BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN - Smart Library UMRI

(1)

30 Universitas Muhammadiyah Riau

4.1 Hasil

4.1.1 Rendemen Arang Aktif Kulit Durian

Rendemen arang aktif dinyatakan dengan presentase (%). Hasil penentuan rendemen dapat dilihat pada Tabel 4.1 di bawah ini.

Tabel 4.1 Data Hasil Penentuan Rendemen Arang Aktif Kulit Durian Bobot Kering

Kulit Durian (g)

Bobot Arang Yang Telah Di

Ayak (g)

Bobot Arang Yang Telah Di

Aktivasi (g)

Rendemen (%)

396,8927 100,1326 73,0892 25,23

4.1.2 Penentuan Gugus Fungsi Arang Kulit Durian

Hasil pengujian FTIR sampel arang aktif kulit durian sebelum diaktivasi dapat dilihat pada Gambar 4.1 dan hasil pengujian FTIR sampel arang aktif kulit durian setelah diaktivasi dengan menggunakan HCl 1 N dapat dilihat pada Gambar 4.2 berikut.

Gambar 4.1 Hasil Analisis FTIR Adsorben Kulit Durian Sebelum Diaktivasi

450 750 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 3300 3600 3900 4200 4500

1/cm 20

25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

%T

3613,79 3072,74 2941,57 2869,24 2603,05 2331,07 1688,75 1540,23 1272,11 1219,06 1107,19 1044,50 1010,74 881,51

ARANG KULIT DURIAN 2

(2)

Universitas Muhammadiyah Riau

Gambar 4.2 Hasil Analisis FTIR Adsorben Kulit Durian Setelah Aktivasi HCl 1 N

Tabel 4.2 Perbandingan Puncak Serapan FTIR Arang Aktif Dari Kulit Durian Gugus Fungsi Standar (cm^-1)

(Dachriyanus, 2004)

Bilangan Gelombang

Sebelum Aktivasi Setelah Aktivasi

O-H 3750-3000 3613,79 cm^-1 3634,05 cm^-1

C-H 3000-2700 2941,57 cm^-1 2870,20 cm^-1

C C 2400-2100 2331,07 cm^-1 2313,71 cm^-1

C=O 1900-1650 1688,75 cm^-1 1710,93 cm^-1

C=C 1675-1500 1540,23 cm^-1 1591,34 cm^-1

4.1.3 Penentuan Massa Optimum Adsorben Terhadap Sampel Limbah Cair Laundry

Berdasarkan hasil analisis massa optimum adsorben terhadap sampel limbah laundry, didapat hasil analisis berbeda pada tiap massanya. Hasil dapat dilihat pada Tabel 4.3.

450 750 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 3300 3600 3900 4200 4500

1/cm -0

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

%T

3634,05 2957,97 2932,89 2870,20 2606,91 2523,00 2313,71 2276,10 1710,93 1591,34 1375,30 1212,31 1082,11 1065,72 1036,78 969,27 772,52

ADSORBEN KULIT DURIAN

(3)

Tabel 4.3 Hasil Analisis Massa Adsorben Optimum

Parameter

Sebelum Perlakuan

(mg/L)

Setelah Perlakuan

Penurunan (%)

Permen LH No.5

tahun 2014 (mg/L) Massa

(gr)

Konsentrasi (mg/L)

TSS 380

1 288 24,21

60

2 160 57,89

3 94 75,26

Amonia 2,142

1 1,570 26,70

0,5

2 1,285 40,01

3 0,714 66,67

Fosfat 2,466

1 1,017 58,76

2

2 1,007 59,16

3 0,897 63,62

4.1.4 Penentuan Waktu Kontak Adsorben Terhadap Sampel Limbah Cair Laundry

Berdasarkan hasil analisis waktu kontak adsorben terhadap sampel limbah laundry, didapat hasil analisis berbeda pada tiap waktu kontaknya. Hasil dapat

dilihat pada Tabel 4.4.

Tabel 4.4 Hasil Analisis Waktu Kontak

Parameter

Sebelum Perlakuan

(mg/L)

Penurunan (%)

Permen LH No.5

tahun 2014 (mg/L) Waktu

(jam)

Konsentrasi (mg/L)

TSS 380

12 134 64,74

60

24 94 75,26

36 53 86,05

Amonia 2,142 12 1,082 49,48 0,5

(4)

24 0,714 66,67

36 0,432 79,83

Fosfat 2,466

12 0,980 60,26

2

24 0,897 63,64

36 0,630 74,45

4.1.5 Analisa Padatan Total Tersuspensi (TSS) (SNI.06-6989.3-2004)

Berdasarkan hasil analisis Padatan Total Tersuspensi (TSS), maka didapatkan hasil analisis massa adsorben dan waktu kontak. Hasil analisis massa adsorben dapat dilihat pada Tabel 4.5. hasil analisis waktu kontak dapat dilihat pada tabel 4.6.

Tabel 4.5 Hasil Analisis TSS Massa Adsorben Optimum

Sebelum Perlakuan(mg/L)

(Penambahan Adsorben) Batas Keberterimaan 1 gram 2 gram 3 gram

380 288 mg/L 160 mg/L 94 mg/L 60 mg/L

Tabel 4.6 Hasil Analisis TSS Waktu Kontak

(Penambahan Adsorben) Batas Keberterimaan 12 jam 24 jam 36 jam

380 mg/L 134 mg/L 94 mg/L 53 mg/L 60 mg/L

4.1.6 Analisa Kadar Amonia (SNI 06-6989-30.2005)

Berdasarkan hasil analisis kadar amonia, maka didapatkan hasil analisis massa adsorben dan waktu kontak. Hasil analisis massa adsorben dapat dilihat pada Tabel 4.7. Hasil analisis waktu kontak dapat dilihat pada Tabel 4.8.

Tabel 4.7 Hasil Analisis Kadar Amonia Massa Adsorben Optimum

(Penambahan Adsorben) Batas Keberterimaan 1 gram 2 gram 3 gram

2,142 mg/L 1,570 mg/L 1,285 mg/L 0,714 mg/L 0,5 mg/L

(5)

Tabel 4.8 Hasil Kadar Amonia Waktu Kontak

2,142 mg/L 1,743 mg/L 0,714 mg/L 0,432 mg/L 0,5 mg/L

4.1.7 Analisa Kadar Fosfat (SNI 06-6989-1.31-2005)

Berdasarkan hasil analisis kadar fosfat, maka didapatkan hasil analisis massa adsorben dan waktu kontak. Hasil analisis massa adsorben dapat dilihat pada Tabel 4.9. Hasil analisis waktu kontak dapat dilihat pada Tabel 4.10.

Tabel 4.9 Hasil Analisis Kadar Fosfat Massa Adsorben Optimum

(Penambahan adsorben) Batas Keberterimaan 1 gram 2 gram 3 gram

2,466 mg/L 1,017 mg/L 1,007 mg/L 0,897 mg/L 2 mg/L

Tabel 4.10 Hasil Kadar Fosfat Waktu Kontak

2,466 mg/L 0,980 mg/L 0,897 mg/L 0,630 mg/L 1 mg/L

4.2 Pembahasan

4.2.1 Pengambilan Sampel Limbah Cair Laundry

Pada penelitian ini analisis Padatan Total Tersuspensi (TSS), amonia dan fosfat limbah cair laundry menggunakan adsorben arang aktif dari kulit durian sampel limbah yang akan digunakan diambil dari hasil kegiatan home industry yaitu dilakukan di salah satu laundry yang berada di Jl. Paus, Kecamatan Marpoyan Damai, Kota Pekanbaru.

Metode pengambilan contoh air limbah sesuai dengan SNI 6989.59:2008, waktu pengambilan sampel limbah cair laundry dengan mengambil sampel saat kegiatan pembuangan limbah cair laundry berlangsung. Setelah limbah cair

(6)

laundry keluar dari bak penampungan segera ditampung sampel dan dimasukkan

dalam tabung yang sesuai dengan peruntukan analisis dimana sebelumnya telah dibilas dengan sampel sebanyak tiga kali untuk pemeriksaan sebagai sampel (Utami, 2013).

4.2.2 Proses Karbonisasi Dan Proses Aktivasi Arang Aktif Kulit Durian Kulit durian yang telah dibersihkan dan dijemur seberat 396, 8927 gr di arangkan dengan furnace pada suhu 400^ºC selama 15 menit dan diayak menggunakan mesh 200 diperoleh 100,1326 gr berat arang. Arang aktif kulit durian yang telah diaktivasi HCl 1 N selama 24 jam menghasilkan berat arang sebesar 73,0892 gr dengan rendemen sebesar 25,23%. Hasil rendemen yang di dapat hampir sama dibandingkan dengan hasil penelitian Marlinawati dkk (2015) yaitu 24, 9402%. Penetapan rendemen arang aktif kulit durian bertujuan untuk mengetahui jumlah arang aktif yang dihasilkan setelah melalui proses karbonisasi dan aktivasi. Proses karbonisasi dilakukan untuk mengurai selulosa menjadi unsur karbon dan mengeluarkan unsur-unsur non karbon dari dalam kulit durian, sedangkan aktivasi dilakukan untuk menghilangkan hidrokarbon yang melapisi permukaan arang aktif agar porositas arang dapat ditingkatkan.

4.2.3 Hasil Karakterisasi Adsorben Kulit Durian Dengan Instrumentasi FTIR

Pengujian FTIR dilakukan untuk melihat dan mendeteksi gugus-gugus fungsi senyawa organik pada sampel. Hasil pengujian FTIR sampel arang aktif kulit durian sebelum diaktivasi dapat dilihat pada Gambar 4.1. Dari gambar 4.1 dapat dilihat bahwa spektrum FTIR arang aktif dari kulit durian yang belum diaktivasi menunjukan adanya vibrasi gugus fungsi O-H, C-H, C C, C=O dan C=C dari senyawa aromatik yang ditunjukan dengan adanya pita serapan di daerah panjang gelombang 881,51– 3613,79 cm^-1. Pita lebar dengan intensitas sedang pada daerah 3613,79 cm^-1menunjukkan adanya ikatan O-H. Pita pada daerah 2941,57 cm^-1 menunjukkan adanya ikatan C-H. Pita pada daerah 2331,07 cm^-1 menunjukkan adanya ikatan C C. Pita pada daerah 1688,75 cm^-1 menunjukkan adanya ikatan C=O. Pita pada daerah 1540,23 cm^-1 menunjukkan adanya ikatan C=C.

(7)

Hasil pengujian FTIR sampel arang aktif kulit durian sebelum diaktivasi dapat dilihat pada Gambar 4.2. Dari Gambar 4.2 dapat dilihat bahwa spektrum FTIR pada arang aktif yang diaktivasi dengan HCl 1 N terjadi pergeseran panjang gelombang dari 3613,97 cm^-1 menjadi 3634,05 cm^-1 pada gugus fungsi O-H, dan terjadi pergeseran panjang gelombang pada gugus fungsi C-H dari 2941,57 cm^-1 menjadi 2870,20 cm^-1. Pada gugus fungsi C C terjadi pergeseran panjang gelombang dari 2331,07 cm^-1 menjadi 2313,71 cm^-1. Pada gugus fungsi C=O juga terjadi pergeseran panjang gelombang dari 1688,57 cm^-1 menjadi 1710,93 cm^-1. Serta terjadi pergeseran panjang gelombang pada gugus fungsi C=C dari 1540,23 cm^-1 menjadi 1591,34 cm^-1. Berdasarkan pola spektrum FTIR terlihat bahwa proses aktivasi mempengaruhi intensitas serapan di daerah panjang gelombang dan mengakibatkan terjadinya pergeseran gugus fungsi. Hal ini terjadi dikarenakan kadar penyerapan air.

4.2.4 Penentuan Massa Optimum Adsorben Terhadap Sampel Limbah Cair Laundry

Pada penelitian ini dilakukan variasi massa adsorben untuk mengetahui massa optimum adsorben oleh arang aktif kulit durian. Penggunaan massa adsorben dalam jumlah yang tepat akan mempengaruhi efesiensi kadar TSS, amonia dan fosfat pada limbah cair laundry. Hasil analisa Pengaruh massa adsorben dan terhadap sampel limbah cair laundry dapat dilihat pada Gambar 4.3 berikut :

(8)

Gambar 4.3 Massa Adsorben Optimum Terhadap Sampel Limbah Cair Laundry Berdasarkan Gambar 4.1 di atas dapat dilihat bahwa massa adsorben yang digunakan berpengaruh terhadap efisiensi penurunan kadar pada limbah cair laundry. Penurunan kadar TSS, amonia dan fosfat mengalami penurunan relatif

secara bertahap, seiring bertambahnya massa adsorben arang atif kulit durian yang digunakan. Efisiensi penurunan kadar TSS, amonia dan fosfat massa adsorben optimum yaitu pada massa 3 gram sebesar 94 mg/L, 0,714 mg/L pada kadar amonia dan 0,897 mg/L pada kadar fosfat. Menurut putri (2019) pada penelitiannya pengaruh massa dan waktu kontak adsorben cangkang buah ketapang terhadap efisiensi penyisihan logam fe dan zat organik pada air gambut semakin banyak massa adsorben yang digunakan maka semakin tinggi pula tingkat efisiensinya. Hal ini dikarenakan, dengan meningkatnya massa adsorben maka luas permukaan adsorben lebih banyak tersedia sehingga makin banyak zat yang teradsorpsi. Jika dibandingkan baku mutu limbah cair laundry berdasarkan Permen LH No.5 Tahun 2014 hasil sebeum dan setelah proses adsorpsi kadar TSS masih tinggi yaitu 53 mg/L. Hal ini dikarenakan dalam sampel terdapat bahan perncemar organik dalam jumlah banyak.

4.2.5 Penentuan Waktu Kontak Adsorben Terhadap Sampel Limbah Cair Laundry

Pada penelitian ini dilakukan penentuan waktu kontak sangat berpengaruh dalam proses adsorpsi. Penentuan waktu kontak akan menghasilkan kapasitas

0 50 100 150 200 250 300 350

1 gram 2 gram 3 gram

mg/l

Massa Adsorben

TSS Amonia Fosfat

(9)

adsorpsi maksimum. Hasil analisa waktu kontak terhadap efisiensi limbah cair laundry dapat dilihat pada Gambar 4.4 berikut.

Gambar 4.4 Waktu Kontak Adsorben Terhadap Sampel Limbah Cair Laundry Berdasarkan Gambar 4.4 dapat dijelaskan pengaruh waktu kontak terhadap efisiensi sampel limbah cair laundry. Dari grafik diatas terlihat adanya penurunan TSS, amonia dan fosfat teradsorpsi dari waktu kontak 12 jam sampai 36 jam. Hal ini karena semakin lama waktu kontak mengakibatkan interaksi antara adsorben arang aktif kulit durian dengan limbah cair laundry semakin lama waktu perendaman maka semakin efisien proses penyerapan yang teradsorpsi oleh adsorben arang aktif kulit durian. Menurut zian (2016) pada penelitiannya pengaruh waktu kontak pada adsorpsi remazol violet 5r menggunakan adsorben nata de coco, semakin lama waktu kontak kemampuan adsorben dalam menyerap

adsorbat akan semakin besar. Hal ini disebabkan karena adanya waktu kontak yang lama antara adsorben dengan adsorbat memungkinkan semakin banyak terbentuk ikatan antara partikel adsorben dengan adsorbat hingga tercapai titik setimbang. Akan tetapi waktu kontak antara adsorben dan adsorbat yang terlalu lama dapat menyebabkan kondisi adsorben menjadi jenuh dan adsorbat menjadi terlepas.

Hasil penelitian ini menunjukkan penurunan TSS, amonia, dan fosfat efisiensi terjadi pada waktu kontak 36 jam, dimana efisiensi penurunan TSS sebesar 53 mg/L dan amonia sebesar 0,432 mg/L dan fosfat sebesar 0,6300 mg/L.

0 20 40 60 80 100 120 140 160

12 jam 24 jam 36 jam

mg/L

Waktu Kontak

TSS Amonia Fosfat

(10)

4.2.6 Analisa Padatan Total Tersuspensi

Berdasarkan hasil analisis Padatan Total Tersuspensi (TSS), maka didapatkan hasil analisis massa adsorben dan waktu kontak. Hasil analisis massa adsorben dapat dilihat pada gambar 4.5 hasil analisis waktu kontak dapat dilihat pada gambar 4.6 berikut.

Gambar 4.5 Hasil Analisis TSS Massa Adsorben

Gambar 4.6 Hasil Analisis TSS Waktu Kontak

0 50 100 150 200 250 300 350

mg/L

Massa Adsorben

TSS

0 20 40 60 80 100 120 140 160

mg/L

Waktu Kontak

TSS

(11)

Pengukuran kondisi awal Padatan Tersuspensi Total (TSS) dilakukan dikarenakan TSS dapat mengakibatkan bertambahnya kekeruhan di dalam air.

Limbah laundry yang akan diberi perlakuan memiliki kandungan TSS 380 mg/L.

Hal tersebut berada di atas baku mutu Permen LH no 5 tahun 2014. Penurunan TSS dengan tujuan mendapatkan dosis optimum untuk menghilangkan TSS.

Penelitian ini menggunakan arang aktif kulit durian variasi massa 1 gram, 2 gram, dan 3 gram. Dapat dilihat pada gambar 4.4 massa adsorben optimum yaitu pasa massa arang aktif 3 gram yaitu dapat menurunkan kadar TSS menjadi 94 mg/L.

Kemudian pada gambar 4.6 dapat dilihat wakktu optimum penurunan TSS yaitu pada waktu 36 jam dapat menurunan TSS menjadi 53 mg/L, hal ini menunjukkan bahwa TSS pada massa arang aktif 3 gram dengan waktu kontak 36 jam dapat menurunkan TSS dan telah di bawah baku mutu yang telah ditetapkan pemerintah.

Menurut Estikarini (2016) hubungan antara ukuran mesh atau besarnya partikel adsorben dan waktu terhadap konsentrasi TSS tersebut signifikan yaitu variabel dosis memberikan kontribusi besar terhadap konsentrasi TSS.

4.2.7 Analisa Kadar Amonia

Penurunan kadar amonia menggunkan arang aktif durian dengan variasi massa adsorben dan waktu kontak dengan menggunakan instrumen spektrofotometer uv-vis dengan panjang gelombang 640 nm. Berdasarkan hasil analisis kadar amonia, maka didapatkan hasil analisis massa adsorben dan waktu kontak. Hasil analisis massa adsorben dapat dilihat pada gambar 4.7 hasil analisis waktu kontak dapat dilihat pada gambar 4.8 berikut.

(12)

Gambar 4.7 Hasil Analisis Kadar Amonia Massa Adsorben

Gambar 4.8 Hasil Analisis Kadar Amonia Waktu Kontak

Pada gambar 4.7 dan 4.8 penurunan amonia terlihat menurun dari sampel sebelum diberi perlakuan sebesar 2,142 mg/L turun hingga 0,714 mg/L pada massa adsorben optimum yaitu 3 gram. Dan juga terjadi penurunan pada waktu kontak menjadi 0,432 mg/L. Penurunan kadar amonia sebesar 66,67%.

Menurut Palilingan (2019) dalam perairan, kadar amonia yang terukur berupa amonia total (NH3 dan NH4+

). Amonia bebas (NH3) tidak dapat terionisasi, sedangkan amonium (NH4+

) dapat terionisasi. Amonia bebas (NH3) yang tidak

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8

mg/L

Massa Adsorben

Amonia

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2

mg/L

Waktu Kontak

Amonia

(13)

terionisasi ini dapat bersifat toksik terhadap organisme akuatik. Toksisitas amonia terhadap organisme akuatik akan meningkat jika terjadi penurunan kadar oksigen terlarut, pH dan suhu. Dengan adanya adsorpsi pada sampel air limbah laundry, maka tentu saja kadar amonia bebas yang terdapat dalam sampel air limbah laundry dapat diturunkan hingga 66,67%, itu tandanya adanya perlakuan adsorben

dapat menurunkan kadar amonia secara signifikan, di mana amonia terjerap dalam pori-pori adsorben.

Dalam penelitian ini, penurunan kadar amonia pada sampel air limbah laundry, ternyata juga mampu diturunkan hingga di bawah batas maksimum baku

mutu air limbah yang ditetapkan Kementerian Lingkungan Hidup menurut Permen LH No. 5 Tahun 2014 yaitu batas maksimum amonia yang ditetapkan yaitu 0,5 mg/L.

4.2.8 Analisa Kadar Fosfat

Larutan deterjen selain terkandung bahan aktif surfraktan juga mengandung bahan utama lainnya yaitu fosfat. Fosfat dalam deterjen ini berfungsi sebagai builder dalam deterjen. Pada penelitian kali ini. Penentuan kadar fosfat ini dilakukan pada sampel limbah laundry sebelum dan sesudah proses pengolahan dengan arang aktif dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 880 nm.

Berdasarkan hasil analisis adar amonia, maka didapatkan hasil analisis massa adsorben dan waktu kontak. Hasil analisis massa adsorben dapat dilihat pada gambar 4.9 hasil analisis waktu kontak dapat dilihat pada gambar 4.10 berikut.

(14)

Gambar 4.9 Hasil Analisis Kadar Fosfat Massa Adsorben

Gambar 4.10 Hasil Analisis Kadar Fosfat Waktu Kontak

Pada gambar 4.9 dan 4.10 penurunan fosfat terlihat menurun dari sampel sebelum diberi perlakuan sebesar 2,466 mg/L turun hingga 0,897 mg/L pada massa adsorben optimum yaitu 3 gram. Terjadi penurunan pada waktu kontak menjadi 0,63 mg/L, dimana penurunan terjadi 64,15% pada 200 mesh. Adsorben diaktivasi menggunakan asam kuat yakni HCl 1 N. Tujuannya adalah karena adanya ikatan hidrogen akan menyebabkan permukaan partikel adsorben menjadi

0,82 0,84 0,86 0,88 0,9 0,92 0,94 0,96 0,98 1 1,02 1,04

mg/L

Massa Adsorben

Fosfat

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

mg/L

Waktu Kontak

Fosfat

(15)

bermuatan positif, sehingga dapat mengikat ion fosfat yang bermuatan negatif.

Sebelum proses adsorpsi, ion H⁺ di permukaan ini berikatan dengan anion-anion lain. Fosfat yang bermuatan negatif (PO42-

) memungkinkan terjadinya ikatan dengan adsorben yang bermuatan positif (ion H⁺). Pada proses adsorpsi ini, anion fosfat akan menggantikan anion-anion lain yang berikatan dengan ion H⁺ (Masduqi, 2004). Semakin besar adsorben (mesh) maka konsentrasi fosfat semakin menurun.