Perancangan Kolom Adsorpsi Karbon Aktif untuk Pengolahan Limbah Kromium Heksavalen

Abstract

Pencemaran sumber air, baik air tanah maupun permukaan, oleh limbah cair industri yang mengandung logam berat merupakan masalah lingkungan yang serius. Hal ini disebabkan karena logam berat bersifat beracun dan tidak dapat diuraikan seperti limbah organik. Oleh karena itu, limbah cair yang mengandung logam berat harus diolah secara hati-hati dan juga efektif menggunakan metode yang tepat. Industri pelapisan logam (electroplating) merupakan salah satu industri yang menghasilkan limbah cair yang mengandung ion logam berat seperti Cr6+, Cu2+, Zn2+, dan lain-lain. Proses pelapisan logam adalah proses pelapisan logam dengan bantuan arus listrik searah pada logam yang dilapisi di dalam cairan elektrolit (biasanya mengandung ion logam berat) sehingga diperoleh karakteristik tertentu pada permukaan logam yang dilapis. Di Indonesia, industri pelapisan logam skala kecil (tradisional) masih banyak yang kesulitan atau tidak mengolah limbahnya dengan baik. Akibatnya, limbah dari proses pencelupan tersebut seringkali hanya dibuang ke sungai, sehingga menyebabkan polusi logam berat. Tujuan dari penelitian ini adalah mengkaji dan merancang kolom adsorpsi karbon aktif untuk pengolahan limbah cair industri kecil yang mengandung kromium heksavalen Cr6+, karena logam krom merupakan logam yang paling banyak/umum digunakan untuk keperluan pelapisan logam. Penelitian ini dibagi dua tahap, yaitu untuk tahap pertama akan dilakukan prosedur Scale-Up perancangan kolom karbon aktif sehingga dapat diaplikasikan pada industri. Tahap kedua adalah melakukan eksperimen dalam skala laboratorium untuk mencari dan menentukan faktor-faktor yang dibutuhkan untuk prosedur Scale-Up. Pada penelitian ini diperoleh kurva kesetimbangan untuk adsorpsi Cr (VI) pada pH 1,7 dengan rentang konsentrasi awal Cr (VI) sebagai K2Cr2O7 antara 10 – 60 ppm adalah Y = 7,042 x10-4 X. Percobaan kolom adsorpsi kontinu dilakukan pada kolom kaca dengan diameter dalam 6 cm dengan tinggi karbon 12 cm. Karbon aktif komersial yang digunakan berbahan baku Bituminous Coal dengan merek Jacobi Aquasorb® 2000. Laju alir volumetrik umpan pada 100 mL / min dengan konsentrasi awal K2Cr2O7 10, 20, dan 30 ppm. Kurva Breaktrough yang didapat dari hasil penelitian ini tidak terlampau ideal karena ketidakseragaman permukaan dan aliran pada unggun adsorben. Berdasarkan perhitungan scale-up dengan menggunakan metode Length of Unused Bed, diperoleh spesifikasi kolom dengan diameter 0,66 m dengan tinggi 1,97 m dapat mengolah limbah Cr (VI) setara dengan 10 ppm K2Cr2O7 dengan Gs sebesar 400 kg m-2 h-1 dan waktu breaktrough selama 3 bulan.