Remediasi limbah cair tekstil pewarna indigosol blue O4B buatan dengan menggunakan zeolit alam arang sebagai adsorben

FAPUTRI, Achmad Faisal, Rahman Sudiyo, ST., MT., Ph.D

2009 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Industri tekstil terus berkembang seiring makin meningkatnya pertumbuhan penduduk. Industri tekstil menggunakan zat warna sintetis yang sulit didegradasi oleh lingkungan. Limbah tekstil dari industri tekstil merupakan sumber utama pencemaran lingkungan karena beracun dan mungkin memiliki efek untuk air alami. Adsorpsi merupakan salah satu metode yang digunakan untuk mengurangi konsentrasi zat warna. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari model persamaan dalam penelitian ini, yaitu model Langmuir dan Freundlich, mendapatkan kapasitas adsorpsi zeolit dan arang dengan mengunakan model Langmuir dan Freundlich, dan mempelajari waktu breakthrough dengan menggunakan kolom (fixed bed) serta menentukan parameter konstanta kinetik. Metode penelitian ini dilakukan dengan metode adsorpsi sistem batch untuk menentukan kapasitas adsorpsi dari zeolit dan arang, dan metode adsorpsi sistem fixed bed untuk menentukan waktu breakthrough adsorpsi. Penelitian sistem batch dilakukan dengan menggunakan gelas beaker dengan variasi berat adsorben yang telah diaktifkan yaitu 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 gram dan konsentrasi zat warna 200, 300, 400, 500, 600, 700 ppm dengan pengadukan stirer selama 240 menit. Penelitian dengan menggunakan kolom (fixed bed) dilakukan dengan variasi berat adsorben yaitu 300, 400, 500 gram dan konsentrasi zat warna 300, 400, 500 ppm yang dialirkan kedalam kolom dengan kecepatan alir 70 ml/menit agar adsorben tidak terbawa dalam aliran. Hasil penelitian menunjukkan bahwa zeolit dan arang dapat digunakan sebagai adsorben untuk menjerap zat warna indigosol blue O4B dalam air. Kapasitas adsorpsi untuk jenis Zeolit aktivasi dengan adsorpsi model Langmuir didapat harga q = 14,28571 mg/g.zeolit dan konstanta K = 0,01077 L/mg, dan model Freundlich didapat harga q = 1,11 mg/g dan konstanta A = 2,364 L/mg. kapasitas adsorpsi untuk arang aktivasi adsorpsi model Langmuir didapat harga q = 10,526 mg/g.arang dan konstansta K = 0,129 L/mg dan untuk adsorpsi model Freundlich yaitu nilai q = 2,1064 mg/g.arang dan konstanta A = 2,801 L/mg. Kurva breakthrough sangat dipengaruhi oleh kondisi konsentrasi inlet dan tinggi massa adsorben. Semakin tinggi konsentrasi inlet maka waktu breakthrough yang dicapai akan semakin cepat dan semakin tinggi kolom maka kurva breakthrogh semakin berbentuk huruf ‘S’. Pada kondisi percobaan ini, kurva breakthrough hanya diperoleh pada penjerapan indigosol dengan arang. Model Adam – Bohart, Thomas, dan Yoon – Nelson bisa digunakan untuk memprediksikan waktu breakthrough pada percobaan dengan menggunakan kolom (fixed bed) dan untuk menentukan parameter konstanta kinetik.

Textile industry grows with increase in population. Textile industry uses synthetic dye such as indigosol that difficult to be degraded by nature. Dye waste from textile industry is main source of environmental pollution because it was toxic and have effect for natural water. Adsorption is on of methods used to reduce dye concentration. This research has objective to study Langmuir and Freundlich models, to get zeolite and charcoal adsorption capacity using Langmuir and Freundlich model and study breakthrough time using fixed bed and determine kinetic constant parameter. It was done using batch system adsorption method to determine adsorption capacity of zeolite and charcoal, and fixed bed adsorption system to determine adsorption breakthrough. Batch system was carried using beaker glass with various activated adsorbent of 1, 2, 3, 4, 5, 6, and 7 grams and dye concentrations of 200, 300, 400, 500, 600, and 700 ppm using stirrer mixing for 240 minutes. Study using fixed bed was carried out with various adsorbent weight of 300, 400 and 500 grams and dye concentration of 300, 400, and 500 ppm flowed into bed with 70ml/m rate flow in order for adsorbent was not carried into flow. Results indicated that zeolite and charcoal is good for adsorbent to absorb dye indigosol blue 04B in water. Adsorption capacity for zeolite activated with Langmuir model adsorption is q = 14.28571 mg/g zeolite and K = 0.01077 L/mg. and with Freundlich model, q=1.11 mg/g and constant A=2.364 L/mg. absorption capacity for activated charcoal with Langmuir model adsorption is q=10.526 mg/g charcoal and constant K=0.129 L/mg and for Freundlich model adsorption, q=2.1064 mg/g charcoal and constant A=2.801. Breakthrough curve is very influenced by inlet concentration condition and adsorbent mass level. The higher inlet concentration the faster breakthrough time, and the higher column height the more S shape breakthrough curve. In this experiment condition, breakthrough curve was obtained only on absorption of indigosol with charcoal. Adam-Bohart , Thomas and Yoon- Nelson models are good to predict breakthrough time in experiment using fixed bed and to determine kinetic constant parameter.

Kata Kunci : Arang, Zeolit, Indigosol Blue O4B, Adsorpsi, kurva Breakthrough, charcoal, zeolite, adsorption, breakthrough curve