Upaya mengurangi dampak limbah cair 20140328 0001

.-rssN

0853-0963

JURI\AL

SINTESA

KEMII(A

Diterbitkan

oleh

Jurusan

Teknik

Kimia,

Fakultas

Teknik

Universitas Sriwdaya

No.1, Volume

18,

September

20Ll

eagan*r

KonsentrasiAsam

SulfatdanWaktupadaProses Hidrolisis sertaBeratRagi

Fda

kc€s

Fermentasi

terhadap

Kadar Etanol yang dihasilkan dari Serbuk

Kayu

ilt

:

Fitri

Hadiah,

Tifani Frazislca, Christina Paulus

...

...'...-....

I

Hntar

Asam Oksalu, arni

Kulit

Pisang

Lilin

dengan

hoses Oksidasi Asam

Nitrat

kncairan.Batubara

Peringkat Rendah dengan

Proses

Improved

BCL

#:

hgsal

Nurisman

...:...

...,.:...

i I

I

FlEphhmUrnbahCairkrdustiGuladenganl{anggurakanBiqealcorfuraerob}v{ernb,ran

l:

Ralmqetty

26

Jeni s Pel

arut,

Siklus Ekstraksi

dan

Volume Pelarut

pada

Ekstrasi

l:1akB5i

Cokiat

:

PatniliaConiwanti,Olivia.lularethaArvan,WidyaPatricia,,,.,...,...

3[

Penggunaan Membran

Keramik Berbmis

7*olit,

Silika

dan Karbon

Aktif

Gas

C\f

dan

COrpada

Gas

Buang Kendaraan

Bermotor"

38

46

52

::

;

I{.

If

atta

Dahlan,

kdli

Handayani, Eko

Setiorto

;...

Umbatr Karet Menggunakan Teknologi Membran

Sintetis

Polinrer

.:,:.', :.

\{::_l:rangr

Dampak Limbah Cair

Pada

Pabrik Pulp

'-,-c:,

\

f

embran

S i nteti s

t

r6

1

I

l

l:

X-HaaDalian

SUST]NAN

PERSONALIA EDITOR JURI.IAL "SII{:TESA

KEMII(A."

JURUSAN

TEKNIK

KIMIA

FT

TINSRI

Penang_eung

Jawab

Rcdakrur

\:- :t^- _^+ -'- :,- !+4J I dL

Dsain

Grafi

s

&

Fotografer

;

Ketua

Jurusan

Teknik

Kimia

:

fetua

:

Dr.

Ir

H.

M.

HattaDahlan,

M.Eng

Wakil

Ketua

:

Dr.

k

Hj.

SusilaArita,DEA

:

l.

Prof. Dr.

Ir

H. Muhammad Said, M.Sc.

(UNSRI)

2.Dr.Ir.IIj.Tri

KurniaDewi,

M.Sc.

(t

NSRI)

3.

Dr.Ir.

SubriyerNasir, MS

(UNSRI)

4.

Dr.

k

Rochmadi,

SUruGM)

5.

Prof.

Dr.Ir.

Wahyudi B,

SU(UGM)

6.

Prof. Dr.

k

Suryo

purwono

(UGM)

7.

Ffof

Dr.

Ir

Sugeng

Wnardi,

M.Eng (ITS)

8.

Prof.

Dr.Ir.

Nonot

Soewarno,

M.Eng

GfS)

9.

Dr.

Ir,

Asep Handaya Saputra,

M.Bng

(U.!

10.

h. Siswanto (pT. Tanjung Enim

Irstari)

:

l.

Ir.

H.Azhary H.

Surest,

MS

2.Ir.Hj.Siti

Miskah

3.

DavidBahrin,

ST.

MT

4.LiaCundari,

ST

lvfT

5.

Asyeni

Mftahul

J., ST.

MT

6.Tuti

Indah Sari,

ST.

MT

7.

RizkyMiani

8.Indrawati, SH

:

1. Ir.

Thmzil

Aziz,lvpL

2.

Budi

Santoso,

ST.

MT

3.fudiansyah

4.Agusyanda Sihona

5.IndraWijaya,

ST

6.

RenoAprizal

Sekretaris

Redaksi

:

Jurusan

Teknik Kimia,Fakultas

teknik

universitas

sriwijaya

Jalan Raya

Palembang- Indralaya km

32

oI

sumsel

ftampus

rnaratayay

Jalan

R.soeprapto

@ukit

Besar

₎

parembang

₃₀

r39

6qmius

rabmbang)

Ibl.

071I

580303, Fax.

071

I

580303, email:

halogenated-@hot*uil."o.

Kata

Pengantar

Dengan

mengucapkan puji

dan

syukur

kehadiratAllah Swt,

kami rnengucapkan

:::lx]a

kasih kepada pembaca dan semua

pihak

yang telah

menyambut pelerbitan

i

::l

iru. banyak

usaha

yang

dijalankan nanlun

dalam keterbatasan

waktu kami

berusaha

=:-

rurnal

ini

terbit

sesuai

dengan

waktu yang ditetapkan.

Llcapan

terima

kasih

kepadaparapenulis

yrurg

telahmengirimlieur

jurnalrryadan

c;:ada

para editor yang telah membantu rnensortir

agar

penampilan

jurnal

ini

lebih

Kami

berharap

agarjurnal

ini

bisa

benambah baik lagi bila

ada saran

dan

kritikan

=.:mbangun

senantiasa

kami tunggu dari

para

pembaca sekalian.

Palembang,

septemb

er

20ll

UPAYA

MENGURANGI DAMPAK

LIMBAH

CAIR.

PADA

PABRIK

PTJLP

MENGGTJNAKAN

MEMBRAN

SINTETIS

M.HafiaDahlair

Saf

Pengajar Pada JuruSan Teknik

Kimia

Unsri, Jin. Palembang

-Prabumulih, Km

32 Indralaya

OI

Abstrak

f

,::.:-=,:

<::uruhan

air pada industri Pulp and Paper terutama digunakhn pada pencuciarr mengakibatkan banyaknya Lr-

-":-:

:-*=tmar.

Proses pengolahan

pulp

kertas menggunakan bahan baku

klorin,.untuk

proses pemutihan kertas

: !::

--:?

Klcrin

ini

dapat mengikat karbon sehingga terbentuk

organoklorin.

7at

kimia inilah

yang dikenal sangat :E

ar

: :-

&pat

merusak kesehatan tubuh.

Indusri

pulp

kertas dapat mengkonsumsi 3

juta

ton

klorin

setiap tahun.

iz---r r--;

kertas berukuran sedang dapat menghasilkan

organoklorin

sekitar 35 ton

klorin

ke udara, antara lain dalam

:i=::-(

r:rciorm

dan CFC

(chloro-fluorocarbon),

serta masuk sungai dalam bentuk sludge. Oleh karena itu,

industri

r'-

-

-:-

i:r,as

dikatakan sebagai penyumbang utama

orgonoklorin

(warta Ekonomi No.09 Th VlU24

Juli

1995).Pada

?'::c.'z:-

r;i

telah

dlakukan

proses pengolahan

limbah pulp

menggunakan.membran

sintetis,yaitu poliamidedan

= -

:sl

:-==l

Kedua membran tersebut tidak secara signitikans ada perbedaan, namun untuk mengetahui performance

'-;:

-:-:

:-cuk,

membran poliamide memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan membran selulsa asetat.

.-:-:

(---,--tr:-trr'-

?:.:arnide. Membran SelulosaAsetat,Limbah cair

pulp"ChloroFluorinCarbon

(CFC)

I.rccqcel

J-:::s

pemutihan

kertas

(bleaching)

-'tr ::ir-

:e-;,anbaku klorin. pengolahan pulp kertas

-:s::=---i(--:ahan

_baku

klorin.

_{Bahan baku}

ini

_dapat

:Eig:rE

Lr- _-L-: sehingga terbentuk

organokloiin

yang

- ,r:i,i;.

si-:_:::

beracun dan dirpat merusak kesehatan

:.cr-::.

l-c

-=

pulp kertas dapat mehgkonsumsi 3

juta

':; { :-:-

::::ap

tahun.

Organoklorin

bersifat

:,

:iL{--=

:-:

:.enumpuk

terus dalam tubuh

makhluk

:.

a

-

---:zi

=€--siap

di

lingkungan tanpa mengalami

::--:i-:.: :::

sangat beracun.

Para peneliti

:-e:rs:- i:--

:.-ii

bahrva organoklorin dapat mengubah

:

". -.:-=::.

mengakibatkan cacat

janin

dan

ri-.!-r.-i--

ncr-"rsak fungsi nrental anak, menyebabkan

i::l=.

ce-. i--cn,.rnrnkan kekebalan tubuh. Celakanya, -::-

:-: k-iiis

akibat keracunan zat ini baru bisa diketahui

:'

.

:-:,:rska

panj ang. Kelompok organoklori n seperti

3Fl

_-"-ga akan

naik

ke

udara

dan menghantam ozon.

I -::.

'.eii:a-lr'.am maka daya saring

ahmi

udara terhadap

.

-.:--

ul:raviolet

yang

_masuk

dan

_{mengenai manusia}

:-;:

memicu terjadinya kanker

kulit.

Teknologi yang masih banyak digunakan

:

:-;::r=ia-

paling tidak sampaitahun 1995 adalah ECF

:.:;,::=l

Chlorine Free). Sayangnya dengan teknologi

:

---:i.

ada limbah organoklorin dalam

jumlah

yang

---r---;-

=sar.

Sebagai gambaran, sebuah

pabrik pulp

r.::--:i r€iii(uran

sedang masih mengeluarkan limbah

:,-::--.-i:-:rn

sebesar 7

-

l0

ton per hari.

Air

limbah buangan dari pabrik dibagi menjadi dua tempat pembuangan:

l.

Alkaline

sewer (general sewcr)

Alkaline

sewerdigunakan untuk menampung

air

limbah

yang

memiliki

pH tinggi

(>

8).

Air

limbahnya

berasal

dari

seksi-seksi:

water

treatment

plant,

steam plant (recorrery

boiler),

chemical

ppparation, cooking

plant, chip and wood

preparation, recauztising plant. pulp

drying

dan.finishing serta evaporator dan

NCG

-

, Z

Acidsewer

Acid

sewer digunakan

untuk

menamprng

ui,

limbah yang

memiliki

pH rendah

(<

6).

Air

limbahnya bcrasal dari bleaching plant, chemical preparation dan demin plant (recovery

boiler).

Untuk

plroies pengolahan

di Effluent Treatme[t

dibagi menjadi dua tahap,

yaitu:

Proses pengolahan pertama,

yaitu:

a.

Inlet Channel yang

terdiri

dari general

'

dan acid sewer.

b.

Screening (penyaringan) pada general

'

_sewer.

g. PrimaryClarifici.

'

d.

Neutralizaiionsystgm. .

c.

Equalization system.

f.

Cooling

tower.

..

Proses pengolahan kedua,

yaitu:

a

Activated

sludge system (sistem

lumpur

aktiO terdiri dari:

v

I

-

Aeration

basin dengan 16 aerator.

-

Secondaryclarifier.

b.

Sludge dewatering system (sistem pengolahan

lumpur)

'

-

Mesin belt press.

Schubungan dengan perkembangan

Industri pulp

dan kertas maka diperlukan penanganan yang terp4du antara pcmerintah, industri dan masyarakat agar tingkat limbah yang

dibuang

berada

di

bawah baku mdtu

lingkungan

yirng telah ditetapfian.

Untuk itu diperlukan teknologi

tltcrnatif untuk

pengolahan

limbah

seclra

tepat

dan

tnudah dalam pengoperasian,

salah.satunya dengan mcnggunakdn teknologi pemisahan membran.

Proces Produtrsi Pulp Secara

Umum

Bcberapa tahapan proses untuk

inembuat

putp :

l.

Penyiapan

BahanBaku(Woodyrdand Chip

.

Preparatiott)

Pioses

ini

diperlukan

sebelum kayu

diumpankan ke

unit

Digester/

pemasakan.

Prinsip

utama pada

proses.

ini

adalah:

pengulitan kayu (debarkiag), pembentukan

serpih kayu (chipping)

d'an

pengayakan

serpih kayu

(screening).

Dari

penyiapan bahan baku

ini

dihasilkan serpih kayu yang mernenuhi persyaratan dan akan dimasak

di

dalam digester.

Pemasakan Serpih Kayu (D ig est ing)

Proses

pulping yang digunakan

adalah

proses

Kraft

dengan bahan

kimia

pemasak berupa larutan NaOH dan

NqS. Dari

proses pemasakan

ini

akan diperoleh

pglp

yang

belum

diputihkan

(unbleached piary|

aan masih bercampurdengan tarutan

lindi

hitam. Pencucian (Washing and Screening) Proses ini bertujuan untuk memisahkan

lindi

hitam dari

pulp

dengan menyemprotkan

air

panas

dari

arahjyang berlawanan

dengan

aliran pulp.

Selanjutnya

pulp yang

telah terpisahkan

dari

Iindi

hitam

disaring

untuk

memisahkan

serat-serat

kayu yang

tidak

terolah dengan baik. Serat kayu

ini

kemudian

dikirim

ke Power Boilersebagai bahan bakar. Sedangkan

lindi

hitam ditampung

di tangki

penami:ungan

(black

liqoui

tank)

untuk

diolah kembali

direcovery

unit

untuk

mendapatkan kembali NaOH dan Na!S.

Delignifikasi

Oksigen

(Oxigen

Delignificatiotr)

Proses

delignifikasi

menggrinakan oksigen

untuk

mengurangi

kandungan

lignin

dari

pulp coklat,

sehingga

akan

rnengurangi

pemakaian ClO, dalam proses pemutihan. Pemutihan

(Bleacling)

Pulp

lang.dihasilkan

setelah proses orJgen

cleligrtification akan mengalami

proses

pemutihan

yang

beitujuhn

untuk

menghilanEkan sisa lignirL warn4 kotoran yang masih terdapat dalam

pulp

_{Proses trcmutihan}

yang akan digunakan adalah proses ECF yaitu

teknologi yang

tidak

menggunakan

klorin,

namun menggunakan

CIQ

100%:

6

Pengeringan

dan

Pembentukan Lembaran Pulp

(Pulp

Drying and

Finishing).

'Prose

s

yang

berlangsung

di

mesin

pengering

ini

merupakan

'tahap

akhir

pembuatan pulp. Proses

ini

mengu6ah

pulp

menjadi lembaran-lembaran

pulp

dengan ukuran yang

diinginkan.

Limbah Cair Industri

Priilp dan K-ertas

Limbah

cair

industri pulp dan

kertas

merupakan

cairan

sisa

pemasakan

pulp

beserta

air

pencuci dari proses

kraft.

Pada dasarnya limbah tersebgt

terdiri

atas sedyawa

organik yang

berasal

dari

bahan

baku

sisa

cairan

pemasak.

Jumlah

senyawa

organik

dalam

limbah

tersebut

cukup

banyak sehingga

merupakdn sumber pencemaran bagi lingkungan

biotik.

Limbah cair'industri pulp

dan kertas

terdiri

atas

lignin

dan derivatnya, produk

degradasi

karbohidrat

dan sejumlah kecil senyawa ekstraktif.

Lignin

yang terdapat dalam limbah

industi

pulp dan kertas dapat menimbulkan

deposit

pada dasar sungai

dan menimbulkan

bau

tak

sedap bila terjadi dekomposisi.

Air

limbah industri

pulp

dan

kertas

bersifat

mencemari,

kalena

dapat

menimbulkan berbagai masalah terutamadalam zat padat

tersuspensi,

BOD

dan

COD.

Parameter warna

juga

merupakan salah satu

indikator

pencemar yang secara

pandang

sudah berkesan

mencemari. Warna

limbah

indirstri pulp dan kertas sebagian besar disebabkan oleh

terlarutnya. persenyawaan

lignin

melalui

reaksi

polimerisasi, klorin'asi dan oksidasi yang terjadi selama

proses

delignifikasi dari

proses

pemasakan dan

pemutihan. Bahan

pencemar

yang dikandung

dalam limbah tersebut pada untumnya antara lain: klorln,

klorit,

serat, zat organik, zat wama, senyawa

lignin,

asam resin dan turunan'ktor.

MekanismeTtansport Melatui

Membran

'

Membran

adalah media

tipis yang berpori

dengan ketebalan tertentu serta mempunyai sifat

rcmi-permiabel yang hanya dapat melewatkan partikel dengan ukuran molekuler tertentu atau spesi dalam suatu larutan spesi dengan ukuran

yang lebih

besar

dari pori

akan

tertahan

sedangkan

yang ukuran

lebih.

kecil

akan

melewati

membran.

Prinsip

proses pemisahan dengan

membran

adalah

proses pemisahan antara

pelarut

dengan zat

terlarut.

Zat

terlarut

yang

tertahan

oleh

'

membran

disebut

konsentrat sedangkan

pelarut lolos

melalui membran dinamakan permeat sedangkan umpan yang

terdiri dari

bermacam

-

macam

komponen yang

akan

dipisahkan

disebut

upstream

dan

permeat yang merupakan hasil pemisahan disebut dawnstream.

I

I

I

L

r--:::-o I

SintecoXemiho-Nol-Uolj8-

Serrtamhar 2rlrt

uPstrEam

Jlo

-.rffi;

Membran

S---ffi

#

--> downstream

ooo

9^oo^o

permrt

Po-Gambar l.Proses Pemisahan dengan Membran

pemisahan dengan membran

terjadi akibat

gaya pendorong. Gaya-gaya pendorong tersebut berupa gradien tekanan

(liP)"

gradien konsentrasi

gradien potensial

listrik

(AE),

atau gradien

(AT)

antara dua subsistem yang dipisahkan

membran.

Pada

dasarnya

ada

dua

tipe

proses

" yaitu

filtrasi

laminar (dead end) dan

filtrasi

ial

(cross

flow).

Dalam filtrasi.laminar, aliran

-:.lan

tegak

lurus ke

permukaan membran, sehingga

:::ikel-partikel

terakumulasi dan

membentuk suatu

.::isan

pada permukaan membran

yang

akan

-e:r'ebabkan menurunnya fluks membran. Dalam

filtrasi

'"-::nsial

umpan mengalir

sepanjang permukaan

-c:.!run

hingga hanya sebagian saja yang terakumulasi.

Luzl--terisasi

Membran

Kine{a atau efi siensi perpindahan didalam membran

frmtnlraq

_{sieh dua parameteryaitd fluks dan rejeksi.}

i:-::.-:ilitas

sering

disebut

juga

sebagai kecepatan

:---:

atau fluks adalah ukuran kecepatan suatu spesi

-.:

:-ai

membran persatuan luas dan

waktu

dengan

=-a:

:-,

:ekanan sebagai gaya pendorong. Faktor yang

:el::e:saiuhi

permeabilitas adalah jumlah dan ukuran

L

iftraksi

antara membran dan

larutan

umpan,

i*ci=

Ianitan

serta tekanan

dari luar.

Fluks

(Jv)

s:::cai

berikut:

,V

Jv-A.

t.P

=ft&(UnParmjam)

= E*ume perrneat

(L)

=hsmcmbran(m?)

=

rzlgu

(iarn)

==e:nerl

(Xttn)

Selektifitas

Selektifitas yang

parameternya dinyatakan

sebagai koefisien penolakan atau koefisien rejeksi adatah

ukuran

kemampuan membran menahan buatu spesi. Faktor yang mempengaruhi selektifi tas adalah besarnya

ukuranpartikel

yang akan melewatinya, interaksi antara mernbran dan larutan umpan dan ukuran pori.

Koefisien

rejeksi @) dirumuskan sebagai be.rikur

/

^ \

n =

I

L-

cP

lxfiovo

(

cf)

keterangan:

R

=koefisienrejeksi

cp

= konsentrasi permeat

Cf

= konsentrasi irmpan

IIASILPENELITIAN

Tujuan utama dari penelitian ini adalah mengaplikasikan teknolqgi pemisahan membran dalam pengolahan limbah intlustri putpdan kertds.Ada pun hasil pengamatan yang didapatkan adalah sebagai

berikur

l.

Hubungan

Total

Suspended

Solid(TSS)

terhadap membran poliamide

Hubungan antara

TSS terlrdap

waktu

menggunakan membran

poliamide

dapat

dilihat

pada gambar3.

Gambar3. GdafikTSS versus waktu untuk membran poliamida

Hampir dipastikan tidak

ada perbedaan tekanan yang signifi kan terhadap waktu permeasi.

2.

Hubungan

totat

Suspenaed

Solid(TSS)

terhadap membran poliasetat

Hubungan

antara

TSS

terhadap membran

poliasetat dapat

dilihat

pada gambar 4.

Gambar 4 . Grafik TSS versus waktu untuk membran

selulosa asetat Gambar

2.

Jenis aliran umpan pada membran

-1 Hubungan Antara TSS tcrhadap COD pada rnembran

:riiamide

Gambar 5. Grafik COD versus waktu untuk membran Poliamida .

Gambar 6 Grafik COD versus waktn

untuk

:

'

mernbran selulosa asetat

PEMBATIASAhI

Pengaruh tekanan terhadap

fluks

permeat

Permeabilitas sering

disebut

juga

sebagai kecepatan permealatau

fluks

adalah ukuran kecepatan suatu spesi

melewati

membran persatrian luas

dan.waktu

dengah gradien tekanan sebagai gaya pendorong.

Fluks

(Jv)

dirumussebagai

berikur

.V

Jv=ffi

keterairgan:

Jv

=fluksvolume(Umratmjam) .

V

=Volumepermeat(L)

A

= luas meirbran (m:)

. .r

=waktu(iam)

P

= tekanan (atm)

Pada penggunaan membran poliamida

variasi

tekanatr yang dipakai adalah 0,1 dan 0,2 atm. Sedangkan membran selulosa asdtat variasi tekanannya 0,5 dan

0'6

atm. Tekanan yang diberikan akan berpengaruh terhadap

kepadatan

atau

kekorhpakan,

porositas

dan

permeabilitas membran.

Jika

tekanan diperbesar pada membran yang sama maka kecepatan perrneasi

melalui

membran bertambah, demikian pula sebaliknya. Karena faktor yang mempengaruhi permeabilitas adalah

j0mlah

dan.ukuran

pori;

interaksi antara membran dan larutan umpan, viskositas larutan serta tekanan

dari

luar.

Kesimpulan

Dari

pembahasan

yaug

dilakukan

terhadap

permasalah:tnyangdiajukap,

dapatditariklcdrnFdan

sebagai

berikut

Tetcnologi

pemisahanmembnin dapat

diterapkan

uuts*

pengolahan liurbah cair

fudusti pulp

dan

lrcrtx.

Membranygng

digunalran adolah

mbran

poTUa

Vang merupakan membran

ulEaliltrasil

DAFTARPUSTAI(A

American Y/ater Woiks Association. Wate _{r Quality}

and

Treatmenr. F6urth

Btition.

Mc

Graw-Hill.

Arifin,

'

E. Zaenal. 1998. Dasar-DasarPenulisan lGrangan

Ilmiah.

Jakarta: PT. Gramedia Widiasarana

Indonesia.

Dahlan, M. H

attt

2W2.Tbknologi Pemisaltan Membran. Palembang: Jurusan Teknik

Kimia Universitas

Sriwijaya.

Dickenson,

Christopher. Filters

anf

Filtratiott

.

Hbndboo&.

Third

Blition..

Elsevier Advanced Technology.

FBIM

lUmol Sinteso Hemiho- No-i' Uol

ra

<anlamhar

t''tit

F