Koagulasi limbah sintetik zat warna tunggal dan biner dengan ekstrak kasar biji Moringa oleifera

Abstract

Limbah cair industri mengandung zat warna kompleks yang berbahaya bagi lingkungan dan manusia jika tidak diolah terlebih dahulu. Koagulasi dan flokulasi merupakan salah satu metode terbaik pengolahan limbah cair industri. Penggunaan koagulan inorganik yang umum dilakukan memberikan efisiensi pengolahan limbah zat warna yang baik untuk zat warna tunggal ataupun campuran biner; namun bersifat tidak ramah lingkungan karena dapat menghasilkan volume sludge yang tinggi, tidak mudah diurai oleh mikroorganisme, serta harganya kurang ekonomis. Penggunaan koagulan alami di dalam pengolahan limbah zat warna menjadi salah satu alternatif; selain harganya yang ekonomis juga meminimisasi volume sludge yang dihasilkan dan lebih mudah terurai oleh mikroorganisme. Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan; biji Moringa oleifera dapat digunakan sebagai bahan aktif koagulan alami. Namun pemanfaatannya masih terbatas pada zat warna tunggal sehingga pada penelitian ini akan diaplikasikan untuk zat warna biner. Biji Moringa oleifera diekstraksi menggunakan pelarut NaCl 1 M dengan rasio sebesar 1 : 20 (b/v) sehingga didapatkan ekstrak kasar yang digunakan sebagai bahan aktif koagulan. Ekstrak kasar yang diperoleh dianalisa konsentrasi proteinnya menggunakan metode Bradford. Koagulasi dilakukan untuk mengamati pengaruh beberapa faktor koagulasi; mencakup variasi pH pada 3 - 8, dosis koagulan sebesar 800 - 1800 mg eq BSA/L serta konsentrasi awal zat warna tunggal dan biner sebesar 50 - 100 mg/L. Zat warna biner yang digunakan adalah congo merah dan tartrazine dengan rasio 1 : 1. Respon yang diamati berupa persen removal zat warna hasil koagulasi menggunakan metode spektrofotometri UV/Vis dan volume sludge endapan hasil koagulasi menggunakan metode imhoff cone. Profil persen removal zat warna dan volume sludge yang diperoleh; digunakan untuk menentukan kondisi terbaik koagulasi zat warna tunggal dan biner menggunakan koagulan alami ekstrak kasar biji Moringa oleifera. Koagulasi terbaik zat warna biner dicapai pada pH 3, karena pada kondisi ini zat warna bermuatan negatif dan koagulan bermuatan positif sehingga menyebabkan terjadinya charge neutralization. Dosis koagulan terbaik untuk koagulasi zat warna biner adalah 1000 mg eq BSA/L; apabila dosis koagulan ditingkatkan hingga 1400 mg eq BSA/L tidak lagi memberikan perubahan signifikan terhadap persen removal. Variasi konsentrasi awal zat warna biner dengan perbandingan congo merah dan tartrazine 1:1 menimbulkan efek non interactive pada congo merah serta sinergistik pada tartrazine seiring dengan pertambahan konsentrasi hingga 200 mg/L. Hal tersebut ditandai dengan persen removal tartrazine pada kondisi tunggal (51 - 77%) lebih rendah dibandingkan pada kondisi binernya (72 - 76%), sementara congo merah cenderung konstan (93 - 95%). Timbulnya efek sinergistik disebabkan gugus amina terprotonasi dari congo merah pada pH 3 mengalami interaksi elektrostatik dengan gugus sulfonat bermuatan negatif milik tartrazine pada permukaan protein. Hal tersebut menyebabkan hanya ada satu gugus sulfonat dari tartrazine yang berikatan dengan gugus amina terprotonasi dari protein. Sementara untuk congo merah, persen removal cenderung konstan baik pada kondisi biner maupun tunggal disebabkan kedua gugus sulfonat berikatan dengan gugus amina terprotonasi pada protein baik pada kondisi biner maupun tunggalnya.