Pengolahan Air Limbah Batik Dengan Proses Kombinasi Elektrokimia, Filtrasi, Dan Adsorbsi

Pengolahan Air Limbah Batik Dengan Proses Kombinasi Elektrokimia, Filtrasi, Dan Adsorbsi 

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang 

Dalam proses pembuatan batik yang paling banyak menyebabkan pencemaran adalah proses basah, ialah pekerjaan batik dalam larutan zat kimia dengan air sebagai mediumnya dan selaku materi pembantu yang terdiri dari kanji, minyak, lilin, soda (NaOH), deterjen dan lain-lain. Berdasarkan survey pendahuluan bak-bak pengendap air limbahnya sebelum air limbah tersebut dibuang pribadi ke tubuh air. Namun demikian pada kolam-bak pengendap air limbah tersebut belum cukup menanggulangi pencemaran yang ditimbulkan. Hal ini terbukti dengan adanya hasil investigasi permulaan warna air limbah batik sebesar 266 Pt-Co.

Industri batik Plenthong dalam proses produksinya menggunakan beberapa materi pewarna, zat warna yang umum digunakan umumnya zat warna sintetik, karena harganya murah dan memperlihatkan hasil yang lebih membuat puas, namun limbah yang dihasilkan masih berwarna dan sulit terdegradasi, sehingga mampu mengusik estetika maupun penetrasi sinar matahari ke dalam tubuh air yang pada gilirannya akan menurunkan kualitas lingkungan. Zat pewarna dapat diturunkan jumlahnya dalam air dengan cara variasi proses elektronik kimia, filtrasi dan adsorbsi dengan media pasir silika-karbon aktif. Proses elektro kimia yakni perlakuan kepada air untuk dapat memisahkan materi tersuspensi halus dan bahan koloid elektron lewat rangkaian luar dari suatu zat kimia yang teroksidasi ke zat kimia yang direduksi. 

Karbon aktif sudah dimengerti mempunyai kesanggupan yang sangat cepat dalam mengadsorbsi zat organik maupun anorganik. Zat organik yang terkait di sini adalah zat warna, yang dalam hal ini karbon aktif digunakan untuk mengadsorbsi sebagian zat organik yang sudah terlarut dan masih tersisa dalam proses sebelumnya. 

Dengan pendapattersebut di atas, maka penurunan warna menjadi titik penting dalam pembahasan penelitian ini dengan harapan akan memperlihatkan citra wacana penurunan zat warna dengan kombinasi ketebalan media karbon aktif.

1.2. Tujuan Penelitian 

Untuk mengenali imbas ketebalan media karbon aktif terhadap efisiensi penurunan kadar zat warna dalam kombinasi proses elektrokimia, filtrasi dan adsorbsi.

1.3. Manfaat Penelitian 

a. Untuk mengetahui kemampuan alat elektrokimia, filtrasi dan adsorbsi dengan media pasir-karbon aktif dalam mengolah limbah cair warna.

b. Sebagai rangkaian alat pembuatan limbah alternatif yang dapat dipakai bagi industri-industri batik baik skala kecil maupun besar yang menciptakan limbah warna.

c. Untuk memperbesar studi ilmiah ihwal cara pembuatan air limbah warna memakai kombinasi proses elektrokimia, filtrasi dan adsorbsi dengan media pasir-karbon aktif sebagai suatu upaya untuk meminimalisir efek negatif air limbah warna sehingga akan tercipta suatu keadaan aman bagi tubuh air. 

2. TINJAUAN PUSTAKA 

2.1. Zat Warna 

Zat warna ialah senyawa yang dapat dipergunakan dalam bentuk larutan atau dispersi terhadap suatu materi lain sehingga berwarna. Warna dalam air mampu disebabkan oleh adanya ion-ion metal alam, yaitu Besi (Fe) dan mangan (Mn), humus yang dihilangkan utamanya untuk penggunaan air industri dan air minum. Warna yang lazimnya diukur adalah warna sebetulnya atau warna nyata, adalah warna sehabis kekeruhan dihilangkan, sedangkan warna nampak adalah warna yang tidak cuma disebabkan oleh zat terlarut dalam air namun juga zat tersuspensi. 

Pemeriksaan warna diputuskan dengan membandingkan secara visual warna dari sampel dengan larutan standart warna yang diketahui konsentrasinya. Di dalam metode ini sebagai standart warna dipakai larutan Platina-Cobalt dengan satuan mg/I-PtCo. (Allaerts dan Sri Sumerti, 1987). PtCo kependekan dari Pt (Platina) dan Co (Cobalt). 

Air limbah yang gres dibuat biasanya berwarna abu-debu kalau senyawa-senyawa organik yang ada mulai pecah oleh basil. Oksigen terlarut dalam limbah direduksi sampai menjadi nol dan warnanya bermetamorfosis hitam (gelap). Pada kondisi ini dikatakan bahwa air limbah telah amis. Dalam menetapkan warna tersebut mampu pula diduga adanya pewarna tertentu yang mengandung logam-logam berat. (Departemen Perindustrian, 1987).

2.2. Elektrokimia

Reaksi oksidasi-reduksi, atau redoks, melibatkan pergantian dalam kondisi oksidasi pereaksi-pereaksi. Dalam kebanyakan teladan sederhana terdapat kehilangan elektron yang sebenarnya oleh satu pereaksi dan perolehan elektron padanannya oleh pereaksi lainnya. Bila anutan elektron yang menyertai suatu reaksi membentuk arus untuk listrik, maka perubahan kimia itu dirujuk selaku elektrokimia. Atau dengan kata lain, elektrokimia yakni suatu pengkajian sifat dan reaksi kimia yang melibatkan ion dalam larutan termasuk elektrolis dan sel elektrik serta menggunakan arus listrik lewat proses elektrolisis untuk meminimalisir atau menurunkan logam-logam dan partikel-partikel di dalam air (Daintith, 1994).

2.3. Adsorbsi Umum 

Adsorbsi secara biasa yakni proses penggumpalan substansi terlarut (soluble) yang ada dalam larutan, oleh permukaan zat atau benda penyerap, dimana terjadi sebuah ikatan kimia fisika antara substansi dengan penyerapannya. Adsorbsi mampu dikelompokkan menjadi dua, ialah : 

a. Adsorbsi fisik, yaitu bekerjasama dengan gaya van der Waals dan ialah sebuah proses bolak-balik jika pesona menarik antara zat terlarut dan adsorben lebih besar pesona menawan antara zat terlarut dengan pelarutnya maka zat yang terlarut akan diadsorbsi pada permukaan adsorben. 

b. Adsorbsi kimia, yakni : reaksi yang terjadi antara zat padat dan zat terlarut yang teradsorbsi. 

Adsorbsi memakai perumpamaan adsorbant dan adsorbent, dimana adsorbent adalah merupakan suatu media penyerap yang dalam hal ini berbentuksenyawa karbon, sedangkan adsorbant ialah merupakan sebuah media yang diserap. Pada air buangan proses adsorbsi ialah merupakan adonan antara adsorbsi secara fisika dan kimia yang sulit dibedakan, tetapi tidak akan mensugesti analisa pada proses adsorbsi. 

2.4. Absorbsi-Filtrasi 

Absorbsi yaitu proses adhesi yang terjadi pada permukaan sebuah zat padat atau zat cair yang berkontak dengan media lainnya, sehingga menghasilkan akumulasi atau bertambahnya konsentrasi molekul-molekul. 

Filtrasi adalah proses melepaskan gabungan solid-liquid lewat material porus (filter) lalu menahan solid lebih besar dari lubang porus, solid akan tertahan dipermukaan filter. Filtrasi ini disebut filtrasi permukaan, filtrasi intip, atau filtrasi penyangga. Apabila semua solid terhambat dalam periode porus, proses disebut filtrasi pada volume dan filtrasi ada kedalaman (Reynold, 1982).

Filter menurut jenisnya dibagi menjadi 3 filter media tunggal dengan media berbentukpasir atau penggalan arah antrasit, filter media ganda dengan media berupa pasir dan entrasit, dan filter multimedia dengan media berbentukentrasi, pasir, dan garnet atau dapat berbentukmedia kombinasi. 

Kelancaran hasil filtrasi dipengaruhi oleh tekanan gravitasi yang disebut head. Kehilangan tekanan gravitasi atau kehilangan head atau kehilangan hidrolik disebabkan oleh akumulasi benda-benda tersaring dan tertahan sampai beberapa centimeter ke dalam pasir (Tjokrokusumo, 1995).

3. METODE PENELITIAN 

3.1. Bahan dan Alat dalam Penelitian 

3.1.1. Penyiapan materi observasi : 

a. Air limbah warna batik 

b. Pasir silika

c. Arang aktif

3.1.2. Penyiapan alat penelitian : 

a. 1 buah tong fiber selaku bak penampung limbah batik ± 120 liter.

b. 1 buah, kran dan selang selaku pengatur debit pemikiran.

c. 1 buah, stopwatch untuk mengukur waktu.

d. 1 buah, adaptor 10 A 12 V.

e. 1 buah, kolam elektrokimia.

f. 6 plat, sebagai elektroda, 3 plat alumunium dan 3 plat seng.

g. 1 buah, bak filtrasi dan adsorbsi.

h. 1 buah, terminal sebagai daerah adaptor. 

i. 2 buah, soket seri sebagai pengatur arah pemikiran.

j. Pipa PVC 3/4.

k. 3 buah, gelar ukur untuk mengukur volume air.

3.1.3. Penyiapan bak penampung limbah

Bak penampung dibersihkan dengan air bersih supaya bersih dari sampah dan atau abu. Sehingga air limbah dapat mencapai fokus yang diinginkan dan tidak mengusik jalannya proses. 

3.1.4. Penyiapan bak elektrokimia

Plat aluminium diiris supaya menyesuaikan ukuran dari bak elektrokimia, lalu dipasang kabel sebagai kutub konkret (+) dan kutub negatif (-) pada kedua ujung tengah Nat yang telah dilubangi, berikutnya dihubungkan antara kutub faktual (+) dan kutub negatif (-) pada adaptor. Jarak antara plat menyesuaikan lebar kolam.

3.1.5. Penyiapan bak filtrasi dan adsorbsi

Semua komponen atau bahan filtrasi dan adsorbsi dimasukkan kedalam kolam filtrasi dan adsorbsi sesuai dengan urutan ketebalannya. Arang aktif menggunakan variasi ketebalan 0 cm, 5 cm, 10 cm, 15 cm dan 20 cm sedangkan pasir silika menggunakan ketebalan 5 cm.

3.2.Analisa Data 

Secara diskriptif, yaitu suatu data yang mau disajikan dalam bentuk tabel dan grafik, berdasarkan efektifitas ketebalan media yang optimal ketimbang baku kualitas, sedangkan perhitungan efisiensi proses penurunan kandungan warna batik yaitu nilai yang memberikan perbandingan antara besarnya nilai parameter yang masuk ke sebuah proses dengan nilai yang keluar dari proses tersebut. Besarnya efisiensi dinyatakan dalam bentuk prosentase (%), dengan rumus sebagai berikut : 

4. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 

4.1. Hasil Penurunan Air Limbah Warna Industri Batik Plenthong Yogyakarta

Setelah dijalankan pengolahan dengan kombinasi proses elektrokimia, filtrasi dan adsorbsi dengan menggunakan variasi ketebalan media karbon aktif 0 cm, 5 cm, 10 cm, 15 cm dan 20 cm dapat dilihat dalam bentuk tebal dan grafik. 

Dari sumber diatas terlihat bahwa konsentrasi warna pada pembuatan limbah warna Industri Batik Plenthong Yogyakarta dengan variasi proses elektrokimia, filtrasi dan adsorbsi dengan memakai kombinasi ketebalan media karbon aktif mengalami penurunan dari 266 mg/I Pt-Co menjadi 38 mg/I Pt-Co pada ketebalan karbon aktif 0 cm. Pada ketebalan karbon aktif 5 cm terjadi penurunan dari 266 mg/I Pt-Co menjadi 34 mg/I Pt-Co. Penurunan kandungan warna dari 266 mg/I Pt-Co menjadi 14 mg/I Pt-Co terjadi pada ketebalan karbon aktif 10 cm. Pada ketebalan karbon aktif 15 cm konsentrasi warna turun dari 266 mg/I Pt-Co menjadi 4 mg/I Pt-Co. Penurunan dari 266 mg/I Pt-Co menjadi 2 mg/I Pt-Co terjadi pada ketebalan karbon aktif 20 cm. 

Grafik  Hubungan antara kombinasi ketebalan karbon aktif engan kandungan warna sehabis proses.

4.2. Efisiensi Proses Penurunan Kandungan Warna Limbah Batik

Perhitungan efisiensi dari hasil proses penurunan warna air limbah Industri Batik Plenthong Yogyakarta sesudah dikerjakan pengolahan dengan variasi elektrokimia, filtrasi dan adsorbsi dengan menggunakan kombinasi ketebalan media karbon aktif mampu dilihat dalam bentuk tabel dan grafik. 

Dari tabel diatas tampakbahwa efisiensi penurunan limbah warna setelah lewat variasi proses elektrokimia, filtrasi dan adsorbsi dengan kombinasi ketebalan media karbon aktif mengalami efisiensi penurunan 85,71% pada ketebalan karbon aktif 0 cm. Pada ketebalan karbon aktif 5 cm terjadi efisiensi penurunan 87,22%. Efisiensi penurunan 94,74% terjadi pada ketebalan karbon aktif 10 cm. Pada ketebalan karbon aktif 15 cm terjadi efisiensi penurunan 98,50%. Dan efisiensi penurunan 99,25% terjadi pada ketebalan karbon aktif 20 cm. 

Grafik  Hubungan antara ketebalan kabon aktif dengan efisiensi penurunan warna

5. KESIMPULAN DAN SARAN 

5.1 Kesimpulan 

Berdasarkan hasil observasi dan pembahasan mampu diambil kesimpulan selaku berikut : 

a. Penurunan konsentrasi warna dengan kombinasi proses elektrokimia, filtrasi dan adsorbsi dari fokus awal sebesar 266 mg/I Pt-Co dengan kombinasi ketebalan media karbon aktif : 20 cm mencapai konsentrasi warna 2 mg/I Pt-Co memerlukan waktu kontak (td) sebesar 38,3 menit dengan tinggi pipa outlet pada bak filtrasi – adsorbsi = 35 cm dan mempunyai effisiensi yang cukup tinggi, yaitu 99,25%.

b. Semakin tebal media karbon aktif akan diperoleh kandungan warna yang makin kecil

5.2 Saran 

a. Sebaiknya dalam mengolah limbah warna ini, menggunakan karbon aktif dengan diameter ± 18 mesh/I mm, dengan ketebalan media karbon aktif tidak kurang dari : 20 cm untuk menciptakan hasil yang efektif.

b. Hendaknya karbon aktif perlu dilakukan pembersihan yang lebih higienis semoga air yang dihasilkan dari pengolahan dengan karbon aktif tidak berwarna gelap atau hitam.

c. Penelitian ini sangat sederhana oleh karena itu perlu dikembangkan lebih lanjut untuk mengenali lama peresapan (waktu bosan) dari karbon aktif, alasannya dalam observasi ini tidak dibahas.

DAFTAR PUSTAKA

Alerts & Srisumestri S., 1987, Metode Penelitian Air, Usaha Nasional, Surabaya. 

Allen J. and Kash RH, 1967, Process Design Calculation of Adsorption from Liquid in Fixed Beds of Granula Activated Carbon, J. Waltedr Polution Control, Tata Mc Grawhill, New Delhi.

Degreemont, 1991, Water Treatment Hand Book, sixth edition, Volume 1, France. 

Ismingsih Rasyid, 1973, Pengantar Kimia Zat Warna, ITT, Bandung.

Perrich J.R., 1981, Acctivated Carbon Adsorption For Waste Water Treatment, CRC Press Inc. Boca Raton, Florida. 

Reynold, T.D., 1982, Unit Operation and Process in Environmental Engineering, University Wadsworth, Inc., A & M, Texas. 

Weber W.J. and Morris, 1972, Adsorption in Heterogeneous Aquaeus System, Jour AWWA.