Pengolahan larutan tembaga (II) dengan menggunakan proses adsorpsi kontinu pada unggun tetap dengan karbon aktif

Abstract

Logam berat sudah menjadi perbincangan para pecinta lingkungan. Seperti yang diketahui, logam berat tidak boleh dibuang secara langsung ke lingkungan tanpa melalui suatu proses pengolahan terlebih dahulu. Jika logam berat langsung dibuang ke lingkungan tanpa mengalami pengolahan terlebih dahulu, logam berat dapat mencemari lingkungan dan bahkan meracuni mahluk hidup, seperti manusia. Salah satu logam berat yang dapat mencemari lingkungan adalah ion logam Cu2+. Salah satu cara mengolah limbah yang mengandung logam berat adalah dengan teknik adsorpsi. Menurut jenis prosesnya, adsorpsi dibagi menjadi batch dan kontinu. Untuk pengolahan limbah, lebih cocok menggunakan proses adsorpsi secara kontinu dengan menggunakan kolom unggun tetap. Adsorpsi secara kontinu dengan unggun tetap membuat proses adsorpsi menjadi lebih komersil, dapat mengolah limbah dalam jumlah besar, serta adsorben mendapatkan adsorbat baru secara terus menerus sehingga proses adsorpsi menjadi lebih optimal. Karbon aktif selalu menjadi salah satu pilihan untuk menjadi adsorben karena memiliki kemampuan adsorpsi yang baik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari laju aliran, konsentrasi awal, dan tinggi unggun adsorben, terhadap kinerja kolom adsorpsi serta kapasitas dari kolom tersebut kontinu. Penelitian terdiri dari tahap persiapan penelitian dengan menentukan panjang gelombang maksimum larutan ion logam Cu2+, lalu mencari hubungan adsorbansi dan konsentrasi dengan membuat kurva standar. Tahap percobaan utama dibagi menjadi dua yaitu adsorpsi batch isotermal dan adsorpsi kontinu dengan unggun tetap. Pada adsorpsi isotermal didapatkan hasil apakah data yang didapatkan sesuai dengan model Langmuir dan Freundlich dengan variasi konsentrasi 0-300 ppm dengan rentang 50 ppm menggunakan 1 gram karbon aktif. Pada adsorpsi kontinu, variasi yang dilakukan adalah dengan memvariasikan laju aliran , tinggi unggun 2, 4, dan 6 cm, dan konsentrasi awal sebesar 100, 150, dan 200 ppm. Ketika larutan dengan variasi tertentu keluar dari kolom, dilakukan sampling dalam rentang waktu tertentu sampai konsentrasi keluaran sama dengan konsentrasi umpan masuk. Kandungan logam berat dalam air dianalisa dengan mengunakan spektrofotometer UV-Vis dengan menggunakan pengompleks NH3 yang menghasilkan senyawa kompleks bewarna biru tua. Data yang didapat diolah menjadi kurva breaktrhough dengan menggunakan model Yoon-Nelson, model Adams-Bohart, dan model Thomas, lalu diamati model yang paling sesuai untuk percobaan ini. Hasil penelitian untuk kasus batch menunjukkan model isotermal adsorpsi Langmuir dan Freundlich tidak dapat ditentukan untuk penelitian kali ini karena konsentrasi larutan terlalu besar dan kurangnya data pada konsentrasi yang lebih rendah. Pada studi kolom, untuk penentuan laju alir optimum adalah 51,6 ml/menit. Pada variasi tinggi unggun, nilai qtotal akan semakin meningkat seiring dengan kenaikan jumlah unggun dengan nilai qtotal terbesar 140,867 mg pada tinggi unggun 6 cm. Pada variasi konsentrasi awal larutan, semakin meningkatnya konsentrasi awal maka waktu untuk mencapai breakthrough semakin cepat untuk jumlah karbon aktif yang sama. Model kurva breakthrough yang cocok adalah model Yoon-Nelson dan Adam-Bohart.