STUDI AWAL DEGRADASI FENOL DENGAN TEKNIK OZONASI DI DALAM REAKTOR ANNULAR

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Teks penuh

(1)

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK J-081-1

UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

STUDI AWAL DEGRADASI FENOL DENGAN TEKNIK OZONASI

DI DALAM REAKTOR ANNULAR

Setijo Bismo¹, Indar Kustiningsih², Jayanudin², Febrie Haryanto², Hergi Julio Saptono¹

,

²

Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Kampus UI Depok 16424 ²) Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa,

Kampus UNTIRTA, Cilegon 42435 Telp: 021-7863516, 0254-395502

e-mail : bismo@ozone.or.id

Abstrak

Degradasi fenol menggunakan teknik ozonasi dilakukan di dalam suatu reaktor annular, yaitu reaktor aliran berbentuk tubular yang di tengahnya memiliki ruang atau rongga yang dirancang untuk penggunaan atau kelengkapan lain, seperti pengaturan suhu dan radiasi sinar UV. Namun, dalam penelitian ini belum digunakan sinar UV sebagai komplemen gas ozon dalam teknik AOP (Advanced Oxidation Process). Gas ozon yang digunakan berasal dari ozonator AOSN BL-2000. Parameter dan variabel penelitian yang diuji pada penelitian ini adalah laju sirkulasi, pH awal, konsentrasi awal, dan volume awal larutan fenol sintetik. Selain itu juga, dilakukan studi tentang pengaruh mode atau sistem proses, yaitu sistem aliran dalam reaktor yang dijalankan secara sirkulasi atau kontinyu. Dari hasil percobaan yang didapat, konsentrasi-konsentrasi fenol dianalisis menggunakan Spektrofotometer UV-VIS DR/2400 HACH pada panjang gelombang 500 nm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa laju sirkulasi optimum diperoleh sebesar 11.26 ml/s. Pada konsentrasi awal fenol sebesar 10 ppm, dengan volume awal larutan 5 liter, diperoleh tingkat penyisihan fenol sebesar 100 % selama 180 menit. Pada konsentrasi dan waktu paparan ozon yang sama, namun dengan mode aliran kontinyu, hanya diperoleh penyisihan sebesar 22.01%.

Kata kunci : Ozonasi, fenol, reaktor annular 1. Pendahuluan

Dengan semakin pesatnya perkembangan industri yang berpotensi menghasilkan berbagai jenis limbah, maka perlu dipelajari dan dikembangkan metode yang efektif untuk menanggulangi limbah tersebut agar tidak mencemari lingkungan. Salah satu penyebab utama pencemaran lingkungan di Indonesia, khususnya di Pulau Jawa, adalah banyaknya jenis limbah sebagai hasil dari berbagai industri baik industri kimia maupun industri barang jadi (manufacturing). Secara umum, masih banyak limbah diberbagai negara (terutama negara-negara berkembang) yang dibuang ke lingkungan tanpa proses pengolahan yang memadai (Bahnemann., 2004). Beberapa industri yang menghasilkan limbah fenol pada proses produksinya, antara lain adalah industri peleburan logam, industri plastik dan polimer, industri farmasi, industri cat, industri pengolahan kayu (kayu lapis), pestisida organik, dan industri pulp dan kertas.

Fenol adalah senyawa yang sangat beracun, sulit didegradasi serta menyebabkan rasa dan bau pada air dengan konsentrasi 0.002 mg/L (Linsebigler Amy L., et all., 1995). Dalam konsentrasi tertentu fenol dapat menghambat aktivitas mikroorganisme dan memberi efek buruk bagi kesehatan dan kualitas hidup manusia, terutama berupa kerusakan hati dan ginjal, gangguan tekanan darah, pelemahan detak jantung, hingga yang paling parah adalah kematian (Nasru.A.A., 2006).

Salah satu alternatif pengolahan limbah fenolik yang paling potensial adalah dengan teknik ozonasi, yaitu teknik oksidasi kimiawi yang menggunakan ozon sebagai oksidator kuat untuk mendegradasi fenol. Selain mendegradasi fenol, secara umum, ozon sebagai oksidator yang paling kuat setelah radikal hidroksida (OHx), dapat dimanfaatkan dengan baik untuk mengoksidasi logam-logam berat (terlarut dalam air), mendegradasi senyawa-senyawa organik (termasuk juga senyawa organo-klorida dan aromatik), menghilangkan warna dan bau, ataupun rasa. Teknik ozonasi merupakan teknologi yang ramah terhadap lingkungan. Disamping itu juga, beberpa kelebihan dari teknologi ini dapat disebutkan di antaranya: instalasi pengolahannya tidak membutuhkan tempat yang luas, proses pengolahan yang relatif cepat, tidak memerlukan pemakaian bahan kimia lain, efektifitas dan efisiensi yang tinggi dalam penguraian berbagai senyawa organik, termasuk salah satunya adalah senyawa fenol (Bismo.S., 1998).

(2)

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK J-081-2

UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

Penelitian mengenai penyisihan senyawa fenol menggunakan teknik ozonasi telah banyak dilakukan, diantaranya adalah oleh Huang Ching-Rong et all (1994) dengan reaktor jenis CSTR dan batch menyatakan bahwa perbedaan metode diinformasikan dalam pemodelan kinetik mekanisme radikal dalam keadaan stabil dan laju yang konstan. Penelitian lain yang dilakukan oleh S. Bismo (1998), yang dilakukan menggunakan reaktor batch, lebih menekankan kinerja dan kinetika ozonator yang digunakan memberikan informasi dan gambaran yang lebih jelas tentang kinerja produksi ozon untuk pengolahan senyawa fenolik. Sedangkan penelitian dari Santiago Espluges et all (2001), dengan reaktor bubble tubular, menyatakan bahwa ozon tanpa kombinasi dengan teknologi yang lain memiliki hambatan. Namun, Sano N. et all (2006) dengan reaktor fluidized bed, memperoleh hasil efek penyisihan fenol yang signifikan dengan menggunakan silikagel dalam reaksi ozonasi.

Dalam penelitian ini, agar diperoleh hasil yang efektif dalam penyisihan senyawa fenol maka perlu digunakan suatu konfigurasi reaktor yang dapat menghasilkan kontak antara ozon dengan fenol yang baik, untuk itu digunakan reaktor annular yang dilengkapi dengan ozonator dan injector. Fungsi injector ini adalah sebagai alat untuk menginjeksikan ozon agar dapat memperbesar kelarutan ozon dalam senyawa fenol, sehingga dapat menghasilkan kontak gas ozon dengan cairan yang baik. Teknik ini dipilih, mengingat ozon mempunyai sifat yang tidak stabil, yaitu cepat terurai menjadi O2 dan mudah terikat dengan unsur lain. Teknik ini diharapkan dapat mengolah senyawa fenol dengan hasil akhir di bawah baku mutu limbah fenol yang telah ditetapkan yaitu 0,5 ppm (KEP MENLH No.51/MENLH/10/1995., 1995).

2. Bahan dan Metode Penelitian

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah fenol sintetis yang dibuat dari serbuk (Merck, PA) dan sebagai bahan analisis digunakan aquadest, NH4OH 0.5 N, K2HPO4 (Merck, PA), KH2PO4 (Merck, PA), aminoantipirin (Merck, PA) dan K3Fe(CN)6 (Merck, PA). Untuk mendapatkan kondisi pH asam pada larutan fenol digunakan HCl, sedangkan NaOH digunakan untuk mendapatkan kondisi pH basa. Konsentrasi fenol dianalisis menggunakan Spectrophotometer UV-VIS DR/2400 dengan λ = 500 nm.

Penelitian ini menggunakan seperangkat reaktor annular UV Water Stetilizer (merek TopWin) dengan panjang efektif 45 cm, diameter luar 6 cm, dan diameter dalam 3 cm, yang dilengkapi dengan ozonator (AOSN BL-2000), pompa RO (Kemflo) dan injector dengan sistem reaktor batch secara sistem sirkulasi.

3. Hasil dan Pembahasan

Pada penelitian ini telah diuji beberapa variasi antara lain pengaruh laju sirkulasi, pH awal, konsentrasi awal, volume awal, serta sistem proses terhadap penyisihan fenol. Waktu pemrosesan dalam penelitian ini dibatasi hanya untuk 5 jam, dengan harapan dalam jangka waktu yang singkat tersebut, konsentrasi akhir senyawa fenol dapat mencapai nilai baku mutu limbah fenol.

3.1 Pengaruh laju sirkulasi terhadap penyisihan fenol

Tahap ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh besarnya laju sirkulasi limbah terhadap penyisihan fenol. Laju sirkulasi yang diujikan adalah 7.70 mL/s, 9.28 mL/s, 11.26 mL/s, dan 11.84 mL/s, dengan konsentrasi 10 ppm, volume 5 liter dan pH 7. Pengaruh laju sirkulasi limbah terhadap penyisihan fenol dapat dilihat pada Gambar 1 berikut. 48.10 49.53 73.25 66.46 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 7.70 9.28 11.26 11.84 laju sirkulasi, m l/s % p e n y is ih an

Gambar 1. Pengaruh laju sirkulasi terhadap penyisihan fenol

Pada Gambar 1 di atas, dapat dilihat bahwa proses penyisihan fenol terbesar diperoleh pada laju sirkulasi 11.26 mL/s, yaitu sebesar 73.25 % yang dilakukan selama 60 menit. Fenomena ini dapat terjadi karena pada laju

(3)

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK J-081-3

UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

sirkulasi yang semakin besar, jumlah fenol yang terkontakkan dengan ozon pun akan semakin besar, sehingga laju oksidasi fenol yang dihasilkan akan semakin besar pula. Akan tetapi, laju sirkulasi yang terlalu besar juga dapat menyebabkan waktu tinggal di dalam reaktor annular akan semakin cepat, sehingga kontak antara ozon dengan fenol pun kurang optimal.

3.2 Pengaruh pH awal terhadap penyisihan fenol

Pada proses ozonasi, kondisi pH sangat berpengaruh terhadap persentase hasil penyisihan (degradasi) senyawa organik. Tidak seperti oksidator pada umumnya, ozon dapat mendegradasi senyawa organik dengan dua cara, yaitu dengan reaksi langsung (direct selective reaction) pada kondisi asam, dan reaksi tidak langsung dengan pembentukan senyawa radikal bebas (OHx) dari dekomposisi ozon pada kondisi basa. Untuk mengetahui pengaruh pH, maka dilakukan pengujian dengan memvariasikan pH pada laju sirkulasi 11.26 mL/s, volume 5 liter dan konsentrasi 40 ppm. Hasil pengujian pengaruh pH awal terhadap penyisihan fenol dapat dilihat pada Gambar 2 dan 3 di bawah ini.

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 0 100 200 300 400 w aktu, m enit C/C o pH 4 pH 7 pH 10 pH 12 21.70 86.37 98.35 98.03 0 20 40 60 80 100 120 4 7 10 12 pH % pe ny is ih a n

Gambar 2. Pengaruh pH awal terhadap penyisihan fenol

Pada Gambar 2 di atas, dapat dilihat bahwa penyisihan terbesar didapat pada pH 10, dimana persentase penyisihannya sebesar 98.35 %. Seperti telah dikatakan oleh Sang-kuk et all (1998), pengaruh pH sangat signifikan terhadap senyawa organik termasuk fenol. Pada kondisi basa, penyisihan akan semakin besar karena terjadi reaksi tidak langsung dimana ozon akan membentuk radikal OH• terlebih dahulu. Radikal OH• inilah yang akan bereaksi dengan ozon untuk menyisihkan fenol dan dapat lebih kuat mengoksidasi dari pada ozon itu sendiri, dengan potensial oksidasi sebesar 2.56 V, namun mempunyai waktu tinggal yang lebih singkat dari ozon (Grabowski. L. R., et all 2006). Perkiraan mekanisme reaksi yang terjadi pada kondisi pH basa tersebut, adalah sebagai berikut (Agustina. T., et all., 2004) :

O3 + OH-

⎯→

O2•- + HO2• ... (1)

O3 + HO2•

⎯→

2O2 + OH• ... (2)

HO2*

⎯→

O2 + H2O ... (3)

H2O2 + O2•-

⎯→

OH- + OH• + O2 ... (4)

Penelitian lain telah dilakukan oleh Wang. S., et all (2002), dimana molekul ozon dan OH• radikal sangat berperan dalam menyisihkan senyawa organik asam format dengan terjadinya perubahan. Sedangkan pada kondisi pH asam, terjadi reaksi langsung (direct reaction), dimana ozon langsung menguraikan senyawa organik (Agustina. T., et all., 2004). Hal ini juga dinyatakan oleh Hoigne. J., et all (1976) dalam bukunya, bahwa pada pH rendah ozon akan bereaksi secara non-selektif dengan senyawa organik. Reaksinya adalah sebagai berikut: O3 + R

⎯→

ROx ... (5) Dimana R adalah senyawa organik, sedangkan ROx adalah produk (senyawa organik yang teroksidasi).

(4)

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK J-081-4

UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

0.23 0.33 0.79 0.65 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 4 7 10 12 pH In it ia l r a te , r o

Gambar 3. Pengaruh pH awal terhadap initial rate

Gambar 3. di atas menunjukan bahwa pada kondisi pH basa mempunyai faktor initial rate yang lebih besar dari pada kondisi pH asam. Pada pH 10 diperoleh faktor initial rate sebesar 0.79. Ini menandakan bahwa pada kondisi pH basa laju reaksi yang dihasilkan oleh ozon dalam penyisihan fenol sangat besar akibat terbentuknya radikal OH• yang sangat reaktif, dibandingkan pada kondisi asam.

3.3 Pengaruh konsentrasi awal terhadap penyisihan fenol

Konsentrasi awal fenol merupakan faktor penting yang harus diperhatikan dalam proses penyisihan fenol. Tahap ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan reaktor ozonasi bentuk annular dalam menyisihkan fenol pada laju sirkulasi 11.26 mL/s, volume awal sebesar 5 liter dan pH 10. Hasil pengujian pengaruh konsentrasi awal terhadap penyisihan fenol dapat dilihat pada Gambar 4 dan Gambar 5 berikut.

0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 100 200 300 w aktu, m enit k o n s en tr as i, p p m 10 ppm 40 ppm 100 ppm 150 ppm 98.23 98.11 73.44 55.28 0 20 40 60 80 100 120 10 40 100 120 konsentrasi, ppm % pe ny is ih a n

Gambar 4. Pengaruh konsentrasi awal terhadap penyisihan fenol

0.71 0.79 1.08 2.64 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 10 40 100 150 konsentrasi, ppm in it ial r a te , ro

Gambar 5. Pengaruh konsentrasi awal terhadap initial rate

Dari Gambar 4 dapat dilihat bahwa efek O3 terhadap konsentrasi awal fenol, memberikan dampak positif pada laju penyisihan fenol, yang sesuai pula dengan penelitian yang dilakukan oleh Beltran. F., et all (2003).

(5)

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK J-081-5

UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

Dalam hal ini, setelah 5 jam proses hanya konsentrasi 10 ppm yang dapat mencapai baku mutu fenol dengan perolehan penyisihan sebesar 98.23 % dan konsentrasi akhir 0.19 ppm. Hal ini dapat difahami, karena semakin besar konsentrasi awal yang digunakan, maka akan semakin besar pula beban yang harus didegradasi oleh ozon (Kustiningsih.I dkk., 2006).

Dari Gambar 5 diperoleh faktor initial rate tertinggi pada konsentrasi 150 ppm. Hal ini menunjukan fenol dalam konsentrasi ini belum terdegradasi secara keseluruhan karena reaksi berlangsung relatif lebih lambat dibandingkan konsentrasi yang lainnya. Sehingga dalam rentang waktu 5 jam senyawa antara (intermediate) yang terbentuk lebih banyak dari pada produk akhir.

3.4 Pengaruh volume awal terhadap penyisihan fenol

Hal ini dilakukan untuk menguji sejauh mana reaktor yang digunakan mampu menampung kapasitas fenol dan dapat menyisihkan fenol sehingga didapatkan hasil yang diharapkan mampu memenuhi batas dari baku mutu fenol. Pada tahap ini dilakukan pengujian beberapa volume awal, pada pH 10 dan konsentrasi 40 ppm dengan laju sirkulasi 11.26 mL/s. Pengaruh volume awal limbah terhadap penyisihan fenol dapat dilihat pada Gambar 6.

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 0 100 200 300 400 w aktu, m enit C/ C o 5 liter 10 lit er 15 lit er 20 lit er 98.11 79.31 63.69 55.54 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 5 10 15 20 volum e, liter % pe ny is ih a n

Gambar 6. Pengaruh volume awal terhadap penyisihan fenol

Gambar 6 menunjukan kemampuan reaktor annular dalam menyisihkan fenol. Reaktor ini mampu menyisihkan hingga 98.11 % dengan konsentrasi akhir 0.81 ppm pada volume 5 liter. Semakin kecil volume awal, maka semakin besar penurunan konsentrasi fenol yang diperoleh. Hal ini disebabkan oleh volume fenol yang berbeda, dimana konsentrasi, waktu degradasi dan laju sirkulasi yang digunakan sama, maka dengan semakin besar volume yang digunakan, fenol yang terdegradasi pun akan semakin sedikit, akibat dari beban yang diterima ozon untuk mendegradasi fenol semakin besar pada kapasitas ozonasi yang sama. Untuk kapasitas reaktor yang lebih besar, kemampuan ozon untuk menyisihkan fenol membutuhkan waktu yang lebih lama. Luas permukaan kontak di reaktor harus sebanding dengan volume untuk mendapatkan waktu penyisihan yang lebih cepat. Semakin besar volume limbah yang akan disisihkan maka luas permukaan kontak antara ozon dengan fenol harus semakin diperbesar (Devi. R., et all., 2007).

3.5 Pengaruh penambahan UV-C dan TiO2 pada teknik ozonasi terhadap penyisihan fenol

Tahap ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana pengaruh penambahan sinar UV-C dan penambahan TiO2 pada proses ozonasi. Penelitian ini dilakukan pada konsentrasi awal limbah 40 ppm, pH 10, volume awal 5 liter, loading 1 g/L, dan laju sirkulasi sirkulasi 11.26 mL/s.

(6)

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK J-081-6

UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 100 200 300 400 w aktu, m enit C/ Co O3 O3 + UV O3 + Kat alis 86.37 88.63 92.15 0 20 40 60 80 100 O3 O3 + TiO2 O3 + UV teknik % pe ny is ih a n

Gambar 7. Pengaruh perbandingan teknik terhadap proses penyisihan fenol

Pada Gambar 7 dapat dilihat bahwa dari perbandingan O3, O3/UV-C, dan O3/TiO2 terhadap proses penyisihan fenol hasilnya tidak terlalu signifikan. Walaupun dilakukan penambahan TiO2, persentase penyisihan yang didapat tidak jauh berbeda dengan hanya menggunakan O3, karena katalis akan aktif dan mampu mendegradasi fenol apabila diberikan sinar UV-C. Berdasarkan penelitian sebelumnya yang menggunakan senyawa organiktert-butanol, penyisihan senyawa tersebut tidak terlalu signifikan karena adanya media padat pada sistem ozonasi sehingga terdapat efek adsorpsi pada katalis padat, bila dibandingkan dengan proses ozonasi. Hal yang sama berlaku jika menggunakan fenol (Fujita.H., et all., 2004). Sedangkan menurut Chiron. S., et all (2000), radikal OH• dapat diproduksi lebih banyak lagi dalam media cair dari ozon dengan memodifikasi pH atau dapat mengkombinasikan ozon dengan peroksida maupun sinar UV-C.

Beberapa jurnal menyatakan bahwa dengan metode UV-C/O3, didapatkan persentase penyisihan sedikit lebih rendah dibandingkan dengan teknik fotokatalis ozonasi (UV-C/O3/TiO2) (Tanaka. K., et all., 1996). Akan tetapi, pada proses degradasi dengan menggunakan O3/UV-C diperoleh penyisihan sebesar 92.15 % dengan konsentrasi akhir sebesar 0.08 ppm, yang berarti hasil ini telah berada di bawah baku mutu fenol. Ini disebabkan karena pada penambahan sinar UV-C, maka kemampuan ozon dalam menyisihkan fenol akan semakin baik karena sinar UV-C dapat bereaksi secara fotolisis dalam menghasilkan OH• radikal (Najafi. E., et all., 2006). Dengan penggunaan sinar UV-C maka akan terjadi reaksi pembentukan OH• radikal. Seperti diketahui bahwa OH• radikal mempunyai kemampuan oksidasi yang lebih kuat dari pada ozon itu sendiri, sehingga lebih baik dalam mendegradasi senyawa organik seperti fenol. Reaksi pembentukan OH• radikal akibat dari penyinaran UV-C adalah sebagai berikut (Agustina. T., et all., 2004).

O3 + H2O

⎯→

hv 2OH• + O2...(6)

0.28 0.38 0.42 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 O3 O3 + TiO2 O3 + UV teknik In it ia l r a te , r o

Gambar 8. Pengaruh perbandingan teknik terhadap faktor initial rate.

Gambar 8 menunjukan dengan penambahan sinar UV-C, maka hasil penyisihan fenol akan lebih baik lagi. Dilihat dari 1 jam pertama, penambahan sinar UV-C pada proses ozonasi semakin memperbesar faktor initial rate yaitu sebesar 0.42. Hal ini disebabkan dengan menggunakan sinar UV-C, penurunan konsentrasi limbah

(7)

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK J-081-7

UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

organik dapat lebih cepat. Karena energi foton yang dimiliki sinar UV-C besar dengan panjang gelombang 254 nm (Stapleon. D. R., et all., 2007).

3.6 Pengaruh sistem proses kontinyu terhadap proses penyisihan fenol

Selain dilakukan sistem proses secara semi batch, pada penelitian ini juga dilakukan pula variasi sistem proses secara kontinyu untuk mengetahui kemampuan teknik ozonasi di reaktor annular dalam mendegradasi fenol. Percobaan ini dilakukan dengan memvariasikan laju sirkulasi, pada konsentrasi 10 ppm, dengan pH 10, dan volume awal limbah 5 liter.

22.03 21.67 20.14 18.97 0 5 10 15 20 25 30 7.70 9.28 11.26 11.84 laju sirkulasi, m l/s % pe ny is ih a n

Gambar 9. Pengaruh sistem proses kontinyu terhadap proses penyisihan fenol

Pada Gambar 9 terlihat bahwa semakin kecil laju sirkulasi, maka penyisihan fenol pun akan semakin besar. Hal ini disebabkan karena dengan laju sirkulasi yang kecil, maka waktu tinggal (residence time) dari limbah fenol yang masuk ke reaktor pun akan semakin lama, sehingga kontak antara limbah fenol dengan ozon pun akan semakin lama dan menghasilkan penyisihan fenol yang semakin besar. Sedangkan pada kebalikannya, apabila laju sirkulasinya besar, maka limbah fenol yang masuk reaktor pun akan semakin cepat, sehingga kontak ozon dengan limbah fenol semakin cepat pula dan menghasilkan penyisihan fenol yang kurang optimal. Hasil penyisihan terbesar adalah pada laju sirkulasi 7.70 mL/detik, yaitu diperoleh persentase penyisihan sebesar 22.03 %, dimana residence timenya sebesar 84.71 detik.

4. Kesimpulan

Pada proses degradasi senyawa fenol menggunakan teknik ozonasi, penyisihan fenol dipengaruhi oleh beberapa variabel yang penting, yaitu: laju sirkulasi, pH awal, konsentrasi awal, volume awal, dan sistem proses kontinyu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa laju sirkulasi optimum yang didapat untuk mendegradasi fenol adalah sebesar 11.26 mL/detik dengan konsentrasi awal limbah 40 ppm, dimana pada menit ke-180 diperoleh penyisihan sebesar 95.49 % dengan kondisi pH optimum 10. Kinerja reaktor annular hanya mampu menyisihkan fenol pada volume 5 liter, dengan penyisihan sebesar 98.11 %. Proses ozonasi dengan penambahan sinar UV-C memiliki kinerja yang lebih baik dibandingkan dengan proses ozonasi, tetapi perbedaan penyisihannya tidak terlalu signifikan. Untuk sistem proses kontinyu diperoleh penyisihan sebesar 22.01 % dengan residence time sebesar 84.71 detik.

Ucapan terima kasih :

Terima kasih kepada DIKTI yang telah membiaya penelitian antara UI dan UNTIRTA melalui Program Hibah Pekerti No.070 / SP2H / PP / DP2M / 111 / 2008

5. Daftar pustaka

Agustina, T.E., Ang, H.M., Vareek,V.K., (2004), “A reviev of synergistic effect ofphotocatalysis and ozonation on wastewater treatment”, Journal photochem photobiol C : Photochemistry reviews, 6; 264-273.

Bahnemann, D., (2004), “Photocatalytic water Treatment: Solar Energy Applications”, Solar Energy vol 77, pp. 445-459.

(8)

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK J-081-8

UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

Beltran, Fernando J. dan Rivas, Fransisco J (2003), ”A TiO2/Al2O3 catalyst to improve the ozonation of oxalic acid in water”.Ozone Sci. Eng.24, 227-237

Bismo, S., (1998), “Kinetika dan Kinerja Produksi Ozon pada Prototipe Ozonator untuk Pengolahan Limbah Cair Industri “. Prosiding Seminar Teknik Kimia, Oktober, 27-28, TGP-FT UI Jakarta.

Chiron, S., Fernandez-Alba, A., Rodriguez, A., Garcia-Calvo, E., (2000), Water Res. 34 366–377

Devi, R., Van Veldhuizen, E.M., Grabowski, L., Dahiya, R.P., 2007, “ Efficient Process for Phenol from Water by Generating Pulsed Positive Corona above the Surface ”, ECO Services International.

Espluges, S., Contreras, S., Gimenez, J., Pascual, E., Rodriguez, M., (2001), “Comparison of different advanced oxidation processes for phenol degradation”, 1034-1042.

Fujita, H., Izumi, J., Sagehashi, M., Fuji, T., Sakoda, J., (2004), “Decomposition of trichloroethene on ozone-adsorbed high silica zeolite”,Water Res, 38 166–172.

Grabowski, L.R., (2006), “Pulsed corona in air for water treatment”, PhD thesis, Technische Universiteit Eindhoven, Eindhoven.

Hoigne, J., Bader, H., (1976), “The role of hydroxyl radical reaction in ozonation processes in aqueous solution”, Wat Res. 10, 377-386.

Huang Ching-Rong., Shu Hung-Yee., (1994), “The reaction kinetics, decomposition pathways and inttermediet formations of phenol in ozonation, UV/O, and UV/H2O2 processes”, 47-64.

Kustiningsih, I., Dhena Ria B., Eka Puji R., Hetty H., (2006) ,“Degradasi senyawa organik dan oksidasi Mn (II) limbah industri PTA dengan metode Ozonnasi+UV”.

Linsebigler, Amy L., Guangquan Lu, and John T. Yates Jr., (1995), “Photocatalysis on TiO2 surface: Principles, mechanisms, and selected results”, Chem Rev., 95, 735-758.

Najafi E., Jae-Yong Kim, Song-Hee Han, Kwanwoo Shin, (2006), “UV-Ozone treatment of multi-walled carbon nanotubes for enhanced organic solvent dispersion”.

Nasru, Alam Azis, (2006), “Lumpur Lapindo”, Kompas.

Sano, N., Yamamoto, T., Yamamoto, D., Kim, Seong-Ick, Eiad-Ua, Apiluck, Shinomiya, H., Nakaiwa, M., (2006), “Degradation of aqueous phenol by simultaneous use of ozone with silica-gel and zeolite”, 3-7. Sang-Kuk, H.; Kazuhiro, I.; Utsumi, H., (1998), “Quantitative analysis for the anchancement o hydroxyl radical

generation by phenols during ozonaton of water”.

Stapleon, D.R., Mantzavinos, D., Papadaki, M., (2007), “Photolytic (UV-C) and photocatalytic (UV-C/TiO2) decomposition of pyridines”, Journal of hazardous materials 146 (2007) 640-645.

Tanaka, K., Keiji Abe, Teruaki Hisanaga, (1996), “Photocatalytic water treatment on immobilized Ti02 combined with ozonation”, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 101 (1996) 85-87 Wang, S., Shiraishi, F., Nakano, K., (2002), “A synergistic effect of photocatalysis and ozonation on

Figur

Memperbarui...

Referensi

Memperbarui...

Related subjects :