PENURUNAN KONSENTRASI SURFAKTAN DALAM LIMBAH CAIR LAUNDRY DENGAN ADSORPSI MENGGUNAKAN ARANG BATOK KELAPA (COCONUT SHELLS) KOMERSIL Oleh : Argo Hadi Kusumo (3307 100 034) Dosen Pembimbing : Ir. M. Razif, MM.
Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember 2011 TL-ITS
Latar Belakang Bisnis Laundry peluang yang menguntungkan
Gebang dan Keputih Surabaya terdapat sekitar 25 laundry kiloan
Pencemaran berat di hilir kali surabaya
Adsorpsi berdasarkan penelitian terdahulu
Deterjen (Surfaktan) mencemari air (Pratomo, 1997)
Arang batok kelapa komersil
TL-ITS
Rumusan Masalah 1. Berapa kemampuan arang untuk mengurangi konsentrasi surfaktan yang dinyatakan dalam perbandingan antara surfaktan yang diadsorb dengan massa arang (X/M) secara batch? 2. Secara batch, berapa diameter dan massa arang batok kelapa yang paling efektif digunakan? 3. Berapa efisiensi pengurangan konsentrasi surfaktan oleh arang batok kelapa secara batch dan kontinyu? 4. Secara kontinyu, berapa lama waktu yang diperlukan untuk mengolah limbah cair laundry? TL-ITS
Tujuan Tujuan : 1. Menganalisis kemampuan arang batok kelapa untuk mengurangi konsentrasi surfaktan yang dinyatakan dalam perbandingam antara surfaktan yang diadsorb dengan massa arang (X/M) secara batch. 2. Menganalisis diameter dan massa arang batok kelapa yang paling efektif digunakan (secara batch). 3. Menganalisis efisiensi pengurangan konsentrasi surfaktan oleh arang batok kelapa secara batch dan kontinyu. 4. Menganalisis berapa lama waktu yang diperlukan untuk mengolah limbah cair laundry (secara kontinyu).
TL-ITS
Manfaat Manfaat : 1. Diperoleh alternatif adsorban yang murah untuk pengolahan limbah laundry yaitu arang batok kelapa 2. Sebagai masukan alternatif pengolahan kepada Pemerintah Kota Surabaya dalam menangani limbah laundry
TL-ITS
Ruang Lingkup • Sampel limbah dari jasa laundry rumah tangga di wilayah Gebang dan Keputih Sukolilo (laundry Kiloan) variasi 3 merk R,M,S • Metode pengukuran konsentrasi surfaktan metode MBAS • Arang batok kelapa Mesh 8, 10, 12 • Penelitian dilakukan dengan dua metode, yaitu: – Proses Batch. Variabel yang digunakan adalah: Ukuran media (3 variabel, Massa media (3 variabel), Jenis Deterjen (3 variabel) – Proses Kontinyu menggunakan Down Flow Fixed Bed Adsorption Column dengan menggunakan variabel sebagai berikut: Jenis Deterjen (3 variabel) dan tinggi media (2 variabel) TL-ITS
Adsorpsi • Reynolds dan Paul (1995), Adsorpsi adalah pengumpulan substansi pada permukaan adsorban berbentuk padatan, sedangkan absorpsi adalah perembesan dari pengumpulan substansi ke dalam padatan • Isoterm Adsorpsi - Freundlich Isothermal - Isothermal Langmuir - Isothermal Brunaur-Emmet-Teller (BET) TL-ITS
Adsorban • Karbon Aktif sebagai Adsorban Karbon dapat menyerap substansi terlarut ke dalam porinya. Ada banyak material yang digunakan sebagai adsorban tapi karbon adalah pilihan yang tepat untuk pengolahan air karena dapat menghilangkan range yang luas dari zat pencemar (Droste, 1997) • Batok Kelapa sebagai Adsorban Arang batok kelapa juga sudah digunakan sebagai adsorban dalam menurunkan tingkat kekeruhan pada proses filtrasi pengolahan limbah cair industri tahu (Nayoan, 2003) TL-ITS
Deterjen • Fungsi surfaktan adalah untuk meningkatkan daya pembasahan air sehingga kotoran yang berlemak dapat dibasahi, mengendorkan dan mengangkat kotoran dari kain dan mensuspensikan kotoran yang telah terlepas.
TL-ITS
Proses Penelitian Adsorpsi Proses Batch untuk mengetahui karakteristik adsorban yang digunakan yang dinyatakan dalam hubungan antara penurunan zat yang diserap dan berat adsorban yang digunakan dalam koefisien-koefisien dari persamaan-persamaan yang ada
Kurva Isoterm
TL-ITS
Con’t Proses Penelitian Adsorpsi Proses Kontinyu
Fixed Bed Column dan Konsentrasi Fase Padat dan Cair
Pendekatan desain : - Pendekatan Hutchins - Pendekatan Bohart-Adams - Pendekatan Kinetik TL-ITS
Metodologi Penelitian
TL-ITS
Pembahasan • Uji Fisik Media Layak sbg Adsorban • Penentuan Jumlah Surfaktan Kalibrasi deterjen R,M,S PROSES BATCH - Waktu Kesetimbangan 3 jam Waktu (Jam)
0,5
1
1,5
2
2,5
3
%Removal 41,99 17,27 65,34 64,39 72,24 78,24
3,5 77,9
- Kecepatan Pengadukan 100 rpm RPM %Removal
60 78,24
80 80,35
100 82,65 TL-ITS
Pembahasan PROSES BATCH - Diameter Optimum
Mesh
8 10 12
% Removal Merk Deterjen
R 86,12 99,92 98,95
M 75,28 90,36 87,24
S 86,49 89,29 87,97
TL-ITS
Pembahasan PROSES BATCH - Massa Optimum
% Removal Merk Deterjen Massa
50 100 150
R 87,55 98,24 99,31
M 77,8 92,59 94,31
S 87,15 92,26 91,24
TL-ITS
Pembahasan • Isoterm Freundlich R x/m = 4,797 x 10-4 Ce1/3,040 =>2,42 x 10-3 mg surfaktan/mg arang batok M x/m = 1,21 x 10-4 Ce1/1,642 ⇒2,024 x 10-3 mg surfaktan/mg arang batok S x/m = 1,119 x 10-5Ce1/0,613 => 2,755 x 10-2 mg surfaktan/mg arang batok TL-ITS
PROSES KONTINYU Deterjen R T 6 cm/ 100 gram T 12 cm/200 gram
120,000 120,000 100,000 100,000
80,000 60,000 %Removal
Removal %
Removal %
80,000
60,000 %Removal
40,000
40,000
20,000
20,000
0,000
0,000 0
2
4
6
8
Waktu (Jam)
10
12
14
0
5
10
15
Waktu (Jam)
TL-ITS
PROSES KONTINYU Deterjen M T 6cm / 100 gram
T 12cm / 200 gram
60,000
80,000 70,000
50,000
60,000
30,000 % Removal 20,000
% Removal
% Removal
40,000 50,000 40,000 % Removal
30,000 20,000
10,000 10,000 0,000 0
5
10
Waktu (Jam)
15
0,000 0
5
10
15
Waktu (Jam)
TL-ITS
PROSES KONTINYU Deterjen S T 6cm /100 gram T 12 cm/200 gram
30,000 35,000 25,000 30,000
25,000
15,000 %Removal 10,000
% Removal
%Removal
20,000
20,000
15,000
% Removal
10,000
5,000
5,000 0,000 0
2
4
6
Waktu (Jam)
8
10
0,000 0
2
4
6
8
10
Waktu (Jam)
TL-ITS
PROSES KONTINYU Konstanta Kinetika dan Kapasitas Media
TL-ITS
Kesimpulan dan Saran • Kesimpulan x/m tertinggi R2,42 x 10-3, M 2,024 x 10-3, S2,755 x 10-2 Ukuran arang batok kelapa yang paling efektif digunakan adalah ukuran mesh 10 dan massa 100 gram adsorban. c. R Batch = 98,24% ; Kontinyu = 99,47% M Batch = 92,59% ; Kontinyu = 75,52% S Batch = 92,26% ; Kontinyu = 29,91% d. Secara Kontinyu waktu operasi untuk pengolahan limbah R waktu 11 jam efisiensi removal yaitu 84,15%, M 1 jam efisiensi removal 59,26% S Jam ke 0 yaitu 27,78% a. b.
TL-ITS
Kesimpulan dan Saran • Saran • Pencucian harus bersih sebelum diaktifkan. • Perlu dilakukan uji SEM adsorban sebelum dan sesudah proses batch pada media arang batok kelapa untuk membuktikan proses adsorpsi yang terjadi adalah adsorpsi fisik.
TL-ITS
TERIMA KASIH
TL-ITS
