Teks tersebut membahas penggunaan abu sekam padi sebagai adsorben dalam pengolahan air limbah yang mengandung logam tembaga. Abu sekam padi memiliki kapasitas adsorpsi yang baik untuk menurunkan kadar logam tembaga pada air limbah. Teks tersebut juga menjelaskan hasil uji coba kontinyu menggunakan kolom adsorpsi dengan variasi konsentrasi larutan dan menganalisis pola adsorpsi yang dicapai.

1. INFO TERBARU
 Komoditas Perikanan Unggulan Kabupaten Pati dalam Skala Provinsi Jawa Tengah
TUESDAY, OCTOBER 11, 2016
 BERANDA
 PROFIL
 INFORMASI
 KEGIATAN
 LAYANAN UMUM
 MITRA
 INFORMASI PUBLIK

Search ...
 You are here:
 Home
 Informasi
 Artikel
 Penggunaan Abu Sekam Padi Sebagai Adsorben Dalam Pengolahan Air Limbah Yang Mengandung Logam Cu

2. PENGGUNAAN ABU SEKAM PADI SEBAGAI ADSORBEN DALAM
PENGOLAHAN AIR LIMBAH YANG MENGANDUNG LOGAM CU
Blogs - Artikel Written by MasterAdmin JUNE14 2011 font size decr easefontsize i ncr easef ont size
Rate this item
 1
 2
 3

3.  4
 5
(0 votes)
PENDAHULUAN
Pengembangan industri terus ditingkatkan seiring dengan meningkatnya kebutuhan masyarakat,
terutama dalam pembangunan dewasa ini. Pengembangan industri ini akan menghasilkan produk
samping berupa limbah yang akan dibuang ke lingkungan. Salah satunya adalah berupa limbah
berwujudcair yangseringdisebutsebagai limbahcair.Dalam kegiatanproduksinya,tentusaja tidak
dapat dihindari adanya limbah produksi dan bila pembuangannya melampaui daya dukung
lingkungan akan menyebabkan terjadinya pencemaran lingkungan. Salah satu polutan pencemar
yang sangat berbahaya bagi lingkungan dan manusia adalah logam berat.
Saatini banyakindustrirumahtanggamenghasilkanlimbahyangmengandunglogamberat.Salahsatu
logamberatyangbanyakdihasilkanadalahlogamberattembaga(Cu).PadaPeraturanDaerahPropinsi
Jawa TengahNo: 10 tahun 2004 lampiranI mengenai bakumutuair limbahindustri pelapisanlogam
yaitukadarCu sebesar0,6mg/l.danPeraturanPemerintahRepublikIndonesiaNomor82 Tahun 2001
tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air. Adapun Peraturan Daerah
Propinsi Jawa Tengah No:10 tahun 2004 dapat dilihat secara lengkap pada lampiran 1.1. Untuk
mencegah timbulnya akibat-akibat yang tidak diinginkan dari pencemaran terhadap lingkungan
diperlukanpengembangan teknologi untukmenanggulangimasalahlimbahhasil prosessuatuindustri
dengan memanfaatkan sesuatu yang dianggap tidak berguna yaitu limbah pertanian, sekam padi.
Tujuanpenelitianiniadalahuntukmengetahui kemampuanadsorbenabusekampadi saat digunakan
untukmenurunkankonsentrasi logamberatCupadaair limbah,untukmempelajarimetodeadsorpsi,
menganalisis pola adsorpsi dan menghitung nilai konstanta kecepatan adsorpsi dan kapasitas jerap
sekampadi sebagai mediaadsorpsi terhadappenurunan kadarlogam beratCu pada kolomadsorpsi,
untuk mencari titik tembus dan titik jenuh yang didapatkan pada percobaan kolom kontinyu.
KAJIAN PUSTAKA
1. Logam berat tembaga (Cu)
Logam berat tembaga (Cu) merupakan salah satu jenis logam berat yang bersifat toksik, yang
keberadaannya di lingkungan dapat menimbulkan pencemaran atau rusaknya lingkungan. Tembaga
di lingkungan banyak dihasilkan oleh industri elektroplating, baterai, dan cat yang dalam aktivitas
produksinya menghasilkan limbah yang mengandung Cu (www.pikiran-
rakyat.com/cetak/2006/122006/28/kampus/sains.htm). Tembaga dalam jumlah kecil merupakan
logamyang essensialbagi manusia.Logam Cuberperanpada pembentukan hemoglobin dalamdarah
merahdenganmembentukikatanyangeratdenganlogamFe.LogamCudalamairmudahmembentuk
suspensi dan tidak dapat didegradasi, dalam jumlah besar dan waktu pemaparan yang lama akan
dapat menyebabkan rasa yang tidak enak di lidah, iritasi hidung, mulut dan mata serta diare,
disamping menyebabkan kerusakan hati. (Cassaret dan Doull’s, 1986 dalam Supriyanto, 2002).
2. Abu Sekam Padi

4. Pembakaran sekam padi pada suhu di bawah 500⁰C, dapat berubah menjadi abu yang merupakan
sumber silica dalam bentuk amorf. Sesuai dengan sifat senyawa silikat, perubahan suhu dapat
mengakibatkan perubahan bentuk senyawa silikatnya.
Untuk hasil pembakaran yangdilakukanpadasuhu<500°C selama± 5 jam dihasilkan±20% abudari
beratsekamyang dibakardanmengandungsilika(SiO2) sebagaikomponenutamanyasekitar
96,6% (AstriningsihdanWijayanti,1998 dalamSupriyanto,2002). (Na2O)m(SiO2)n adalahpolimer
silikatdalambentukamorf.Bentukini dapatberfungsi sebagaipenukarkationyangaktif sehingga
dapat jugadigunakanuntukmemurnikankomponen-komponenlogamantaralainyangterkandung
dalamair limbahindustri logam.Prosespenukaranionnyadapatdilihatpadareaksi berikut :
Di sampingituabusekampadi dengankehalusan±60 meshsangat menguntungkanuntuk
digunakansebagai mediapenyaringpartikel suspensi dalamair. (Setyaji,2002)
3. Adsorpsi
Adsorpsi merupakanperistiwa penjerapandipermukaanolehsuatuadsorbenataudayajerapdari zat
penjerap yang terjadi pada permukaan. Mekanisme dalam peristiwa adsorpsi dapat diterangkan
sebagai berikut:Molekul adsorbateberdifusimelaluisuatulapisanbataske permukaanluaradsorben
(disebutdifusi eksternal);sebagianadayangteradsorpsi di permukaanluar,sebagianbesarberdifusi
lanjutdi dalampori-poriadsorben(disebutdifusiinternal).Bilakapasitasadsorpsimasihsangatbesar,
sebagianbesarakan teradsorpsi danterikatdi permukaan.Akantetapi,bilapermukaansudahjenuh
atau mendekati jenuh dengan adsorbat, dapat terjadi dua hal (Sasmojo S, 1994):
a. Terbentuknyalapisanadsorpsi keduadanseterusnyadiatasadsorbateyangtelahterikatdi permukaan,
gejala ini disebut adsorpsi multilayer;
b. Tidak dapat terbentuk lapisan kedua dan seterusnya sehingga adsorbate yang belum teradsorpsi
berdifusi keluar pori dan kembali ke arus fluida, gejala ini disebut adsorpsi monolayer.
MenurutSasmojoS(1994) bahwasuatuzatdapatdigunakansebagaiadsorbe untuktujuanpemisahan
adalah :
a. Mempunyai daya adsorpsi selektif;
b. Berpori, sehingga luas permukaan per satuan massa besar;
c. Mempunyai daya ikat yang kuat terhadap zat yang hendak dipisahkan secara fisik atau kimiawi;
Pembesaranluaspermukaandapatdilakukandenganpengecilanpartikeladsorben.Akantetapi dalam
berbagai ukuranpartikel harus memenuhi syaratlain,seperti tidakbolehterbawasertadalamaliran
fluida, sehingga terdapat aturan pada ukuran partikel.
4. Percobaan Kontinyu

5. Partikel adsorben(abusekampadi) ditempatkandi dalamsebuahlarutan adsorbat(larutanCudengan
konsentrasi tertentu) dan diaduk untuk mendapatkan kontak yang merata sehingga terjadi proses
adsorpsi. Konsentrasi larutan awal (Co) nantinya akan berkurang dan bergerak ke konsentrasi
kesetimbangan (Ce) setelah beberapa waktu tertentu. Waktu untuk mencapai kesetimbangan
biasanya setelah 1-4 jam proses pengadukan selesai (Reynold,1982). Pada proses adsorpsi 50%
kesetimbangan akan terjadi setelah 2 jam. Lebih dari 2 jam dapat dipastikan lebih dari 90%
kesetimbangan sudah terbentuk. Makin lama waktu kontaknya maka makin setimbang larutan
tersebut. (Eckenfelder,2000).
Tujuan dari sistem ini adalah untuk mengetahui karakteristik adsorbate dan adsorben (abu sekam
padi) yang dinyatakan dalam hubungan antara penurunan adsorbate (kadar logam berat Cu) dan
berat adsorben dalam suatu koefisien dari persamaan yang ada. Persamaan yang digunakan pada
proses kontinyu adalah:
Persamaan Thomas
PersamaanThomasini merupakanpenurunandari rumusBohartdanAdams(1920).Berikutiniadalah
rumus Thomas untuk kolom adsorpsi (Reynold, 1982):
CARA PENELITIAN
1. Percobaan Kontinyu

6. Adapun langkah-langkah pelaksanaan percobaan kontinyu adalah :
1. Susunabu sekampadi teraktivasi setinggi 65cm di dalamkolomyang ditahanolehijukdibagianatas
dan bawah kolom;
2. Sebelumalatdioperasikan,terlebihdahulukolomdiisi denganaquadessampai sedikitdi atas lapisan
abu sekam padi. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari udara yang terjebak di dalam kolom yang
dapat mengganggu laju aliran;
3. Alat dioperasikan dengan mengalirkan sampel limbah secara gravitasi (downflow) ke bawah secara
terus menerus dari bak penampung umpan menuju ke kolomadsorpsi. Pastikan debit yang dialirkan
sesuai dengan perencanaan;
4. Ambil sampel sebanyak 20 ml pada selang waktu 30 menit;
5. Pindahkan sampel ke botol sampel;
6. Pengukuran konsentrasi larutan sampel dengan cara pengukuran absorbansinya menggunakan
peralatanspektrofotometer dan catat nilai konsentrasi yang telah diukur;
7. Ulangi langkah 1-6 untuk variasi konsentrasi larutan lainnya.
2. Variasi Percobaan Kontinyu
Variasi-variasi yang akan dilakukan antara lain:
1. Variabel bebas
a. Konsentrasi larutan yang mengandung logam berat Cu
Variasi konsentrasi larutan Cu adalah 4 mg/l, 8 mg/l, dan 12 mg/l. Dimana nilai tersebut
didasarkan dari batas atas, batas bawah, dan nilai yang didapat dari data sekunder adalah
logam berat Cu dengan kadar 8,01 mg/l (Haryanto, 2005).
2. Variabel terikat
a. Debit larutan umpan.

7. Besarnya nilai debit larutan umpan pada kolom kontinyu ini berkisar antara 2-5
gal/menit.ft2 (Reynold, 1982). Bila besaran tersebut dikonversikan ke satuan SI maka
didapatkan besaran 8,149-20,373 ml/menit.cm2. Dari nilai tersebut dikali dengan luas kolom
kontinyu sebesar 20,26 cm2 maka didapat debit umpan sebesar 165,08 ml/menit untuk batas
bawahnya dan 412,716 ml/menit untuk batas atasnya. Dari kriteria desain tersebut diambil
debit larutan umpan sebesar 222 ml/menit.
b. Ketinggian kolom
Ketinggiankolomdipilihadalah75cm denganketinggiankolomyangterisi adsorbenadalah65
cm didasarkan pada kriteria desain (Reynolds, 1982), dimana Ø min 1 inchi (2,54 cm) dan
ketinggian kolom min 24 inchi (60,96 cm).
c. Ukuran Partikel
Abu sekam padi dengan ukuran media 30-50 mesh.
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
1. Proses Kontinyu dengan ukuran media 30-50 mesh, debit 222 ml/menit dan konsentrasi Cu
influen yang divariasikan
Dari gambar kurvaefisiensi diatasdapatdilihatbahwa:
 Untuk Co = 4 mg/l; efisiensi penyisihan terbesar pada menit ke 30 sebesar 97,10%; efisiensi terkecil
pada jam ke 25,5 sebesar 0,5%.
 Untuk Co = 8 mg/l; efisiensi penyisihan terbesar pada menit ke 30 sebesar 95,99%; efisiensi terkecil
pada jam ke 20 sebesar 0,7%.
 Untuk Co = 12 mg/l;efisiensipenyisihanterbesarpada30 menitsebesar94,98%:efisiensi terkecilpada
jam ke 16 sebsar 0,3%.
Sehingga akan ada penambahan waktu pada efisiensi penyisihan bila konsentrasi influen dalam
larutanbertambahkecil.Efisiensiterkecil padajamke 25,5 untukCo4 mg/l biladibandingkandengan
Co 8 mg/l efisiensiterkecilnyaterjadi padajamke 20 danCo 12 mg/l efisiensi terkecilnyaterjadi pada

8. jam ke 16. Hal ini menunjukkan bahwa penurunan konsentrasi larutan akan menyebabkan
peningkatan kemampuan adsorpsi abu sekam padi terhadap Cu dalam larutan.
Kurvadiatasjugamemperlihatkanbahwasemakinbertambahnyawaktumakaefisiensi penyisihannya
semakin kecil. Hal ini disebabkan pada jam-jam pertama adsorben masih segar sehingga dapat
menjerap logam berat Cu dengan optimal, namun seiring berjalannya waktu adsorben mulai jenuh
sehinggakapasitaspenyerapannyapunsemakinberkurang.Hal ini sesuaidenganSundstromdanKlei
(1979) yang menyatakan bahwa pada kolom kontinyu kejenuhan adsorben akan bertambah dengan
seiringberjalannyawaktukontakantaraadsorbendanadsorbatdanakhirnyakonsentrasieffluenakan
sama dengan konsentrasi influen.
2. Perbandingan Pola Adsorpsi
Perbandingan pola adsorpsi dapat diketahui dengan membuat kurva terobosan dari percobaan
kontinyu yang dilakukan.
Dari kurvaterobosanterlihatbahwakurvaterobosanuntuk konsentrasi 12mg/l lebihcuram
dibandingkankurvaterobosanuntukkonsentrasi 8mg/l dan 4 mg/l maka dapat disimpulkanbahwa
semakinbesarkonsentrasiinfluenmakasemakincurampulakurvaterobosanyangdihasilkannya.
Kurvaterobosanyangcuram disebabkankarenaadanyazone perpindahanmassayangpendek.
Karenasemakinpendekzonaperpindahanmassamakaakansemakincepatmencapai titiktembus
dan titikjenuh.MenurutMc Cabe (1993), semakinpendekzonaaktif menunjukkanbahwa
penggunaanmediaadsorbensudahtidakefisienuntukdipakai Berikutini adalahwaktutitiktembus
dan titikjenuhuntukberbagai variasi influen:
 Untuk Co = 4 mg/l; titik tembus = 1,05 jam dan titik jenuh = 20,5 jam.
 Untuk Co = 8 mg/l; titik tembus = 0,92 jam dan titik jenuh = 18,03 jam.
 Untuk Co = 12 mg/l; titik tembus = 0,5 jam dan titik jenuh = 14,6 jam.

9. KESIMPULAN
1. Semakin rendah konsentrasi larutan yang digunakan pada proses adsorpsi maka titik jenuh akan
semakin lama tercapai.
2. Semakinlamawaktukontakantara limbahdenganadsorbenmakasemakianbertambahkonsentrasi
akhir Cu yang ada.
3. Semakin rendah konsentrasi larutan maka kemampuan adsorben dalam menjerap adsorbate akan
semakin tinggi dan efisiensi penyisihan akan semakin tinggi.
4. Semakin besar konsentrasi influen maka semakin curam kurva terobosan yang terbentuk. Hal ini
disebabkanadanyazonaperpindahanmassayangpendek.Semakinpendekzonaperpindahanmassa
maka akan semakin cepat mencapai titik tembus dan titik jenuh.
5. Semakin besar konsentrasi influenmaka semakin tinggi kapasitas adsorpsi (q0) tetapi kecepatan
adsorpsi (k1) akan semakin kecil.
DAFTAR PUSTAKA
Eckenfelder. 2000. Industrial Water Pollution Control. Mc Graw Hill Book Company: Singapore.
Haryanto.2005. Penjerapan Tembaga (II) dalamLimbahdengan Beberapa JenisTanah (TanahBerlempung,
Tanah Lempung Berpasir dan Tanah Pasir) (Tesis Pasca Sarjana). Manajemen Ilmu Lingkungan,
Universitas Diponegoro: Semarang.

10. Mc Cabe,Warren.L. 1993. Unit Operation of Chemical Engineering.Fifth Edition. Mc Graw Hill: Singapore.
Reynolds, Tom, D. 1982. Unit Operations and Processes in Environmental Engineering. Wadsworth Inc:
California.
S., Sasmojo. 1994. Proses-proses Penangkalan, Pencegahan dan Pengendalian Pencemaran Berdasarkan
Adsorpsi. Seminar Pengolahan Limbah Industri di KLH.
Setyaji,Wiwik.2002. AdsorpsiCr6+ oleh Abu SekamPadidengan MetodeKolom(SkripsiS-1).JurusanKimia,
FMIPA, Universitas Diponegoro: Semarang.
Sundstorm, Donald W., and Herbert E. Klei. 1979. Waste Water Treatment. Prentice-Hall, Inc. Englewood
Cliffs, N.J. 07632: USA.
Supriyanto, Endi dan Irwan Adinanta. 2002. Pemanfaatan Abu Sekam Padi Sebagai Kation Exchanger
Fe2+ dengan Menggunakan Fluidized Bed Column.JurusanteknikKimiaFakultasTeknikUniversitas
Diponegoro: Semarang.
www.pikiran-rakyat.com/cetak/2006/122006/28/kampus/sains.htm. (2007)