Pemanfaatan Limbah Arang Plastik Sebagai Adsorben Surfaktan Anionik dalam Air Limbah Laundry

Abstract

One of the businesses that is growing very rapidly now is the Laundry industry, but the waste generated from this industry is directly discharged into residential waterways and can have a negative impact on the environment. On the one hand there is also plastic which is a waste that can damage the environment, if this plastic waste is treated properly it can provide benefits. One of them can be used as an adsorbent. so this research was conducted to examine how this plastic charcoal waste can be used as an adsorbent in handling laundry Journal of Chemical Process Engineering e-ISSN Number 2655 2967 60 wastewater. The research was conducted at the Laboratory of Waste and Water Processing Technology at the Department of Chemical Engineering, the preparation of plastic charcoal was carried out in two stages, namely the manufacture of plastic waste charcoal, the second process of plastic charcoal sifting with variable 100, 150 and 200 mesh. Then the adsorption process is carried out on laundry wastewater with a variable plastic mass of charcoal 3.6 and 9 grams. The stirring speed is 200 rpm with the time variables used are 0, 30, 60, 90 and 120 minutes. The results of the adsorbs were analyzed using a UV-Vis spectrophotometer. From the results of the research that has prepared, it is obtained that the plastic waste charcoal can be used as an adsorbent with optimum conditions at the particle size of the charcoal used 200 mesh, with a mass of 6 grams and a contact time of 90 minutes. PENDAHULUAN Kebutuhan manusia akan pakaian yang bersih dan wangi untuk menunjang aktifitasya yang padat membuat industri laundry berkembang dengan pesat untuk memenuhi kebutuhan tersbut. Industri laundry merupakan salah satu peluang bisnis yang menjanjikan dalam menunjang kesejateraan perekonomian masyarakat karena Proses kerja industri laundry ini sangat sederhana yaitu mencampurkan air dengan detergen. Umumnya detergen tersusun atas tiga komponen yaitu, surfaktan (sebagai bahan dasar detergen)sebesar 20-30%, builders (senyawa fosfat) sebesar 70-80 %, dan bahan aditif (pemutih dan pewangi) yang relative sedikit yaitu 2-8%. Surface Active Agent (surfaktan) pada detergen digunakan untuk proses pembasahan dan pengikat kotoran, sehingga sifat dari detergen dapat berbeda tergantung jenis surfaktannya [8]. Tabel.1. kandungan limbah laundry Sumber. [3] Masalah mulai muncul ketika air limbah dari industri laundry ini ternyata mengandung fosfat yang tinggi berdasarkan tabel 1. yang berasal dari Dodecyl Benzene Sulfonate (DBS) dan senyawa polyphosphate yang merupakan bahan dalam deterjen yang dapat menurunkan kualitas air dan mengganggu proses pelarutan oksigen kedalam badan air serta terjadinya kesuburan yang berlebih (eutrofikasi) di perairan. Oleh karena itu limbah cair dari Industri Laundry ini harus dikelola dengan baik sebelum di alirkan ke saluran air warga. Salah satu cara untuk mengurangi kandungan DBS dan fosfat yaitu dengan proses adsorbsi menggunakan karbon aktif. Karbon aktif atau arang aktif merupakan suatu senyawa amorf yang dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon atau arang dengan perlakuan khusus sehingga dapat memiliki daya serap adsorpsi [10]. Salah satu bahan yang bisa digunakan untuk membuat arang aktif tersebut adalah plastik karena bahan plastik tersusun dari polimer karbon. Plastik tidak dipintal menjadi benang yang molekulnya berjajar, seperti dalam serat, tetapi dicetak menjadi bentuk berdimensi tiga atau dibentang menjadi film untuk digunakan sebagai pengemas [9]; Plastik ada juga merupakan material yang berbahan dasar polimer, contohnya adalah polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), high density polyethylene (HDPE), linier low density polyethylene (LLDPE), low density polyethylene (LDPE), polyester thermoplastic (PETE), polystyrene (PS), dan phenol [2]. Penggunaan arang limbah plastik sebagai adsorben telah banyak diteliti oleh peneliti sebelumya yaitu sebagai penjerap senyawa phospat pada limbah laundry. menggunakan arang plastik sebanyak 3 gram Journal of Chemical Process Engineering e-ISSN Number 2655 2967 61 yang berukuran 200 mesh untuk menurunkan kadar phospat pada limbah laundry sebesar 45,45 %, [13]. selain itu menggunakan arang plastik sebanyak 4g ukuran 250 mesh untuk menurunkan phospat [7], namun kedua penelitian tersebut belum mengkaji mengenai penurunan kadar surfaktan anionik yang terkandung pada limbah laundry. Penelitian berikutnya menggunakan karbon aktif komersial mampu menurunkan kadar surfaktan anionik menjadi 3.102 ppm [12]. Dalam penelitian ini dilakukan proses adsorbsi menggunakan arang dari limbah plastik dengan jenis polietilen yang jumlahya sangat banyak dan merupakan limbah yang dapat merusak lingkungan oleh karena itu perlu pengolahan yang tepat. Proses yang terjadi selama adsorpsi yaitu perpindahan massa dari cairan ke permukaan butir, difusi dari permukaan butir ke dalam butir melalui pori, perpindahan massa dari cairan dalam pori ke dinding pori dan adsorpsi pada dinding pori [4]. Dari permasalahan tersebut, maka dibutuhkan kajian lebih lanjut bagaimana pengaruh arang limbah plastik tersebut bisa mengurangi kandungan surfaktan anionic pada air limbah laundry tersebut. Dalam penelitian ini dibatasi oleh beberapa variable yaitu massa dan ukuran partikel arang limbah plastik serta waktu adsorbs yang digunakan. METODE PENELITIAN Penelitian ini dilakukan di laboratorium Limbah dan Teknologi Pengolahan Air Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri UMI Makassar, Selama 6 bulan. Adapun alat dan bahan yang digunakan; peralatan gelas dilaboratorium, Spektrofotometer UV-Vis. Bahan utama adlah air limbah laundry yang di ambil dari daerah pemukiman Pampang Makassar, limbah plastik polietilen, aquades, Indikator PP, NaOH, H2SO4, Methylene Blue dan Chloroform. Prosedur pembuatan karbon aktif dari Limbah Plastik yaitu pertama tama sampah plastik polietilen dibersihkan dari kotoran dengan cara di cuci menggunakan air, kemudian di potong potong menjadi kecil dan dijemur sampai kering dengan cara pemanasan langsung. Potongan plastik yang sudah kering dimasukkan kedalam cawan petri untuk di arangkan meggunakan furnace pada temperature 350C selama 2 jam. Aktivasi karbon dilakukan dengan cara perendaman menggunakan larutan HCL 10 M selama 2 jam dengan kecepatan pengadukan 300 rpm. Kemudian disaring dan dikeringkan menggunakan oven pada suhu 110C selama 3 jam. Setelah itu arang yang terbentuk kemudian digerus dengan menggunakan mortal dan di ayak sesuai dengan ukuran mesh yang dinginkan. Untuk sampel limbah laundry analisa dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis untuk mengetahui kadar phosphate dan DBS yang terkandung di dalamnya. Untuk limbah deterjen dibuat dengan menimbang 15 gram deterjen kemudian dilarutkan dalam 50 liter aquadest. Sebanyak 250 ml limbah cair detergen dimasukkan kedalam gelas beaker 1000 ml kemudian ditambahkan adsorben dari arang limbah plastik polietilen masing masing sebanyak 3, 6 dan 9 gram. Proses adsorbsi dilakukan dengan bantuan pengadukan dengan kecepatan 200 rpm dengan variasi waktu 0, 30, 60, 90 dan 120 menit. Setelah itu di saring. Air hasil absorbs di analisa menggunakan Spektofotometri pada panjang gelombang 625 nm untuk mengetahui kadar DBS dan Phosphat yang terkandung di dalamnya. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Pengaruh massa adsorben terhadap penurunan konsentrasi surfaktan anionik Pengaruh massa adsorben yang digunakan terhadap penurunan konsentrasi surfaktan anionik dapat dilihat pada Gambar 1 berikut. Berdasarkan hasil analisa yang disajikan pada Gambar 1. Terlihat bahwa semakin lama waktu kontak adsorben maka akan semakin menurun konsentrasi surfaktan ionik yag diperoleh. Penurunan konsentrasi ini juga berbanding lurus dengan bertambahnya massa adsorben yang ditambahkan, hanya saja keadaan ini berbeda pada ukuran partikel 100 dan 200 mesh, dimana penurunan kadar surfaktan ionik nya hanya sampai pada massa 6 gram, lalu terjadi kenaikan pada massa adsorben 9 gram. Hal ini dapat disebabkan karena jumlah adsorben yang terlalu banyak sehingga tidak efektif lagi untuk proses penyerapan surfaktan. Menurut Aisyah, dkk 2016 bila permukaan sudah jenuh atau mendekati jenuh terhadap adsorbat maka dapat terjadi dua hal yaitu pertama terbentuk lapisan adsorpsi kedau dan seterusnya diatas adsorbat yang telah Journal of Chemical Process Engineering e-ISSN Number 2655 2967 62 terikat dipermukaan, Gejala ini disebut multilayer dan yang kedua yaitu tidak terbentuk lapisan kedua dan Gambar 1. Pengaruh Massa Adsorben terhadap konsentrasi surfaktan anionik pada berbagai ukuran partikel (a) 100 mesh (b) 150 mesh dan (c) 200 mesh seterusnya sehingga adsorbat yang belum teradsorpsi berdifusi keluar pori dan kembali ke arus fluida. Konsentrasi awal surfaktan anionic pada limbah detergen sebelum treatment yaitu 15,2109 ppm setelah dilakukan penambahan adsorben sebanyak 6 gram pada ukuran partikel 200 mesh dengan waktu kontak 90 menit terjadi penurunan konsentrasi menjadi 7,1156 ppm. 2. Pengaruh ukuran adsorben terhadap penurunan konsentrasi surfaktan anionik Faktor yang juga mempengaruhi proses adsorbsi yaitu ukuran partikel adsorben. Pengaruh variasi ukuran partikel ini bertujuan untuk mengetahui banyaknya surfaktan anionic yang teradsorb seiring bertambahnya luas permukaan adsorben. Penurunan konsentrasi surfaktan anionik terjadi seiring bertambahnya luas permukaan adsorben, dimana penurunana konsentrasi surfaktan anionic dengan waktu kontak 90 menit pada ukuran partikel 100 mesh yaitu 10,7551 ppm, untuk 150 mesh yaitu 7,8299 ppm dan pada 200 mesh konsentrasi surfaktan anionic menjadi 7,1156 ppm, Gambar 2. Pengaruh ukuran adsorben terhadap konsentrasi surfaktan anionik sehingga dapat disimpulkan bahwa penurunan kadar surfaktan anionic terbaik pada ukuran 200 mesh, hal ini dapat disebabkan karena luas permukaan yang lebih besar dibandingkan ukuran partikel lainnya sehingga bidang kontak antara larutan dan adsorben lebih besar sehingga larutan lebih mudah terdifusi