1. METODE PENELITIAN 2.1 Bahan dan Piranti
Ampas teh hitam diperoleh dari pedagang minuman Tong Tjie di Kampus UKSW.Ampas kopi diperoleh dari pedagang minuman kopi di wilayah Salatiga. Sedangkan limbah cair batik yang belum diolah diperoleh dari Kawasan Industri Batik di wilayah Solo.
Bahan kimiawi yang digunakan antara lain akuades, HCl pekat, ZnCl2, HNO3 pekat, NaOH pekat, HgSO4, K2Cr2O7, H2SO4 pekat, AgSO4, Indikator Ferroin, Ferro Ammonium Sulfat.
Piranti yang digunakan antara lain peralatan refluks, 1 set peralatan gelas Pyrex, Spektrofotometer HACH DR/EL 2000, Furnace Vulcan TM A - 500, Oven wtb binder, Drying Cabinet TZNAS , Sop Ohaus Mouisture Balance MB 25, timbangan digital Ohaus Pioneer TM, pH meter HANNA Instrument 9812, JAR TEST dan Spektrofotometer HACH DR/EL 2700.
2.2 Prosedur Penelitian
2.2.1 Pembuatan Adsorban dari Ampas Kopi (Imawati dan Adhitiyawarman, 2015)
Pembuatan adsorben dilakukan dengan mengeringkan ampas kopi dalam oven pada suhu 105 selama 5 jam dan dikarbonisasi pada suhu 600 selama 4 jam. Ampas kopi didinginkan. Selanjutnya ampas kopi diayak dengan ukuran 60 mesh. Adsorben sebanyak 150 gr direndam dalam 500 mL larutan pengaktif HCl 0,1 M selama 48 jam , ditiriskan lalu dicuci dengan akuades hingga netral. Selanjutnya dikeringkan di oven pada suhu 110 selama 3 jam untuk dihilangkan kadar air nya.
2.2.2 Pembuatan Adsorban dari Ampas Teh Hitam(Retnowati, 2005)
Ampas teh dari limbah minuman teh dicuci di air mengalir selama 24 jam lalu dibilas dengan akuades kemudian dikeringkan dalam drying cabinet selama semalam. Setelah kering, ditambah air deionisasi dan dikocok selama 20 menit kemudian air nya dibuang. Pencucian diulang sebanyak dua kali.Selanjutnya dikeringkan dalam oven pada suhu 100 selama 12 jam. Adsorben dicuci dengan HCl 0,1 M selama 48 jam lalu ditiriskan dan dicuci dengan akuades hingga netral, kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 100 selama 12 jam.
2.2.3Pengaplikasian Adsorban
Lima toples ukuran 2000 mL masing – masing diisi limbah batik sebanyak 1000 mL. Penambahan dilakukan dengan berbagai kombinasi nisbah bobot ampas teh hitam dan ampas kopi (gr / gr) yaitu (15 : 5) ; (12,5 : 7,5) ; (10 : 10) ; (7,5 : 12,5) ; (5 : 15) yang berukuran 60 mesh. Larutan diaduk menggunakan JAR TEST dengan kecepatan pengadukan dijaga pada 100 rpm selama 600 menit seraya dilakukan pengambilan sampel setiap 30 menit. Setelah didiamkan selama 15 menit, larutan disaring menggunakan kertas saring Whatman no. 41. Konsentrasi logam pada filtrat dianalisa menggunakan Spektrofotometer HACH DR/EL 2700.
2. HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 1.Rataan Kandungan Parameter Kimiawi ( ) Limbah Cair Batik Berbagai Kombinasi Nisbah Bobot Ampas Teh Hitam dan Ampas Kopi dalam Waktu
Kontak 600 menit.
Keterangan : *W = BNJ 5%; BM = Baku Mutu Peraturan Daerah Provinsi Jawa Tengah No. 5 Tahun 2012 tentang Baku Mutu Limbah Industri Batik.
*Angka - angka yang diikuti dengan huruf yang sama menunjukkan antar perlakuan tidak berbeda secara bermakna, sedangkan angka – angka yang diikuti huruf yang berbeda menunjukkan adanya beda nyata.
No. Parameter
Konsentrasi Parameter
Awal
Nisbah Bobot Ampas Teh Hitam dan Ampas Kopi (gr / gr)
BM A
(AT 15 : AK 5)
B (AT 12,5 : AK 7,5)
C (AT 10 : AK 10)
D (AT 7,5 : AK 12,5)
E (AT 5 : AK 15) KIMIAWI
1. pH 8,4 Purata ± SE 8,84 ± 0,07 8,16 ± 0,14 8,76 ± 0,11 8,76 ± 0,07 8,8 ± 0,09 6 – 9
W = 0,14 (b) (a) (b) (b) (b)
2. COD (mg/L) 848 Purata ± SE 134,4 ± 10,88 137,6 ±10,88 163,2 ± 8,88 128 ± 14,05 150,4 ± 17,77 150
W = 18,633 (ab) (ab) (c) (a) (bc)
3. Cu (mg/L) 4,6133 Purata ± SE 1,34 ± 0,02 0,37 ± 0,03 0,8 ± 0,04 0,99 ± 0,07 0,76 ± 0,05 2
W = 0.07 (d) (a) (b) (c) (b)
4. Zn (mg/L) 7,1546 Purata ± SE 2,65 ± 0,03 2,67 ± 0,01 3,13 ± 0,16 4,16 ± 0,02 3,56 ± 0,10 5
W = 0.0336 (a) (a) (b) (d) (c)
FISIKAWI
5. TDS (mg/L) 760 Purata ± SE 812 ± 13,60 812 ± 10,39 738 ± 20,40 760 ± 8,78 784 ± 6,80 1000
W = 20,68 (d) (d) (a) (b) (c)
6. TSS (mg/L) 1,25 Purata ± SE 52,2 ± 1,04 45,8 ± 1,62 46,4 ± 1,42 44,84 ± 1,68 39,06 ± 0,89 50
2.1 Pengaruh Nisbah Bobot Campuran Ampas Teh Hitam dan Ampas Kopi terhadap Penurunan COD, Cu, dan Zn
Hasil rataan COD selama 600 menit pengadukan Tabel 1 berkisar antara 128 ± 14,05 mg/L - 163,20 ± 8,88 mg/L. Dari beberapa nisbah bobot campuran ampas teh hitam dan ampas kopi, terlihat bahwa nisbah bobot (7,5 gr : 12,5 gr) paling efektif menurunkan COD sesuai baku mutu yang disyaratkan. Menurut penelitian Reza (2011) ampas teh hitam mampu menurunkan COD dari 259, 85 mg/L menjadi 27,58 mg/L pada 1000 mL larutan Dychufix Turkish Blue G selama 120 menit.
Hasil rataan Cu berkisar antara 0,37 ± 0,03 mg/L - 1,34 ± 0,02 mg/L (Tabel 1). Dari berbagai variasi nisbah bobot yang digunakan, nisbah bobot ampas teh hitam dan ampas kopi (12,5 gr : 7,5 gr) memberikan nilai yang optimum untuk Cu, sedangkan untuk logam Zn diperoleh rata – rata berkisar antara 2,65 ± 0,03mg/L - 4,16 ± 0,02mg/L dan memberikan nilai yang optimum pada nisbah bobot (12,5 gr : 7,5 gr). Kemampuan penyerapan logam Cu dan Zn ini terjadi karena adanya proses pertukaran ion yang berlangsung pada permukaan adsorben dengan Cu maupun Zn. Gugus fungsional pada ampas teh hitam dan ampas kopi yang berperan dalam pengikatan logam Cu dan Zn ini adalah karboksilat (Kyzas, 2012). Terjadi reaksi antara muatan positif ion Cu dan Zn dan beberapa muatan negatif pada permukaan protein, dimana ikatan kovalen terbentuk antara ion Cu atau ion Zn dan N- , O- atau C- terminal protein. Selain itu, senyawa fenolik yang terkandung dalam daun teh memiliki afinitas yang signifikan untuk menangkap logam berat dari suatu larutan (Zuorro dan Lavecchia, 2010), sedangkan kopi terdapat komposisiquinic acid dan niacin yang memiliki gugus karboksilat (Anonim, 2015). Perbedaan persentasi efekitivitas pengolahan dari masing – masing logam berat pada dosis adsorben dan waktu kontak yang sama disebabkan oleh adanya perbedaan afinitas kimia masing – masing dan kapasitas pertukaran ion yang dipengaruhi oleh gugus fungsional yang ada pada permukaan adsorben tersebut (Thakur dan Mukesh, 2013).
2.2 Efektivitas Pengolahan Air Limbah Batik dengan Berbagai Nisbah Bobot Ampas Teh Hitam dan Ampas Kopi terhadap Penurunan COD, Cu, dan Zn
[image:5.612.121.495.536.675.2]Berikut akan disajikan efektivitas pengolahan parameter fisiko - kimiawi limbah cair batik menggunakan penambahan berbagai nisbah bobot ampas teh hitam dan ampas kopi dalam waktu kontak 600 menit. Efektivitas yang dihasilkan berkisar antara 62,68 % - 91,98 %.
Tabel 2.Efektivitas Pengolahan (dalam %) Nisbah Bobot Ampas Teh Hitam : Ampas Kopi
Keterangan : AT = Ampas Teh Hitam ; AK = Ampas Kopi, *BM = Baku Mutu
No. Parameter
Nisbah Bobot AT dan AK (gr/gr) Konsentrasi Awal (mg/L) Konsentrasi Akhir (mg/L) Efektivitas Pengolahan (%) *BM KIMIAWI
1. COD (mg/L) (7,5 : 12,5) 848 128 84,90 150
2. Cu (mg/L) (12,5 : 7,5) 4,6133 0,37 91,98 2
3. Zn (mg/L) (12,5 : 7,5) 7,1546 2,67 62,68 5
FISIKAWI
4. TDS (mg/l) (10 : 10) 760 738 2,90 1000
Berdasarkan Tabel 2 terlihat bahwa efektivitas pengolahan COD dengan nisbah bobot ampas teh hitam dan ampas kopi (7,5 gr : 12,5 gr) sebesar 84,90%. Hasil ini lebih rendah dari penelitian yang dilakukan oleh Reza (2011) yang menghasilkan efektivitas COD menggunakan ampas teh hitam sebesar 89,39% selama 90 menit, namun hasil ini lebih tinggi daripada penelitian Qiao et al (2013) yang menghasilkan efektivitas COD menggunakan ampas kopi sebesar 67,4%.
Dari Tabel 2 menunjukkan bahwa efektivitas Cu dengan nisbah bobot (12,5 gr : 7,5 gr) mencapai 91,98%. Hasil ini lebih tinggi daripada 2 penelitian sebelumnya, yaitu Seniunaite (2014) yang mendapatkan efektivitas penjerapan Cu dari larutan standar sebesar 85,9% menggunakan ampas kopi selama 60 menit dan penelitian Thakur dan Mukesh (2013) yang mendapatkan efektivitas Cu sebesar 89% menggunakan ampas teh hitam selama 120 menit.
Efektivitas Zn dengan nisbah bobot (12,5 gr : 7,5 gr) sebesar 62,68% (Tabel 2). Hasil ini lebih tinggi dari penelitian Wu et al (2015) dengan menggunakan ampas kopi yang memiliki efektivitas sebesar 44% selama 180 menit. Namun lebih rendah dari penelitian Thakur dan Mukesh (2013) dengan penambahan ampas the selama 120 menit memiliki efektivitas sebesar 90%.
3. KESIMPULAN
Pada berbagai kombinasi nisbah bobot ampas teh hitam dan ampas kopi, diperoleh hasil optimum pada nisbah bobot (7,5 gr : 12,5 gr) untuk parameter COD, sedangkan nisbah bobot (12,5 gr : 7,5 gr) untuk parameter Cu dan Zn. Efektivitas yang diperoleh untuk parameter kimiawi COD, Cu, dan Zn berturut - turut adalah 84,90%; 91,98%; dan 62,68%.
REFERENSI
Anonim. (2015). 10 Kandungan Kimiawi yang Terdapat pada Kopi. http://www.hasbihtc.com/10-kandungan-kimiawi-yang-terdapat-pada-kopi.html
Hernayanti dan E, Proklamasiningsih. (2004). Fitoremediasi Limbah Cair Batik Menggunakan Kayu Apu (Pistia stratiotes L.) sebagai Upaya untuk Memperbaiki Kualitas Air . Phytoremediation of Batik Liquid Waste Using Water Lettuce (Pistia stratiotes L.) for Improving Water Quality. Jurnal Pembangunan Pedesaan, 4(03), 164 - 172. ISSN 641-4172-9250.
Imawati, A. dan Adhitiyawarman. (2015). Kapasitas Adsorpsi Maksimum Ion Pb (II) oleh Arang Aktif Ampas Kopi Teraktivasi HCl dan H3PO4. JKK 4(02), 50 - 61. ISSN 2303-1077.
Kyzas, G. Z. (2012). Commercial Coffee Wastes as Materials for Adsorption of Heavy Metals from Aqueous Solutions. Materials, 1(5), 1826 – 1840.
Mu’jizah, S. . Pembuatan dan Karakterisasi Karbon Aktif dari Biji Kelor (Moringa oleifera,Lamk.) dengan NaCl sebagai Bahan Pengaktif.Skripsi.Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahi m Malang.
Nandal, M., Rajni, H., and Geeta, D. (2014). Tea Wastes as a Sorbent for Removal of Heavy Metals from Wastewater. International Journal of Current Engineering and Technology 4(01), 243 – 247. E-ISSN 2277 – 4106, P-ISSN 2347 – 5161.
Nurhasanah. (2009). Penentuan kadar COD (Chemical Oxygen Demand) pada Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit, Pabrik Karet, dan Domestik. Karya Ilmiah. Program Studi DIII Kimia Analisis Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Universitas Sumatera Utara.
Perda Jateng. (2012). Peraturan Daerah Provinsi Jawa Tengah Nomor 5 Tahun 2012 tentang Perubahan Atas Peraturan Daerah Provinsi Jawa Tengah Nomor 10 Tahun 2004 tentang Baku Mutu Air Limbah. Gubernur Jawa Tengah.
Retnowati. (2005). Efektivitas Ampas Teh sebagai Adsorben Alternatif Limbah Cair Industri Tekstil. Skripsi. FMIPA IPB.
Seniunaite, J., Rasa, V., and Violeta, B. (2014). Coffee Grounds as an Adsorbent for Copper and Lead Removal from Aqueous Solutions . The 9th International Conference”ENVIRONMENTAL ENGINEERING”, 1 – 6. eISSN
2029-7092 / eISBN 978-609-457-640-9.
Thakur, L. S., and Mukesh, P. (2013). Adsorption of Heavy Metal (Cu2+, Ni2+ and Zn2+) from Synthetic Waste Water by Tea Waste Adsorbent. International Journal of Chemical and Physical Sciences 2(06), 6 – 19. ISSN:2319-6602.
Qiao, W., Kazuyuki, T., Mohammad, S., Qigui, N., Han, Q. Y., Yu, Y. L. (2013). Thermophilic anaerobic digestion of coffee grounds with and without waste activated sludge as co-substrate using a submerged AnMBR: System amendments and membrane performance. Bioresource Technology, 150, 249 – 258.
Wu, C. H., Chao, Y. K., and Shu, S. G. (2015).Adsorption Kinetics of Lead and Zinc Ions by Coffee Residues.Pol. J. Environ. Stud 24(2), 761 – 767.
