PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI ELECTROPLATING MENGGUNAKAN PROSES BIOSORPSI KULIT BATANG JAMBU BIJI (PSIDIUM GUAJAVA).

(1)

SKRIPSI

PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI ELECTROPLATING

MENGGUNAKAN PROSES BIOSORPSI KULIT BATANG

JAMBU BIJI (PSIDIUM GUAJAVA)

O l e h :

RIA AYU ANGGRAENI

0852010037

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “ VETERAN” JATIM

SURABAYA

2012

(2)

.

SKRIPSI

PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI ELECTROPLATING

MENGGUNAKAN PROSES BIOSORPSI KULIT BATANG

JAMBU BIJI (PSIDIUM GUAJAVA)

untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam memperoleh Gelar Sarjana Teknik ( S-1)

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

O l e h :

RIA AYU ANGGRAENI

0852010037

FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “ VETERAN” JATIM

SURABAYA

2012

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :

(3)

SKRIPSI

PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI ELECTROPLATING

MENGGUNAKAN PROSES BIOSORPSI KULIT BATANG

JAMBU BIJI (PSIDIUM GUAJAVA)

Oleh :

RIA AYU ANGGRAENI

0852010037

Telah dipertahankan dan diterima oleh Tim Penguji Skripsi

Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur

Pada hari : Tanggal :

Menyetujui,

Pembimbing

Ir. Tuhu Agung Rachmanto, MT. NIP : 19620501 198803 1 001

Penguji I

Ir. Yayok Suryo P., MS. NIP : 19600601 198703 1 001

Mengetahui,

Penguji II

Okik Hendriyanto C., ST, MT. NIP : 3 7507 99 0172 1 Ketua Program Studi

Dr. Ir. Munawar, MT. NIP : 19600401 198803 1 001

Penguji III

Dr. Ir. Munawar, MT. NIP : 19600601 198703 1 001 Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan

Untuk memperoleh gelar sarjana (S1), tanggal :... Dekan Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan

Ir. Naniek Ratni JAR., MKes. NIP : 19590729 198603 2 001

(4)

.

No. Kegiatan Tempat/ Judul Selesai Tahun

1 Kuliah Lapangan PT. SI ER, PT. Multi Bintang I ndpnesia, PT. Sritex, DSDP Denpasar, Balai Konservasi Mangrove Bali

2011

2 KKN Desa Wonorejo, Kecamatan Wonomerto,

Kabupaten Probolinggo 2011

3 Kerja Praktek Studi Pengelolaan Sistem Manajemen Keselamatan dan Kesehatan Kerja di PT> I GLAS (Persero)

2011

4 PBPAM Perencanaan Bangunan Pengolahan Air

Limbah 2012

5 SKRI PSI Pengolahan Limbah I ndustri Electroplating

Menggunakan Proses Biosorpsi Kulit Batang Jambu Biji (Psidium Guajava)

(5)

i

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah yang telah diberikan kepada penulis sehingga Tugas Akhir Pengolahan Limbah Industri Electroplating Menggunakan Proses Biosorpsi Kulit Batang Jambu Biji (Psidium

Guajava) terselesaikan dengan baik.

Tugas Akhir ini merupakan salah satu prasyarat akademik untuk meraih gelar sarjana teknik (S1) Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

Tugas Akhir ini dapat terselesaikan atas bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Ibu Ir. Naniek Ratni JAR., Mkes selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur 2. Bapak DR. Ir. Munawar Ali, MT selaku Ketua Program Studi Teknik

Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

3. Bapak Ir. Tuhu Agung Rahmanto, MT selaku dosen pembimbing Tugas Akhir yang telah membimbing dan memberikan pengarahan hingga tugas akhir ini terselesaikan dengan baik.

(6)

ii

5. Kakak tercinta Arie Safitri, SH atas support dan bantuannya.

6. Seluruh keluarga besar Karsimin (Alm) yang telah membantu untuk mencari bahan penelitian.

7. Sahabat-sahabatku Okta, Dina, Nissa, Nana, Nia Hendriati, Dwi Ayu Pricillia, Yohana Janeta, Ninda, Toni, Rachmi, Ajeng, Lisa, Fahria, Rahma atas support dan semangatnya.

8. Seluruh teman-teman Teknik Lingkungan 2008 yang secara langsung maupun tidak langsung membantu dalam pengerjaan tugas ini.

Penyusun menyadari banyak kekurangan dalam penyusunan laporan ini. Segala bentuk kritik dan saran yang sifatnya membangun, demi kesempurnaan penyusunan laporan yang akan datang.

Surabaya,

Penyusun

(7)

iii

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR GAMBAR ... v

DAFTAR TABEL ... vi

INTISARI ... vii

ABSTRACT ... viii

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang ... 1

I.2 Permasalahan ... 2

I.3 Tujuan ... 2

I.4 Manfaat ... 3

I.5 Ruang Lingkup ... 3

BAB II TINJ AUAN PUSTAKA II.1 Adsoprsi ... 4

II.1.1 Adsorpsi Isotherm ... 5

II.2 Biosorpsi ... 6

II.2.1 Pengertian Biosorpsi ... 6

II.2.2 Prinsip Biosorpsi ... 7

II.2.3 Biosorben ... 8

II.2.4 Faktor yang Mempengaruhi Biosorpsi ... 9

II.3 Jambu Biji ... 12

II.4 Air Limbah ... 13

II.4.1 Definisi Air Limbah ... 13

II.4.2 Karakteristik Air Limbah ... 13

(8)

iv

II.5 Proses Electroplating ... 15

II.6 Limbah Industri Electroplating ... 17

BAB III METODOLOGI PENELITIAN III.1 Bahan Penelitian ... 20

III.2 Peralatan ... 20

III.3 Variabel Penelitian ... 20

III.4 Prosedur Kerja ... 21

III.4.1 Persiapan Bahan Baku ... 21

III.4.2 Pembuatan Biosorben ... 21

III.4.3 Pengujian Biosorben ... 22

III.5 Kerangka Penelitian ... 23

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1 Pengaruh Waktu Pengadukan dengan Jumlah Biosorben Terhadap Penurunan Konsentrasi Ion Logam ... 25

IV.2 Pengaruh Variasi Waktu Pengadukan Terhadap Jumlah Dosis Biosorben ... 29

IV.3 Pengaruh Variasi Jumlah Dosis Biosorben Terhadap Waktu Pengadukan ... 31

IV.4 Penentuan Model Biosorpsi ... 32

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1. Kesimpulan ... 37

(9)

v

Gambar 2.1 Struktur Molekul Tanin ... 12 Gambar 3.1 Kerangka Penelitian ... 23 Gambar 4.1 Kompleks Antara Ni2+ Dengan Situs Aktif (C=O dan -OH Pada

Biosorben ... 28 Gambar 4.2 Proses Biosorpsi Ni2+ Kedalam Pori-Pori Biosorben ... 29 Gambar 4.3 Hubungan Antara Waktu Tinggal dengan Prosentase Penurunan

Konsentrasi Ion Logam Ni2+ dengan Variasi Berbagai Dosis Biosorben ... 30 Gambar 4.4 Hubungan Antara Jumlah Dosis Biosorben dengan Prosentase

Penurunan Konsentrasi Ion Logam Ni2+ dengan Variasi Berbagai Waktu Pengadukan ... 31 Gambar 4.5 Isotherrm Langmuir Biosorpsi Ion Logam Ni2+ Pada Kulit Batang

Jambu Biji ... 33 Gambar 4.6 Isotherrm Freundlich Biosorpsi Ion Logam Ni2+ Pada Kulit Batang

Jambu Biji ... 34 Gambar 4.7 Isotherrm BET Biosorpsi Ion Logam Ni2+ Pada Kulit Batang

Jambu Biji ... 34 Gambar 4.8 Perbandingan Nilai Ce Analisis dengan Nilai Ce Permodelan

Isotherm Langmuir ... 35 Gambar 4.9 Perbandingan Nilai Ce Analisis dengan Nilai Ce Permodelan

Isotherm Freundlich ... 35 Gambar 4.10 Perbandingan Nilai Ce Analisis dengan Nilai Ce Permodelan

Isotherm BET ... 36 Gambar 4.11 Perbandingan Hasil Nilai Ce Analisis dengan Nilai Ce Permodelan

(10)

vi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Tentang Baku Mutu Limbah Cai Bagi Industri ... 18 Tabel 4.1 Hasil Analisa Awal Limbah Proses Elektroplating ... 24 Tabel 4.2 Pengaruh Waktu Pengadukan Serta Jumlah Biosorben Terhadap %

Penurunan Kadar Logam Pada Limbah PT. Maspion ... 26

(11)

vii

Ion logam berat merupakan salah satu kandungan berbahaya pada limbah Industri Elektroplating yang harus diolah sebelum dibuang ke badan air. Salah satu metode pengolahan yang dapat digunakan yaitu biosorpsi. Biosorpsi merupakan proses adsorpsi yang menggunakan material padat bahan alam sebagai biosorben. Biosorben yang digunakan yaitu kulit batang jambu biji (Psidium Guajava) yang berupa serbuk. Sampel yang digunakan pada penelitian ini merupakan limbah PT. Maspion pada pelapisan nikel. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efektivitas biosorpsi, pengaruh variabel lama waktu pengadukan dan dosis biosorben terhadap penurunan konsentrasi ion logam berat serta permodelan adsorpsi untuk metode ini. Variabel yang digunakan yaitu waktu pengadukan mulai 10, 20, 30, dan 40 menit serta dosis biosorben yang digunakan mulai dari 1 g/500 mL; 1,5 g/500 mL; 2 g/500 mL; dan 2,5 g/500 mL. Analisa sample diketahui mengandung konsentrasi ion logam Ni2+. Prosentase penurunan konsentrasi ion logam Ni2+ terbesar adalah 83,55 % pada waktu pengadukan selama 40 menit dan dosis biosorben sebesar 2,5 g/500 mL. Kesimpulan dari penelitian ini bahwa kulit batang jambu biji efektiv digunakan dalam teknologi biosorpsi dan variabel yang digunakan mempengaruhi prosentase penurunan untuk menurunkan kadar ion logam. Permodelan adsorpsi yang terbaik dari penelitian ini adalah permodelan Langmuir dengan persamaan X/M = , ∗

, *

0,107.

(12)

viii

ABSTRACT

Heavy metal ion is one of hazardous content in waste of electroplating industry which must to treatment before discarded in river. One of treatment method can used is biosorption. Biosorption is adsorption process which used solid materials of biomass as biosorbent. Biosorbent used is Guava (Psidium Guajava) bark powder. Sampel used in this experiment from nickel plating PT. Maspion waste. This experiment purpose to know the effectiveness of biosorption, effect of agitation time and biosorbent dossage variable to decline heavy metal ion concentration also the adsorption eqilibrium for this method. Variable that use in this experiment are agitation time from 10, 20, 30, and 40 minute also biosorbent dossage from 1 g/500 mL; 1,5 g/500 mL; 2 g/500 mL; and 2,5 g/500 mL. Sample

analysis known that contain ion nickel2+ concentration. The maximum percent

decrease of ion nickel2+ concentration is 83,55 % when agitation time is 40

minute and biosorbent dossage is 2,5 g/500 mL. The conclusion from this experiment that guava bark powder effective used in biosorption technology and the variable which is used influence percent decrease for removal concentration of heavy metal ion. The best adsorption equilibrium from this experiment is

Langmuir model with the equatation is X/M = , ∗

, * 0,107.

Key word : Biosorption, Guava (Psidium Guajava) bark, Ion nickel2+

concentration

(13)

1

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Limbah merupakan hasil samping dari proses yang tidak dapat digunakan lagi namun harus diperhatikan karena mengandung bahan berbahaya yang dapat mengurangi kualitas dari air. Misal limbah industri electroplating. Salah satu kandungan berbahaya dalam limbah ini adalah ion logam berat. Logam berat apabila dibuang secara langsung ke lingkungan dapat secara langsung maupun tidak langsung membahayakan bagi makhluk hidup maupun lingkungan. Umumnya untuk mengolah kandungan ion logam berat menggunakan proses ion exchange, adsorpsi, reverse osmosis, dan sebagainya. Namun proses tersebut memerlukan biaya operasional cukup tinggi dan menghasilkan limbah sekunder yang dapat membahayakan lingkungan. Oleh karena itu perlu alternatif lain yang dapat mengatasi masalah tersebut.

Proses biosorpsi dapat digunakan sebagai alternatif dalam menurunkan kadar ion logam berat. Kelebihan dari proses ini adalah biaya operasi yang kecil serta tidak menghasilkan limbah sekunder yang berbahaya. Biosorpsi memiliki cara kerja yang sama dengan adsorpsi. Yang membedakan adalah penggunaan bahan adsorben. Biosorpsi menggunakan adsorben dari bahan alam (biomaterial). Salah satu biosorben yang dapat dimanfaatkan adalah jambu biji (Psidium

Guajava). Jambu biji digunakan karena mengandung zat tanin yang dapat

(14)

2

dibanding pada daun. Oleh karena itu dalam penelitian ini akan meneliti tentang kemampuan kulit batang jambu biji sebagai biosorben untuk mereduksi kandungan ion logam berat limbah industri electroplating dengan menggunakan metode biosorpsi.

I.2. Per masalahan

Berdasarkan latar belakang diatas permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Besarnya biaya operasional untuk mereduksi ion-ion logam berat pada air limbah.

2. Kemampuan biosorpsi kulit batang jambu biji (Psidium Guajava) untuk menyerap ion logam berat.

I.3. Tujuan

Tujuan dilakukannya penelitian ini yaitu :

1. Mengetahui bagaimana tingkat efektivitas metode biosorpsi kulit batang jambu biji (Psidium Guajava) untuk menurunkan kandungan ion logam berat pada air limbah.

2. Mengetahui bagaimana pengaruh perubahan waktu kontak serta dosis biosorben terhadap penurunan konsentrasi ion logam berat.

3. Mengetahui permodelan adsorpsi yang dapat digunakan dalam metode biosorpsi kulit batang jambu biji (Psidium Guajava).

(15)

I.4. Manfaat

Dari pelaksanaan penelitian ini mendapatkan beberapa manfaat antara lain : 1. Memberikan alternatif pengolahan limbah yang mengandung ion logam

berat

2. Memperkenalkan teknologi biosorpsi menggunakan kulit batang jambu biji untuk mengolah air limbah

I.5. Ruang Lingkup

Ruang lingkup dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Biosorben yang digunakan yaitu kulit batang jambu biji (Psidium Guajava) 2. Air limbah yang digunakan yaitu limbah industri PT. Maspion di Sidoarjo

pada bagian pelapisan logam nikel

(16)

4

BAB II

TINJ AUAN PUSTAKA

II.1 Adsorpsi

Adsorpsi merupakan peristiwa penyerapan pada permukaan suatu adsorben, misalnya adsorpsi zat padat terhadap gas atau zat cair. Zat yang teradsorpsi disebut sebagai adsorbat dan zat pengadsorbsi disebut dengan adsorben. Peristiwa adsorbsi dapat terjadi pada adsorben yang pada umumnya berupa zat padat. Adsorpsi oleh zat padat dibedakan menjadi dua yaitu adsorpsi fisika serta adsorpsi kimia.

Adsorpsi fisika merupakan adsorpsi yang terjadi adanya reaksi antara molekul adsorbat dengan permukaan adsorben. Molekul-molekul adsorbat terikat secara lemah karena adanya gaya Van Der Waals. Apabila daya tarik menarik antara zat terlarut dengan adsorben lebih besar dari daya tarik menarik antara zat terlarut dengan dengan pelarutnya, maka zat yang terlarut akan diadsorpsi pada permukaan adsorben. Umumnya adsorpsi relatif berlangsung cepat dan bersifat reversible.

Sedangkan adsorpsi kimia yaitu reaksi yang terjadi antara zat padat dengan zat terlarut yang teradsorpsi. Adsorpsi ini bersifat spesifik dan melibatkan gaya yang jauh lebih besar daripada adsorpsi fisika. Panas yang dilibatkan adalah sama dengan panas reaksi kimia. Menurut Langmuir, molekul teradsorpsi ditahan pada permukaan oleh gaya valensi yang tipenya sama dengan yang terjadi antara atom-atom dalam molekul. Karena adanya ikatan kimia, maka permukaan adsorben

(17)

akan terbentuk suatu lapisan, dimana lapisan tersebut akan menghambat proses penyerapan selanjutnya oleh bantuan adsorben sehingga efektifitasnya berkurang.

II.1.1 Adsorpsi Isother m

Kesetimbangan atau adsorpsi isotherm merupakan dasar dalam sistem adsorpsi. Hal tersebut untuk mengetahui kapasitas dari adsorben dalam menyerap konsentrasi bahan pencemar. Isotherm Langmuir dan Freundlich merupakan isotherm yang biasa digunakan kesetimbangan karakteristik dari adsorpsi.

Isotherm Langmuir merupakan isotherm yang paling sederhana yang didasarkan pada asumsi bahwa setiap tempat adsorpsi adalah ekivalen, dan kemampuan partikel untuk terikat ditempat itu, tidak bergantung pada ditempati atau tidaknya tempat yang berdekatan.

X/M = qm

dengan, X/M = konsentrasi logam yang terjerap pada adsorben (mg/g) qm = kapasitas maksimal adsorpsi pada adsorben (mg/g) KL = konstanta adsorpsi (l/mg)

Ce = konsentrasi logam terhadap larutan (mg/l)

Isotherm Freundlich merupakan satu dari beberapa persamaan awal yang diusulkan untuk menghubungkan jumlah bahan teradsorpsi terhadap konsentrasi bahan dalam larutan yang dirumuskan dalam persamaan berikut:

X/M = KF . Ce1/n

(18)

6

KF = konstanta kapasitas adsorpsi

1/n = parameter empiris intensitas adsorpsi pada adsorben

Persamaan berikutnya yaitu Isotherm BET. Teori ini menganggap bahwa adsorpsi juga dapat terjadi di atas lapisan adsorbat monolayer. Sehingga, isoterm adsorpsi BET dapat diaplikasikan untuk adsorpsi multilayer. Pada pendekatan ini, perbandingan kekuatan ikatan pada permukaan adsorben dan pada lapisan adsorbat monolayer didefinisikan sebagai konstanta c. Isoterm adsorpsi BET dapat dinyatakan sebagai

Menurut Sutrasno Kartohardjono (2008) biosorpsi adalah suatu proses dimana material padat bahan alam digunakan untuk mengadsorb atau menyerap logam berat yang terlarut dalam air limbah. Secaran umum, biosorpsi adalah suatu proses penyerapan analit oleh biomassa. Biomassa yang digunakan sebagai adsorben merupakan bahan alam yang berasal dari materi biologis berupa mikroba maupun tanaman untuk mengakumulasi logam berat dari suatu larutan atau limbah. Oleh karena itu proses ini merupakan suatu proses yang menggunakan biaya operasional yang tidak terlalu besar karena dengan biomassa atau biosorben alami dapat menyerap logam berat yang berbahaya dan terutama digunakan untuk meremoval bahan pencemar dari hasil buangan industri.

(19)

Biosorpsi dikatakan sebagai proses pengolahan yang efisien, berpotensi dan membutuhkan biaya yang efektif untuk meremoval logam berbahaya pada hasil buangan industri (Varma, D.S.N.R et al, 2010). Salah satu kelemahan dari proses biosorpsi ini adalah tidak berpotensi mendegradasi logam sampai ke bentuk spesies organometallic.

Biosorpsi logam terjadi karena kompleksitas ion logam yang bermuatan positif dengan pusat aktif yang bermuatan negatif pada permukaan dinding sel atau dalam polimer-polimer ekstraseluler, seperti protein dan polisakarida sebagai sumber gugus fungsi yang berperan penting dalam mengikat ion logam. Proses penyerapan berlangsung cepat dan dapat terjadi pada sel hidup maupun sel yang telah mati (Soeprijanto, 2004).

II.2.2 Pr insip Biosorpsi

(20)

8

berat dapat terendapkan sebagai garam yang tidak terlarut. Misal, pH optimum biosorpsi ion Pb (II), Ni (II), Co (II) oleh Zooglea ramigera adalah berkisar antara 4,0-4,5 sedangkan untuk Fe (II) adalah dengan pH 2.

Biosorpsi didasarkan pada kapasitas pengikatan ion logam oleh berbagai materi biologi. Mekanisme biosorpsi tersebut cukup bervariasi dan kompleks. Pada proses biosorpsi, pengambilan ion logam dilakukan oleh interaksi fisiokimia antara logam dan gugus fungsional yang ada pada permukaan sel organisme. Interaksi ini berdasar pada adsorpsi secara fisik, pertukaran ion, dan penyerapan secara kimia yang tidak bergantung pada metabolisme sel. Proses ini relatif cepat dan dapat dikembalikan lagi (diperbaharui), serta tidak terpengaruh oleh toksisitas logam berat yang diserap.

II.2.3 Biosorben

Biosorben merupakan materi biologis yang digunakan sebagai adsorben dalam proses penyerapan logam dari suatu larutan (Alluri et al, 2007). Ketika menentukan biomassa untuk biosorpsi logam, sumber biomassa merupakan faktor utama yang harus diperhatikan. Biomassa dapat berasal dari lumpur aktif atau hasil buangan proses fermentasi dari industri seperti makanan dan tepung. Selain itu juga dapat berupa organisme (misal, bakteri, ragi, jamur dan alga) yang berasal dari habitat asli yang merupakan sumber tebaik untuk biomassa. Menurut Ahalya

et al (2003), dinding sel dari sebagian besar biosorben terdiri dari lipid,

polisakarida dan protein. Pada dinding tersebut terdapat kelompok fungsional

(21)

yang berbeda seperti imidazol, tioter, karboksil, hidroksil, karbonil, fosfat, fenolik dan lain-lain yang dapat membentuk koordinasi kompleks dengan ion logam.

Biosorben yang digunakan dapat berupa biomassa hidup maupun biomassa mati (Ahalya et al, 2003). Biomassa mati dapat mengikat ion logam secara adsorpsi pada permukaan selnya dengan kapasitas yang besar dibanding dengan pertukaran ion. Berdasarkan hal tersebut dapat diketahui bahwa teknologi biosorpsi dengan menggunakan biomassa mati melalui pengikatan oleh dinding sel lebih sesuai untuk tujuan teknologi daripada menggunakan organisme hidup. Pengikatan ion logam oleh biomassa mati melalui dinding sel tidak melibatkan proses metabolisme dari mikroorganisme yang bersangkutan, kemudian beresiko kecil dari adanya kontaminasi oleh organisme lain, harga murah dan ketersediaan biomassa yang luas serta adanya proses perbaikan kembali (Ahalya et al, 2003).

II.2.4 Faktor Yang Mempengar uhi Biosorpsi a. Pengaruh PH

(22)

10

jambu biji, prosentase removal meningkat dari 74,00 hingga 95,11 % dimana hal ini terjadi karena peningkatan dari pH 1 hingga 4 dan menurun pada pH 5. Bagaimanapun, dengan meningkatnya nilai pH ion logam menggantikan ion H+ mengikat biosorben.

b. Pengaruh Konsentrasi Awal Logam

Nilai efektivitas biosorpsi meningkat dengan meningkatnya konsentrasi sampai pada nilai diman kejenuhan biosorben akan tercapai. Pada penelitian yang dilakukan Nursiah La Nafie (2009) tentang biosorpsi ion logam Cr(VI) dengan menggunakan biomassa lamun enhalus acroides, keadaan dimana biosorben telah jenuh oleh adsorbat belum tercapai karena efektivitas biosorpsi masih tetap meningkat (efeketivitas biosorpsi belum konstan) dengan naiknya konsentrasi. Penelitian lain oleh Mohammed Abdulsalam dan A. G. Devi Prasad (2010), menyatakan semakin besar konsentrasi awal ion logam maka semakin besar nikel yang diserap oleh biosorben. Walaupun peningkatan terserapnya logam telah diamati, menurunya prosentase biosorpsi mungkin menyebabkan berkurangnya area permukaan untuk menampung lebih banyak logam yang ada dalam larutan.

c. Pengaruh Dosis Biosorben

Mohammed Abdulsalam dan A. G. Devi Prasad (2010) dalam penelitiannya menjelaskan efisiensi biosorpsi meningkat dari 61,37 sampai 90,82 % dan logam yang tersisa dari 24,55 hingga 9,08 mg/l (dari 40 mg/l) dengan meningktanya jumlah dosis adsorben dari 1,0 g/l sampai 4,0 g/l. Meningkatnya dosis biomassa biasanya diikuti meningkatnya jumlah biosorbsi ion logam karena meningkatnya area permukaan dari biosorben tersebut, yang mengakibatkan

(23)

meningkatnya area yang dapat mengikat. Penurunan kapasitas penyerapan mungkin terjadi karena faktanya beberapa area penyerapan mungkin tak jenuh selama proses penyerapan sedangkan area yang tersedia untuk penyerapan meningkat dengan meningkanya dosis penyerap.

d. Pengaruh Waktu Kontak

Waktu kontak antara biosorben dengan sampel juga dapat mempengaruhi efisiensi dari proses biosorpsi itu sendiri. Pada penelitian yang dilakukan oleh Sutrasno Kartohardjono (2008) membahas bahwa pada 15 menit pertama terjadi pengurangan ion logam Cr (VI) yang signifikan dengan menggunakan biosorben kulit batang jambu biji. Hal tersebut menunjukkan bahwa kulit batang jambu biji memiliki kecepatan penyerapan yang baik. Titik kesetimbangan tercapai bilamana pengurangan konsentrasi ion logam mencapai titik maksimalnya sehingga penambahan waktu kontak tidak akan memberikan pengaruh yang signifikan terhadap pengurangan konsentrasi ion logam.

e. Pengaruh Temperatur

(24)

12

II.3 J ambu Biji (Psidium Guajava)

Jambu biji adalah tanaman buah jenis perdu yang berasal dari Brazilia Amerika Tengah, menyebar ke Thailand kemudian ke negara Asia lain seperti Indonesia. Jambu biji sering disebut juga jambu klutuk, jambu siki, atau jambu batu.

Tanaman ini termasuk kingdom Plantae, ordo Rosidis, famili Myrtaceae, bangsa Myrteae, dan genus Psidium. Nama latin dari dari jenis tanaman ini adalah

Psidium Guajava. Kandungan kimia buah, daun, dan kulit batang pohon jambu

biji mengandung zat tanin, sedangkan pada bunganya tidak. Tanin didefinisikan sebagai senyawa polifenol yang mempunyai bobot molekul yang tinggi dan mempunyai banyak gugus hidroksil serta gugus lain seperti karboksil sehingga dapat membentuk kompleks dengan logam, protein dan makromolekul lainnya dibawah kondisi lingkungan tertentu (Wisnubroto, 2002). Salah satu sifat tanin yaitu sebagai pengkhelat logam yang kuat. Ini dikarenakan kandungan senyawa fenol yang terdapat pada tanin.

Gambar 2.1 Struktur Molekul Tanin (Sumber: Kartohardjono, Sutrasno, 2008)

(25)

Diketahui bahwa adanya ikatan karbonil pada zat tannin menjadikannya molekul yang mudah terprotonasi atau bermuatan positif sehingga dapat menarik atau menyerap anion logam berat yang bermuatan negatif (Handoyo dan Trimawan, 2010)

II.4 Air Limbah

II.4.1 Definisi Air Limbah

Air limbah juga dikenal sebagai sewage, mula-mula dari limbah rumah tangga, manusia, dan binatang. Namun lama-kelamaan berkembang selain dari sumber tersebut. Air limbah dapat berasal dari kegiatan industri, run off, infiltrasi air bawah tanah. Air limbah pada dasarnya 99,94% berasal dari sisa kegiatan, sisanya 0,06% berasal dari material terlarut oleh alam (Mukimin, Aris, 2006).

II.4.2 Karakteristik Air Limbah

Karakteristik air limbah umumnya terbagi ke dalam fisika, kimia, dan biologi. Sifat fisika, kimia, dan biologi air limbah sangat penting untuk menentukan proses apa yang dilakukan untuk pengolahan air limbah tersebut. Ketiga sifat ini sangat tergantung pada sumber kegiatan penghasil limbah, apakah itu masyarakat, industri atau komoditi lain.

Temperatur dan zat padat pada air limbah adalah faktor penting untuk proses pengolahan air limbah. Temperatur dapat mempengaruhi reaksi kimia serta aktivitas biologi. Zat padat seperti total suspended solid (TSS), volatile suspended

(26)

14

ukuran unit pengolahan. Zat padat terdiri dari material tersuspensi dan terlarut yang mengandung material organik dan anorganik. Material organik terdiri dari karbonat, lemak, minyak surfaktan, protein, dan sebagainya. Sedangkan material anorganik terdiri dari logam berat, nitrogen, phosphor, pH, alkaliniti, chloride, sulfur, dan polutan lain.

Mikroorganisme yang terdapat pada air limbah adalah bakteri, jamur, protozoa, tumbuh-tumbuhan mikroskopik, binatang, serta virus. Banyak mikroorganisme terutama bakteri dan protozoa, yang berhubungan langsung serta digunakan untuk pengolahan dengan proses biologi.

II.4.3 Pengolahan Air Limbah

Sebelum dibuang ke badan air, limbah perlu diolah terlebih dahulu agar konsentrasi limbah sesuai dengan standar baku mutu yang telah ditetapkan. Pengolahan air limbah dibagi menjadi tiga jenis pengolahan yaitu pengolahan secara fisik, secara kimia, dan terakhir adalah secara biologis. Pengolahan secara fisik dilakukan tanpa menggunakan ataupun menambahkan bahan apapun. Utamanya pengolahan ini digunakan untuk mengendapkan bahan-bahan tersuspensi berukuran besar yang mudah mengendap ataupun yang terapung. Macam pengolahan fisik antara lain adalah screening, sedimentation, flotation,

fltration serta presipitation.

Macam pengolahan berikutnya yaitu pengolahan secara kimia. Pengolahan ini menggunakan penambahan bahan kimia yang biasanya dilakukan untuk mengilangkan partikel-partikel koloid, logam-logam berat, serta zat-zat organik

(27)

yang berbahaya. Pengolahan ini terdiri dari koagulasi-flokulasi, ion exchange, adsorpsi, netralisasi, dan masih banyak lagi pengolahan yang lainnya.

Pengolahan yang terakhir yaitu pengolahan secara biologis. Pengolahan ini dilakukan dengan penambahan materi biologis berupa mikroorganisme. Mikrooganisme dapat mereduksi BOD ataupun zat organik yang ada pada limbah. Proses biologis dibedakan menjadi dua jenis, yaitu proses aerob dan proses anaerob. Metode pengolahan biologi antara lain trickling filter, activated sludge,

RBC, dan sebagainya.

II.5 Pr oses Electroplating

Proses electroplating merupakan suatu proses coating oleh logam tertentu pada suatu obyek dari bahan logam secara elektrolisis. Pada proses ini logam pelapis harus lebih mulia dari logam yang akan dilapisi. Electroplating merupakan salah satu cara penanggulangan korosi terhadap logam dan menambah ketahanan terhadap logam dan menambah ketahanan bahan. Disamping itu merupakan produk dekoratif atau memberi warna atau tekstur tertentu (Hendriyanto, Okik, 2009). Proses pelapisan logam menggunakan listrik (electroplating) terdiri dari beberapa urutan proses antara lain persiapan bahan yang akan dilapisi, pelapisan, dan penyelesaian akhir.

a. Pr oses Per siapan Bahan

(28)

16

1) Proses pembersihan lemak (degreasing) yaitu benda yang akan diproses cukup dicelup dalam suatu larutan zat-zat organik misalnya Trikhloretilen, alkohol, bensin, dan sebagainya yang bertujuan untuk menghilangkan lemak (organik) yang dapat mengganggu proses pelapisan karena mengurangi daya hantar listrik atau mengurangi kontak antara lapisan dengan logam dasarnya.

2) Proses pembersihan dengan asam (pickling). Proses pickling adalah pembersihan oksida secara kimiawi melalui pencelupan dalam larutan asam. Lapisan oksida pada permukaan umumnya terdiri dari beberapa ikatan, bagian terluar dan terbanyak adalah Fe2O3, bagian tengah Fe3O4 dan bagian lebih dalam lagi dekat logamnya adalah FeO.

3) Proses pembilasan biasanya dilakukan dengan sistem pembilasan dalam beberapa bak dan arah aliran atau dapat juga menggunakan sistem semprot.

4) Proses pembersihan mekanis adalah proses pemolesan yang dilakukan dengan maksud untuk menghaluskan permukaan atau menghilangkan goresan.

b. Pr oses Pelapisan

Sebelum dilakukan proses pelapisan, benda kerja yang telah bersih direndam dalam larutan aktivatif (proses aktivasi) untuk mengaktifkan benda kerja sehingga mempermudah melekatnya logam yang akan dilapisi. Logam yang dilapisi dihubungkan dengan kutub negatif (-) dan logam pelapisannya pada kutub positif (+) serta sumber arus searah. Dengan adanya arus yang mengalir dari

(29)

sumber, maka elektron “dipompa” melalui elektroda positif (anoda) menuju elektroda negatif (katoda) dan dengan adanya ion-ion logam yang didapat dari elektrolit maka menghasilkan logam yang melapisi permukaan logam lain.

c. Pr oses Akhir

Proses akhir meliputi pembersihan atau pencucian pada benda kerja dari sisa-sisa larutan yang melekat. Setelah dilakukan pencucian kemudian dikeringkan. Pengerjaan akhir ini berfungsi juga sebagai kontrol pada produk tersebut secara visual.

II.6 Limbah Industri Electroplating

(30)

18

Tabel 2.1 Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Industri

Sianida Total (CN) tersisa 0,2 0,004

Krom Total (Cr) 0,5 0,010

Debit limbah maksimum 20 L per m2 produk pelapisan logam

(Sumber : Keputusan Menteri Lingkungan Hidup, No : Kep-51/MENLH/10/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Industri)

a. Nikel (Ni)

Pengertian Nikel adalah salah satu zat padat metalik yang memiliki sifat tahan karat. Dalam keadan tidak bercampur, wujud nikel adalah sebagai zat yang lembek, tapi nikel bisa menjadi baja tahan karat (stainless steel) apabila dipadukan dengan krom, besi, dan zat logam lainnya. Nikel merupakan salah satu logam yang berwarna putih keperak-perakan dengan pemolesan tingkat tinggi. Bersifat keras, mudah ditempa, sedikit ferromagnetis, dan merupakan konduktor yang agak baik terhadap panas dan listrik. Nikel tergolong dalam grup logam besi-kobal. Nikel sendiri memliki sifat logam yang kuat, liat serta tahan korosi. Elemen

(31)

(32)

20

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

III.1 Bahan Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

1. Biosorben yang digunakan yaitu kulit batang jambu biji (Psidium

Guajava)

2. Air limbah yang digunakan berasal dari limbah pelapisan logam nikel industri electroplating PT. Maspion di Sidoarjo

III.2 Peralatan 1. Gelas ukur 2. Blender

3. Beaker glass

4. Tangki pengaduk 5. Penyaring 6. Timbangan

III.3 Variabel Penelitian

Variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Variabel Tetap

a. Kecepatan pengaduk yaitu 70 rpm b. pH, menggunakan pH asli dari limbah

(33)

c. Volume sampel yang digunakan sebesar 100 mL 2. Variabel Peubah

a. Waktu kontak antara biosorben dengan sampel limbah antara lain : 10 menit; 20 menit; 30 menit; serta 40 menit

b. Jumlah biosorben yang digunakan mulai 1 g/500 mL; 1,5 g/500 mL; 2 g/500 mL; serta 2,5 g/500 mL

3. Parameter Yang Diamati Konsentrasi ion logam berat

III.4 Pr osedur Kerja

Penelitian yang dilakukan terdiri dari tiga tahap yaitu : persiapan bahan baku, pembuatan biosorben, pengujian kandungan ion logam berat, pengujian biosorben kulit batang jambu biji, terakhir pengujian kembali kandungan ion logam berat. Penelitian ini menggunakan sistem batch.

III.4.1 Persiapan Bahan Baku

1. Kulit batang jambu biji diambil dari tanaman jambu biji

2. Limbah pelapisan logam nikel industri electroplating diambil dari PT. Maspion di Sidoarjo

III.4.2 Pembuatan Biosorben

1. Tumbuhan jambu biji diambil bagian kulit batangnya 2. Kemudian dihaluskan menggunakan blender hingga halus

(34)

22

4. Setelah kering, kulit batang yang telah halus dan kering di simpan dam tempat yang kedap udara.

III.4.3 Pengujian Biosorben a. Waktu kontak

1. Sampel limbah diambil kemudian dimasukkan dalam 4 beaker glass masing-masing 500 mL. Konsentrasi limbah menggunakan konsentrasi asli dari limbah itu sendiri.

2. Masukkan 1 g/500 mL, 1,5 g/500 mL, 2 g/500 mL dan 2,5 g/500 mL biosorben ke dalam masing-masing beaker glass yang telah berisi sampel 3. Aduk sampel dalam beaker glass dengan kecepatan ± 70 rpm selama

waktu yang telah ditentukan

4. Setelah pengadukan selesai, saring sampel untuk memisahkan biosorben dengan sampel. Uji kadar ion logam pada masing-masing sampel

b. Jumlah biosorben

1. Sampel limbah diambil kemudian dimasukkan dalam 4 beker glass masing-masing 500 mL.

2. Masukkan biosorben ke dalam beker glass yang telah berisi sampel ssebanyak 1 g/500 mL secara bergantian

3. Aduk sampel dalam beker glass dengan kecepatan ± 70 rpm selama waktu yang telah ditentukan

4. Setelah pengadukan selesai, saring sampel untuk memisahkan biosorben dengan sampel. Uji kadar ion logam pada masing-masing sampel

(35)

III.5 Kerangka Penelitian

J udul

Pengolahan Limbah Industri Electroplating Menggunakan Proses Biosorpsi Kulit Batang Jambu Biji

Studi Literatur

Pembuatan Biosorben Persiapan Alat dan Bahan

Kulit batang jambu dihaluskan Keringkan dibawah sinar matahari ± 5 hari

Timbang sesuai dosis

• Besarnya biaya operasional untuk mengolah limbah yang mengandung ion logam berat

• Kemampuan adsorpsi kulit batang jambu biji terhadap kandungan ionlogam berat

(36)

24

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada dasarnya penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan dari kulit batang jambu biji sebagai biosorben untuk meremoval kandungan ion logam berat yang ada pada limbah industri electroplating khususnya pada pelapisan logam nikel.

Penelitian ini dilakukan dengan sistem batch dengan variabel peubahnya yaitu lama waktu pengadukan serta jumlah dosis biosorben yang digunakan. Pengujian biosorben menggunakan tangki pengaduk dengan kecepatan pengadukan 70 rpm yang berada diantara range kecepatan pengadukan koagulasi dan flokulasi. Biosorben yang digunakan berasal dari kulit batang tanaman jambu biji yang dihaluskan hingga menjadi serbuk. Parameter yang diukur pada penelitian ini yaitu kandungan ion logam berat pada limbah.

Tabel 4.1 Hasil Analisa Awal Limbah Proses Electroplating

No. Parameter Analisa Nilai Konsentrasi Satuan Keterangan 1

Pada tabel diatas dapat dilihat hasil analisa menunjukkan bahwa dalam limbah yang digunakan tidak mengandung ion logam Cr6+. Hal ini dikarenakan limbah yang digunakan menggunakan limbah pada saat pelapisan logam nikel, sehingga dalam limbah tidak terdapat konsentrasi dari ion logam chrom. Pelapisan

(37)

logam nikel dilakukan sebelum proses akhir menggunakan logam chrom untuk pelapisan. Oleh karena itu dalam penelitian ion logam utama yang dianalisa yaitu konsentrasi ion nikel2+ dalam limbah.

Untuk pembuatan biosorben menggunakan bahan dasar yaitu kulit batang jambu biji. Batang jambu biji yang digunakan tanpa menentukan umur tanaman. Batang jambu biji yang dipangkas dari pohon dikupas kulit batangnya. Setelah dikupas, kulit batang dihaluskan menggunakan blender hingga menjadi serbuk. Setelah dihaluskan kulit batang dicuci dengan air bersih kemudian disaring dan dikeringkan dibawah sinar matahari kurang lebih selama 5 hari. Setelah kering, serbuk kulit batang di ayak menggunakan saringan dengan ukuran mesh sebesar 30.

IV.1 Pengaruh Waktu Pengadukan dengan J umlah Biosorben Ter hadap Penurunan Konsentrasi Ion Logam

(38)

26

Selain waktu pengadukan, semakin bertambah jumlah biosorben yang digunakan dapat meningkatkan semakin besarnya penurunan kadar ion logam pada limbah yang digunakan. Ini dikarenakan semakin besar area permukaan biosorben yang dapat menjerab ion logam yang akhirnya membuat ion logam yang terjerab lebih banyak. Penelitian yang dilakukan oleh D.S.N.R. Varma, dkk (2010) menggunakan dosis biosorben terbanyak hingga 30 g/L untuk menurunkan kadar ion logam cadmium yang ternyata penurunan ion logam masih signifikan. Tabel 4.2 Pengaruh Waktu Pengadukan Serta Jumlah Biosorben Terhadap %

Penurunan Kadar Logam Pada Limbah PT. Maspion J umlah seiring meningkatnya waktu pengadukan serta bertambahnya dosis biosorben yang digunakan. Pada perlakuan dengan waktu pengadukan 10 menit serta dosis biosorben sebesar 1 g/500 mL prosentase penurunan kadar ion logam Ni2+ sebesar 29,455%. Perlakuan ini masih belum mendapatkan hasil maksimal, dikarenakan waktu tumbukan masih belum cukup sehingga biosorben tidak dapat menjerab ion logam lebih baik. Pada perlakuan dengan waktu berturut-turut 20 menit, 30 menit, serta 40 menit dengan dosis yang sama prosentase penurunan konsentrasi ion logam nikel2+ yaitu 37,091%; 50,545%; serta 54,545%.

(39)

Peningkatan prosentase penurunan kadar ion logam seiring dengan bertambahnya lama waktu pengadukan. Ini dikarenakan semakin lama waktu pengadukan maka biosorben dapat menjerab ion logam nikel2+ lebih banyak yang akhirnya kadar ion logam pada adsorbat berkurang. Namun apabila waktu pengadukan terlalu lama dapat menyebabkan biosorben menjadi jenuh sehingga kemampuan biososben menjerab ion logam pun menurun. Pada penelitian yang dilakukan oleh Sutrasno Kartohardjono (2008) pada rentang waktu 15 hingga 45 menit pertama, penurunan kadar ion logam chrom6+ cukup signifikan. Disaat waktu dinaikkan dari 45 hingga 90 menit, penurunan kadar ion logam chrom tidak terjadi perubahan karena kondisi biosorben sudah mulai jenuh sehingga penjeraban sudah tidak signifikan lagi.

Penambahan jumlah biosorben juga berpengaruh terhadap naiknya prosentase penurunan ion nikel2+ dalam limbah. Seperti pada tabel 4.2 dengan waktu pengadukan 30 menit, bertambahnya biosorben dari 1 g/500 mL; 1,5 g/500 mL; 2 g/500 mL; serta 2,5 g/500 mL maka prosentase penurunan berturut-turut yaitu 50,545 %; 62,182 %; 68,727 %; dan terakhir yaitu 80,364 %. Ini membuktikan bahwa semakin banyak biosorben maka ruang untuk penjeraban ion logam semakin besar/banyak. Penelitian-penelitian terdahulu menjelaskan bahwa semakin meningkatnya jumlah biosorben yang digunakan maka area permukaan lebih besar karena meningkatnya area yang dapat menjerab ion logam yang terlarut.

(40)

28

juga dapat mengkhelat logam. Berikut adalah proses pembentukan kompleks anatara ion Ni2+ dengan situs aktif (C=O dan –OH) yang terdapat dalam biosorben kulit batang jambu biji (Psidium Guajava) :

Gambar 4.1 Kompleks Antara Ni2+ Dengan Situs Aktif (C=O dan –OH) Pada Biosorben (Sumber : Lestari, 2010)

Tanin adalah ligan polidentant yang menyumbang lebih dari dua pasang elektron pada atom pusat. Area aktif dari biosorben sebagai ligan yang terikat oleh ion Ni2+ secara kovalen dengan mendonorkan pasangan elektronnya kepada logam yang diserap. Peningkatan konsentrasi yang terjerab terjadi karena semakin banyak biosorben yang digunakan maka semakin banyak pula area aktif (C=O dan –

OH) yang terdapat pada biosorben (Lestari, 2010). Area aktif inilah yang digunakan untuk proses biosorbsi secara kimia melalui pembentukan kompleks antara logam yang terjerab dengan biosorben.

Selain secara kimia, proses ini juga terjadi secara fisik. Biosorpsi ini terjadi dimana Ni2+ terperangkap ke dalam rongga atau pori-pori dari biosorben.

Ni2+

+ _Ni2+

(41)

Gambar 4.2 Proses Biosorpsi Ni2+ Kedalam Pori-Pori Biosorben (Sumber :

Lestari, 2010)

Pada biosorpsi fisik, gaya yang mengikat oleh biosorben yaitu gaya Van der Walls. Ini disebabkan adanya akibat gaya yang bekerja antara konsentrasi logam dengan biosorben. Proses ini reatif berlangsung secara cepat dan bersifat reversible.

IV.2 Pengaruh Variasi Waktu Pengadukan Ter hadap J umlah Dosis Biosorben

(42)

30

Gambar 4.3 Hubungan antara waktu tinggal dengan prosentase penurunan konsentrasi ion logam Ni2+ dengan variasi berbagai dosis biosorben Dari gambar 4.1, dapat dilihat bahwa semakin lama waktu pengadukan maka semakin besar nilai penurunan kadar ion logam nikel2+ pada limbah. Misal pada waktu pengadukan 10 menit nilai prosentase penurunan konsentrasi ion logam nikel2+ yaitu 29,455 % dengan penggunaan dosis biosorben sebanyak 2 g/L. Namun prosentase penurunan ion logam nikel2+ masih belum maksimal. Hal ini dapat dibuktikan dari penambahan waktu pengadukan maka semakin besar nilai penurunan kadar ion logam nikel2+. Dengan menambahkan waktu pengadukan hingga 40 menit, prosentase penurunan kadar ion logam nikel2+ sebesar 67,636 % dengan pemberian dosis biosorben sebanyak 2 g/L.

Seperti dikatakan pada penelitian pendahulu yang dilakukan oleh D.S.N.R. Varma, dkk (2010) pada waktu awal, proses biosorpsi berlangsung secara cepat karena tersedia area permukaan pada biosorben yang cukup untuk menjerab ion logam yang akan diserap. Semakin lama waktu pengadukan, maka semakin banyak konsentrasi ion logam yang terjerab dipermukaan biosorben akibat

Dosis Biosorben

(43)

terjadinya tarik menarik gaya Van Der Waals. Namun jumlah zat terlarut yang diadsorpsi akan mencapai batas maksimum. Hal ini dikarenakan terjadi penurunan area permukaan biosorben akibat tertutupi oleh lapisan logam yang telah teradsorpsi sebelumnya (La Nafie et al, 2009).

IV.3 Pengaruh Variasi J umlah Dosis Biosorben Terhadap Waktu Pengadukan

Dari tabel hasil penelitian, dapat diketahui hubungan antara jumlah dosis penambahan biosorben kulit batang jambu biji dengan prosentase penurunan kadar logam terhadap berbagai variasi dari waktu pengadukan pada gambar di bawah ini :

Gambar 4.4 Hubungan antara jumlah dosis biosoben dengan prosentase penurunan konsentrasi ion logam Ni2+ dengan variasi berbagai waktu pengadukan

(44)

32

banyak lapisan permukaan yang dapat menjerab ion logam. Pada penggunaan dosis biosorben sebesar 2 g/L, prosentase penurunan ion logam nikel2+ sebesar 37,091 %. Sedangkan pada perlakuan yang berikutnya dengan menambahkan jumlah dosis biosorben berturut-turut dari 3 g/L, 4 g/L serta 5 g/L prosentase penurunan kadar logam ion nikel2+ yang terlarut pada sampling yaitu sebesar 53,091 %, 66,182 % serta yang terakhir sebesar 74,509 %.

Mohammed Abdulsalam Abdullah dan A. G. Devi Prasad (2010) dalam penelitian yang dilakukan mengatakan bahwa naiknya dosis biosorben maka naik pula jumlah kadar ion logam yang terjerab karena meningkatnya area permukaan biosorben yang akhirnya membuat bertambah besarnya daerah yang dapat mengikat. Pada penelitian lain yang dilakukan oleh V. Ponnusami, et al (2008) mengatakan bahwa dengan naiknya dosis biosorben maka semakin meningkat jumlah permukaan aktif yang dapat menyerap ion logam. Namun pada penelitin tersebut penurunan kadar ion logam menurun pada saat dosis biosorben dinaikkan pada kondisi tertentu. Hal ini dikarenakan sisa permukaan biosorben yang tak jenuh selama proses biosorpsi. Namun dalam penelitian ini tidak terjadi penurunan prosentase kadar ion logam nikel2+ yang turun seiring ditambahkannya dosis biosorben pada sample.

IV.4 Penentuan Model Biosorpsi

Untuk mengetahui kemampuan biosorben dalam menjerab ion logam Ni2+ terlarut, model persamaan adsorpsi yang digunakan antara lain Isotherm Langmuir, Isotherm Freundlich, serta Isotherm BET (Bruenauer, Emet, & Teller).

(45)

Model persamaan tersebut digunakan untuk mencari nilai konstanta penjeraban biosorben pada ion logam Ni2+. Pada pembahasan sebelumnya diketahui bahwa penjeraban maksimal terjadi pada waktu ke 40 menit sehingga nilai kejenuhan yang digunakan dalam perhitungan model persamaan.

Berdasar nilai hasil analisa laboratorium persamaan Isotherm Langmuir dihasilkan dengan memplot nilai Ce/(X/M) dengan nilai Ce didapat grafik berikut ini :

Gambar 4.5 Isotherm Langmuir Biosorpsi Ion Logam Ni2+ pada Kulit Batang Jambu Biji

Dari grafik diatas, besarnya kapasitas penjeraban kulit batang jambu biji selama 40 menit ditunjukkan dengan persamaan Langmuir yaitu Ce/(X/M)=9,369*Ce+0,5617.

(46)

34

Gambar 4.6 Isotherm Freundlich Biosorpsi Ion Logam Ni2+ pada Kulit Batang Jambu Biji

Dilihat dari grafik diatas, besar kapasitas penjeraban ion logam Ni2+ terlarut, persamaan yang didapat yaitu Log X/M = 0,425 log Ce -0,7565.

Persamaan Isotherm BET (Bruenauer, Emet, & Teller) dihasilkan dengan memplot nilai Ce/((X/M)*(Cs-Ce)) dengan nilai Ce/Cs didapat grafik berikut ini :

Gambar 4.7 Isotherm BET Biosorpsi Ion Logam Ni2+ pada Kulit Batang Jambu Biji

Pada gambar diatas dapat dilihat persamaan yang dihasilkan yaitu C/((X/M)(Cs-S)) = -0,149 C/Cs – 24,12.

(47)

Dari ketiga persamaan tersebut, dapat ditentukan permodelan untuk mendapatkan hasil nilai Ce. Nilai Ce yang didapat dari permodelan tersebut dapat dibandingkan dengan hasil nilai Ce analisis laboratorium.

Gambar 4.8 Perbandingan Nilai Ce Analisis dengan Nilai Ce Permodelan Isotherm Langmuir

(48)

36

Gambar 4.10 Perbandingan Nilai Ce Analisis dengan Nilai Ce Permodelan Isotherm BET

Gambar 4.11 Perbandingan Hasil Nilai Ce Penelitian dengan Ketiga Nilai Ce Permodelan Isotherm Terhadap Dosis Biosorben

Dari grafik diatas dapat dilihat perbedaan antara nilai penelitian dengan ketiga nilai dari hasil persamaan tidak jauh berbeda. Hasil nilai Ce pada masing-masing isotherm nilainya hampir sama dengan hasil nilai Ce analisis. Permodelan yang mendekati dengan hasil analisis yang didapat adalah permodelan Langmuir. Nilai R2 permodelan Langmuir mendekati 1 yaitu sebesar 0,9507 dan nilai kesalahan sebesar 0,00178980.

(49)

37

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Kulit batang jambu biji efektiv dipergunakan dalam teknologi biosorpsi untuk menurunkan kadar ion logam nikel2+ limbah pelapisan nikel PT. Maspion.

2. Lama waktu pengadukan serta dosis biosorben mempengaruhi penurunan konsentrasi logam Ni2+ pada adsorbat. Semakin lama waktu pengadukan, semakin kecil sisa adsorbat yang ada pada sampel. Selain itu, semakin besar dosis biosorben yang digunakan maka konsentrasi logam Ni2+ pada adsorbat berkurang.

3. Permodelan adsorpsi yang dapat digunakan metode ini yaitu persamaan model Langmuir X/M = , ∗

, * 0,107 dengan nilai R

2

sebesar 0,9507.

V.2. Sar an

(50)

ix

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, M. A. and Prasad, A. G. D., 2010, Biosorption of Nickel (II) fr om Aqueous Solution and Electroplating Wastewater Using Tamarind (Tamarindus Indica L.), Australian Journal of Basic and Applied Science 4 (8) : 3591-3601.

Ahalya, N., Ramachandra, T. V., Kanamadi, R. D., 2003, Biosorption of Heavy Metals, Research Journal of Chemistry and Environment Volume 7 (4). Alluri, H. K., dkk., 2007, Biosorption : An Eco-Friendly Alternative for Heavy

Metal Removal, pp.2924-2931 African Journal of Biotechnology Volume 6 (25).

Handoyo dan Wijono, T. H., 2010, Pemanfaatan Kulit Batang J ambu Biji (Psidium Guajava) Untuk Adsorpsi Chromium Limbah Industri Kulit, Jurnal Penelitian Kesehatan Suara Forkes Volume 1 No 1.

Hendriyanto, Okik dan Hidayah, E. N., Penyisihan Logam Chrom Menggunakan Konsorsium Mikr oorganisme, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jatim.

Igwe, J. C. and Abia, A. A., 2006, A Bioseparation Pr ocess For Removal Heavy Metals Fr om Wastewater Using Biosorbent, pp.1167-1179 African Journal of Biotechnology Volume 5 (12).

Kartohardjono, S., Lukman, M. A., Manik, G. P., 2008, Pemanfaatan Kulit Batang J ambu Biji (Psidium Guajava) Untuk Adsorpsi Cr (VI) dar i Larutan, Universitas Indonesia.

Lestari, Sri, 2010, Pengaruh Berat Dan Waktu Kontak Untuk Adsorpsi Timbal(III) Oleh Adsorben Dari Kulit Batang J ambu Biji (Psisdium

Guajava L.), Jurnal Kimia Mulawarman Volume 8.

Mukimin, Aris, 2006, Pengolahan Limbah Industri Berbasis Logam Dengan Teknologi Elektr okoagulasi Flotasi: Thesis, Universitas Diponegoro. Nafie, N. L., Taba, P., Mahmud, D., 2009, Biosorpsi Ion Logam Cr (VI)

Dengan Menggunakan Biomassa Lamun Enhalus Acoroides Yang Ter dapat di Pulau Bar rang Lompo, Indonesia Chemical Acta Volume 2 No 2.

Soeprijanto, Fabella, R., Aryanto, B., 2004, Kinetika Biosorpsi Ion Logam Cu (II) Dalam Larutan Menggunakan Biomassa Phanerochaete Chysosporium, Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya.

(51)

x Tokyo Institute of Technology.

Triatmojo, Suharjono, dkk, 2001, Biosorpsi dan Reduksi Krom Limbah Penyamakan Kulit Dengan Biomassa Fusarium Sp dan Aspergillus

Niger, Manusia dan Lingkungan Volume VIII No 2.

Varma, D. S. N. R., et al, 2010, Studies on Biosorption of Cadmium on Psidium Guajava Leaves Powder Using Statistical Experimental Design, Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 2 (5): 29-44. Wisnubroto, Djarot S., 2002, Pengolahan logam Berat Dari Limbah Cair