LAPORAN AKHIR
PREPARASI DAN KARAKTERISASI MEMBRAN KERAMIK BERBASIS TANAH LIAT, ZEOLIT, NATRIUM METASILIKAT (Na2SiO3), DAN
ASAM BORIK (H3BO3) TERHADAP PENGOLAHAN POME
Laporan Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat Menyelesaikan pendidikan Diploma III
Pada Jurusan Teknik Kimia
Oleh:
Hafifa Marza 0613 3040 0317
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG
LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN AKHIR
PREPARASI DAN KARAKTERISASI MEMBRAN KERAMIK BERBASIS TANAH LIAT, ZEOLIT, NATRIUM META SILIKAT (NA2SIO3), DAN
ASAM BORIK (H3BO3) TERHADAP PENGOLAHAN POME
Oleh :
Hafifa Marza 0613 3040 0317
Palembang, Juli 2016 Pembimbing I,
Ir. A. Husaini, M.T NIP 195904091989031001
Pembimbing II,
Idha Silviyati, S.T., M.T NIP 197507292005012003
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Kimia
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
“Karena sesungguhnya, sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Sesungguhnya, sesudah kesulitan itu ada kemudahan.”-(QS. Al-Insyirah: 5-6)
“Tiada do’a yang lebih indah selain do’a agar laporan akhir ini cepat selesai.”-(Hafifa)
“Saya datang, saya bimbingan, saya ujian, saya revisi dan saya menang.”-(Anonim)
“Jenius adalah 1% inspirasi dan 99% keringat. Tidak ada yang dapat menggantikan kerja keras.”-(Anonim)
Kupersembahkan Laporan Akhir ini untuk:
• Alm. Bapak dan almh. Ibuku tercinta
• Mamaku dan tante-tanteku tersayang
• Adik-adik dan saudaraku terkasih
• Teman sekaligus sahabatku tersayang
• Pendamping hidup di dunia dan akhiratku kelak
ABSTRAK
Preparasi Dan Karakterisasi Membran Keramik Berbasis Tanah Liat, Zeolit, Natrium Metasilikat (Na2SiO3), Dan Asam Borik (H3BO3) Terhadap Pengolahan
POME
Hafifa Marza, 2016, 52 Halaman, 7 Tabel, 18 Gambar, 4 lampiran
Palm Oil Mill Effluent (POME) yang ditimbulkan oleh industri merupakan limbah yang mengandung senyawa organik yang dapat mencemari lingkungan serta akan mengakibatkan bau dan rasa yang tidak sedap. Salah satu cara yang digunakan dalam mengurangi limbah POME ini adalah dengan melakukan proses filtrasi dengan menggunakan teknologi membrane keramik tipe mikrofiltrasi. Tujuan penelitian ini yaitu membuat lima membran dengan bahan dasar berupa tanah liat, zeolit, natrium metasilikat, dan asam borik dengan variasi komposisi yang berbeda untuk kelima membran tersebut. Metode pembutan membran keramik ini yaitu melalui tahap pencetakan dan pembakaran pada suhu 900oC. Sebelum POME difiltrasi menggunakan membran keramik terlebih dahulu dilakukan pretreatment terhadap POME dengan mengalirkan POME melewati karbon aktif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa membran terbaik, yaitu membran dengan komposisi 80% tanah liat, 13,5% zeolit, 3,5% natrium metasilikat, dan 3,25% asam borik. Berdasarkan analisa SEM membran terbaik
ini memiliki ukuran pori 5,30 μ m, dengan kondisi pengoperasian pada tekanan 1,7 bar
dan suhu 30oC dengan rentang waktu 10 menit selama 30 menit. Kemampuan kinerja membran yaitu, rejeksi dan fluks yang dihasilkan membran mikrofiltrasi ini di pengaruhi oleh variasi komposisi bahan dengan hasil kualitas akhir rejeksi BOD 18,27%, rejeksi COD 68,28% dan rejeksi TSS 79,74% sedangkan nilai fluks 0,5095 (L/m2min).
v ABSTRACT
Preparation and Characteriztion of Ceramic Membrane Based Clay, Zeolite, Sodium Metasilicate, and Boric Acid in POME Treatment
Hafifa Marza, 2016, 52 Pages, 7 Table, 18 Picture, 4 Attachment
Palm Oil Mill Effluent (POME) which emerged by industry is wasted that contains the organic compound that can soil the environment and will cause bad smell and taste. One of way that can used to decrease the wasted of this POME is doing the filtration process by using ceramic membrane microfiltration technic. This research purpose is make five membranes with basic materials such as clay, zeolite, sodium metasilicate, and boric acid with variation of composition which different to the five membranes. The method of making this ceramic membrane is by printing and burning step in temperature 900oC. Before POME is filtrated by using ceramic membrane, firstly, doing the pretreament to POME by flowing POME passed the active carbon. The research result showed that the best membrane is a membrane with composition 80% clay, 13,5% zeolite, 3,5% sodium metasilicate, and 3,25% boric acid. Based on analisys
of Scanning Electro Microscop (SEM) this best membrane has pore size 5,30 μ m, in
operation condition in pressure 1,7 bar and temperature 30oC in time interval 10 minute during 30 minute. The ability of membrane performance is rejection and flux that produced by this microfiltration membrane is influenced by variation of material composition with final result of quality rejection BOD 18,27%, rejection COD 68,28% and rejecion TSS 79,74% while flux score 0,5095 (L/m2min).
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Allah SWT, atas limpahan rahmat dan karunia-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir berjudul “Preparasi Dan
Karakterisasi Membran Keramik Berbasis Tanah Liat, Zeolit, Natrium Metasilikat (Na2SiO3), Dan Asam Borik (H3BO3) Terhadap Pengolahan POME”. Laporan Akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan untuk
mencapai gelar Ahli Madya Pada Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri
Sriwijaya Palembang.
Penelitian dan Penyusunan Laporan Akhir ini dapat diselesaikan oleh
penulis tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, karena itu penulis
mengucapkan terimakasih yang sebesar–besarnya kepada :
1. Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri
Sriwijaya.
2. Adi Syakdani, S.T., M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik
Negeri Sriwijaya.
3. Ahmad Zikri, S.T., M.T, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia
Politeknik Negeri Sriwijaya.
4. Ir. A. Husaini, M.T dan Idha Silviyati, S.T., M.T selaku dosen
pembimbing yang telah meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk
memberikan bimbingan, dukungan, dan arahan selama penelitian dan
penulisan laporan akhir ini.
5. Ir. Erwana Dewi, M.Eng., Selaku kepala laboratorium rekayasa proses
jurusan teknik kimia politeknik negeri sriwijaya.
6. Ibu dan Bapak dosen teknik kimia yang telah mengajar dan mendidik
selama 6 semester ini.
7. Staf Laboratorium teknik kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.
8. Yaya Zakaria, S.Tp, selaku Asistant Maintenance dan Repair di PT Sawit
vii
9. Orang tua dan keluarga tercinta yang selalu mendoakan, memotivasi, dan
mendukung penulis dalam menyelesaikan Laporan Akhir.
10. Sahabat tercinta, Kiki, Lian, Andari, Mega, Opti, dan Siti, Ican, Muhar,
Randi, Ekhy terima kasih atas kebersamaan dan keceriaan kalian.
11. Teman-teman teknik kimia angkatan 2013 yang selalu kompak
memberikan semangat.
12. Semua pihak yang telah membantu penulis dan tidak dapat disebutkan satu
persatu yang telah membantu, baik materi maupun moral.
Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar – besarnya karena tanpa
bantuan semuanya dan atas izin Allah SWT penelitian ini tidak akan dapat
berjalan dengan lancer. Penulis menyadari bahwa penulisan ini masih jauh dari
kesempurnaan. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat
diharapkan demi penyempurnaan laporan akhir ini. Semoga karya yang jauh dari
dari sempurna ini tetap dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
Palembang, Juli 2016
DAFTAR ISI
1.2. Rumusan Masalah ... 5
1.3. Tujuan ... 5
1.4. Manfaat ... ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Limbah... 7
2.2 Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit ... 8
2.2.1 Pengertian Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit... 8
2.2.2 Standar Baku Mutu Limbah Kelapa Sawit ... 9
2.2.3 Pengolahan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit ... 9
2.2.4 Pemanfaatan Limbah Kelapa Sawit ... 10
2.3 Membran ... 11
2.4 Klasifikasi Membran ... 11
2.4.1 Berdasarkan Morfologinya ... 11
2.4.2 Berdasarkan Kerapatan Pori ... 12
2.4.3 Berdasarkan Fungsinya ... 12
2.4.4 Berdasarkan Strukturnya ... 14
2.4.5 Berdasarkan Bentuknya ... 14
2.5 Bahan Dasar Membran Keramik ... 15
2.6 Tipe Aliran Umpan ... 18
2.7 Karakteristik Membran ... 19
2.7.1 Kandungan Air... ... 19
2.7.2 Ukuran dan Jumlah Pori ... 19
2.7.3 Ketebalan Membran ... 19
2.7.4 Luas Membran ... 20
2.8 Prinsip Proses Pemisahan dengan Membran ... 20
2.9 Kinerja Membran... 21
2.10 Keunggulan dan Kelemahan Membran Keramik ... 23
ix
3.2 Alat dan Bahan ... 24
3.2.1 Alat yang digunakan ... 24
3.2.2 Bahan yang digunakan... 25
3.3 Perlakuan dan Rancangan Percobaan... 25
3.4 Prosedur Kerja... 26
3.4.1 Karakteristik Membran... ... 26
3.4.2 Pembuatan Membran Keramik ... 27
3.4.3 Uji Kelayakan Membran... 27
3.4.4 PretreatmantLimbah Cair Kelapa sawit... 27
3.4.5 Pengolahan Limbah Cair Kelapa Sawit... 28
3.4.6 Penentuan Derajat Keasaman... 28
3.4.6.1 Kaliabrasi alat pH meter ... 28
3.4.6.2 Prosedur Pengujian... 28
3.4.7 PenentuanChemical Oxygen Demand(COD)... 29
3.4.8 PenentuanBiological Oxygen Demand(BOD)... 29
3.4.9 PenentuanTotal Suspended Solid(TSS)... 31
3.5 Bagan Penelitian ... 32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 36
4.1 Hasil... ... 36
4.1.1 Hasil Karakterisasi Membran Keramik... 36
4.1.2 Hasil Kinerja Membran Keramik ... 37
4.2 Pembahasan... 39
4.2.1 Pengaruh Variasi Komposisi Bahan Terhadap Karakterisasi Membran Keramik... 39
4.2.2 Kinerja Membran Terhadap Limbah Cair Kelapa Sawit.. 40
4.2.2.1 Pengaruh Pretreatment Terhadap Penurunan Konsentrasi COD, BOD, TSS, dan pH... 40
4.2.3 Hasil Analisa Penurunan Konsentrasi COD setelah Proses Filtrasi dengan Menggunakan Membran Keramik. 41 4.2.4 Hasil Analisa Penurunan Konsentrasi BOD setelah Proses Filtrasi dengan Menggunakan Membran Keramik. 43 4.2.5 Hasil Analisa Penurunan Konsentrasi COD setelah Proses Filtrasi dengan Menggunakan Membran Keramik. 45 4.2.6 Penentuan Fluks Limbah Sawit Kelapa Sawit..……….... 46
4.2.7 Pengaruh Rejeksi Terhadap Fluks Limbah Cair Kelapa Sawit...………. 47
4.2.8 Evektivitas Membran Keramik Berbasis Tanah Liat, Zeolit, Natrium Metasilikat, dan Asam Borik Pada Pengolahan Limbah Cair Kelapa Sawit……… 49
4.2.9 Kondisi Pengoperasian Pada Pengoperasian Membran Keramik……….. 50
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 51
5.2 Saran... 51
xi
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Standasr Baku Mutu Limbah Kelapa Sawit ... 9 2. Jenis, Potensi, Dan Pemanfaatan Limbah Pabrik Kelapa Sawit ... 10 3. Komposisi Membran Keramik... 27 4. Hasil Analisa Limbah Cair Kelapa Sawit Sebelum dan
Sesudah Proses Pretreatment... 37 3.1 Komposisi Membran Keramik... 28 4.1 Data Analisa Limbah Cair Kelapa Sawit Sebelum Dan Sesudah Pretre
Atment... 36 4.2 Data Hasil Analisa Kualitas Olahan Seteah Proses Filtrasi Menggunakan
Membrane Keramik ... 37 4.3 Koefisien Rejeksi POME ... 37 4.4 Efektivitas Membran Mikrofiltrasi Berbasis Tanah Liat, Zeolit, Sodi
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1 Tanah Liat Berbentuk serbuk ... 15
2.2 zeolit ... 17
2.3 proses pemisahan... 18
3.1 Skema Rancangan Membran Keramik ... 33
3.2 Diagram Proses Pembuatan Membran Keramik ... 34
3.3 Diagram Proses Penggunaan Membran Keramik... 35
4.1 hasil SEM membran 5 ... 39
4.2 Pengaruh Preteatment terhadap penurunan konsentrasi COD, BOD, dan TSS pada POME... 40
4.3 Pengaruh Variasi Komposisi Membran terhadap COD... 40
4.4 Pengaruh Variasi Komposisi Membran terhadap BOD... 42
4.5 Pengaruh Variasi Komposisi Membran terhadap TSS ... 43
4.6 Pengaruh variasi komposisi terhadap fluks pada POME ... 44
4.7 Pengaruh Rejeksi Terhadap Fluks POME ... 45
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
A. Pengesahan Data ... 52
B. Uraian Perhitungan... 55
C. Dokumentasi Penelitian ... 64
