PENYISIHAN MINYAK DAN LEMAK LIMBAH CAIR HOTEL …lingkungan.ft.unand.ac.id/images/fileTL/Dampak9-1/2-SSA.pdf · PENYISIHAN MINYAK DAN LEMAK LIMBAH CAIR HOTEL ... Jenis adsorben ...
Post on 05-Feb-2018
224 Views
Preview:
Transcript
Jurnal Teknik Lingkungan UNAND 9 (1) :13-25 (Januari 2012) ISSN 1829-6084
13
PENYISIHAN MINYAK DAN LEMAK LIMBAH CAIR HOTEL
MENGGUNAKAN SERBUK KULIT JAGUNG
REMOVAL OF OIL AND GREASE FROM HOTEL WASTEWATER
BY USING CORN HUSK POWDER
Suarni S. Abuzar, Reri Afrianita, Nindy Notrilauvia
Laboratorium Air Jurusan Teknik Lingkungan Universitas Andalas
Email: suarni_sa@ft.unand.ac.id
ABSTRAK
Limbah cair hotel mengandung beberapa parameter pencemar yang perlu diolah salah satunya adalah
parameter minyak dan lemak. Adsorpsi dapat dijadikan alternatif pengolahan limbah tersebut. Jenis adsorben
yang dapat digunakan diantaranya serbuk kulit jagung.Limbah kulit jagung banyak terdapat di Indonesia dan
belum optimal pemanfaatannya. Sehubungan dengan itu perlu dilakukan penelitian kemampuan serbuk kulit
jagung sebagai absorben dalam menyisihkan minyak dan lemak limbah cair hotel. Tujuan penelitian ini untuk
menganalisis kondisi optimum penyerapan minyak dan lemak pada larutan artifisial, penentuan persamaan
isoterm yang sesuai dan efisiensi dan kapasitas penyerapan serbuk kulit jagung pada limbah cair hotel.
Kandungan parameter minyak dan lemak dianalisis dengan metode ekstraksi gravimetri. Penelitian adsorpsi
dilakukan secara batch dengan variasi diameter, berat adsorben, waktu kontak, konsentrasi adsorbat, kecepatan
pengadukan dan pH adsorbat. Hasil percobaan optimasi pada sampel artifisial diperoleh kondisi diameter
terbaik pada 0,127-0,181 mm, berat adsorben 1,5 g, waktu kontak 90 menit, konsentrasi adsorbat 125 ppm,
kecepatan pengadukan 150 rpm dan pH adsorbat 5. Persamaan isoterm adsorpsi yang sesuai dengan proses
adsorpsi ini adalah isotherm Langmuir. Efisiensi penyerapan serbuk kulit jagung pada percobaan dengan
sampel asli sebesar 70,44% dengan kapasitas penyerapan sebesar 7 mg/g.
Kata Kunci: adsorpsi, limbah cair hotel, minyak dan lemak, serbuk kulit jagung
ABSTRACT
Hotel waste water contains some kind of pollutants which are necessary to be treated, for instance oil and
grease. Adsorption method is one of the treatment alternatives. Cornhusk is can to be used as one of the
adsorbents,in Indonesia there are many cornhusk waste that has not been utilized optimally. Regarding to that,
research for observing the capability of cornhusk as adsorbent in removing oil and grease was conducted to
hotel waste water. The aim of the research was to see the optimum condition of oil and grease adsorption in
artificial solution, to see the efficiency of cornhusk powder adsorpion in removing oil and grease in hotel waste
water and to determine the suitable isotherm for oil and grease removal from hotel waste water by using
cornhusk powder as adsorbent. Method used was batch system with variation of adsorbent diameter, adsorbent
weight, retention time, adsorbate concentration, mixing velocity, and the pH of adsorbate. Result showed the
range of best condition for adsorbent diameter was 0.127-0.181 mm, adsorbent weight was 1.5 gram, retention
time was 90 minutes, adsorbate concentration was 125 ppm, mixing velocity was 150 rpm, and pH of adsorbate
was 5. Langmuir isotherm was found suitable for this adsorption process. The efficiency of cornhusk powder on
experiments with real sample was 70,44% and the adsorption capacity was 7mg/g.
Keywords: adsorption, cornhusk powder, hotel waste water, oil and grease
Jurnal Teknik Lingkungan UNAND 9 (1) : 13-25 (Januari 2012) Suarni Saidi Abuzar, dkk
14
PENDAHULUAN
Minyak dan lemak merupakan salah satu
sumber pencemar dalam limbah cair hotel
yang belum tertangani dengan baik. Limbah
cair biasanya langsung dibuang ke badan air
sehingga akan menyebabkan pencemaran.
Masalah pencemaran lingkungan akibat
limbah cair hotel sudah lama diwaspadai.
Pemerintah Propinsi Sumatera Barat dalam
hal ini telah mulai bersikap tegas dengan
dikeluarkannya peraturan yang mengatur
penetapan baku mutu limbah cair bagi
kegiatan hotel. Parameter-parameter
pencemar limbah cair hotel yang telah
diatur oleh Surat Keputusan Gubernur
Sumatera Barat Nomor: 26 Tahun 2001
adalah BOD5, COD, TSS, pH, minyak dan
lemak, detergen, dan total coliform.
Minyak dan lemak adalah salah satu
kelompok golongan lipid, yaitu senyawa
organik yang terdapat di alam serta tidak
larut dalam air (Herlina, 2002). Kadar
maksimum minyak dan lemak yang boleh
dibuang ke perairan sebesar 5 mg/l (Surat
Keputusan Gubernur Sumatera Barat
Nomor: 26 Tahun 2001). Hasil penelitian
Auliani (2009), kandungan minyak dan
lemak limbah cair pada Hotel Pangeran
Beach Padang adalah 142 mg/l. Kesamaan
aktivitas antara Hotel Pangeran Beach
dengan Sebuah hotel di Kota Padang yang
menjadi studi kasus ini, mengindikasikan
bahwa pada hotel ini konsentrasi minyak
dan lemaknya juga tinggi. Tingginya
Kandungan minyak dan lemak dalam air
dapat merusak ekosistem perairan. Oleh
karena itu, minyak dan lemak dari limbah
cair harus diolah terlebih dahulu sebelum
dibuang ke perairan.
Salah satu cara untuk
mengolah/menyisihkan minyak dan lemak
menggunakan proses adsorpsi. Adsorpsi
adalah proses fisika dan/atau kimia dimana
substansi terakumulasi atau terkumpul pada
lapisan permukaan adsorben atau
merupakan proses penyerapan senyawa-
senyawa, ion-ion atau molekul-molekul
pada permukaan zat padat. Komponen
utama dalam proses adsorpsi adalah
adsorben (zat penyerap) dan adsorbat (zat
yang diserap) (Reynolds, 1996).
Jenis adsorben yang bisa digunakan antara
lain karbon aktif, debu terbang (fly ash),
rumput/lumut, serbuk kayu, kayu, debu
kasar, ampas tebu, kulit jagung, dan
sebagainya. Kulit jagung merupakan salah
satu adsorben yang termasuk dalam
kelompok adsorben yang ekonomis, hal ini
karena kulit jagung mudah ditemukan serta
sering terbuang percuma atau belum
optimal dimanfaatkan. Pemanfaatan sebuk
kulit jagung sebagai adsorben telah
digunakan dalam penelitian Mardona
(2007) penyisihan logam Cr(VI), Sari
(2007) penyisihan logam Fe, dan Oktavia
(2008) penyisihan logam Mn dengan
kapasitas penyisihan masing-masing
sebesar 7,384 mg Cr(VI)/g serbuk kulit
jagung, 2,341 mg Fe/g serbuk kulit jagung
dan 0,053 mg Mn/gserbuk kulit jagung.
Effisiensi dan kapasitas penyisihan kulit
jagung sebagai adsorben dalam
menyisihkan minyak dan lemak belum ada
referensi yang menggambarkan hal
tersebut, sehubungan dengan itu dilakukan
penelitian untuk mengetahui kemampuan
kulit jagung sebagai adsorben dalam
menyisihkan minyak dan lemak pada
limbah cair hotel.
Penyisihan Minyak dan Lemak Limbah Cair Hotel Menggunakan Serbuk Kulit Jagung
15
Faktor yang mempengaruhi laju dan
besarnya adsorpsi adalah luas permukaan
adsorben, ukuran partikel, jumlah adsorben,
jenis adsorbat, konsentrasi adsorbat,
perlakuan pendahuluan terhadap adsorben,
pH, kecepatan pengadukan dan waktu
kontak (Wijaya, 2008).
Mekanisme adsorpsi mempunyai empat
tahapan antara lain (Reynolds, 1996):
1. Transfer molekul-molekul adsorbat
menuju lapisan film yang mengelilingi
adsorben;
2. Difusi adsorbat melalui lapisan film;
3. Difusi adsorbat melalui kapiler atau pori-
pori dalam adsorben dan
4. Adsorpsi adsorbat pada dinding kapiler
atau permukaan adsorben.
Efisiensi penyisihan (E) merupakan
penurunan konsentrasi minyak dan lemak
oleh serbuk kulit jagung. Efisiensi
penyisihan dinyatakan dengan rumus:
%100
inC
outCinCE ...................................(1)
Dimana:
E = Penyisihan (%);
Cin = Konsentrasi minyak dan lemak pada
larutan awal (mg/l);
Cout = Konsentrasi minyak dan lemak pada
larutan saat kesetimbangan (mg/l).
Kapasitas penyerapan merupakan besarnya
kemampuan serbuk kulit jagung dalam
menyerap kontaminan dalam larutan
adsorbat. Kapasitas penyerapan dinyatakan
dalam mg Minyak lemak/g serbuk kulit
jagung. Kapasitas penyerapan dinyatakan
dalam mg minyak dan lemak/g kulit jagung.
Kapasitas penyerapan ditentukan dengan
menggunakan rumus :
m
VΧCinΧ
E
100 ……………………………...(2)
Dimana:
E = Penyisihan (%)
Cin = Konsentrasi COD pada larutan saat
awal (mg/L)
V = Volume larutan yang digunakan (L)
M = Berat adsorben yang digunakan
(gram)
Penentuan isotherm adsorpsi digunakan
untuk menentukan performa penyerapan
atau model kesetimbangan yang membantu
menganalisis karakteristik adsorpsi berupa
kapasitas dan mekanisme proses biosorpsi
(Ahalya, et al, 2005). Persamaan isotherm
yang digunakan untuk menentukan
performa penyerapan adsorben pada proses
adsorbsi adalah Freundlich dan Langmuir.
Persamaan Isoterm adsorpsi Freundlich
dapat ditulis sebagai berikut (Metcalf and
Eddy, 2004):
……………………………(3)
Dimana:
x/m = Massa substansi yang diadsorpsi
(adsorbat) per massa adsorben (mg/g)
Kf = Faktor kapasitas Freundlich
Ce = Konsentrasi akhir adsorbat saat
kesetimbangan setelah adsorpsi (mg/l)
1/n = Intensitas Parameter Freundlich
(x/m) merupakan fungsi dari konsentrasi
adsorbat pada saat kesetimbangan (Ce).
Konstanta pada Isoterm Freundlich (Kf dan
n) dapat ditentukan dengan plot data pada
grafik, dimana log (x/m) pada sumbu y
terhadap log Ce pada sumbu x, dan
diperoleh persamaan berikut:
…………………(4)
Jurnal Teknik Lingkungan UNAND 9 (1) : 13-25 (Januari 2012) Suarni Saidi Abuzar, dkk
16
Persamaan Isoterm Langmuir dapat ditulis
sebagai berikut (Metcalf and Eddy, 2004):
…………………….(5)
Dimana:
x/m = Massa substansi yang diadsorpsi
(adsorbat) per massa adsorben (mg/g)
Ce = Konsentrasi akhir adsorbat saat
kesetimbangan setelah adsorpsi (mg/l)
a,b = Konstanta empiris
Konstanta Isoterm Langmuir dapat
ditentukan dengan plot data Ce/(x/m) pada
sumbu y terhadap Ce pada sumbu x
sehingga diperoleh persamaan berikut:
………………………(6)
Dari hasil perhitungan, dibentuklah kurva
linear antara Ce dan Ce/(x/m) untuk
persamaan Langmuir dan kurva linear
antara Log Ce dan Log (x/m) untuk
persamaan Freundlich. Koefisien
determinasi (R2) pada grafik linearisasi
masing-masing persamaan digunakan untuk
menilai persamaan isotherm yang sesuai
dengan percobaan ini dengan nilai R2
yang
terbaik mendekati 1 (Atastina, 2003).
Isotherm Freundlich menunjukkan bahwa
adsorben memiliki permukaan yang
heterogen dan tiap molekul mempunyai
potensi penyerapan yang berbeda-beda
terhadap senyawa dengan proses adsorpsi
yang multilayer. Sedangkan isotherm
Langmuir menunjukkan bahwa adsorben
memiliki permukaan yang homogen,
dengan proses adsorpsi monolayer.
Maksud dari penelitian ini adalah
menganalisis kemampuan serbuk kulit
jagung sebagai adsorben dalam
menyisihkan minyak dan lemak dari limbah
cair hotel. Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Menganalisis kondisi optimum
penyerapan minyak dan lemak dengan
menggunakan serbuk kulit jagung pada
larutan artifisial meliputi diameter
adsorben, berat adsorben, waktu kontak,
konsentrasi larutan adsorbat, kecepatan
pengadukan, dan pH larutan adsorbat;
2. Menganalisis persamaan isoterm yang
sesuai dengan proses penyisihan minyak
dan lemak dari limbah cair domestik
dengan adsorben serbuk kulit jagung.
3. Menganalisis efisiensi dan kapasitas
penyerapan serbuk kulit jagung pada
percobaan dengan sampel asli (limbah
cair hotel) pada kondisi optimum.
METODOLOGI PENELITIAN
Limbah cair hotel yang diteliti berasal dari
limbah cair kamar mandi, dapur laundry
salah satu hotel di Kota Padang. Waktu
pengambilan sampel dilakukan pada hari
kerja dan hari libur setiap pukul 09.00,
12.00, dan 15.00 WIB yang mewakili setiap
periode aktifitas, yaitu pagi, siang dan sore
hari.
Penelitian ini dilakukan dalam skala
laboratorium secara batch di Laboratorium
Jurusan Teknik Lingkungan Unand.
Peralatan yang digunakan dalam penelitian
ini meliputi sieve shaker (ayakan), jar test,
neraca analitik, beaker glass berkapasitas
500 ml, labu ukur, corong pisah, oven, dan
kertas saring.
Kandungan parameter minyak dan lemak
dianalisis dengan metode ekstraksi
gravimetri. Hasil analisis kandungan
parameter minyak dan lemak dari sampel
yang diperiksa, dipilih nilai konsentrasi
Penyisihan Minyak dan Lemak Limbah Cair Hotel Menggunakan Serbuk Kulit Jagung
17
yang tertinggi sebagai dasar pembuatan
larutan artifisial.
Pembuatan adsorben kulit jagung diawali
dengan memotong serat kulit jagung untuk
memudahkan pengeringan dan
penggilingan, kemudian serat serbuk kulit
jagung dicuci dengan air untuk
menghilangkan pasir, tanah atau kotoran
lainnya dan dikering-anginkan pada
temperatur 250C. Serat serbuk kulit jagung
yang sudah kering, digiling dengan grinder
menjadi serbuk dengan diameter sekitar 1
mm dan diayak menggunakan sieve shaker
untuk mendapatkan diameter. Diameter
yang didapatkan hanya 3 rentang diameter
yaitu (0,127-0,181) mm, (0,181-0,254) mm,
dan (0,254-0,318) mm, hal ini disebabkan
keterbatasan alat. Terakhir, serbuk kulit
jagung yang telah diayak dicuci dengan
akuades, dan dikering-anginkan pada
temperatur 250C.
Percobaan optimasi menggunakan larutan
artifisial berupa larutan minyak goreng
dengan konsentrasi 150 ppm yang mewakili
konsentrasi minyak dan lemak pada sampel
asli. Variasi parameter yang digunakan
pada percobaan optimasi dapat dilihat pada
Tabel 1. Selanjutnya urutan percobaan
optimasi dapat dilihat pada Tabel 2.
Percobaan dilakukan dengan
mencampurkan adsorbat (limbah cair hotel)
dengan adsorben kulit jagung pada beaker
glass dengan pengadukan menggunakan jar
test, lalu disaring dengan menggunakan
kertas saring. Hasil saringan (filtrat)
dilakukan pengukuran konsentrasi minyak
dan lemak dengan metode ekstraksi
gravimetri.
Efisiensi penurunan konsentrasi minyak dan
lemak oleh serbuk kulit jagung dihitung
menggunakan persamaan 1. Kapasitas
penyerapan serbuk kulit jagung terhadap
konsentrasi minyak dan lemak dihitung
menggunakan persamaan 2.
Tabel 1. Variasi Parameter pada Percobaan
Optimasi
No Parameter Sat. Variasi
1 Diameter
adsorben mm
(0,127-0,181),
(0,181-0,254),
(0,254-0,318)
2 Berat
adsorben g
(0,5), (1,0), (1,5),
(2,0), (3,0)
3 Waktu
kontak menit 30, 60, 90,120,150
4
Konsentrasi
larutan
adsorbat
ppm 50,75,100,125,150
5 Kecepatan
Pengadukan rpm
60, 90, 120, 150,
180
6 pH larutan
adsorbat - 4, 5, 6, 7, 8
Persamaan Isoterm adsorpsi Freundlich di
dapatkan menggunakan rumus 3 dan 4
sedangkan persamaan Isoterm Langmuir
didapatkan menggunakan rumus 5 dan 6.
Setelah itu di tentukan koefisien
determinasi (R2) dari masing-masing
persamaan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Karakteristik Minyak dan
Lemak pada Limbah Cair Hotel “Y”
Padang
Hasil analisis laboratorium limbah cair
hotel Kota Padang untuk parameter minyak
dan lemak diperoleh nilai konsentrasi
minyak dan lemak limbah cair salah satu
hotel Kota Padang seperti yang terlihat pada
Gambar 2.
Penyisihan Minyak dan Lemak Limbah Cair Hotel Menggunakan Serbuk Kulit Jagung
17
Tabel 2. Percobaan Optimasi dengan Variasi Diameter Adsorben, Berat Adsorben
Parameter
Hasil Diameter
Adsorben (d)
(mm)
Berat
Adsorben
Waktu
Kontak
Konsentrasi
Larutan
Adsorbat Kec.
rpm pH
(g) (menit (mg/l)
1
(0,127-0,181) 2 60 150 150 5 Diameter
Optimum (0,181-0,254) 2 60 150 150 5
(0,254-0,318) 2 60 150 150 5
2 Diameter
Optimum
0,1 60 150 150 5
Berat
Optimum
1 60 150 150 5
1,5 60 150 150 5
2 60 150 150 5
3 60 150 150 5
3 Diameter
Optimum
Berat
Optimum
30 150 150 5
Waktu
Kontak
Optimum
60 150 150 5
90 150 150 5
120 150 150 5
150 150 150 5
4 Diameter
Optimum
Berat
Optimum
Waktu
Kontak
Optimum
50 150 5
Konsentrasi
Optimum
75 150
100 150
125 150 5
150 150 5
5 Diameter
Optimum
Berat
Optimum
Waktu
Kontak
Optimum
Konsentrasi
Optimum
60 5
Kec.
Pengadukan
Optimum
90 5
120 5
150 5
180 5
6 Diameter
Optimum
Berat
Optimum
Waktu
Kontak
Optimum
Konsentrasi
Optimum
Kecepatan
Pengadukan
Optimum
4
pH
Optimum
5
6
7
8
Gambar 2. Konsentrasi Awal Minyak dan
Lemak untuk Masing-Masing Sampel Pada
Hari Kerja dan Hari Libur
Tabel 3. Parameter Pencemar Limbah Cair Hotel
“Y” Padang
Parameter
Nilai
Parameter
Pencemar
Baku Mutu*
pH 5,1 6,0-9,0
COD 346 ppm 50 ppm
Minyak dan
Lemak 148,87 ppm 5 ppm
TSS 1772 ppm 50 ppm *Surat Keputusan Gubernur Sumatera Barat
Nomor: 26 Tahun 2001
Penyisihan Minyak dan Lemak Limbah Cair Hotel Menggunakan Serbuk Kulit Jagung
19
Konsentrasi ini dijadikan sebagai dasar
pembuatan larutan artifisial yang dibulatkan
menjadi 150 ppm dan pH 5.
Percobaan Optimasi pada Sampel
Artifisial
Percobaan optimasi digunakan untuk
menentukan diameter adsorben, berat
adsorben, waktu kontak, konsentrasi
adsorbat, kecepatan pengadukan dan pH
optimum. Kondisi optimum ditentukan
berdasarkan efisiensi penyisihan dan
kapasitas penyerapan minyak dan lemak
paling besar.
Penentuan Diameter Adsorben Optimum
Variasi diameter adsorben pada pecobaan
ini adalah (0,127-0,181) mm, (0,181-0,254)
mm dan (0,254-0,318) mm dengan
parameter berat adsorben 2 gram, waktu
kontak 60 menit, konsentrasi adsorbat 150
ppm, kecepatan pengadukan 150 rpm dan
pH adsorbat 5, dalam volume kerja 100 ml
dan konsentrasi awal minyak dan lemak
150 ppm. Hasil percobaan variasi diameter
adsorben terhadap penurunan konsentrasi,
efisiensi dan kapasitas penyerapan minyak
dan lemak dapat dilihat pada Gambar 3 dan
Gambar 4. Penurunan konsentrasi minyak
dan lemak tertinggi terjadi pada adsorben
berdiameter 0,127-0,181 mm dengan
efisiensi sebesar 65,33% dan kapasitas
penyerapan minyak dan lemak sebesar 4,90
mg/g..
Gambar 3. Perbandingan Konsentrasi Akhir
Minyak dan Lemak untuk Variasi Diameter
Adsorben
Dari hasil percobaan dapat disimpulkan
bahwa semakin kecil diameter adsorben
maka semakin besar kapasitas penyerapan
minyak dan lemak pada proses adsorpsi
Gambar 4. Efisiensi dan Kapasitas Penyerapan
Minyak dan Lemak untuk Variasi Diameter
Adsorben
Penentuan Berat Adsorben Optimum
Setelah didapat diameter optimum maka
variasi berikutnya yang perlu ditentukan
adalah berat adsorben dengan variasi berat
adsorben 0,5 g , 1 g, 1,5 g, 2 g, dan 3 g.
Hasil percobaan variasi berat adsorben
terhadap penurunan konsentrasi, efisiensi
dan kapasitas penyerapan minyak dan
lemak dapat dilihat pada Gambar 5 dan
Gambar 6. Penurunan konsentrasi minyak
dan lemak optimal terjadi pada adsorben
dengan berat 1,5 g dengan efisiensi sebesar
70,67% dan kapasitas penyerapan minyak
dan lemak sebesar 7,07 mg/g.
Gambar 5. Perbandingan Konsentrasi Akhir
Minyak dan Lemak untuk Variasi Berat
Adsorben
Jurnal Teknik Lingkungan UNAND 9 (1) : 13-25 (Januari 2012) Suarni Saidi Abuzar, dkk
20
Gambar 6. Efisiensi dan Kapasitas Penyerapan
Minyak dan Lemak untuk Variasi Berat
Adsorben
Penentuan Waktu Kontak Optimum
Setelah didapat diameter dan berat optimum
adsorben maka variasi berikutnya yang
perlu ditentukan adalah waktu kontak
optimum dengan variasi waktu kontak 30
menit, 60 menit, 90 menit, 120 menit dan
150 menit, diperoleh penurunan
konsentrasi, efisiensi dan kapasitas
penyerapan minyak dan lemak seperti
terlihat pada Gambar 7 dan Gambar 8.
Penurunan konsentrasi minyak dan lemak
optimum terjadi pada waktu kontak 90
menit dengan efisiensi sebesar 66,67% dan
kapasitas penyerapan minyak dan lemak
sebesar 6,67 mg/g.
Pada 30 menit pertama, penyerapan yang
terjadi oleh adsorben belum terlalu banyak,
kapasitas penyerapan akan terus meningkat
seiring berjalannya waktu pengadukan.
Hingga pada waktu kontak 90 menit, kerja
adsorpsi berjalan dengan efektif terlihat dari
efisiensi dan daya serap yang tinggi. Bisa
dikatakan bahwa penyerapan adsorbat telah
mencapai titik jenuh pada waktu 90 menit.
Setelah menit ke-90, adsorben masih tetap
bisa mereduksi minyak dan lemak, namun
kapasitas penyerapannya telah menurun, ini
disebabkan karena kondisi jenuh yang telah
dicapai sebelumnya dimana hampir seluruh
permukaan adsorben telah tertutup oleh
partikel adsorbat yang ada. Pada kondisi ini
terjadi kesetimbangan dinamis antara laju
adsorpsi dengan desorpsi dimana tidak akan
ada lagi minyak dan lemak yang diserap
maupun terlepas atau larut kembali ke
dalam adsorbat (Waranusantigul et al,
2003).
Gambar 7. Perbandingan Konsentrasi Akhir
Minyak dan Lemak untuk Variasi Waktu
Kontak
Gambar 8. Efisiensi dan Kapasitas Penyerapan
Minyak dan Lemak untuk Variasi Waktu
Kontak
Penentuan Konsentrasi Adsorbat
Optimum
Setelah didapat diameter ,berat optimum
dan waktu kontak optimum dilanjutkan
dengan variasi konsentrasi adsorbat yaitu
50 ppm, 75 pmm, 100 ppm, 125 ppm dan
150 ppm. Dari percobaan diperoleh
penurunan konsentrasi, efisiensi dan
kapasitas penyerapan minyak dan lemak
seperti terlihat pada Gambar 9 dan Gambar
10. Penurunan konsentrasi minyak dan
lemak optimum terjadi pada konsentrasi
adsorbat 100 ppm dengan efisiensi sebesar
72% dan kapasitas penyerapan minyak dan
lemak sebesar 4,8 mg/g.
Penyisihan Minyak dan Lemak Limbah Cair Hotel Menggunakan Serbuk Kulit Jagung
21
Gambar 9. Perbandingan Konsentrasi Akhir
Minyak dan Lemak untuk Variasi Konsentrasi
Adsorbat
Gambar 10. Efisiensi dan Kapasitas
Penyerapan Minyak dan Lemak untuk Variasi
Konsentrasi Adsorbat
Pada konsentrasi rendah, jumlah adsorbat
sedikit sehingga pada volume kerja yang
ada pada saat pencampuran partikel
adsorbat renggang terhadap partikel-
partikel adsorbennya, sehingga
menyebabkan adsorbat yang diserap lebih
sedikit. Pada konsentrasi adsorbat tinggi,
jarak antar partikel menjadi dekat/rapat
sehingga adsorbat yang diserappun semakin
banyak, yang ditandai dengan kapasitas
penyerapan yang tinggi (Sukawati, 2008).
Ini terlihat dari konsentrasi 125 ppm dan
150 ppm dengan kapasitas penyerapan 5,53
dan 6,53 mg/g. Namun hal ini tidak berarti
meningkatkan efisiensi penyisihan karena
terlalu banyaknya partikel adsorbat yang
ada dapat mengurangi ruang gerak
penyerapan bagi adsorben sendiri. Selain
itu, dengan tingginya konsentrasi yang ada,
maka tingkat kejenuhan telah dicapai
sehingga kemampuan adsorben untuk
menyerap minyak dan lemak sudah sangat
kecil atau dengan kata lain, kapasitas
adsorbennya sudah terlampaui.
Penentuan Kecepatan Pengadukan
Optimum
Setelah didapat diameter, berat optimum,
waktu kontak, konsentrasi adsorbat
dilanjutkan dengan variasi kecepatan
pengadukan yaitu 60 rpm, 90 rpm, 120 rpm,
150 rpm dan 180 rpm, diperoleh penurunan
konsentrasi, efisiensi dan kapasitas
penyerapan minyak dan lemak seperti
terlihat pada Gambar 11 dan Gambar 12.
Penurunan konsentrasi minyak dan lemak
optimum terjadi pada kecepatan
pengadukan 150 rpm dengan efisiensi
sebesar 74,00% dan kapasitas penyerapan
minyak dan lemak sebesar 4,93 mg/g.
Kecepatan 150 rpm telah efektif mewakili
kecepatan optimum karena dengan
kecepatan tersebut pergerakan partikel yang
ada menjadi efektif sehingga adsorben
dapat menyerap adsorbat yang lebih
banyak.
Untuk kondisi kecepatan pengadukan yang
lebih tinggi dari 150 rpm efisiensi
penyerapan rendah, kemungkinan struktur
adsorben cepat rusak, sehingga proses
adsorpsi kurang optimal. Adsorbat yang
telah menempel dan membentuk flok
nantinya akan kembali pecah karena
besarnya kecepatan yang ada. (Alimatun
dalam Mulyatna, 2003).
Penentuan pH Optimum
Setelah didapat diameter, berat optimum,
waktu kontak, konsentrasi adsorbat,
kecepatan pengadukan dilanjutkan variasi
pH 4, 5, 6, 7 dan 8 diperoleh penurunan
konsentrasi, efisiensi dan kapasitas
penyerapan minyak dan lemak seperti
Jurnal Teknik Lingkungan UNAND 9 (1) : 13-25 (Januari 2012) Suarni Saidi Abuzar, dkk
22
terlihat pada Gambar 13 dan Gambar 14.
Penurunan konsentrasi minyak dan lemak
optimum terjadi pada pH 5 dengan
efisiensi sebesar 80,00% dan kapasitas
penyerapan minyak dan lemak sebesar 5,33
mg/g.
Gambar 11. Perbandingan Konsentrasi Akhir
Minyak dan Lemak untuk Variasi Kecepatan
Pengadukan
Gambar 12. Efisiensi dan Kapasitas
Penyerapan Minyak dan Lemak untuk Variasi
Kecepatan Pengadukan
Perubahan efisiensi pada variasi pH
merupakan peran ion-ion H+
dan OH-. Pada
pH rendah, anion akan muncul ke
permukaan yang disebabkan banyaknya
hadir ion H+
pada permukaan adsorben. Hal
ini akan mengganggu penyerapan adsorbat.
Gambar 13. Perbandingan Konsentrasi Akhir
Minyak dan Lemak untuk Variasi pH Adsorbat
Gambar 14. Efisiensi dan Kapasitas
Penyerapan Minyak dan Lemak untuk Variasi
pH Adsorbat
Perubahan efisiensi pada variasi pH
merupakan peran ion-ion H+
dan OH-. Pada
pH rendah, anion akan muncul ke
permukaan yang disebabkan banyaknya
hadir ion H+
pada permukaan adsorben. Hal
ini akan mengganggu penyerapan adsorbat.
Penyisihan minyak dan lemak paling
optimum terjadi pada pH 5, hal ini
disebabkan karena pada pH 5 sejumlah
besar ion H+
akan bereaksi dengan muatan
adsorben yang negatif di permukaan.
Sedangkan pada pH tinggi (basa), kehadiran
ion OH-
pada suasana basa, menyebabkan
meningkatnya gangguan pada proses difusi
dari minyak dan lemak (Aluyor and
Badmus, 2008). Selain itu, dengan pH yang
tinggi, kapasitas penyerapan semakin
menurun karena terjadi reaksi senyawa
organik (minyak dan lemak) dengan NaOH
yang akan menghasilkan gliserol dan garam
asam atau dikenal dengan sabun yang akan
menutupi permukaan adsorben sehingga
proses adsorpsi akan terhambat (Ahmad,
2005).
Penentuan Persamaan Isotherm Adsorpsi
yang Sesuai
Kurva persamaan Langmuir dan Freundlich
yang digunakan adalah pada kondisi
optimum untuk pH karena mewakili semua
Penyisihan Minyak dan Lemak Limbah Cair Hotel Menggunakan Serbuk Kulit Jagung
23
kondisi optimum yang ada. Kurva masing-
masing persamaan dapat dilihat pada
Gambar 15 dan Gambar 16.
Gambar 15. Grafik Isotherm Langmuir untuk
Adsorpsi Menggunakan serbuk kulit jagung
terhadap Penyisihan minyak dan lemak
Gambar 15 menunjukkan bahwa persamaan
isotherm Langmuir berupa garis linear
dengan persamaan garis y = 0,272x - 1,734
dan nilai R2 0,997. Sementara itu untuk
persamaan isotherm Freundlich yang
terlihat pada Gambar 16, diperoleh nilai R2
sebesar 0,992 dengan persamaan garis y=-
0,336x +1,166.
Gambar 15 menunjukkan bahwa persamaan
isotherm Langmuir berupa garis linear
dengan persamaan garis y = 0,272x - 1,734
dan nilai R2 0,997. Sementara itu untuk
persamaan isotherm Freundlich yang
terlihat pada Gambar 16, diperoleh nilai R2
sebesar 0,992 dengan persamaan garis y=-
0,336x +1,166.
Gambar 16. Grafik Isotherm Freundlich untuk
Adsorpsi menggunakan serbuk kulit jagung
terhadap Penyisihan minyak dan lemak
Pada gambar 15 dan 16 dapat dilihat bahwa
nilai R2 yang baik yaitu yang mendekati 1
adalah isotherm langmuir dengan R2 0,997.
Oleh karena itu proses adsorpsi serbuk kulit
jagung terhadap minyak dan lemak lebih
cocok mengikuti isoterm Langmuir sebagai
model kesetimbangannya engan persamaan
garis
y = 0,272x – 1,734
dimana :
a = 3,676
b = - 0,157
Percobaan pada Sampel Asli
Kondisi optimum yang telah didapatkan
pada larutan artifisial selanjutnya
dikondisikan terhadap sampel asli,
diperoleh penurunan konsentrasi minyak
dan lemak menjadi 44 ppm dan efisiensi
70,44% dengan kapasitas penyerapan
sebesar 7 mg/g.
Efisiensi penyisihan minyak dan lemak
pada sampel asli lebih rendah dari pada
efisiensi penyisihan minyak dan lemak
dengan larutan artifisial. Dimana efisiensi
penyisihan pada sampel asli yaitu 70,44 %,
dan pada larutan artifisial 80%. Perbedaan
penurunan konsentrasi dan efisiensi
penyisihan ini untuk lebih jelasnya dapat
dilihat pada Gambar 17.
Gambar 17. Perbandingan Efisiensi Penyisihan
Minyak dan Lemak pada Kondisi Optimum dan
Sampel Asli
Perbedaan efisiensi penyisihan minyak dan
lemak pada sampel asli dan sampel artifisial
disebabkan terdapatnya kontaminan-
kontaminan lainnya dalam sampel asli yang
mengganggu penyerapan minyak dan lemak
Jurnal Teknik Lingkungan UNAND 9 (1) : 13-25 (Januari 2012) Suarni Saidi Abuzar, dkk
24
oleh serbuk kulit jagung. Kontaminan yang
memiliki gaya tarik lebih besar dari minyak
dan lemak akan terserap lebih dulu. Selain
kontaminan lain yang mengganggu
penyerapan minyak dan lemak pada serbuk
kulit jagung, berkemungkinan dari
senyawa organik yang terdapat dalam sebuk
kulit jagung sehingga terjadinya kompetisi
penyerapan senyawa organik dengan
sampel asli.
Kemampuan serbuk kulit jagung sebagai
adsorben dari penelitian-penelitian
sebelumnya pada penyisihan logam berkisar
antara 0,053 - 7,384 mg pencemar/g serbuk
kulit jagung. Sedangkan berdasarkan
penelitian pada parameter minyak dan
lemak sebesar 7 mg minyak dan lemak/g
serbuk kulit jagung.
SIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis percobaan
mengenai pemanfaatan serbuk kulit jagung
sebagai adsorben dalam menyisihkan
senyawa minyak dan lemak pada limbah
cair Hotel “Y” Padang, dapat disimpukan
sebagai berikut:
Kondisi optimum penyerapan minyak dan
lemak dengan menggunakan serbuk kulit
jagung pada larutan artifisial adalah pada
diameter (0,127-0,181) mm, berat 1,5 gr,
waktu kontak 90 menit, konsentrasi 100
ppm, kecepatan pengadukan 150 rpm, dan
pH 5.
Persamaan adsorpsi mengikuti model
isoterm Langmuir, menandakan bahwa
adsorben mempunyai permukaan yang
homogen dan hanya dapat mengadsorbsi
satu molekul adsorbat untuk setiap molekul
adsorbennya.
Efisiensi penyerapan serbuk kulit jagung
pada percobaan dengan sampel asli sebesar
70,44%.
DAFTAR PUSTAKA
Ahayla, N. Ramachandra, T.V. and R.D.
Kanamadi. 2005. Biosorption of
Chromium (VI) from aqueous
solution by the husk of Bengal gram
(Cicer arientinum). Electronic
Journal of biotechnology. Vol 8, No.
3
Ahmad, A.L. Bhatia, S. Ibrahim, N. and
Sumathi, S . 2005. Adsorption of
residual oil from palm oil mill
effluent using rubber powder. Vol.
22, No. 03, pp. 371 - 379, July -
September, 2005 ISSN 0104-6632
Brazilian Journal of Chemical
Engineering
Aluyor and Badmus. 2008. COD removal
from industrial wastewater using
activated carbon prepared from
animal horns. Department of
Chemical Engineering. Universitas
of Benin, Benin City; Nigeria
Atastina. 2003. Penghilangan Kesadahan
Air yang Mengandung Ion Ca2+
dengan Menggunakan Zeolit Alam
Lampung sebagai Penukar Kation.
Jurusan Teknik Gas dan Petrokimia
Fakultas Teknik. Universitas
Indonesia. Jakarta.
Auliani, Restu. 2009. Pemanfaatan Ampas
Tebu Sebagai Low Cost Adsorbent
Dalam Menyisihkan Minyak Dan
Lemak Dari Limbah Cair Domestik
Studi Kasus: Limbah Cair Hotel
Pangeran Beach, Padang. Tugas
Akhir Fakultas Teknik Jurusan
Teknik Lingkungan. Universitas
andalas. Padang
Herlina, Netti, dan M. Hendra S. Ginting.
2002. Minyak dan Lemak.
Penyisihan Minyak dan Lemak Limbah Cair Hotel Menggunakan Serbuk Kulit Jagung
25
(http://library.usu.ac.id/pdf, akses 14
Maret 2010).
Metcalf & Eddy, Inc, 2003. Wastewater
Engineering: Treatment, Disposal
and Reuse. McGraw-Hill, Inc: USA.
Mulyatna, Lili. Dkk 2003. Pemilihan
Persamaan Adsorpsi Isoterm Pada
Penentuan Kapasitas Adsorpsi Kulit
Kacang Tanah Terhadap Zat Warna
Remazol Golden Yellow 6
Infomatek Volume 5 Nomor 3
September 2003 : 131-140
Reynolds, T.D. 1996. Unit Operation and
Processes. Monterey.
California:Broocks/Cole
Enggineering Devision.
Surat Keputusan Gubernur Sumatera Barat
Nomor 26 Tahun 2006 tentang Baku
Mutu Limbah Cair bagi Kegiatan
Hotel di Propinsi Sumatera Barat.
top related