BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 HASIL
Dari penelitian yang dilakukan terhadap pemanfaatan fly ash batubara sebagai adsorben dalam penyisihan COD dengan refluks terbuka secara titrimetri dan Cl- secara titrasi potensiometri dari limbah cair PT. Indah Kiat Pulp & Paper, Tbk didapatkan data sebagai berikut :
Tabel 4.1 Hasil Pengujian waktu optimum terhadap penyisihan COD Variasi Waktu
(menit)
COD Sebelum Adsorpsi (ppm)
COD Sesudah Adsorpsi (ppm)
Removal Efficiency (%)
30 2071,67 1310,91 36,72
60 2071,67 1230,82 40,59
90 2071,67 1110,71 46,39
120 2071,67 1090,69 47,35
150 2071,67 1170,77 43,49
Tabel 4.2 Hasil Pengujian waktu optimum terhadap penyisihan Cl- Variasi Waktu
(menit)
Clˉ Sebelum Adsorpsi (ppm)
Clˉ Sesudah Adsorpsi (ppm)
Removal Efficiency (%)
30 622,65 603,97 3,00
60 622,65 600,38 3,58
90 622,65 602,53 3,23
120 622,65 606,67 2,57
150 622,65 616,19 1,04
Tabel 4.3 Hasil Pengujian dosis optimum terhadap penyisihan COD Variasi Dosis
(gram)
COD Sebelum Adsorpsi (ppm)
COD Sesudah Adsorpsi (ppm)
Removal Efficiency (%)
1 2071,67 1247,65 39,78
2 2071,67 1179,58 43,06
3 2071,67 1127,53 45,57
4 2071,67 1079,48 47,89
5 2071,67 1047,45 49,44
6 2071,67 1119,52 45,96
Tabel 4.4 Hasil Pengujian dosis optimum terhadap penyisihan Cl- Variasi Dosis
(gram)
COD Sebelum Adsorpsi (ppm)
COD Sesudah Adsorpsi (ppm)
Removal Efficiency (%)
1 622,65 605,05 2,83
2 622,65 602,89 3,17
3 622,65 598,04 3,95
4 622,65 601,46 3,41
5 622,65 602,35 3,26
6 622,65 603,61 3,06
1.2 PEMBAHASAN
1.2.1 Efisiensi penyisihan COD dan Cl- untuk variasi waktu kontak
Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium menggunakan limbah cair pabrik dengan konsentrasi awal COD sebesar 2071,67 ppm dan Cl- sebesar 622,65 ppm.
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, diperoleh hasil penyisihan COD dan Cl- yang terkandung dalam air limbah pabrik dengan media abu terbang batubara (fly ash). Penelitian dilakukan dengan menggunakan volume limbah cair pabrik sebanyak 100 mL dan kecepatan shaker 150 rpm.
Waktu kontak merupakan suatu hal yang sangat menentukan dalam proses adsorpsi. Waktu kontak yang lebih lama memungkinkan proses difusi dan penempelan molekul adsorbat berlangsung lebih baik, namun pada kondisi tertentu akan stabil karena sudah jenuh sehingga terjadi kesetimbangan (Atkins, 1999).
Hasil penelitian disusun dalam bentuk gambar yang merupakan pengaruh waktu pengadukan dan variasi dosis terhadap persentase penyisihan COD dan Cl-. Pengaruh waktu pengadukan dalam proses adsorpsi merupakan faktor penting karena semakin lama waktu pengadukan dalam adsorpsi maka persentase penyisihan COD dan Cl- semakin meningkat. Untuk variasi waktu kontak terhadap persentase penyisihan COD dan Cl- dapat dilihat pada gambar 4.1 dan 4.2
Gambar 4.1 Hubungan antara variasi waktu kontak dalam menyisihkan COD
Pada gambar 4.1 terlihat bahwa efisiensi penyisihan COD dari masing-masing variasi waktu di atas 35%. Untuk waktu kontak 30 menit efisiensi penyisihan yang diperoleh sebesar 36,72%. Untuk waktu kontak 60 menit efisiensi penyisihan yang diperoleh sebesar 40,59%. Untuk waktu kontak 90 menit efisiensi penyisihan yang diperoleh sebesar 46,39%. Untuk waktu kontak 120 menit efisiensi penyisihan yang diperoleh sebesar 47,35%. Selanjutnya efisiensi penyisihan menurun untuk waktu kontak 150 menit yaitu sebesar 43,49%. Dari grafik terlihat bahwa pada waktu kontak 120 menit adsorben bekerja lebih optimum dibandingkan dengan variasi waktu lainnya.
0 10 20 30 40 50 60 70
30 60 90 120 150
Efisiensi (%)
Waktu (menit)
Efisiensi COD Untuk Variasi Waktu
Gambar 4.2 Hubungan antara variasi waktu kontak terhadap penyisihkan Cl-.
Pada gambar 4.2 terlihat bahwa efisiensi penyisihan Cl- dari masing-masing variasi waktu di atas 1%. Untuk waktu kontak 30 menit efisiensi penyisihan yang diperoleh sebesar 3,00%. Untuk waktu kontak 60 menit efisiensi penyisihan yang diperoleh sebesar 3,58%. Selanjutnya efisiensi penyisihan menurun untuk waktu kontak 90 meni yaitu sebesar 3,23%. Untuk waktu kontak 120 menit efisiensi penyisihan yang diperoleh sebesar 2,57%. Untuk waktu kontak 120 menit efisiensi penyisihan yang diperoleh sebesar 1,04%. Dari gambar terlihat bahwa pada waktu kontak 60 menit adsorben bekerja lebih optimum dibandingkan dengan variasi waktu lainnya.
Pada gambar 4.1 dan 4.2 menunjukan bahwa variasi waktu kontak dapat mempengaruhi daya adsorpsi yang baik oleh adsorben fly ash yang ditunjukkan dengan berkurangnya kadar COD dan Cl- dalam sampel air limbah. Pada rentang waktu kontak 30 menit hingga 120 menit terjadi peningkatan penyisihan kadar COD dan rentang waktu kontak 30 hingga 60 menit terjadi peningkatan penyisihan kadar Cl-. Pada rentang waktu ini efeksitas adsorben fly ash masih tinggi sehingga kemampuan dalam mengadsorpsi COD dan Cl- meningkat. Ini menunjukan bahwa fly ash mampu mengadsorpsi COD dan Cl- dalam sampel air limbah.
Proses adsorpsi mencapai waktu optimum pada waktu kontak 120 menit untuk COD dan 60 menit untuk Cl-. Waktu optimum tercapai bilamana peningkatan kadar
0 1 2 3 4 5 6
30 60 90 120 150
Efisiensi (%)
Waktu (menit)
Efisiensi Clˉ Untuk Variasi Waktu
COD dan Cl- yang teradsorpsi mencapai titik maksimal sehingga penambahan waktu kontak tidak akan memberikan pengaruh terhadap penyisihan COD dan Cl- dalam sampel air limbah (Afrianita, et al, 2012).
Pada waktu kontak 150 menit untuk COD dan waktu kontak 90 hingga 150 menit untuk Cl- efisiensi fly ash dalam menyisihkan COD dan Cl- semakin menurun.
Hal ini terjadi karena kemampuan fly ash dalam menyerap COD dan Cl- berkurang.
Berkurangnya kemampuan fly ash ini disebabkan oleh pori-pori pada permukaan fly ash tertutup oleh molekul sampel air limbah sebagai adsorbat dan sifat fly ash sendiri yang merupakan hasil pembakaran sehingga memiliki titik jenuh. Nilai titik jenuh yang tinggi juga dimiliki oleh adsorben lain seperti zeolit aktif yaitu 150 menit (Afrianita, et al, 2012).
Penelitian sebelumnya juga menyatakan proses adsorpsi semakin baik dengan bertambahnya waktu kontak. Waktu kontak merupakan faktor yang menentukan dalam proses adsorpsi. Semakin lama waktu kontak maka kemungkinan proses adsorpsi juga semakin meningkat. Ketika kondisi seimbang telah tercapai atau telah mengalami desorpsi (mengalamai penurunan), ini menandakan adsorben telah mengalami waktu jenuh, sehingga pada permukaan adsorben peluang untuk terjadinya ikatan antara COD dan Cl- dengan situs aktif menjadi kecil. Waktu kontak yang diperlukan untuk mencapai nilai optimal tidaklah sama untuk setiap proses adsorpsi (Rosariawari F, 2008).
1.2.2 Efisiensi penyisihan COD dan Cl- untuk variasi dosis fly ash
Setelah didapatkan waktu optimum untuk penyisihan COD dan Cl- maka variasi berikutnya yang ditentukan adalah variasi dosis fly ash. Untuk variasi dosis fly ash waktu kontak yang digunakan adalah waktu optimum yang didapatkan pada variasi waktu kontak pada penyisihan COD yaitu 120 menit dan 60 menit untuk Cl- dengan volume sampel limbah cair 100 mL. Terdapat 6 variasi untuk dosis fly ash yaitu : 1, 2, 3, 4, 5 dan 6 gram. Untuk variasi dosis fly ash terhadap presentase penyisihan COD dan Cl- dapat dilihat pada gambar 4.3 dan 4.4.
Gambar 4.3 Hubungan antara variasi dosis terhadap penyisihan COD Pada gambar 4.3 terlihat bahwa efisiensi penyisihan COD dari masing-masing variasi dosis di atas 39%. Dengan dosis adsorben fly ash 1 efisiensi penyisihan yang diperoleh sebesar 39,78%. Untuk dosis fly ash 2 gram efisiensi penyisihan yang diperoleh sebesar 43,06%. Dosis fly ash 3 gram efisiensi penyisihan yang diperoleh sebesar 45,57%. Efisien penyisihan terus meningkat untuk dosis fly ash 4 gram yaitu sebesar 47,89% dan untuk dosis fly ash 5 gram efisiensi penyisihan yang diperoleh sebesar 49,44%. Selanjutnya efisiensi penyisihan menurun untuk dosis 6 gram yaitu sebesar 45,96%. Dari grafik terlihat bahwa pada dosis 5 gram adsorben bekerja lebih optimum dibandingkan dengan variasi dosis lainnya.
0 10 20 30 40 50 60 70
1 2 3 4 5 6
Efisiensi (%)
Dosis (gram)
Efisiensi COD Untuk Variasi Dosis
Dosis Optimum
Gambar 4.4 Hubungan antara variasi dosis terhadap penyisihan Cl-
Pada gambar 4.4 terlihat bahwa efisiensi penyisihan Cl- dari masing-masing variasi dosis di atas 2,80%. Untuk dosis fly ash 1 gram efisiensi penyisihan yang diperoleh sebesar 2,83%. Untuk dosis fly ash 2 gram efisiensi penyisihan yang diperoleh sebesar 3,17%. Untuk dosis fly ash 3 gram efisiensi penyisihan yang diperoleh sebesar 3,95%. Selanjutnya efisiensi penyisihan menurun untuk dosis fly ash 4 gram yaitu sebesar 3,41%. Untuk dosis fly ash 5 gram efisiensi penyisihan yang diperoleh sebesar 3,26% dan untuk dosis fly ash 6 gram efisiensi penyisihan yang diperoleh sebesar 3,06%. Dari gambar terlihat bahwa pada dosis 4 gram adsorben bekerja lebih optimum dibandingkan dengan variasi dosis lainnya.
Dari gambar 4.3 dan 4.4 diatas dapat dijelaskan hubungan antara variasi dosis adsorben fly ash terhadap persentase penyisihan COD dan Cl- dapat diketahui bahwa semakin besar massa adsorben fly ash maka persentase penyisihan COD dan Cl- semakin meningkat. Hal ini disebabkan penambahan dosis fly ash akan meningkatkan jumlah luas permukaan dan jumlah pori yang digunakan untuk mengikat adsorbat dalam proses adsorpsi sehingga COD dan Cl- lebih banyak yang terjerap. Semakin besar masa fly ash maka persentase adsorpsi juga akan mengalami kenaikan.
0 1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6
Efisiensi (%)
Dosis (gram)
Efisiensi Cl¯ Untuk Variasi Dosis
Dosis Optimum
Kemampuan adsorben dalam menyisihkan COD mengalami persentase penurunan pada dosis 6 gram untuk COD dan dosis 4 gram untuk Cl-. Pada saat terjadi penurunan penyisihan COD dan Cl- dikarenakan fly ash sudah lewat jenuh.
Hal ini disebabkan oleh pori-pori media fly ash yang berkurang kemampuannya dalam menyerap COD. Kondisi tersebut memungkinkan dosis penyerapan sebelumnya pori-pori fly ash tertutup oleh setiap lapisan molekul yang terbentuk, dimana lapisan tersebut akan menutupi lapisan sebelumnya. Pada kondisi ini menandakan abu terbang (fly ash) mengalami waktu jenuh. Waktu jenuh adalah keadaan dimana konsentrasi tidak mengalami perubahan bahkan setelah waktu tertentu fly ash mengalami desorpsi yaitu melepaskan kembali COD dan Cl- yang telah diadsorp karena pori-pori abu terbangnya telah jenuh oleh COD dan Cl- (Indrawati, 2009).
Penelitian sebelumnya oleh Afrianita, et al, 2010 tentang pemanfaatan fly ash batubara sebagai adsorben dalam penyisihan COD dari limbah cair domestik mengemukakann bahwa jumlah adsorben yang terlalu banyak menyebabkan jarak antar pertikel adsorben terlalu dekat sehingga efisiensi penyerapan semakin menurun.
