Kajian penggunaan koagulan magnetik untuk pengolahan limbah sintetik zat warna

Abstract

Limbah tekstil merupakan salah satu limbah industri yang toksik dan memiliki nilai BOD/COD yang tinggi, sehingga perlu diolah terlebih dahulu sebelum dibuang ke lingkungan. Dari berbagai metode pengolahan yang tersedia, koagulasi-flokulasi merupakan salah satu metode yang masih banyak digunakan. Penelitian terkait pengembangan koagulan alternative menggunakan koagulan alami petai cina sudah berhasil dilakukan dengan performansi sebanding dengan alum. Potensi ekstrak kasar biji petai cina ini dapat digunakan untuk fungsionalisasi besi nanopartikel sebagai koagulan magnetik. Koagulan magnetik memiliki keunggulan penggunaan dalam jumlah yang sedikit, dengan waktu pengendapan yang lebih singkat. Penelitian ini berfokus pada pemanfaatan ekstrak kasar (crude extract) biji petai cina (Leucaena leucocephala) dan besi nanopartikel magnetit (Fe3O4) sebagai koagulan magnetik. Ekstrak kasar diperoleh dengan menggunakan larutan garam NaCl pada konsentrasi 3 M dengan F:S=1:20. Besi nanopartikel disintesis dengan menggunakan kopresipitasi basa pada pH 11. Koagulan magnetik dibuatdengan mencampurkan ekstrak kasar dan besi nanopartikel dengan bantuan sonifikasi. Koagulan magnetik digunakan untuk mengolah limbah sintetik zat warna Kongo merah pada berbagai pH 3 dengan berbagai dosis ekstrak kasar (2-20mL/L) dan konsentrasi besi (10-60 mg/20mL ekstrak). Besi nanopartikel dikarakterisasi dengan Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction (XRD) dan Transmission Electron Microscopy (TEM). Parameter yang diamati dalam koagulasi adalah %removal dari zat warna dengan menggunakan spektrofotometri dan volume sludge dengan Imhoff cone. Besi nanopartikel Fe3O4 berhasil disintesis dengan diameter rata-rata partikel 12,6nm. Pada variasi dosis koagulan, teramati pada dosis koagulan yang terlalu rendah, % removal yang diperoleh juga relatif kecil, karena tidak ada cukup bahan aktif koagulan untuk menetralkan muatan zat warna. Dosis koagulan terbaik pada 10mL/L, peningkatan dosis koagulan lebih lanjut menyebabkan penurunan %removal karena re-stabilisasi koloid. Variasi konsentrasi besi nanopartikel menunjukkan kecenderungan penurunan volume sludge seiring peningkatan konsentrasi besi, diduga diakibatkan jumlah besi yang semakin banyak menyebabkan ukuran flok yang terbentuk semakin besar dalam medan magnet. Penggunaan koagulan magnetik juga menunjukkan %removal yang lebih tinggi dibandingkan ekstrak kasar saja pada 15 menit pertama sedimentasi. Kondisi terbaik diperoleh pada pH 3, dosis koagulan 10mL/L, dan konsentrasi besi nanopartikel 40mg/20mL ekstrak dengan 90% removal.