1
STUDI PENYERAPAN LOGAM BESI (Fe) DAN SULFAT
DARI LIMBAH INDUSTRI PERTAMBANGAN DENGAN
ADSORBEN KULIT UBI KAYU DAN
SPENT MUSHROOM
SUBSTRAT (SMS)
T E S I S
Oleh
FAISAL ABRANY SIREGAR
107004001/PSL
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
STUDI PENYERAPAN LOGAM BESI (Fe) DAN SULFAT
DARI LIMBAH INDUSTRI PERTAMBANGAN DENGAN
ADSORBEN KULIT UBI KAYU DAN
SPENT MUSHROOM
SUBSTRAT (SMS)
T E S I S
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Lingkungan
pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara
Oleh
FAISAL ABRANY SIREGAR
107004001/PSL
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Judul Tesis : STUDI PENYERAPAN LOGAM BESI (Fe) DAN
SULFAT DARI LIMBAH INDUSTRI
PERTAMBANGAN DENGAN ADSORBEN
KULIT UBI KAYU DAN SPENT MUSHROOM SUBSTRAT (SMS)
Nama Mahasiswa : Faisal Abrany Siregar Nomor Pokok : 107004001
Program Studi : Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Lingkungan
Menyetujui, Komisi Pembimbing
(Prof. Dr. Setiaty Pandia) Ketua
(Prof. Dr. Harry Agusnar, MSc, M.Phil) Drs. Chairuddin, MSc
Anggota Anggota
Ketua Program Studi, Direktur,
(Prof. Dr. Retno Widhiastuti, MS) (Prof. Dr. Ir. A. Rahim Matondang, MSIE)
Telah diuji pada
Tanggal : 07 Januari 2013
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof. Dr. Setiaty Pandia
Anggota : 1. Prof. Dr. Harry Agusnar, MSc, M.Phil
2. Drs. Chairuddin, MSc
3. Prof. Dr. Harlem Marpaung
PERNYATAAN
Judul Tesis
STUDI PENYERAPAN LOGAM BESI (Fe) DAN SULFAT DARI LIMBAH INDUSTRI PERTAMBANGAN DENGAN ADSORBEN KULIT UBI KAYU
DAN SPENT MUSHROOM SUBSTRAT (SMS)
Dengan ini penulis menyatakan bahwa tesis ini disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Lingkungan Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara adalah benar merupakan hasil karya penulis sendiri.
Adapun pengutipan – pengutipan yang penulis lakukan pada bagian – bagian tertentu dari hasil karya orang lain dalam penulisan tesis ini, telah penulis cantumkan sumbernya secara jelas sesuai dengan norma, kaidah, dan etika penulisan ilmiah.
Apabila di kemudian hari ternyata ditemukan seluruh atau sebagian disertasi ini bukan hasil karya penulis sendiri atau adanya plagiat dalam bagian – bagian tertentu, penulis bersedia menerima sanksi pencabutan gelar akademik yang penulis sandang dan sanksi – sanksi lainnya sesuai dengan peraturan perundangan yang berlaku.
Medan, Januari 2013
Penulis,
ABSTRAK
Salah satu dampak yang dihasilkan dari kegiatan penambangan adalah terbentuknya proses air asam tambang. Karaktersitik air asam tambang yang dihasilkan dari industri pertambangan di daerah Batangtoru, Tapanuli Selatan adalah tingginya konsentrasi logam besi (Fe) 4086,86 mg/L dan konsentrasi Sulfat 5131,25 mg/L. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui efisiensi pengolahan alternatif air asam tambang dengan menggunakan media karbon aktif berbahan dasar kulit bagian dalam ubi kayu dan material organik Spent Mushroom Substrat (SMS) dari sisa pengolahan industri pengembangbiakan jamur. Hasil dari masing – masing media ini menghasilkan adsorpsi logam besi (Fe) sebesar 84,50% dan penyisihan Sulfat sebesar 63,24 % dengan media karbon aktif dan efisiensi penyisihan logam besi (Fe) sebesar 99,99% dan 72,41% untuk penyisihan Sulfat dengan media SMS.
ABSTRACT
One of the effects of mining activity is the forming of the process of acid mine drainage. The characteristics of acid mine drainage produced by mining industry at Batangtoru, South Tapanuli, is high in iron metal (Fe) concentration at 4086.86 mg/L and in sulfate concentration at 5131.25 mg/L. The aim of the research was to know the efficiency of alternative processing of acid mine drainage using the medium of active carbon made of inner peel of cassava and Spent Mushroom Substrate (SMS) from waste of mushroom industrial processing. The results demonstrated that the adsorption of iron metal (Fe) and sulfate using activated carbon were 84.50% and 63.24%, respectively and the adsorption of iron metal (Fe) and sulfate using Spent Mushroom Substrate (SMS) were 99.99% and 72.41%, respectively.
Keywords: Acid Mine Drainage, Concentration of Iron Metal (Fe), Concentration of Sulfate, Adsorption, Active Carbon, Spent Mushroom Substrate
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah Subhanahu Wata‟ala atas yang telah memberikan
kesempatan dan kesehatan kepada penulis untuk menyelesaikan tesis ini. Shalawat
beriring salam penulis sampaikan kepada nabi besar Muhammad Shallallahu
„Alaihi Wassalam.
Dalam penyusunan tesis ini penulis banyak mendapat bantuan, bimbingan
dan arahan dari berbagai pihak. Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan
ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :
1. Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, MSc(CTM), SpA(K),
selaku Rektor Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Prof. Dr. Ir. A. Rahim Matondang, MSIE selaku Direktur Sekolah
Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.
3. Ibu Prof. Dr. Retno Widhiastuti, MS selaku Ketua Program Studi
Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Lingkungan Sekolah Pascasarjana
Universitas Sumatera Utara.
4. Ibu Prof. Dr. Setiaty Pandia, selaku ketua komisi Dewan Pembimbing
yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam penulisan tesis
ini.
5. Bapak Prof. Dr. Harry Agusnar, MSc, M.Phil, selaku anggota komisi
Dewan Pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan penulis
6. Bapak Drs. Chairuddin, MSc selaku anggota komisi Dewan Pembimbing
dan selaku Sekretaris Program Studi Magister Pengelolaan Sumber Daya
Alam dan Lingkungan Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.
7. Bapak Prof. Dr. Harlem Marpaung dan Bapak Prof. Dr. Ir. B. Sengli J
Damanik selaku dosen pembanding atas saran, kritik dan arahan guna
perbaikan tesis ini.
8. Seluruh Dosen pengajar, staf administrasi dan rekan – rekan mahasiswa yang telah banyak membantu selama perkuliahan hingga penulisan tesis
ini.
9. Kedua orang tua, istri dan anak tercinta untuk semangat dan dorongan
motivasi yang telah diberikan kepada penulis.
Tak lupa penulis menghaturkan permohonan maaf atas segala kekurangan
kepada semua pihak dalam kaitan dengan proses penyusunan tesis ini serta selama
dalam proses pendidikan saya dan berharap semoga tesis ini dapat bermanfaat
bagi semua pihak yang berkepentingan.
Medan, Januari 2013
DAFTAR ISI
2.4 Metoda Successive Alkalinity Producing System (SAPS) ... 10
2.5 Adsorpsi dan Jenis Adsorpsi ... 12
2.6 Jenis Adsorben ... 13
2.7 Kulit Dalam Ubi Kayu Sebagai Adsorben Arang Aktif ... 14
2.8 Percobaan Batch ... 17
2.9 Isoterm Freundlich ... 17
2.10 Isoterm Langmuir ... 18
2.11 Isoterm Brunauer – Emmet – Teller (BET) ... 19
2.12 Analisis Regresi ... 20
2.13 Analisis Korelasi ... 21
BAB III METODE PENELITIAN ... 24
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian... 24
3.2 Persiapan Alat dan Bahan ... 24
3.2.1 Pengambilan Sampel dan Persiapan Media ... 24
3.2.2 Media SMS ... 24
3.2.3 Media Karbon Aktif ... 25
3.3 Langkah Kerja ... 26
3.4 Diagram Alir Penelitian ... 28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 29
4.1 Karakteristik Air Asam Tambang ... 29
4.2 Uji Pendahuluan ... 30
4.4 Penentuan Isoterm ... 33
4.4.1 Model Isoterm Freundlich ... 33
4.4.2 Model Isoterm Langmuir ... 34
4.4.3 Model Isoterm Brunauer – Emmet – Teller (BET) ... 36
4.5 Pemilihan Model Adsorpsi Fe ... 38
4.6 Analisis Sulfat dengan Media Karbon Aktif ... 39
4.7 Pemilihan Model Adsorpsi Sulfat ... 40
4.8 Analisis Fe dengan Media SMS ... 43
4.9 Analisis Sulfat dengan Media SMS ... 48
4.10 Perbandingan Biaya Pembuatan Karbon Aktif dan Media SMS . 51 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 52
5.1 Kesimpulan ... 52
5.2 Saran ... 52
DAFTAR TABEL
No. Judul Halaman
4.1 Karakteristik air asam tambang 29
4.2 Penentuan waktu seimbang 30
DAFTAR GAMBAR
No. Judul Halaman
2.1 Pemilihan pengolahan air asam tambang 10 3.1 Reaktor penelitian yang digunakan 26
3.2 Diagram alir penelitian 28
4.1 Penentuan waktu seimbang 31
DAFTAR LAMPIRAN
No Lampiran Halaman
1. Hasil analisa laboratorium pra-penelitian 56 2. Hasil analisa laboratorium parameter Fe dengan media
karbon aktif
57
3. Hasil analisa laboratorium parameter Sulfat dengan media karbon aktif
58
4. Hasil analisa laboratorium parameter Sulfat dengan media SMS
59
