan Tambahan (Aditif) berupa bahan aditif adalah carboxyl methyl cellulose (CMC). Bahan ini berbentuk serbuk putih dan berfungsi untuk mencegah kembalinya kotoran ke pakaiansehingga disebut “antiredeposisi”. 5. Bahan Penunjang berupa soda ash atau sering disebut soda abu yang
berbentuk bubuk putih. Bahan penunjang ini berfungsi meningkatkan daya bersih. Bahan penunjang lain adalah STTP (sodium tripoly phosphate) yang mempunyai efek samping yang positif, yaitu dapat menyuburkan tanaman. 2.4.1 Jenis-Jenis Detergen
Ada dua jenis karakteristik detergen yang berbeda yaitu fosfat detergen dan surfaktan detergen. Pada umumnya Detergen yang mengandung fosfat akan terasa panas ditangan, sedangkan surfaktan adalah jenis detergen yang sangat beracun. Perbedaan kedua jenis detergen itu adalah detergen surfaktan lebih berbusa dan bersifat emulsifying detergen. Disisi lain fosfat detergen adalah detergen yang membantu menghentikan kotoran dalam air. Zat yang terkandung didalam detergen juga digunakan dalam formulasi dalam pestisida. Degradasi alkylphenol polyethoxylates (non-ion) dapat menyebabkan pembentukan alkylphenols (terutama nonylphenols) yang bertindak sebagai endokrin
pengganggu jika limbah detergen bercampur dengan air limbah lain di saluran air. Berdasarkan bentuk fisiknya, detergen dibedakan atas:
1. Detergen Cair, secara umum detergen cair hampir sama dengan detergen bubuk. Yang membedakan cuma bentuk fisik. Di Indonesia detergen cair ini belum dikomersilkan, biasanya digunakan untuk laundry modern menggunakan mesin cuci yang kapasitasnya besar dengan teknologi canggih. 2. Detergen krim, bentuk detergen krim dengan sabun colek hampir sama tetapi
kandungan formula bahan baku keduanya berbeda.
2.5 Fosfat
Fosfat adalah sebuah ion poliatomik atau radikal terdiri dari satu atom fosforus dan empat oksigen. Dalam bentuk ionik, fosfat membawa sebuah -3 muatan muatan formal dan dinotasikan PO4-3. Fosfat merupakan salah satu unsur hara (nutrien) yang dibutuhkan oleh organisme perairan. Fosfat yang berada di alam tidak dijumpai dalam keadaan bebas, akan tetapi dapat kita jumpai dalam bentuk terikat dengan unsur lain membentuk senyawa. Fosfat merupakan bentuk fosfor yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan. Karakteristik fosfat sangat berbeda dengan unsur-unsur utama lain yang merupakan penyusun boisfer karena unsur ini tidak terdapat di atmosfer (Firmansyah, 2008).
Di laut, fosfor di jumpai dalam keadaan terlarut dan tersuspensi atau terikat di dalam sel organisme dalam air menurut Bayu yang mengutip Ahmad, 2004. Gambar struktuk fosfat ditunjukkan pada gambar 2.
Gambar 2. Struktur Fosfat
Zat ini juga merupakan nutrisi yang masuk dalam golongan makronutrien atau nutrisi yang dibutuhkan oleh tubuh dalam jumlah makro atau banyak. Menurut jenisnya, fosfat dibagi menjadi dua (Yuli, 2015) :
2. Fosfat Anorganik. Sedangkan jenis ini banyak anda dapatkan dari tanah dan air. Perlu anda pahami bahwa sifat fosfat yang mudah terlarut, maka senyawa fosfat yang terdapat di air tanah serta air laut akan terkikis. Dan hasil akhirnya adalah mengendap dalam batuan sedimen. Biasanya kandungan fosfat yang berada di laut memiliki konsentrasi air melebihi 1 ppm. Bentuk fosfat ini berupa ortofosfat dan polifosfat.
Keberadaan fosfat yang berlebihan di badan air menyebabkan suatu fenomena yang disebut eutrofikasi (pengkayaan nutrien). Untuk mencegah kejadian tersebut, air limbah yang akan dibuang harus diolah terlebih dahulu untuk mengurangi kandungan fosfat sampaipada nilai tertentu (baku mutu efluen 2 mg/l). Dalam pengolahan air limbah, fosfat dapat disisihkan dengan proses fisika-kimia maupun biologis (Masduqi, 2004).
2.5.1 Sumber Fosfat
Menurut Munandar (2014), yang mengutip Haper, Batas optimum fosfat untuk pertumbuhan plankton adalah 0,27-5,51 mg/liter. Senyawa fosfor di alam terbagi dalam dua yaitu, senyawa fosfat organik (pada hewan dan tumbuhan) dan senyawa fosfat anorgani (pada air dan tanah). Fosfat organik yang terdapat dalam hewan dan tumbuhan yang mati akan di uraikan oleh decomposer dan menjadi fosfat anorganik. Lalu fosfat yang terlarut di air tanah atau di air laut akan mengendap di di sedimen laut. Setelah itu fosfat yang dari batuan itu akan terkikis lalu akan terserap lagi oleh tumbuhan.
Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh decomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfat anorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus menerus.
2.6 Karbon Aktif/Arang Aktif
lebih tinggi jika terhadap arang tersebut dilakukan aktifasi dengan aktif faktor bahan-bahan kimia ataupun dengan pemanasan pada temperatur tinggi. Dengan demikian, arang akan mengalami perubahan sifat-sifat fisika dan kimia. Arang yang demikian disebut sebagai arang aktif (Sembiring dan Sinaga,2003)
Arang aktif merupakan senyawa karbon amorph, yang dapat dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon atau dari arang yang diperlakukan dengan cara khusus untuk mendapatkan permukaan yang lebih luas. Luas permukaan arang aktif berkisar antara 300-3500 m2/gram dan ini berhubungan dengan struktur pori internal yang menyebabkan arang aktif mempunyai sifat sebagai adsorben. Arang aktif dapat mengadsorpsi gas dan senyawa-senyawa kimia tertentu atau sifat adsorpsinya selektif, tergantung pada besar atau volume pori-pori dan luas permukaan. Daya serap arang aktif sangat besar, yaitu 25-1000% terhadap berat arang aktif.
2.6.1 Sumber Karbon Aktif/Arang Aktif
Bahan baku yang berasal dari hewan, tumbuh-tumbuhan, limbah ataupun mineral yang mengandung karbon dapat dibuat menjadi arang aktir, antara lain: tulang, kayu lunak, sekam, tongkol jagung, tempurung kelapa, sabut kelapa, ampas penggilingan tebu, ampas pembuatan kertas, serbuk gergaji, kayu keras dan batubara.
mengandung abu dan ter. Hasil yang diperoleh seperti metanol, asam asetat dan arang tergantung pada bahan baku yang digunakan dan metoda destilasi.
2.6.2 Proses PembuatanKarbon Aktif/Arang Aktif
Proses pembuatan arang dapat dilakukan dengan cara tradisional maupun dengan cara destilasi kering. Proses pembuatan arang secara tradisional dimulai dengan membakar tempurung atau bahan lainnya yang dapat dibuat sebagai arang aktif didalam sebuah drum. Dimana drum ini terbuat dari plat besi, drum tersebut ditutup rapat dan ventilasi drum dibiarkan terbuka. Hal ini bertujuan untuk memberikan jalan keluar asap agar kualitas arang semakin bagus. Proses ini dilakukan selama 8 jam atau satu malam sampai bara yang terdapat pada arang mati.
Sedangkan proses pembuatan arang secara destilasi kering yaitu dengan cara bahan baku (tempurung) dimasukkan kedalam ruangan vakum kemudian dipanaskan pada suhu tertentu. Hasil yang didapatkan dari proses ini berupa residu yaitu arang dan destilasi dimana karbon tersebut masih mengandung abu dan ter. Kemudian dilakukan proses aktifasi arang yang bertujuan untuk memperbesar pori yaitu dengan cara memecahkan ikatan hidrokarbon atau mengoksidasi molekul-molekul permukaan sehingga arang mengalami perubahan sifilt, baik fisika maupun kimia, yaitu luas permukaannya bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya adsorpsi.
karbon dari senyawa organik denganbantuan panas, uap dan CO2. Dari uraian yang telah dijelaskan sebelumnya maka proses pembuatan arang dapat dilakukan dengan dua cara (Simatupang dan Sinaga, 2003) :
1. Proses Kimia: bahan baku dicampur dengan bahan-bahan kimia tertentu, kemudian dibuat pada. Selanjutnya pada tersebut dibentuk menjadi batangan dan dikeringkan serta dipotong-potong. Aktifasi dilakukan pada temperatur100°c. Arang aktif yang dihasilkan, dicuci dengan air selanjutnya dikeringkan pada temperatur 300 °c. Dengan proses kimia, bahan baku dapat dikarbonisasi terlebih dahulu, kemudian dicampur dengan bahan-bahan kimia.
2. Proses Fisika: bahan baku terlebih dahulu dibuat arang. Selanjutnya arang tersebut digiling, diayak untuk selanjutnya diaktifasi dengan cara pemanasan pada temperatur 1000 °c yang disertai pengaliran uap. Proses fisika banyak digunakan dalam aktifasi arang antara lain:
a. Proses Briket: bahan baku atau arang terlebih dahulu dibuat briket, dengan cara mencampurkan bahan baku atau arang halus dengan ter. Kemudian, briket yang dihasilkan dikeringkan pada 550°c untuk selanjutnya diaktifasi dengan uap.
kimia. Juga dengan cara ini, pencemaran lingkungan sebagai akibat adanya penguraian senyawa-senyawa kimia dari bahan-bahan pada saat proses pengarangan dapat diihindari. Selain itu, dapat dihasilkan asap cair sebagai hasil pengembunan uap hasil penguraian senyawa-senyawa organik dari bahan baku.
2.6.3 Sifat Karbon Aktif/Arang Aktif
Arang aktif memiliki sifat daya serap, dimana sifat ini dipengaruhi oleh beberapa faktor. Sifat yang mempengaruhi arang aktif adalah sifat adsorben, sifat serapan dan sifat PH (derajat keasaman). Arang aktif yang merupakan adsorden adalah suatu padatan berpori, yang sebagian besar tersusun dari unsur karbon bebas dan masing-masing terikat secara kovalen. Permukaan arang aktif bersifat non polar dan memiliki struktur pori yang merupakan faktor penting yang diperhatikan. Struktur pori berhubungan dengan luas permukaan, semakin kecil pori-pori arang aktif, mengakibatkan luas permukaan semakin besar. Dengan demikian kecepatan adsorpsi bertambah. Untuk meningkatkan kecepatan adsorbsi, dianjurkan agar menggunakan arang aktif yang telah dihaluskan.
Sebagian ada yang teradsorpsi di permukaan luar, tetapi sebagian besar berdifusi lebih lanjut ke dalam pori-pori adsorben (difusi internal).
Adsorbsi juga dipengaruhi oleh gugus fungsi, posisi gugus fungsi, ikatan rangkap, struktur rantai dari senyawa serapan. PH (Derajat Keasaman), Untuk asam-asam organik adsorbsi akan meningkat bila pH diturunkan, yaitu dengan penambahan asam-asam minreal. Ini disebabkan karena kemampuan asam mineral untuk mengurangi ionisasi asam organik tersebut. Sebaliknya bila pH asam organik dinaikkan yaitu dengan menambahkan alkali, adsorbsi akan berkurang sebagai akibat terbentuknya garam. Apabila kapasitas adsorbsi masih sangat besar, sebagian besar adsorbat akan teradsorpsi dan terikat pada permukaan. 2.6.4 Proses Adsorbsi Menggunakan Karbon Aktif / Arang Aktif
Karbon Aktif/Arang Aktif yang merupakan adsorben adalah suatu padatan berpori, yang sebagian besar tersusun dari unsur karbon bebas dan masing-masing terikat secara kovalen. Arang aktif sangat baik digunakan sebagai media adsorben karena arang aktif merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 85-95% karbon aktif. Arang aktif dapat mengadsorpsi gas dan senyawa-senyawa kimia tertentu atau sifat adsorbsinya selektif, tergantung pada besar atau volume pori-pori dan luas permukaan. Daya serap arang aktif sangat besar, yaitu 25-1000% terhadap berat arang aktif.
dari permukaan luar. Adsorben yang telah jenuh dapat diregenerasi agar dapat digunakan kembali untuk proses adsorbsi. Suatu adsorben dipandang sebagai suatu adsorben yang baik untuk adsorbsi dilihat dari sisi waktu. Lama operasi terbagi menjadi dua, yaitu waktu penyerapan hingga komposisi diinginkan dan waktu regenerasi / pengeringan adsorben. Makin cepat dua varibel tersebut, berarti makin baik unjuk kerja adsorben tersebut. Proses adsorbsi dapat ditunjukkan pada gambar 3 (Anonimous, 2014).
2.7 Kerangka Konsep Penelitian
