LAPORAN AKHIR
PEMBUATAN MEMBRAN KERAMIK BERBASIS TANAH LIAT, ZEOLIT, PASIR SILIKA, SERBUK BESI, DAN ABU TERBANG BATUBARA (FLY ASH) UNTUK PENGOLAHAN LIMBAH CAIR KELAPA SAWIT (POME)
Diajukan Sebagai Persyaratan untuk Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Kimia
Oleh: Esa Adhmeilawati 0612 3040 1037
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2015
LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN AKHIR
PEMBUATAN MEMBRAN KERAMIK BERBASIS TANAH LIAT, ZEOLIT, PASIR SILIKA, SERBUK BESI, DAN ABU TERBANG BATUBARA (FLY ASH) UNTUK PENGOLAHAN LIMBAH CAIR KELAPA SAWIT (POME)
Oleh :
Esa Adhmeilawati 0612 3040 1037
Pembimbing I,
Palembang, 01 Juni 2015 Pembimbing II,
Ir. A. Husaini, M.T. NIP 195904091989031001
Ir. Sofiah, M.T NIP 196206271989032001
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Kimia
Ir. Robert Junaidi, M.T NIP 19660712993031003 ii
Telah Dipertahankan Dihadapan Tim Penguji Jurusan Teknik Kimia Pada Tanggal 30 Juni 2015
Tim Penguji :
Tanda Tangan
1. DR. Abu Hasan, M.T
(
)
(
)
(
)
(
)
NIP 196605311992012001
2. DR. Rusdianasari, M.T NIP 196811041992032001
3. Ir. Siti Chodijah, M.T NIP 196107091989031002
4. Yuniar, S.T, M.Si. NIP 197110231994031002
Palembang, Juni 2015 Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Kimia
Ir. Robert Junaidi, M.T NIP 196607121993031003
iii
Motto : “Struggle that you do today is the single way to build a better future. Neever lose hope, because it is the key to achieve all your dreams. Do your best at every opportunity that you have”. “Perjuangan yang kamu lakukan hari ini merupakan cara untuk membangun kualitas yang lebih baik di hari esok. Jangan pernah kehilangan harapan, karena itu adalah kunci untuk meraih semua mimpi anda. Lakukan yang terbaik disemua kesempatan yang anda miliki.”
iv
Kupersembahkan untuk: Allah SWT Kedua Orang tua dan keluargaku Kedua Pembimbingku Kamu yang selalu kusebut dalam doaku Teman – teman seperjuangan angkatan 2012 Almamaterku
ABSTRAK PENGARUH PENAMBAHAN ZAT ADITIF ABU TERBANG BATU BARA (FLY ASH) TERHHADAP EFEKTIFITAS MEMBRAN KERAMIK BERBASIS TANAH LIAT, ZEOLIT, PASIR SILICA DAN PASIR BESI PADA PENGOLAHAN LIMBAH CAIR KELAPA SAWIT Esa Adhemeiliawati 2015,46 Hal, 10 Tbl, 16 Gbr, 4 Lamp
Limbah cair kelapa sawit yang dikenal dengan istilah POME (Palm Oil Mill Effluent) merupakan sisa buangan yang dapat menyebabkan pencemaran lingkungan karena mengandung COD, BOD dan TSS yang tinggi. Oleh karena itu, diperlukan pengolahan limbah cair kelapa sawit untuk menurunkan kandungan COD, BOD, dan TSS agar tidak mencemari lingkungan. Salah satu metode pengolahan yang dapat digunakan adalah teknologi membran. Penelitian dilakukan dengan menggunakan membran keramik dengan komposisi dari tanah liat, zeolit, pasir silika, serbuk besi, dan abu terbang batubara (fly ash). Pemanfaatan abu terbang batubara (fly ash) mampu meningkatkan penurunan COD pada limbah cair kelapa sawit (POME). Perbandingan komposisi dari tanah liat, zeolit, pasir silika, serbuk besi, dan abu terbang batubara yaitu 65(%Wt) : 10(%Wt) : 5(%Wt) : 5(%Wt) : 15(%Wt) dapat menurunkan konsentrasi COD menjadi 61,64 mg/L , BOD menjadi 26,88 mg/L dan TSS menjadi 8 mg/L. Hasil analisa permeat menunjukkan hasil yang sesuai dengan baku mutu limbah cair kelapa sawit berdasarkan Peraturan Gubernur Sumatera Selatan Nomor 8 Tahun 2012. Kata Kunci : POME, abu terbang, membrane keramik, filtrasi
v
ABSTRACK THE EFFECT OF ADDING COAL FLY ASH WHICHH IMPACT TO EFFECTIVITY OF CERAMIC MEMBRANE THAT BASED ON CLAY, ZEOLITE, SILICA SAND AND IRON POWDERIN LIQUID WASTE PROCESSING OF PALM OIL (POME) Esa Adhemeiliawati 2015,46 Pages, 10 Tbl, 16 Pic, 4 Appendix
Palm oil waste which known as POME (Palm Oil Mill Effluent) is a waste from palm oil industries that cause environmental pollution because contain high BOD, COD and TSS. Because of that, its needed special treatment to process the waste for decreasing BOD, COD and TSS value for its not affect the environtment. One of the methods is using membrane thecnology with several composition which is clay, zeolit, silica sand, iron powder and coal fly ash. The utilization of coal fly ash is to decrease COD value on the waste. Composition ratio between clay, zeolit, silica sand, iron powder and coal fly ash is 65(%Wt) : 10(%Wt) : 5(%Wt) : 5(%Wt) : 15(%Wt) can decrease the COD consentration to 61.64 mg/L, BOD to 26.88 mg/L and TSS to 8 mg/L. Permeat analisys result show that the value is appropriate with quality standards of palm oil liquid waste based on Governer Rules of South Sumatera No.8 2012.
Key Word : POME, fly ash, ceramide membrane, filtration
vi
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan akhir dengan judul “Pengaruh Penambahan Zat Aditif Abu Terbang Batubara (Fly Ash) Terhadap Efektivitas Membran Keramik Berbasis Tanah Liat, Zeolit, Pasir Silika Dan Serbuk Besi Pada Pengolahan Limbah Cair Kelapa Sawit (Pome)” dengan baik. Adapun tujuan penulisan laporan akhir ini adalah sebagai salah satu persyaratan untuk menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. Dalam penulisan laporan akhir ini penulis banyak mendapatkan bantuan, saran, dan bimbingan, serta dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. RD. Kusumanto, S.T, M.M. selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya 2. Ir. Robert Junaidi, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya 3. Zulkarnain, S.T., M.T. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Ir.A.Husaini, M.T.
selaku pembimbing I yang telah memberikan bimbingan,
masukan dan dukungan kepada penulis. 5. Ir.Hj. Sofiah, M.T. selaku pembimbing II yang telah memberikan arahan dan dukungan dalam membimbing penulis 6. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Staf Pengajar Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya 7. Seluruh Teknisi Laboratorium Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya 8. Seluruh Staf Administrasi Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya 9. Seluruh staf dan karyawan di Laboratorium Dinas Pertambangan dan Energi Provinsi Sumatera Selatan 10. Ibu, adik, dan kak Zakky yang selalu memberikan motivasi, doa dan bantuannya baik moril maupun materil
vii
11. Rekan-rekan di Politeknik Negeri Sriwijaya khususnya Jurusan Teknik Kimia kelas 6 KIB 2015 yang telah banyak membantu selama ini 12. Rekan satu tim Ahsanul Amali, Debi Anggun Sari, dan Badi’ah Muniaty Syahab. 13. Sahabat-sahabat terbaikku (Ulya Isnaini dan Fenny Putri) yang banyak sekali membantu selama ini.
Dalam penulisan laporan akhir ini, penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan kiranya dapat dimaklumi dam dimaafkan. Akhirnya penulis berharap semoga laporan akhir ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.
Palembang, Juni 2015
Penulis
viii
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... ii MOTTO ....................................................................................................... iii ABSTRAK ................................................................................................... iv ABSTRACT ................................................................................................. v KATA PENGANTAR ................................................................................. vi DAFTAR ISI ................................................................................................ viii DAFTAR TABEL ....................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xi DAFTAR LAMPIRAN................................................................................. xii BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ................................................................... 1.2. Tujuan Penelitian .............................................................. 1.3. Manfaat Penelitian ............................................................. 1.4. Perumusan Masalah................................................................
1 4 5 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Umum tentang Membran .................................... 2.2 Jenis-Jenis Membran ............................................................ 2.3 Kinerja Membran ................................................................. 2.4 Membran Keramik ............................................................... 2.4.1 Metode Pembuatan Membran Keramik........................ 2.4.2 Bahan Dasar Membran Keramik ................................. 2.4.3 Karakteristik Membran ................................................. 2.5 Proses Pemisahan Dengan Membran................................... 2.5.1 Prinsip Pemisahan Dengan Membran ....................... 2.5.2 Klasifikasi Membran..................................................... 2.6 Limbah ............................................................................... 2.6.1 Limbah Cair Kelapa Sawit......................................... 2.6.2 Pengolahan Limbah Cair Kelapa Sawit ...................... 2.6.3 Pemanfaatan Limbah Kelapa Sawit ...........................
6 6 7 9 10 11 14 16 17 18 19 20 21 22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan tempat .............................................................. 3.2 Alat dan Bahan .................................................................. 3.2.1 Bahan yang digunakan ..................................................... 3.2.2 Alat yang digunakan......................................................... 3.3 Perlakuan dan Rancangan Percobaan........................................ 3.4 Prosedur Kerja........................................................................... 3.4.1 Karakteristik Membran....................................................... 3.4.2 Pembuatan Membran Keramik............................................ 3.4.3 Uji Kelayakan Membran................................................... 3.4.4 Pretreatmant Limbah Cair Kelapa sawit........................... 3.4.5 Pengolahan Limbah Cair Kelapa Sawit............................
23 23 23 23 24 25 25 25 26 26 26
ix
3.4.6 Penentuan Derajat Keasaman........................................... 27 3.4.6.1 Kaliabrasi alat pH meter............................... ...... 27 3.4.6.2 Prosedur Pengujian............................................... 27 3.4.7 Penentuan Chemical Oxygen Demand .................... ...... 27 3.4.8 Penentuan Biological Oxygen Demand .......................... 28 3.4.9 Penentuan Total Suspended Solid ............................ ..... 29 3.4 Bagan Penelitian...........................................................................30 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................... 4.1 Data Hasil................................................................................ 4.1.1 Data Hasil Karakteristik Membran Keramik..................... 4.1.2 Data Hasil Analisa Limbah Cair Kelapa Sawit Sebelum Dan Sesudah Proses Koagulasi........................................ 4.1.3 Data Hasil Analisa Limbah Cair Kelapa Sawit Sebelum Dan Sesudah Proses Adsorbsi. ........................................ 4.1.4 Data Hasil Penentuan Fluks Limbah Cair Kelapa Sawit.. 4.1.5 Data Hasil Analisa Kualitas Olahan Setelah Proses Filtrasi Menggunakan Membran Keramik........................ 4.1.6 Data % Rejeksi Kualitas Olahan setelah Proses Filtrasi MenggunakanMembran Keramik......................... 4.1.7 Data % Efektivitas Membran Keramik Berbasis Tanah Liat, Zeolit, Serbuk Besi, Pasir Silika dan Abu Terbang Batubara Pada Pengolahan Limbah Cair Kelapa Sawit... 4.2 Pembahasan............................................................................... 4.2.1Pengaruh Proses Koagulasi Terhadap Penurunan konsentrasi COD, BOD, TSS, dan pH Pada Limbah Cair Kelapa Sawit....................................................................... 4.2.2 Penentuan Fluks Air Limbah............................................. 4.2.3 Hasil Analisa Kualitas Olahan Setelah Proses Filtrasi Dengan Menggunakan Membran Keramik....................... 4.2.4 Pengaruh % Rejeksi Terhadap Fluks limbah cair Kelapa Sawit Hasil Filtrasi............................................................. 4.2.5 % Efektivitas Membran Keramik Berbasis Tanah Liat, Zeolit, Serbuk Besi, Pasir Silika dan Abu Terbang Batubara (fly Ash) Pada Pengolahan Limbah Cair Kelapa Sawit................................................ ...............................
34 34 34
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN............................................... 5.1 Kesimpulan...................................................................................... 5.2 Saran................................................................................................
46 46 46
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................ LAMPIRAN ........................................................................................
47 49
x
35 35 35 36 37
38 38
38 40 40 42
44
DAFTAR TABEL Tabel 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Baku Mutu Limbah Cair Indusri Minyak Kelapa Sawit............ Jenis, potensi, dan pemanfaatan limbah pabrik kelapa sawit.... Komposisi membran keramik.................................................... Karakteristik Membran Keramik............................................... Data Analisa Limbah Cair Kelapa Sawit.................................. Data Analisa Limbah Cair Kelapa Sawit.................................. Data Hasil Penentuan Fluks Limbah Cair Kelapa Sawit.......... Data Hasil Analisa Kualitas Olahan Setelah Proses Filtrasi Menggunakan Membran Keramik .......................................... 9. Data % Rejeksi Kualitas Olahan Setelah Proses Filtrasi Menggunakan Membra Keramik................................................ 10. Data % Efektivitas Membran Keramik Berbasis Tanah Liat, Zeolit, Serbuk Besi, Pasir Silika, dan Abu Terbang Batubara (flyAsh) Pada Pengolahan Limbah Kelapa Sawit.......................
xi
Halaman 20 22 25 34 35 35 36 37 37
38
DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 1. Skema proses pemisahan dengan membran ............................. 7 2. Membran Keramik ................................................................... 9 3. Tanah Liat berbentuk serbuk...................................................... 11 4. zeolit ......................................................................................... 13 5. Pola aliran dalam membran....................................................... 17 6. Skema rancangan membran keramik ....................................... 30 7. Diagram proses pembuatan membran keramik.......................... 31 8. Diagram Proses Penggunaan Membran Keramik....................... 32 9. Cross Flow.................................................................... ........... 33 10. Membran Keramik...................................................................... 34 11. Pengaruh proses koagulasi terhadap penurunan konsentrasi COD, BOD, dan TSS pada limbah cair kelapa sawit............... 39 12. Pengaruh keasaman limbah terhadap penambahan PAC.......... 39 13. Grafik Fluks terhadap waktu pada masing-masing membran Keramik...................................................................................... 40 14. Hasil Analisa Kualitas Olahan Setelah Proses Filtrasi dengan Menggunakan Membran Keramik..................... 41 15. Hubungan antara fluks dan % Rejeksi Limbah Cair Kelapa Sawit Hasil Filtrasi..................................................................... 43 16. Efektivitas Membran Keramik Berbasis Tanah Liat, Zeolit, Serbuk Besi, Pasir Silika dan Abu Terbang Batubara (Fly Ash).. 44
xii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A. Pengesahan Data.................................................................. B. Uraian Perhitungan............................................................... C. Dokumentasi Penelitian........................................................ D. Surat......................................................................................
xiii
Halaman 49 54 62 65
