PENENTUAN KONDISI OPTIMUM PADA PROSES FENTON DALAM PENGOLAHAN LIMBAH TEKSTIL
MOHAMAD ECEP SULAEMAN
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
2
PENENTUAN KONDISI OPTIMUM PADA PROSES FENTON DALAM PENGOLAHAN LIMBAH TEKSTIL
MOHAMAD ECEP SULAEMAN
Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
3
ABSTRAK MOHAMAD ECEP SULAEMAN. Penentuan Kondisi Optimum pada Proses Fenton dalam Pengolahan Limbah Tekstil. Dibimbing oleh ELLY SURADIKUSUMAH dan ETI ROHAETI. Limbah tekstil yang diperoleh dari kegiatan industri tekstil meningkat seiring meningkatnya kegiatan industri tekstil. Limbah tekstil memiliki kandungan oksigen biokimia (KOB), warna, total padatan tersuspensi (TPT), daya hantar listrik (DHL), dan zink yang masih relatif tinggi. Maka dari itu, limbah tekstil perlu dilakukan pengolahan limbah tekstil. Salah satunya adalah dengan cara proses Fenton yang menggunakan pereaksi Fenton, yaitu hidrogen peroksida (H2O2) dan fero sulfat (FeSO4). Pereaksi Fenton ini mampu mengoksidasi dan mendegradasi senyawa-senyawa organik. Dalam penelitian ini, diuji pengaruh pH, konsentrasi hidrogen peroksida, dan konsentrasi fero sulfat. Penurunan terbesar pada parameter KOB terjadi pada kombinasi pH 5 dengan konsentrasi H2O2 25 mg/L dan konsentrasi FeSO4 50 mg/L. Di samping itu, kombinasi ini merupakan penurunan yang cukup besar untuk ketiga parameter lainnya, yaitu TPT, DHL, dan zink.
ABSTRACT MOHAMAD ECEP SULAEMAN. The Determination of Optimum Conditions in the Fenton’s Process in Textile Waste Treatment. Supervised by ELLY SURADIKUSUMAH and ETI ROHAETI. Textile waste from the textile industry activity increases with the textile industry activities. Textile waste has relatively high biochemical oxygen demand (BOD), color, total suspended solids (TSS), electrical conductivity, and zinc content. Therefore, waste treatment is needed. One of the waste treatments is Fenton process using Fenton reagent that is hydrogen peroxide (H2O2) and ferrous sulfate (FeSO4). Fenton reagent can oxidize and degrade organic compounds. In this study, textile waste was tested based on the influence of pH, concentration of hydrogen peroxide, and the concentration of ferrous sulfate. The largest decrease occurred in the BOD under pH 5 in combination with H2O2 concentration of 25 mg/L and the concentration of FeSO4 50 mg/L. Beside that, this combination showed significant reduction of the three other parameters, namely TSS, electrical conductivity, and zinc content.
4
Judul Nama NIM
: Penentuan Kondisi Optimum pada Proses Fenton dalam Pengolahan Limbah Tekstil : Mohamad Ecep Sulaeman : G44050680
Menyetujui
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Elly Suradikusumah, MS NIP 19450214 197010 2 001
Dr. Eti Rohaeti, MS NIP 19600807 198703 2 001
Mengetahui Ketua Departemen,
Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS NIP 19501227 197603 2 002
Tanggal lulus:
i
PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan April sampai Agustus 2009 di Laboratorium Kimia Analitik Departemen Kimia, Laboratorium Teknologi Manajemen Lingkungan Departemen Teknologi Pertanian Fateta IPB. Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Ir. Elly Suradikusumah, MS dan Ibu Dr. Eti Rohaeti, MS selaku pembimbing yang telah memberikan arahan, saran dan dorongan selama penelitian dan penyusunan karya ilmiah. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Ibu dan Bapak yang selalu memberikan semangat, doa dan kasih sayang. Terima kasih juga pada Bapak Suherman, Bapak Nano, Ibu Nunung, Ibu Siti Rachmawati, dan seluruh staf Kimia Analitik, Departemen Kimia IPB atas fasilitas dan bantuan yang diberikan selama penelitian. Ucapan terima kasih tak lupa Penulis berikan kepada Ibu Tuti Wukirsari, Mba Retno, Dery, Riki, Wini, Elis, Trisna, Reni dan teman-teman seperjuangan kimia 42 yang turut membantu, memberikan semangat, dan dukungannya dalam penyusunan karya ilmiah. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Desember 2009
Mohamad Ecep Sulaeman
ii
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 29 Maret 1986 dari ayah H. Mohamad Soleh dan ibu Ebah. Penulis merupakan anak keempat dari empat bersaudara. Tahun 2005 penulis lulus dari SMUN 10 Bogor dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis memilih Mayor Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi instruktur smart Primagama (2008/2010), asisten praktikum Kimia Umum TPB 2007/2009, Kimia Organik Layanan S1 ITP 2006/2007, Kimia Analitik Kimia Layanan S1 Biokimia 2007/2008, Kimia Analitik layanan S1 Biologi 2008/2009, dan Kimia Bahan Alam S1 Kimia 2009/2010. Selain itu, aktif dalam organisasi Ikatan Mahasiswa Kimia IPB (Imasika IPB) sebagai staf Science and Professionality Department dan direktur Avogadro Imasika IPB 2007/2008. Tahun 2008, penulis berkesempatan melakukan praktik lapangan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak Gas Bumi Cipulir, Jakarta Selatan.
iii
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR GAMBAR .................................................................................... viii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. viii PENDAHULUAN ............................................................................................ 1 TINJAUAN PUSTAKA Industri Tekstil ......................................................................................... Limbah Cair Tektil .................................................................................... Warna ...................................................................................................... Proses Fenton ........................................................................................... Derajat Keasaman (pH) ............................................................................ Daya Hantar Listrik (DHL) ...................................................................... Kebutuhan Oksigen Biokimia (KOB) ....................................................... Padatan .................................................................................................... Zink ......................................................................................................... Spektroskopi Serapan Atom (SSA) ..........................................................
1 1 1 2 2 2 2 3 3 3
BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan ......................................................................................... 3 Metode ..................................................................................................... 3 Metode Pengolahan Data .......................................................................... 5 HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Awal pada Limbah Tekstil .......................................................... Kebutuhan Oksigen Biokimia (KOB) ....................................................... Total Padatan Tersuspensi (TPT) ............................................................. Warna ...................................................................................................... Daya Hantar Listrik (DHL) ...................................................................... Zink .........................................................................................................
5 6 6 7 8 8
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan ................................................................................................ 10 Saran ...................................................................................................... 10 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 10 LAMPIRAN ................................................................................................... 12
iv
DAFTAR GAMBAR Halaman 1 2 3 4 5 6
Pengaruh pH, konsentrasi H2O2, dan konsentrasi FeSO4 terhadap persentase penurunan kebutuhan oksigen biokimia ....................................................... Pengaruh pH, konsentrasi H2O2, dan konsentrasi FeSO4 terhadap persentase penurunan total padatan tersuspensi . ........................................................... Limbah tekstil ............................................................................................. Pengaruh pH, konsentrasi H2O2, konsentrasi FeSO4 terhadap persentase penurunan warna . ........................................................................................ Pengaruh pH, konsentrasi H2O2, konsentrasi FeSO4 terhadap persentase penurunan daya hantar listrik ...................................................................... Pengaruh pH, konsentrasi H2O2, konsentrasi FeSO4 terhadap persentase penurunan zink ............................................................................................
6 7 7 8 9 9
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Diagram alir penelitian .............................................................................. 13 Pembuatan larutan ..................................................................................... 14 Rancangan dengan kombinasi pH, konsentrasi H2O2, dan FeSO4 ................. 15 Kebutuhan oksigen biokimia(KOB) .......................................................... 16 ANOVA pada kebutuhan oksigen biokimia (KOB) ................................... 17 Total padatan tersuspensi (TPT) ................................................................ 18 ANOVA pada total padatan tersuspensi (TPT) .......................................... 19 Warna ....................................................................................................... 20 ANOVA pada warna ................................................................................. 21 Daya hantar listrik (DHL) ......................................................................... 22 ANOVA pada daya hantar listrik (DHL) ................................................... 23 Uji tukey pada daya hantar listrik (DHL) ................................................... 24 Zink .......................................................................................................... 25 ANOVA pada zink .................................................................................... 26
1
PENDAHULUAN
TINJAUAN PUSTAKA
Industri tekstil dewasa ini berkembang dengan pesat sehingga dapat memberikan cadangan devisa yang besar bagi Indonesia. Hal ini dapat dilihat dari tahun 2006 menghasilkan jumlah ekspor sebesar US$9.45 miliar sampai tahun 2009 yang menghasilkan jumlah ekspor cukup tinggi, yaitu sebesar US$11.80 miliar (Sanjoyo 2008). Kegiatan industri tekstil dapat menyebabkan pencemaran lingkungan karena limbah tekstil yang dihasilkan dari proses produksi. Limbah tekstil tergolong limbah B3 (limbah bahan berbahaya dan beracun) yang merupakan sisa suatu kegiatan yang mengandung bahan berbahaya atau beracun karena sifat, konsentrasi, dan jumlahnya baik secara langsung maupun tidak langsung dapat mencemarkan dan merusak lingkungan hidup. Berdasarkan karakteristiknya, Limbah B3 bersifat mudah meledak, mudah terbakar, beracun, dan bersifat reaktif. Dengan karakteristik tersebut, limbah tekstil digolongkan ke dalam limbah B3 karena bersifat reaktif dan beracun. Hasil uji pendahuluan, limbah tekstil yang berasal dari industri tekstil di Bogor mengandung kebutuhan oksigen biokimia (KOB) sebesar 128 mg/L, total padatan tersuspensi (TPT) sebesar 110.00 mg/L. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengolahan limbah yang bertujuan mengurangi sifat atau kontaminan yang berbahaya dalam limbah. Ada beberapa cara dalam pengolahan limbah, yaitu dengan pengolahan fisika-kimia, biologi, dan pengolahan panas. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan pengolahan fisika-kimia, yaitu dengan pereaksi Fenton yang terdiri atas hidrogen peroksida (H2O2) dan fero sulfat (FeSO4). Pereaksi Fenton memiliki kemampuan mendegradasi senyawa-senyawa organik (Ma & Xia 2009). Hal ini disebabkan pereaksi Fenton bekerja dwifungsi, yaitu mengoksidasi senyawa organik sekaligus mendegradasi senyawa-senyawa organik. Tujuan dari penelitian ini adalah kemampuan pereaksi Fenton dalam menurunkan kadar KOB, padatan tersuspensi (TPT), daya hantar listrik (DHL), warna, dan Zn.
Industri Tekstil Industri tekstil didefinisikan sebagai industri yang pemrosesan dari bahan baku menjadi bahan-bahan tenun baik dalam bentuk setengah jadi maupun sudah jadi. Industri tekstil berkembang pesat akibat adanya pola konsumsi terhadap tekstil cukup besar yang diikuti gaya hidup konsumen. Kegiatan produksi tekstil melibatkan beberapa tahapan proses, yaitu tahapan pemintalan kemudian dilanjutkan ke tahapan penenunan lalu dilakukan proses penyempurnaan atau proses pembuatan pakaian jadi. Proses penyempurnaan ini terbagi menjadi beberapa tahapan, yaitu tahapan pencelupan, tahapan pemutihan, dan tahapan pencapan (Junaidi & Hatmanto 2006). Produk-produk tekstil terbuat dari berbagai bahan dasar yang terdiri atas bahan-bahan alami, buatan, dan serat anorganik. Bahanbahan alamiah misalnya kapas, wol, linen, dan yute (rami dan goni). Bahan-bahan buatan berupa produk-produk kimia maupun produk yang terbuat dari selulosa. Bahan-bahan buatan yang dihasilkan pabrik kimia, seperti poliester dan poliamida. Produk tekstil bahkan dapat dibuat dengan kombinasi dua atau lebih bahan material. Produk kombinasi yang telah dikenal adalah kapas dengan viskosa. Produkproduk tekstil berupa benang, lembaran kain tenun, kain rajut, dan karpet (Siregar 2005). Limbah Cair Tekstil Komponen yang terdapat dalam kegiatan industri tekstil adalah halobenzena, surfaktan, fenol, pestisida, zat warna, dan beberapa aditif lainnya. Komponen tersebut dihasilkan dari proses pencucian, proses penggosokan, proses pemutihan, proses pengolahan kain, proses pencelupan, dan proses penyempurnaan (Selcuk 2005). Namun, di tahapan proses pencelupan dan proses penyempurnaan menghasilkan limbah yang cukup besar (Arslan & Balcioglu 1999). Warna Molekul zat warna merupakan gabungan dari zat organik tidak jenuh dengan kromofor sebagai pembawa warna dan ausokrom sebagai pengikat warna dengan serat. Zat organik tidak jenuh yang dijumpai dalam pembentukan zat warna adalah senyawa aromatik, seperti hidrokarbon aromatik dan
2
turunannya, fenol, serta senyawaan hidrokarbon bernitrogen (Manurung et al 2004). Persyaratan zat warna tekstil adalah mempunyai gugus yang dapat menimbulkan warna (kromofor), misalnya gugus nitroso dan dapat membentuk ikatan (afinitas) dengan serat tekstil, misalnya gugus hidroksil. Berdasarkan cara perolehannya, zat warna terbagi menjadi 2 bagian, yaitu zat warna subtantif dan ajektif. Zat warna subtantif dapat mewarnai serat secara langsung, contohnya zat warna direk (benzo, diazol, direk). Sedangkan, zat warna ajektif adalah zat warna yang memerlukan zat aditif, seperti H2O2 dalam pewarnaan serat. Contoh jenis zat warna ajektif adalah zat warna asam (nilosan dan nilomina) dan zat warna basa (azatrazon, rodamina, dan sandokril) (Manurung et al 2004).
Derajat Keasaman (pH) Nilai derajat keasaman dapat didefinisikan sebagai ukuran aktivitas ion hidrogen (H+) yang menunjukkan suasana asam atau basa. Pengukuran pH dapat digunakan untuk menghitung karbonat, bikarbonat, CO2, dan kesetimbangan asam-basa dalam air dan air limbah. Lingkungan perairan yang baik mempunyai pH mendekati normal atau basa karena pH tersebut mendorong proses penguraian bahan organik dalam air menjadi mineral-mineral yang dapat digunakan oleh fitoplankton. Penentuan pH harus seketika setelah sampel diambil dan tidak dapat diawetkan karena nilai pH ditentukan oleh interaksi berbagai zat dalam air, termasuk zatzat yang secara kimia maupun biokimia tidak stabil (Saeni 1989). Daya Hantar Listrik (DHL)
Proses Fenton Menurut Ma dan Xia (2009), proses Fenton adalah proses yang melibatkan ion fero (Fe2+) dan hidrogen peroksida (H2O2) dalam kondisi asam. Proses ini dapat bekerja dengan 2 fungsi sekaligus, yaitu oksidasi dan koagulasi. Dalam proses oksidasi, ion fero akan teroksidasi menjadi ion feri (Fe3+) dan H2O2 akan berubah menjadi radikal bebas hidroksil (·OH). Radikal ini sangat reaktif sehingga dapat mendegradasi senyawa organik melalui mekanisme radikal bebas. Radikal senyawa organik yang dihasilkan dapat bergabung dengan radikal hidroksil yang akan membentuk senyawa lebih stabil (Reaksi 1-3). Mekanisme reaksi dalam proses Fenton adalah 1) 2) 3) 4) 5) 6)
H2O2 + Fe2+ Fe3+ + OH¯ + HO· HO· + RH R· + H2O R· + OH· R-OH [Fe(H2O)6]3++ H2O [Fe(H2O)5OH]2+ + H3O+ 2+ [Fe(H2O)5OH] + H2O [Fe(H2O)4(OH)2]++ H3O+ 2[Fe(H2O)5OH]2+ [Fe2(H2O)8(OH)2]4+ + 2H2O
Proses koagulasi (Reaksi 4-5) terjadi ketika ion oktaakuadihidroksobesi(4+) bekerja sebagai koagulan. Penyebab terjadinya proses koagulasi adalah adanya penambahan ion-ion positif ke dalam air untuk mengurangi muatan listrik permukaan sehingga partikel koloid tidak saling tolak menolak (David & Russel 2006). Tujuan dalam proses ini adalah membentuk partikel-partikel yang besar sehingga dapat dipisahkan dengan mudah.
Daya hantar listrik merupakan salah satu parameter fisika dalam pengolahan limbah dan dapat menunjukkan kemampuan air untuk menghantar listrik. Konduktivitas air tergantung dari konsentrasi ion dan suhu air. Oleh karena itu, kenaikan padatan terlarut akan memengaruhi kenaikan DHL. Suatu perairan permukaan alami mempunyai kisaran DHL 50-1500 µmho/cm. Pada dasarnya sungai terdiri atas mineral-mineral yang mudah larut. Jumlah garam terlarut, misalnya natrium, magnesium, dan klorida dapat bertambah (Saeni 1989). Pengukuran daya hantar listrik ini untuk melihat keseimbangan kimiawi dalam air dan pengaruhnya terhadap kehidupan biota. Kebutuhan Oksigen Biokimia (KOB) Kebutuhan oksigen biokimia adalah pengukuran oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme selama penghancuran bahan organik dalam waktu tertentu dan suhu 20 °C. Oksidasi biokimia senyawa organik merupakan proses lambat dan secara teori memerlukan waktu yang relatif tidak terbatas untuk oksidasi lengkap. Selama periode waktu 20 hari inkubasi, oksidasi senyawa organik mencapai 95-99%, sedangkan oksidasi dalam botol KOB selama periode waktu 5 hari hanya mencapai kesempurnaan 60-70% (Saeni 1989). Analisis KOB secara titrasi didahului dengan penentuan oksigen terlarut yang prinsipnya adalah oksigen terlarut akan bereaksi dengan mangan(II) dalam suasana
3
basa menjadi hidroksida mangan dengan valensi mangan yang lebih tinggi, yaitu IV. Mekanisme reaksi dalam penentuan KOB adalah MnSO4 + NaOH Mn(OH)2 + Na2(SO4) 2MnO2 + 2H2O 2Mn(OH)2 + O2 MnO2 + 2KI + 2H2O Mn(OH)2 +I2 + 2KOH I2 + 2NaS2O3 Na2S4O6 + 2NaI
Adanya iodida (I-) dalam suasana asam menyebabkan mangan(IV) berubah kembali menjadi mangan(II) dengan menghasilkan iodin (I2). Iodin setara dengan jumlah oksigen terlarut (BSN 1991). Padatan Padatan total dalam sampel cairan mengandung total padatan terlarut dan total padatan tersuspensi (TPT). Padatan terlarut adalah bahan dalam air yang akan melalui saringan dengan pori 0.45 µm atau lebih kecil. Material yang ditahan oleh saringan adalah padatan tersuspensi. Padatan tersuspensi adalah padatan yang menyebabkan kekeruhan air, tidak terlarut, dan tidak dapat mengendap langsung. Padatan tersuspensi terdiri atas partikel-partikel yang ukuran maupun beratnya lebih kecil daripada sedimen (Fardiaz 1992). Padatan tersuspensi dapat berupa partikel organik maupun anorganik yang tidak larut dalam air. Zink Zink (Zn) merupakan jenis logam berat kurang beracun. Logam ini memiliki nomor atom 30, massa atom 65.36 g/mol, massa jenis 7.14 g/cm3, titik didih 907 °C, dan titik leleh 419.53 °C (Lide 2003). Zink dapat mengendap sebagai endapan hidroksida Zn(OH)2 dengan Ksp sebesar 3 x 10-17. Zink digunakan sebagai komponen paduan logam yang penting, seperti perunggu, patri aluminium. Di samping itu juga, banyak digunakan dalam industri cat, farmasi, tekstil, dan material pengisi baterai. Zn dari segi biologis berfungsi sebagai gugus prostetik enzim, katalisator enzim dan hormon, serta sistem kekebalan tubuh. Zink merupakan logam yang cukup esensial bagi tubuh tetapi apabila kelebihan Zn dalam jangka waktu lama dapat bersifat toksik. Toksisitas Zn diantaranya adalah dapat menimbulkan kekejangan otot bagian perut, sakit, menimbulkan iritasi, dan penyebab rasa mual (Cohn et al 1999).
Spektroskopi Serapan Atom (SSA) Spektroskopi serapan atom adalah salah satu teknik spektrofotometri yang mempelajari interaksi antara radiasi elektromagnetik dan materi. Radiasi elektromagnetik dapat diserap, dipantulkan, dan dibiaskan. Materi tersebut dapat berupa gas, cair, padat, dan dapat pula dalam bentuk molekul atau atom. Serapan radiasi oleh atomatom yang berada dalam bentuk gas terjadi pada SSA. Metode SSA berprinsip pada absorpsi cahaya oleh atom bebas (Harvey 2000).
BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan adalah spektrofotometer DR2000, spektrofotometer serapan atom (SSA) Analytic Jena seri nova 300 flame-gas asetilena, alat Jar test, cawan Goch, dan konduktometer Horiba. Bahan-bahan yang digunakan adalah sampel limbah cair hasil buangan industri tekstil yang terdapat di Bogor (dalam waktu percobaan), FeSO4 (1000 mg/L), H2O2 (30%), larutan standar Zn, larutan standar Pt-Co, larutan alkali iodida azida, dan kertas saring Whatman tipe 934AH dengan ukuran pori 0.45 µm. Metode Metode yang digunakan pada penelitian ini mengacu pada Ma dan Xia (2009). Penelitian ini dilakukan dengan penentuan kondisi optimum koagulasi dengan meragamkan 3 faktor, yaitu derajat keasaman (pH), konsentrasi H2O2, dan konsentrasi FeSO4 yang dilakukan 3 kali ulangan. Ragam pH yang digunakan ialah 3, 4, dan 5. Sedangkan, ragam konsentrasi H2O2 sebesar 25, 50, dan 75 mg/L. Sementara, ragam konsentrasi FeSO4 sebesar 5, 25, dan 50 mg/L. Penelitian ini diawali dengan pengukuran warna, KOB, DHL, Zn, dan TPT sebelum dikoagulasi. Kemudian dilakukan koagulasi menggunakan jar test. Setelah koagulasi, dilakukan pengukuran parameter warna, DHL, KOB, Zn, dan TPT (Lampiran 1). Proses Fenton. Alat jar test terdiri atas 6 buah gelas piala. Setiap gelas piala diisi 500 mL limbah tekstil. Kemudian pH diatur dengan penambahan H2SO4 0.1 N atau NaOH 0.1 N. Selanjutnya, limbah tekstil ditambahkan H2O2 dan FeSO4 serta diaduk
4
selama 10 menit dengan kecepatan 120 rpm. Setelah itu, kecepatan pengadukan diperlambat menjadi 95 rpm selama 10 menit. Putaran pengaduk dihentikan dan didiamkan selama 30 menit supaya flok yang terbentuk mengendap. Kemudian diambil supernatannya untuk dilakukan pengukuran KOB, TPT, DHL, warna, dan Zn.
tiosulfat sampai warna kuning muda. Kemudian larutan ditambahkan 3 tetes amilum (Lampiran 2) dan titrasi dilanjutkan sampai warna biru hilang pertama kali. Volume Na-tiosulfat yang terpakai dicatat sebagai Vt. Blangko larutan pengencer KOB dibuat dengan perlakuan yang sama seperti prosedur sampel. Titrasi sampel dilakukan pula pada hari kelima.
Kebutuhan Oksigen Biokimia (KOB) Oksigen Terlarut (OT) pada hari ke-t OTt = Metode yang digunakan pada pengukuran kebutuhan oksigen biokimia (KOB) adalah SNI 06-2503-1991 (BSN 1991). Pengukuran ini dilakukan beberapa tahapan, yaitu standardisasi natrium tiosulfat, persiapan sampel, dan titrasi sampel. Standardisasi natrium tiosulfat. Larutan K2Cr2O7 0.0042 M sebanyak 5 mL dimasukkan ke dalam labu Erlenmeyer dan ditambahkan 1 mL HCl pekat dan 2 mL larutan KI (Lampiran 2) lalu diaduk sampai homogen. Kemudian larutan tersebut dititrasi dengan Na-tiosulfat 0.025 N (Lampiran 2) dengan indikator amilum. Volume Natiosulfat yang terpakai dicatat, lalu konsentrasi Na-tiosulfat ditentukan sebagai Nt. NormalitasNa2S2O3 =
VK2Cr2O7 x Nk2Cr2O7 VNa2S2O3
Keterangan: VK2Cr2O7 = volume kalium dikromat (mL) NK2Cr2O7 = normalitas kalium dikromat (N) VNa2S2O3 = volume natrium tiosulfat yang digunakan menitar (mL) Persiapan sampel. Sampel (filtrat hasil pengendapan optimum) sebanyak 10 mL diencerkan dengan larutan pengencer KOB (Lampiran 2) sampai 1000 mL dan diaerasi selama 15 menit. Kemudian sampel dimasukkan ke dalam botol KOB 250 mL (Vb) sampai penuh dan ditutup. Penutupan botol diusahakan tidak ada gelembung udara. Titrasi sampel. Tutup botol KOB dibuka dan sampel ditambahkan dengan 1 mL larutan MnSO4 (Lampiran 2) dan 1 mL larutan alkali iodida azida (Lampiran 2) melalui dinding botol. Botol ditutup dengan hati-hati dan dikocok dengan cara membolak-balikkan botol beberapa kali, kemudian dibiarkan sampai terbentuk endapan. Setelah itu, tutup botol dibuka dan ditambahkan 1 mL larutan H2SO4 pekat melalui dinding botol, lalu dinding botol ditutup kembali. Larutan dikocok sampai semua endapan larut. Larutan sebanyak 50 mL (Vs) dimasukkan ke dalam labu Erlenmeyer dan dititrasi dengan Na-
OT =
Vt x Nt x BE O2 x Vb x 1000 Vs x (Vb-2)
KOB (mg/L) = B5
S1
S5
B1
Keterangan: OTS = oksigen terlarut sampel OTB = oksigen terlarut blangko k = (fp-1)/fp Kadar Total Padatan Tersuspensi (TPT) Metode yang digunakan pada pengukuran kadar total padatan tersuspensi (TPT) adalah SNI 06-6989.3-2004 (BSN 2004). Pengukuran ini dilakukan beberapa tahapan, yaitu penimbangan kertas saring kosong dan penyaringan sampel. Penimbangan kertas saring kosong. Kertas saring diletakkan pada alat penyaring dan dibilas tiga kali dengan akuades masingmasing sebanyak 20 mL. Alat pengisap dinyalakan untuk menghisap adanya air pada kertas saring. Kertas saring diambil dan dikeringkan dalam oven dengan suhu 103–105 ˚C selama 1 jam. Kemudian didinginkan dalam desikator selama 10 menit dan ditimbang. Penimbangan dilakukan sampai diperoleh bobot konstan. Penyaringan sampel. Sampel (filtrat hasil pengendapan optimum) sebanyak beberapa mL diaduk sampai homogen dan disaring dengan menggunakan kertas saring yang telah diketahui bobot konstannya pada cawan Goch dilengkapi dengan alat pengisap. Kemudian kertas saring dibilas tiga kali dengan akuades masing-masing sebanyak 10 mL. Setelah itu, kertas saring diambil dan dikeringkan dalam oven dengan suhu 103–105 ˚C selama 1 jam. Kertas saring didinginkan dalam desikator selama 10 menit dan kemudian ditimbang. Penimbangan dilakukan sampai diperoleh bobot konstan. TPT (mg/L) =
Bobot residu Volume sampel
5
Daya Hantar Listrik (DHL) Metode yang digunakan pada pengukuran daya hantar listrik adalah APHA 2510B (APHA 2005). Pengukuran DHL dilakukan dengan konduktometer Horiba dengan satuan µS. Konduktometer dikalibrasi terlebih dahulu dengan larutan KCl. Setelah itu, dikeringkan dengan kertas tisu. Selanjutnya, elektrode dibilas dengan akuades lalu dibilas kembali dengan sampel yang akan diuji. Kemudian elektrode dicelupkan ke dalam sampel sampai konduktometer menunjukkan pembacaan yang tetap. Selanjutnya, catat hasil pembacaan skala atau angka pada tampilan dari konduktometer. Penentuan Warna Metode yang digunakan pada pengukuran warna adalah APHA 2120F (APHA 2005). Pengukuran warna dengan menggunakan spektrofotometer DR 2000 Hach. Spektofotometer ini dikalibrasi dengan larutan Pt-Co. Selanjutnya, diatur program untuk pengukuran warna pada spektrofotometer tersebut, lalu diatur panjang gelombangnya. Setelah itu, dipersiapkan larutan blangko dan larutan sampel yang diuji, lalu larutan tersebut ditambahkan ke dalam kuvet yang sesuai dengan spektrofotometer tersebut. Kemudian kuvet dibersihkan dengan kertas tisu. Selanjutnya, diukur sampai menunjukkan pembacaan yang tetap dan catat hasil pembacaan skala atau angka pada tampilan dari spektrofotometer.
Sementara, ragam konsentrasi FeSO4 sebesar 5, 25, dan 50 mg/L (Lampiran 3). Masingmasing faktor dilakukan dengan 3 kali ulangan. Bentuk umum dari rancangan acak lengkap adalah =µ + αi+ βj + γk + (αβ)ij + (αγ)ik + (βγ)jk + (αβγ)ijk + εijkl
Yijkl
Keterangan: Yijkl
= pengamatan pada perlakuan kei, ke- j, ke- k dan ulangan ke- l = rataan umum = pengaruh perlakuan A ke- i = pengaruh perlakuan B ke- j = pengaruh perlakuan C ke- k = interaksi perlakuan A dan B = interaksi perlakuan A dan C = interaksi perlakuan B dan C = interaksi perlakuan A, B, C = pengaruh acak pada perlakuan ke- i, ke- j, ke- k dan ulangan ke- l
µ αi βj γk (αβ)ij (αγ)ik (βγ)jk (αβγ)ijk
εijkl
Bentuk hipotesis yang diuji adalah sebagai berikut: H0: τ i =…= τt = 0 (perlakuan tidak berpengaruh terhadap respon yang diamati) H1: paling sedikit ada satu i dimana τ i ≠ 0
HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Awal Limbah Tekstil
Analisis Zink Metode yang digunakan pada pengukuran logam Zn adalah SNI 06-6989.7-2004 (SNI 2004). Pengukuran ini dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom (SSA). Larutan standar dengan konsentrasi 0, 0.5, 1, 2, 4 mg/L dengan diukur pada panjang gelombang 213.9 nm dan didapatkan kurva standar. Kemudian dilanjutkan pengukuran sampel hasil perlakuan koagulasi. Metode Pengolahan Data Pengolahan data untuk nilai KOB, Zn, DHL, warna, dan TPT dilakukan rancangan faktorial acak lengkap dengan menggunakan 3 faktor, yaitu pH, konsentrasi H2O2, dan konsentrasi FeSO4. Ragam pH yang digunakan ialah 3, 4, dan 5. Sedangkan, ragam konsentrasi H2O2 sebesar 25, 50, dan 75 mg/L.
Kandungan yang terdapat pada limbah tekstil adalah halobenzena, surfaktan, fenol, pestisida, zat warna, dan beberapa aditif lainnya (Selcuk 2005). Secara garis besar limbah ini mengandung bahan organik dan anorganik. Dari hasil analisis awal limbah tekstil dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Kondisi awal limbah tekstil parameter
Satuan
pH KOB Warna TPT DHL Zn
mg/L Pt-Co mg/L µS/cm mg/L
Limbah tekstil 9.40 470.41 215 96.00 1110 0.086
† SK. Gub. Jawa Barat No. 6 Tahun 1999 (DPRD 1999)
Baku mutu†
60 50 50 5
6
Tabel 1 menjelaskan kandungan bahan organik, warna, dan total padatan tersuspensi masih cukup tinggi dari baku mutu yang telah ditetapkan SK. Gub. Jawa Barat No. 6 Tahun 1999 (DPRD 1999). Oleh karena itu, limbah perlu diolah dengan proses Fenton karena proses ini dapat mengoksidasi dan mendegradasi senyawaan organik (Ma & Xia 2009). Tujuan dari degradasi senyawa organik agar kandungan senyawa organik bermolekul besar menjadi senyawa organik bermolekul lebih kecil.
65.65 65.00 68.88 58.89
70.00
61.03 54.86
65.50
% Penurunan KOB
60.00 58.28
50.00 40.00 30.00 20.00 10.00
75
0.00 5
25
25
FeSO4
H2 O2
50
Kebutuhan Oksigen Biokimia (KOB)
50
pH 3 76.73 75.95
77.20 63.90
80.00 70.00 % Penurunan KOB
67.08 68.66 60.50 64.33
53.75
60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00
75
0.00 5
H2 O2
50 25
FeSO4 25
50
pH 4 89.14 90.00
82.30
82.40 80.37 76.98
80.00 70.00 % Penurunan KOB
Kebutuhan oksigen biokimia adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme dalam penguraian bahan organik. Pengukuran KOB membutuhkan waktu 5 hari dalam pengukuran agar diperoleh sekitar 60-70% kesempurnaan (Saeni 1989). Pengaruh perlakuan terhadap limbah tekstil dapat menurunkan nilai KOB sampai sebesar 89.14% (Gambar 1 & Lampiran 4). Penurunan terbesar ini terjadi pada pH 5, konsentrasi H2O2 25 mg/L, dan konsentrasi FeSO4 50 mg/L (Gambar 1). Penurunan ini terjadi karena adanya penambahan hidrogen peroksida dan fero sulfat yang menghasilkan radikal hidroksil yang dapat menyebabkan senyawa-senyawa organik yang berbobot molekul tinggi terdegradasi menjadi senyawasenyawa organik berbobot molekul rendah. Maka dari itu, mikroorganisme akan menjadi lebih mudah dalam penguraian senyawasenyawa organik. Akan tetapi, ANOVA (Lampiran 5) menunjukkan bahwa pH, konsentrasi hidrogen peroksida, dan konsentrasi fero sulfat tidak berpengaruh pada penurunan KOB dengan selang kepercayaan 95%.
62.85
70.85
66.64
60.00
58.41
48.14
50.00 40.00 30.00 20.00 10.00
Total Padatan Tersuspensi (TPT)
0.00 75
5
50
25 FeSO4
50
25
H2O2
Kekeruhan suatu limbah pada umumnya disebabkan oleh padatan-padatan yang berukuran besar. Padatan ini kemungkinan berasal dari debu, senyawa organik, dan bahan kimia yang telah bereaksi. Padatan ini dapat menggangu ekosistem perairan karena mengurangi cahaya matahari yang masuk ke dalam perairan. Oleh sebab itu, padatan ini perlu direduksi. Fardiaz (1992) menjelaskan total padatan tersuspensi (TPT) adalah padatan yang berukuran lebih Besar dari total padatan terlarut (TDS) dan berukuran lebih kecil dari sedimen. Padatan ini tidak langsung mengendap atau dikenal kekeruhan.
pH 5
Gambar 1 Pengaruh pH, konsentrasi H2O2, dan konsentrasi FeSO4 terhadap persentase penurunan kebutuhan oksigen biokimia. Ket :
= konsentrasi H2O2 25 mg/L = konsentrasi H2O2 50 mg/L = konsentrasi H2O2 75 mg/L
Pengaruh perlakuan pada limbah tekstil mampu menurunkan nilai TPT sampai 98.26% (Gambar 2 & Lampiran 6). Penurunan
7
TPT yang terbesar terjadi pada pH 3, konsentrasi H2O2 75 mg/L, dan konsentrasi FeSO4 5 mg/L (Gambar 2). Penurunan dapat 98.26
100.00
% Penurunan TPT
90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00
77.78
68.75 69.79 67.36 82.64 70.83 84.72 62.50
terjadi ion karena adanya oktaakuadihidroksobesi(4+) yang diperoleh dari hidrogen peroksida dan fero sulfat yang menyebabkan banyaknya padatan yang tersuspensi ion terendapkan oleh oktaakuadihidroksobesi(4+). Akan tetapi, ANOVA (Lampiran 7) menunjukkan bahwa pH, konsentrasi hidrogen peroksida, dan konsentrasi fero sulfat tidak berpengaruh pada penurunan TPT dengan selang kepercayaan 95%. Warna
75 50 25
25 FeSO4
Warna merupakan salah satu parameter dalam pengolahan limbah terutama pada limbah berwarna seperti pada limbah tekstil, limbah percetakan, dan tinta. Warna dengan satuan Pt-Co ini berbeda dengan tingkat kekeruhan. Bila semakin keruh tidak berarti warna akan semakin gelap. Gejala ini bergantung pada zat warna yang digunakan. Warna pada kondisi awal limbah tekstil memiliki tingkat warna yang lebih gelap, yaitu warna merah keunguan. Warna pada limbah ini memiliki nilai sekitar 215 Pt-Co. Setelah dilakukan perlakuan dengan proses Fenton warnanya menjadi lebih terang (Gambar 3).
H2O2
5 50
pH 3 96.18
100.00 90.00
77.78 74.31
% Penurunan TPT
80.00
79.86 74.31
76.39
68.40
70.00
59.72
61.11
60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00
75 50
25
25
50
H2 O2
5 FeSO4
pH 4
a
97.67 96.88
100.00 90.00
83.33
75.00
% Penurunan TPT
80.00
69.44
70.00
65.97 53.47
60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00
75
0.00 25
5 25
H2 O2
50
50
FeSO4
pH 5
SGambar 2
Ket :
b
Gambar 3 Limbah tekstil a) sebelum perlakuan, b) setelah perlakuan
97.92
95.83
Pengaruh pH, konsentrasi H2O2, dan konsentrasi FeSO4 terhadap persentase penurunan total padatan tersuspensi.
= konsentrasi H 2O2 25 mg/L = konsentrasi H 2O 2 50 mg/L = Konsentrasi H 2O2 75 mg/L
Pengaruh perlakuan dengan 3 faktor, yaitu pH, konsentrasi H2O2, dan konsentrasi FeSO4 dapat menurunkan warna mencapai 49.61% (Gambar 4 & Lampiran 8). Penurunan warna i n i ya n g t e r b e sa r t e r ja d i p a d a p H 4 , konsentrasi H2O2 25 mg/L, dan konsentrasi FeSO4 50 mg/L (Gambar 4). Penurunan ini terjadi karena adanya radikal hidroksil yang dihasilkan dari hidrogen peroksida dan fero sulfat yang akan mendegradasi senyawa senyawa organik yang berbobot molekul tinggi menjadi senyawa- senyawa organik yang berbobot molekul rendah. Di samping itu pula, senyawa organik yang berbobot molekul tinggi atau rendah akan terkoagulasi oleh ion oktaakuadihidroksobesi(4+) sehingga warna keruh berkurang. Akan tetapi, ANOVA
8
(Lampiran 9) menunjukkan bahwa pH, konsentrasi hidrogen peroksida, dan
konsentrasi fero sulfat tidak berpengaruh pada penurunan warna dengan selang kepercayaan 95%. Daya Hantar Listrik (DHL)
37.98
40.00 35.00
% Penurunan warna
28.84 30.00
34.57
26.51 26.05 21.09 31.01 25.27 31.01
25.00 20.00 15.00 10.00 5.00
75
0.00 5
H2O2
50 25 25 FeSO4
50
pH 3 49.61
50.00 45.00
% Penurunan warna
40.00
31.78
35.00
29.61
24.03
30.00
22.33 18.76
25.00
33.80
20.31
20.00 15.00
11.01
10.00 5.00 25 5
25 FeSO4
45.00
50
pH 4
Zink
41.86
Zink (Zn) yang terdapat pada limbah tekstil ini keberadaannya berasal dari penyepuhan logam (Eckenfelder 1989) dan zat warna tekstil. Pada kondisi awal, kandungan zink yang terdapat pada limbah tekstil adalah 0.086 mg/L. nilai tersebut masih berada di bawah batas baku mutu. Namun, penambahan hidrogen peroksida dan fero sulfat dapat menurunkan kandungan Zn (Gambar 6). Hal ini diduga karena pengendapan zink oleh pereaksi Fenton. Penur unan kandun gan Zn mencapai 24.81% (Gambar 6 & Lam mpp i r a n 1 3 ) . Penurunan logam Zn yang terbesar terjadi pada pH 3, konsentrasi H2O2 75 mg/L, dan konsentrasi FeSO 4 50 mg/L (Gambar 6). Penurunan kandungan Zn dapat terjadi karena terbentuknya kelat antara senyawa logam Zn dengan ion oktaakuadihidroksobesi(4+) yang diperoleh dari hidrogen peroksida dan fero sulfat. Dengan pembentukan kelat pada
41.09
37.67 36.59
40.00
% Penurunan warna
H2 O2
75
0.00
35.00 23.10
30.00 25.00
26.67
20.00 15.00
14.26
13.49 9.77
10.00 5.00 0.00
50 50
25
H2O2
75
5 25 FeSO4
pH 5
Gambar 4
Ket :
Daya hantar listrik adalah salah satu parameter limbah yang menunjukkan kemampuan air dalam menghantarkan listrik. Kandungan garam yang semakin besar akan meningkatkan nilai DHL. Pengaruh perlakuan pada limbah tekstil dapat menurunkan DHL mencapai 42.04% (Gambar 5 & Lampiran 10). Penurunan terbesar ini terjadi pada pH 4, konsentrasi H2O2 25 mg/L, dan konsentrasi FeSO4 25 mg/L (Gambar 5). Penurunan DHL dapat terjadi karena adanya pembentukan garam antara kation dan anion. Pembentukan garam ini disebabkan oleh bereaksinya ion-ion dalam limbah tekstil ion dengan oktaakuadihidroksobesi(4+) sehingga membentuk garam yang tidak larut. Akibatnya, daya hantar listrik turun. Secara statistika, Hasil analisis ragam (Lampiran 11) yang menunjukkan bahwa ketiga faktor beserta kombinasi tidak berpengaruh dalam penurunan DHL (pada selang kepercayaan 95%) dan hanya faktor pH yang berpengaruh dalam penurunan DHL. Oleh karena itu, perlu dilakukan uji lanjut dengan menggunakan uji Tukey. Dari hasil uji Tukey menunjukkan pada pH 3 berbeda nyata dengan pada pH 4 dan pH 5 (Lampiran 12).
Pengaruh pH, konsentrasi H2O2, dan konsentrasi FeSO4 terhadap persentase penurunan warna.
= konsentrasi H 2O 2 25 mg/L = konsentrasi H2O 2 50 mg/L = Konsentrasi H 2O2 75 mg/L
9
24.81
20.93 21.71 23.26 21.32 14.50
16.00
20.54 9.55
12.00 10.15
10.00
8.02 11.89
6.82
11.53
19.77
21.32
20.54
20.00 % Penurunan Zn
8.00 6.00 4.00
15.00 10.00
75
2.00 0.00
5.00
75
50 25 25 FeSO4
50
0.00
H2O2
5
25
5 FeSO4
50
H2O2
% Penurunan DHL
25.00
9.58 10.69
14.00
25 50
pH 3 pH 3
22.48 22.09
22.50 42.04
22.00
35.00
30.39
30.09 31.95 32.10
30.00
33.96
21.71 21.71
21.50
30.24
27.84
29.28
25.00 20.00
20.93
21.00
20.54
20.50 20.00
19.77
19.50
15.00
19.00
10.00
75
18.50
5.00
75 50 25
5
18.00 25
H2O2
0.00
50 5
25
50
FeSO4
25 FeSO4
H2 O2
% Penurunan DHL
40.00
% Penurunan Zn
45.00
21.32
21.32
50
pH 4
pH 4 23.26 22.87
38.38 38.50
22.48 23.26
25.00 20.16
37.00 36.50
36.25
37.99
35.62 36.01
37.33
36.94
20.93
22.09
20.00
20.54
15.00
35.56
36.00 35.50 35.00
10.00 5.00
75
34.50 0.00
34.00 75 50
25 50
25
5 FeSO4
Ket :
5
Pengaruh pH, konsentrasi H2O2, konsentrasi FeSO4 terhadap persentase penurunan daya hantar listrik.
50
pH 5
pH 5
Gambar
25 25
H2O2
5 FeSO4
50 H2O2
36.91
37.50
% Penurunan Zn
38.00
% Penurunan DHL
24.42
Gambar 6
Ket :
Pengaruh pH, konsentrasi H2O2, konsentrasi FeSO4 terhadap persentase penurunan zink.
= konsentrasi H2O 2 25 mg/L
= konsentrasi H 2O 2 25 mg/L
= konsentrasi H2O 2 50 mg/L
= konsentrasi H2O 2 50 mg/L
= Konsentrasi H2O 2 75 mg/L
10
logam Zn akan menjadi lebih mudah dalam penurunan kandungan logam Zn. Akan tetapi, ANOVA (Lampiran 14) menunjukkan bahwa pH, konsentrasi hidrogen peroksida, dan konsentrasi fero sulfat tidak berpengaruh pada penurunan zink dengan selang kepercayaan 95%.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Pengolahan limbah tekstil dengan proses Fenton cenderung dapat menurunkan parameter DHL, warna, TPT, KOB, dan Zn. Hasil analisis menunjukkan penurunan terbesar pada penurunan KOB terjadi pada kombinasi pH 5, konsentrasi H2O2 25 mg/L, dan konsentrasi FeSO4 50 mg/L. Di samping itu pula, kombinasi ini mengalami penurunan yang cukup besar untuk ketiga parameter lainnya, yaitu TPT, DHL, dan Zn. Akan tetapi, ANOVA menunjukkan pH, konsentrasi H2O2, dan konsentrasi FeSO4 tidak berpengaruh pada penurunan kelima parameter dengan selang kepercayaan 95%. Saran Tahapan selanjutnya perlu dilakukan perluasan ragam faktor, yaitu pH, konsentrasi FeSO4, dan konsentrasi H2O2 sebagai faktor kondisi optimum.
DAFTAR PUSTAKA [APHA] American Public Health Association. 2005. APHA 2120F Standard Methods For the Examination of Water and Wastewater-ADMI Weighted ordinate Spectrophotometric Methods. Washington: American Public Health Association. [APHA] American Public Health Association. 2005. APHA 2510F Standard Methods For the Examination of Water and Wastewater-Laboratory Method. Washington: American Public Health Association. Arslan I, Balcioglu IA. Oxidative treatment of stimulated dyehouse effluent by UV and Near UV light assisted Fenton’s Reagent. Chemosphere 39:2767-2783.
[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 1991. SNI-06-2503-1991 Air dan Air LimbahCara Uji Kebutuhan Oksigen Biokimia (KOB). Serpong: BSN. [BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2004. SNI 06-6989.3-2004 Air dan Air LimbahCara Uji Kadar Padatan Tersuspensi Total (TPT) secara Gravimetri. Serpong: BSN. [BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2004. SNI 06-6989.7-2004 Air dan Air LimbahCara Uji Seng (Zn) dengan Metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)Nyala. Serpong: BSN. Cohn PD, Cox M, Berger PS. 1999. Water Quality and Treatment-A handbook of community water supplies. Ed ke-5. New York: McGraw-Hill. David L, Russel PE. 2006. Practical Wastewater Treatment. New Jersey: J Wiley. [DPRD] Dewan Perwakilan Rakyat Daerah. 1999. Keputusan Gubernur Kepala Daerah Tingkat I Jawa Barat Nomor 6 Tahun 1999 tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri di Jawa Barat. Bandung: DPRD. Eckenfelder WW. 1989. Industrial Water Pollution Control. Ed ke-2. New York: McGraw-Hill. Fardiaz S. 1992. Polusi Udara Dan Air. Yogyakarta: Kanisius. Harvey D. 2000. Modern Analytical Chemistry. New york: McGraw-Hill. Junaidi, Hatmanto BPD. 2006. Analisis teknologi pengolahan limbah cair pada industry tekstil. J presipitasi 1:25-30. Lide DR. 2003. Handbook of Chemistry and Physics. Ed ke-84. New York: CRC Pr. Ma XJ, Xia HL. 2009. Treatment of waterbased printing ink wastewater by Fenton process combined with coagulation. J Hazard Mater 162:386-390. Manurung R, Hasibuan R, Irvan. 2004. Perombakan zat warna azo reaktif secara anaerob-aerob [laporan]. Medan: USU.
11
Saeni MS. 1989. Kimia Lingkungan. Bogor: Dirjen Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Pusat Antar Universitas Ilmu Hayati IPB.
Selcuk H. 2005. Decolorization and detoxification of textile wastewater by ozonation and coagulation processes. Dyes and Pigments 64:217-222.
Sanjoyo A. 2 April 2008. Ekspor Tekstil 2009 Ditargetkan 11,8 Miliar Dollar AS. Kompas:2 (kolom 4).
Siregar SA. 2005. Instalasi Pengolahan Air Limbah. Yogyakarta: Kanisius.
12
LAMPIRAN
13
Lampiran 1 Diagram Alir Penelitian Limbah Cair Tekstil
pH awal
DHL awal
KOB awal
TPT awal
Warna awal
Perlakuan Ragam pH, Konsentrasi H2O2, FeSO4
Filtrat
DHL akhir
KOB akhir
Endapan
TPT akhir
Warna akhir
Zn akhir
Zn awal
14
Lampiran 2 Pembuatan Larutan
Larutan kalium dikromat 0.0042 M Dibuat 1.2259 g K2Cr2O7 (p.a). yang telah dikeringkan sebelumnya pada suhu 150°C selama 2 jam. Lalu dilarutkan ke dalam akuades dan diencerkan sampai 1000 mL.
Larutan natrium tiosulfat 0.0290 M Dibuat dengan melarutkan 6.2 g Na2S2O3·5H2O (p.a). ke dalam akuades dan kemudian diencerkan sampai 1 L.
Larutan mangan sulfat Dibuat dengan melarutkan 36.4 g MnSO4 ke dalam akuades dan kemudian diencerkan sampai 100 mL.
Larutan alkali iodida azida Padatan NaOH sebanyak 50 g dan 15 g KI dilarutkan ke dalam akuades sampai 100 mL. Kemudian ditambahkan larutan 1 g NaN3 dalam 4 mL akuades.
Larutan amilum Dibuat 2 g amilum dan 0.2 g asam salisilat kemudian dilarutkan ke dalam akuades yang telah dididihkan sebanyak 100 mL.
Larutan pengencer KOB Akuades sebanyak 1 L diaerasi selama 30 menit. Kemudian ditambahkan 1 mL larutan MgSO4 (2.25 g MgSO4 dalam 100 mL larutan), 1 mL larutan CaCl2 (2.75 g CaCl2 dalam 100 mL larutan), 1 mL FeCl3 (0.25 g dalam 100 mL larutan), dan 1 mL buffer fosfat (0.2125 g KH2PO4; 0.5438 g K2HPO4; 0.835 g Na2HPO4; dan 0.0425 g NH4Cl dalam 25 mL larutan).
15
Lampiran 3 Rancangan dengan kombinasi pH, konsentrasi H2O2, dan FeSO4 Kode sampel 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
pH 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5
[H2O2] mg/L 25 25 25 50 50 50 75 75 75 25 25 25 50 50 50 75 75 75 25 25 25 50 50 50 75 75 75
[FeSO4] mg/L 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50
16
Lampiran 4 Kebutuhan oksigen biokimia (KOB) Kombinasi pH [H2O2] [FeSO4] 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5
25 25 25 50 50 50 75 75 75 25 25 25 50 50 50 75 75 75 25 25 25 50 50 50 75 75 75
5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50
Ulangan (mg/L) 1 2 3 470.41 470.41 470.41 193.84 63.31 182.03 204.20 57.14 225.57 363.52 80.65 144.61 172.35 222.67 185.09 165.10 214.52 144.61 145.89 275.01 129.04 194.00 61.06 229.76 182.67 161.79 149.44 265.41 222.51 149.12 403.84 119.85 129.04 132.03 232.80 144.61 142.99 61.06 124.37 145.90 66.93 108.96 102.18 232.80 222.51 125.49 154.04 185.09 265.01 53.23 185.09 145.90 70.85 225.57 84.68 110.05 144.61 111.86 72.81 63.64 111.86 61.05 104.12 20.74 28.32 104.13 61.54 154.04 109.28 285.09 345.58 101.22 115.30 70.85 63.64 64.28 305.25 101.22 172.59 345.58 68.80 145.90 93.56 171.91
Contoh perhitungan: A-B % penurunan: x 100% A % penurunan : 470.41-193.84 x 100% 470.41 % penurunan : 58.79% Ket : A = Sampel kondisi awal B = Sampel setelah perlakuan
1
Penurunan % 2 3
58.79 56.59 22.72 63.36 64.90 68.99 58.76 61.17 43.58 14.15 71.93 69.60 68.98 78.28 73.32 43.66 68.98 82.00 76.22 76.22 95.59 86.92 39.40 75.49 86.34 63.31 68.98
86.54 87.85 82.86 52.66 54.40 41.54 87.02 65.61 52.70 74.52 50.51 87.02 85.77 50.51 67.25 88.68 84.94 76.61 84.52 87.02 93.98 67.25 26.54 84.94 35.11 26.54 80.11
61.30 52.05 69.26 60.65 69.26 72.57 51.16 68.23 68.30 72.57 69.26 73.56 76.84 52.70 60.65 60.65 52.05 69.26 86.47 77.87 77.86 76.77 78.48 86.47 78.48 85.37 63.46
Rata-rata (%) 68.88 65.50 58.28 58.89 62.85 61.03 65.65 65.00 54.86 53.75 63.90 76.73 77.20 60.50 67.08 64.33 68.66 75.95 82.40 80.37 89.14 76.98 48.14 82.30 66.64 58.41 70.85
17
Lampiran 5 ANOVA pada kebutuhan oksigen biokimia (KOB) Sumber pH H2O2 FeSO4 pH*H2O2 pH*FeSO4 H2O2*FeSO4 pH*H2O2*FeSO4 Galat Total
derajat bebas (db) 2 2 2 4 4 4 8 54 80
jumlah kuadrat (JK) 1482.0 479.6 681.4 1435.2 1624.1 646.5 1288.5 15654.8 23292.0
Kuadrat tengah (KT) 741.0 239.8 340.7 358.8 406.0 161.6 161.1 289.9
FHitung 2.56 0.83 1.18 1.24 1.40 0.56 0.56
nilai-P 0.087 0.443 0.317 0.306 0.246 0.694 0.809
18
Lampiran 6 Total padatan tersuspensi (TPT) kombinasi [H2O2] [FeSO4]
pH 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5
25 25 25 50 50 50 75 75 75 25 25 25 50 50 50 75 75 75 25 25 25 50 50 50 75 75 75
5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50
Ulangan (mg/L) 1 2 3 96.00 96.00 96.00 8.00 54.00 2.00 2.00 44.00 4.00 2.00 40.00 2.00 7.00 74.00 6.00 2.00 32.00 50.00 68.00 6.00 34.00 1.00 2.00 2.00 80.00 8.00 2.00 52.00 34.00 8.00 68.00 2.00 4.00 48.00 48.00 20.00 6.00 4.00 1.00 84.00 2.00 5.00 68.00 32.00 12.00 32.00 36.00 6.00 24.00 12.00 28.00 4.00 20.00 44.00 12.00 4.00 42.00 3.00 2.00 4.00 6.00 4.00 38.00 8.00 70.00 20.00 2.00 6.00 4.00 36.00 56.00 42.00 4.00 58.00 26.00 1.70 3.00 2.00 2.00 30.00 40.00 2.00 2.00 1.00
Contoh perhitungan:
A-B x 100% A % penurunan : 96.00-8.00 96.00 % penurunan : 91.67% % penurunan:
x 100%
Ket : A = Sampel kondisi awal B = Sampel setelah perlakuan
1
penurunan % 2 3
91.67 97.92 97.92 92.71 97.92 29.17 98.96 16.67 45.83 29.17 50.00 93.75 12.50 29.17 66.67 75.00 95.83 87.50 96.88 93.75 91.67 97.92 62.50 95.83 98.23 97.92 97.92
43.75 54.17 58.33 22.92 66.67 93.75 97.92 91.67 64.58 97.92 50.00 95.83 97.92 66.67 62.50 87.50 79.17 95.83 97.92 95.83 27.08 93.75 41.67 39.58 96.88 68.75 97.92
97.92 95.83 97.92 93.75 47.92 64.58 97.92 97.92 91.67 95.83 79.17 98.96 94.79 87.50 93.75 70.83 54.17 56.25 95.83 60.42 79.17 95.83 56.25 72.92 97.92 58.33 97.92
rata-rata (%) 77.78 82.64 84.72 69.79 70.83 62.50 98.26 68.75 67.36 74.31 59.72 96.18 68.40 61.11 74.31 77.78 76.39 79.86 96.88 83.33 65.97 95.83 53.47 69.44 97.67 75.00 97.92
19
Lampiran 7 ANOVA pada total padatan tersuspensi (TPT) Sumber pH H2O2 FeSO4 pH*H2O2 pH*FeSO4 H2O2*FeSO4 pH*H2O2*FeSO4 Galat Total
derajat bebas (db) 2 2 2 4 4 4 8 54 80
jumlah Kuadrat kuadrat (JK) tengah (KT) 840.1 420.1 2480.7 1240.3 2627.0 1313.5 358.4 89.6 2619.8 654.9 331.1 82.8 3976.1 497.0 34210.6 633.5 47443.8
Fnilai-P Hitung 0.66 0.519 1.96 0.151 2.07 0.136 0.14 0.966 1.03 0.398 0.13 0.971 0.78 0.618
20
Lampiran 8 Warna kombinasi pH [H2O2] [FeSO4] 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5
25 25 25 50 50 50 75 75 75 25 25 25 50 50 50 75 75 75 25 25 25 50 50 50 75 75 75
5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50
1
Ulangan ( pt-Co) 2 3
215.00 146.00 153.00 78.00 145.00 176.00 69.00 150.00 132.00 70.00 172.00 192.00 54.00 163.00 173.00 108.00 134.00 172.00 70.00 166.00 179.00 206.00 150.00 195.00 210.00 166.00 181.00 212.00
215.00 154.00 135.00 195.00 182.00 148.00 170.00 180.00 174.00 168.00 165.00 203.00 108.00 191.00 176.00 165.00 196.00 103.00 174.00 143.00 184.00 159.00 82.00 112.00 140.00 120.00 118.00 157.00
Contoh perhitungan:
A-B x 100% A 215-146 % penurunan : 215 % penurunan : 32.09% % penurunan:
x 100%
Ket : A = Sampel kondisi awal B = Sampel setelah perlakuan
215.00 159.00 157.00 172.00 150.00 158.00 161.00 179.00 168.00 184.00 164.00 179.00 163.00 170.00 165.00 181.00 160.00 165.00 183.00 100.00 190.00 108.00 170.00 73.00 208.00 89.00 197.00 213.00
1
Penurunan % 2 3
32.09 28.84 63.72 32.56 18.14 67.91 30.23 38.60 67.44 20.00 10.70 74.88 24.19 19.53 49.77 37.67 20.00 67.44 22.79 16.74 4.19 30.23 9.30 2.33 22.79 15.81 1.40
28.37 37.21 9.30 15.35 31.16 20.93 16.28 19.07 21.86 23.26 5.58 49.77 11.16 18.14 23.26 8.84 52.09 19.07 33.49 14.42 26.05 61.86 47.91 34.88 44.19 45.12 26.98
26.05 26.98 20.00 30.23 26.51 25.12 16.74 21.86 14.42 23.72 16.74 24.19 20.93 23.26 15.81 25.58 23.26 14.88 53.49 11.63 49.77 20.93 66.05 3.26 58.60 8.37 0.93
rata-rata (%)
28.84 31.01 31.01 26.05 25.27 37.98 21.09 26.51 34.57 22.33 11.01 49.61 18.76 20.31 29.61 24.03 31.78 33.80 36.59 14.26 26.67 37.67 41.09 13.49 41.86 23.10 9.77
21
Lampiran 9 ANOVA pada warna Sumber pH H2O2 FeSO4 pH*H2O2 pH*FeSO4 H2O2*FeSO4 pH*H2O2*FeSO4 Galat Total
derajat bebas (db) 2 2 2 4 4 4 8 54 80
jumlah kuadrat (JK) 85.9 4.3 327.3 444.5 3887.9 1054.2 1719.1 16873.1 24396.2
Kuadrat tengah (KT) 42.9 2.1 163.7 111.1 972.0 263.5 214.9 312.5
F-Hitung
nilai-P
0.14 0.01 0.52 0.36 3.11 0.84 0.69
0.872 0.993 0.595 0.839 0.022 0.504 0.700
22
Lampiran 10 Daya hantar listrik (DHL) Kombinasi pH [H2O2] [FeSO4] 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5
25 25 25 50 50 50 75 75 75 25 25 25 50 50 50 75 75 75 25 25 25 50 50 50 75 75 75
5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50
Ulangan (µS/cm) 1 2 3 1110 1110 1110 993.00 951.00 903.00 1,080.00 989.00 905.00 1,076.00 1,044.00 891.00 1,102.00 1,013.00 877.00 1,064.00 1,017.00 931.00 1,102.00 1,020.00 941.00 1,078.00 1,006.00 862.00 1,032.00 969.00 933.00 1,113.00 1,045.00 945.00 834.00 772.00 712.00 417.00 770.00 743.00 799.00 775.00 754.00 850.00 670.00 741.00 783.00 781.00 702.00 825.00 771.00 603.00 857.00 753.00 745.00 792.00 774.00 757.00 818.00 813.00 772.00 660.00 706.00 686.00 683.00 688.00 730.00 709.00 750.00 685.00 708.00 698.00 717.00 702.00 730.00 699.00 709.00 724.00 713.00 675.00 700.00 690.00 683.00 712.00 692.00 689.00 718.00 693.00
Contoh perhitungan: % penurunan: A-B x 100% A % penurunan : 1110-993 1110 % penurunan : 10.54%
x 100%
Ket : A = Sampel kondisi awal B = Sampel setelah perlakuan
1
penurunan % 2 3
10.54 2.70 3.06 0.72 4.14 0.72 2.88 7.03 -0.27 24.86 62.43 28.02 23.42 29.46 25.68 22.79 28.65 26.31 40.54 38.47 36.13 36.22 36.76 36.13 39.19 38.47 37.93
14.32 10.90 5.95 8.74 8.38 8.11 9.37 12.70 5.86 30.45 30.63 30.18 39.64 29.64 30.54 32.16 30.27 26.76 36.40 38.02 32.43 37.12 34.23 34.77 36.94 35.86 35.32
18.65 18.47 19.73 20.99 16.13 15.23 22.34 15.95 14.86 35.86 33.06 32.07 33.24 36.76 45.68 32.88 31.80 30.45 38.20 34.23 38.29 35.41 37.03 35.77 37.84 37.66 37.57
rata-rata % 14.50 10.69 9.58 10.15 9.55 8.02 11.53 11.89 6.82 30.39 42.04 30.09 32.10 31.95 33.96 29.28 30.24 27.84 38.38 36.91 35.62 36.25 36.01 35.56 37.99 37.33 36.94
23
Lampiran 11 ANOVA pada daya hantar listrik (DHL) Sumber pH H2O2 FeSO4 pH*H2O2 pH*FeSO4 H2O2*FeSO4 pH*H2O2*FeSO4 Galat Total
derajat bebas (db) 2 2 2 4 4 4 8 54 80
jumlah kuadrat (JK) 1323776.0 7736.0 10814.0 11641.0 11885.0 6705.0 20410.0 279735.0 1672702.0
Kuadrat tengah (KT) 661888.0 3868.0 5407.0 2910.0 2971.0 1676.0 2551.0 5180.0
F-Hitung
nilai-P
127.77 0.75 1.04 0.56 0.57 0.32 0.49
0.000 0.479 0.359 0.691 0.683 0.861 0.856
24
Lampiran 12 Uji tukey pada daya hantar listrik (DHL) Sumber
derajat bebas (db) 2 78 80
pH Galat Total
Level 3 4 5
N 27 27 27
Mean 10.304 31.989 36.775
jumlah kuadrat (JK) 10744.9 2832.2 13577.1
StDev 6.730 7.785 1.740
Kuadrat tengah (KT) 5372.5 36.3
F-Hitung
nilai-P
147.96
0.000
Pooled StDev +---------+---------+---------+--------(--*--) (--*--) (--*--) +---------+---------+---------+--------8.0 16.0 24.0 32.0
Simpulan pH = 3 berbeda nyata dengan pH 4 dan 5, sedangkan pH 4 dan 5 relatif tidak berbeda secara signifikan.
25
Lampiran 13 Zink Kombinasi
Ulangan (mg/L)
pH [H2O2] [FeSO4]
3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5
25 25 25 50 50 50 75 75 75 25 25 25 50 50 50 75 75 75 25 25 25 50 50 50 75 75 75
5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50 5 25 50
1 0.0860 0.0750 0.0740 0.0740 0.0700 0.0690 0.0680 0.0660 0.0650 0.0640 0.0760 0.0770 0.0790 0.0750 0.0730 0.0740 0.0730 0.0740 0.0730 0.0760 0.0730 0.0770 0.0720 0.0730 0.0710 0.0740 0.0730 0.0770
2 0.0860 0.0730 0.0730 0.0740 0.0750 0.0730 0.0810 0.0810 0.0810 0.0740 0.0730 0.0720 0.0720 0.0720 0.0730 0.0730 0.0720 0.0710 0.0740 0.0750 0.0730 0.0730 0.0730 0.0670 0.0720 0.0700 0.0720 0.0730
Contoh perhitungan:
A-B x 100% A % penurunan : 0.0860-0.0750 x 100% 0.0860 % penurunan : 12.79% % penurunan:
Ket : A = Sampel kondisi awal B = Sampel setelah perlakuan
3 0.0860 0.0570 0.0560 0.0570 0.0580 0.0560 0.0580 0.0570 0.0560 0.0560 0.0560 0.0550 0.0560 0.0560 0.0550 0.0550 0.0550 0.0580 0.0550 0.0550 0.0550 0.0550 0.0540 0.0550 0.0550 0.0540 0.0550 0.0540
Penurunan % 1
2
3
12.79 13.95 13.95 18.60 19.77 20.93 23.26 24.42 25.58 11.63 10.47 8.14 12.79 15.12 13.95 15.12 13.95 15.12 11.63 15.12 10.47 16.28 15.12 17.44 13.95 15.12 10.47
15.12 15.12 13.95 12.79 15.12 5.81 5.81 5.81 13.95 15.12 16.28 16.28 16.28 15.12 15.12 16.28 17.44 13.95 12.79 15.12 15.12 15.12 22.09 16.28 18.60 16.28 15.12
33.72 34.88 33.72 32.56 34.88 32.56 33.72 34.88 34.88 34.88 36.05 34.88 34.88 36.05 36.05 36.05 32.56 36.05 36.05 36.05 36.05 37.21 36.05 36.05 37.21 36.05 37.21
rata-rata % 20.54 21.32 20.54 21.32 23.26 19.77 20.93 21.71 24.81 20.54 20.93 19.77 21.32 22.09 21.71 22.48 21.32 21.71 20.16 22.09 20.54 22.87 24.42 23.26 23.26 22.48 20.93
26
Lampiran 14 ANOVA pada zink Sumber pH H2O2 FeSO4 pH*H2O2 pH*FeSO4 H2O2*FeSO4 pH*H2O2*FeSO4 Galat Total
derajat bebas (db) 2 2 2 4 4 4 8 54 80
jumlah kuadrat (JK) 11.8 39.7 9.1 14.3 7.4 14.9 37.1 8159.6 8293.9
Kuadrat tengah (KT) 5.9 19.9 4.6 3.6 1.8 3.7 4.6 151.1
FHitung 0.04 0.13 0.03 0.02 0.01 0.02 0.03
nilai-P 0.962 0.877 0.970 0.999 1.000 0.999 0.970
