Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan...

27
Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair Laboratorium Kimia Weight Ratio of Tea Waste Activated Carbon and Oxidized Coconut Coir Pith as Adsorbent for Mn (II) and Zn (II) on Chemistry Laboratory Waste Water Oleh : Fitri Nugrahani 652012007 TUGAS AKHIR Diajukan kepada Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Matematika guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Sains Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga 2016

Transcript of Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan...

Page 1: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai

Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair Laboratorium Kimia

Weight Ratio of Tea Waste Activated Carbon and Oxidized Coconut Coir Pith as

Adsorbent for Mn (II) and Zn (II) on Chemistry Laboratory Waste Water

Oleh :

Fitri Nugrahani

652012007

TUGAS AKHIR

Diajukan kepada Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Matematika

guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Sains

Program Studi Kimia

Fakultas Sains dan Matematika

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

2016

Page 2: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

ii

Page 3: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

iii

Page 4: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

ii

Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai

Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair Laboratorium Kimia

Weight Ratio of Tea Waste Activated Carbon and Oxidized Coconut Coir Pith as

Adsorbent for Mn (II) and Zn (II) on Chemistry Laboratory Waste Water

Oleh

Fitri Nugrahani

NIM : 652012007

TUGAS AKHIR

Diajukan kepada Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Matematika

guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Sains

Disetujui oleh,

FAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA

UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA

SALATIGA

2016

Pembimbing Pendamping

Dr. rer. nat. A. Ign. Kristijanto, MS

Pembimbing Utama

Ir. Sri Hartini. M. Sc

Disahkan oleh,

Dekan

Dr. Suryasatriya Trihandaru., M.Sc. nat

Diketahui oleh,

Kaprogdi

Ir. Sri Hartini. M. Sc

Page 5: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

iii

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS TUGAS AKHIR

Yang bertanda tangan dibawah ini,

Nama : Fitri Nugrahani

NIM : 652012007

Program Studi : Kimia

Fakultas : Sains dan Matematika Universitas Kristen Satya Wacana

Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir, judul :

Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi

Sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn (II) dalam Limbah Cair Laboratorium Kimia

Yang dibimbing oleh :

1. Ir. Sri Hartini, M.Sc

2. Dr. rer. nat. A. Ign. Kristijanto, MS

Adalah benar – benar hasil karya saya.

Di dalam laporan tugas akhir ini tidak terdapat keseluruhan atau sebagian tulisan atau

gagasan orang lain yang saya ambil dengan cara menyalin atau meniru dalam bentuk

rangkaian kalimat atau gambar serta symbol yang saya aku seolah – olah sebagai karya

saya sendiri tanpa memberikan pengakuan pada penulis atau sumber aslinya.

Salatiga, 20 September 2016

Yang memberi pernyataan,

Fitri Nugrahani

Page 6: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

iv

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai civitas akademika Universitas Kristen Satya Wacana (UKSW), saya yang

bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Fitri Nugrahani

NIM : 652012007

Program Studi : Kimia

Fakultas : Sains dan Matematika

Jenis Karya : Skripsi

demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada UKSW

hak bebas royalty non – eksklusif (non – exclusive royalty free right) atas karya ilmiah

saya berjudul :

Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi

Sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn (II) dalam Limbah Cair Laboratorium Kimia

Beserta perangkat yang ada (jika perlu).

Dengan hak bebas royalty non – eksklusif ini, UKSW berhak menyimpan,

mengalihmedia / mengalihformatkan, mengolah dalam bentuk pangkalan data, merawat,

dan mempublikasikan tugas akhir saya, selama tetap menuliskan nama saya sebagai

penulis / pencipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Salatiga

Tanggal : 20 September 2016

Mengetahui,

Yang menyatakan

Fitri Nugrahani

Pembimbing Pendamping

Dr. rer. nat. A. Ign. Kristijanto, MS

Pembimbing Utama

Ir. Sri Hartini. M. Sc

Page 7: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

v

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL............................................................................................. i

HALAMAN PENGESAHAN............................................................................... ii

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS TUGAS AKHIR....................... iii

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK

KEPENTINGAN AKADEMIS................................................................... iv

DAFTAR ISI......................................................................................................... v

DAFTAR TABEL................................................................................................. vi

ABSTRACT.......................................................................................................... 1

1. PENDAHULUAN............................................................................................. 2

2. METODE PENELITIAN.................................................................................. 3

2.1. Waktu dan Tempat Penelitian......................................................................... 3

2.2. Bahan dan Piranti............................................................................................ 3

2.3. Metode............................................................................................................ 3

2.3.1. Karakterisasi Limbah Cair Laboratorium Kimia.......................................... 3

2.3.2. Preparasi Karbon Aktif Ampas Teh............................................................. 3

2.3.3. Preparasi Sabut Kelapa Teroksidasi............................................................. 4

2.3.4. Pemberian Perlakuan.................................................................................... 4

2.3.5. Pengukuran Parameter Fisiko-Kimiawi........................................................ 4

2.3.6. Isoterm Adsorpsi........................................................................................... 5

2.4. Analisis Data................................................................................................... 6

3. HASIL DAN PEMBAHASAN......................................................................... 6

3.1. Karakterisasi Awal Parameter Fisiko Kimiawi............................................... 6

3.2. Efektivitas Pengolahan Limbah Cair Laboratorium Kimia dengan

Berbagai Penambahan Bobot Karbon Aktif Ampas Teh (g) dalam Waktu

Kontak 240 menit........................................................................................... 9

3.3. Rataan Kandungan Parameter Fisko-Kimiawi Limbah Cair Laboratorium

Kimia Antar Penambahan Berbagai Bobot Sabut Kelapa Teroksidasi

dalam Waktu Kontak 240 menit – 510 menit............................................... 11

3.4. Efektivitas Pengolahan Limbah Cair Laboratorium Kimia Antar

Penambahan Berbagai Bobot Sabut Kelapa Teroksidasi dalam Waktu

Kontak 240 menit – 510 menit............................................... 13

3.5. Isoterm Adsorpsi Parameter Fisioko-Kimiawi Limbah Cair Laboratorium

Kimia dengan Menggunakan Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa

Teroksidasi dalam Waktu Kontak 510 menit................................................. 14

4. KESIMPULAN................................................................................................. 17

5. SARAN............................................................................................................. 18

DAFTAR PUSTAKA........................................................................................... 18

Page 8: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

vi

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Parameter Limbah Cair Laboratorium dengan Metode/Piranti Penelitian.. 4

2. Karakteristik Awal Parameter Fisiko-Kimiawi Limbah Cair

Laboratorium Kimia..................................................................................... 7

3. Rataan Kandungan Parameter Fisiko-Kimiawi ( ± SE) Limbah Cair

Laboratorium Kimia Berbagai Penambahan Bobot Karbon Aktif Ampas

Teh dalam Waktu Kontak 240 menit........................................................... 8

4. Efektivitas (%) Berbagai Bobot Karbon Aktif Ampas Teh (KAAT)

dalam Pengolahan Limbah Cair Laboratorium Kimia dalam Waktu

Kontak 240 menit........................................................................................ 10

5. Rataan Kandungan Parameter Fisiko-Kimiawi ( ± SE) Limbah Cair

Laboratorium Kimia Antar Penambahan Berbagai Bobot Sabut Kelapa

Teroksidasi dalam Waktu Kontak 240 - 510 menit...................................... 12

6. Efektivitas (%) Berbagai Bobot Sabut Kelapa Teroksidasi (SKT) dalam

Pengolahan Limbah Cair Laboratorium Kimia dalam Waktu Kontak

240 - 510 menit............................................................................................ 14

7. Isoterm Adsorpsi Langmuir dan Freundlich Parameter Fisiko – Kimiawi

Limbah Cair Laboratorium Kimia Menggunakan Karbon Aktif Ampas

Teh (KAAT) dan Sabut Kelapa Teroksidasi (SKT)..................................... 15

Page 9: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

1

Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai

Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair Laboratorium Kimia

Weight Ratio of Tea Waste Activated Carbon and Oxidized Coconut Coir Pith as

Adsorbent for Mn (II) and Zn (II) on Chemistry Laboratory Waste Water

Fitri Nugrahani*, Sri Hartini**, dan A.Ign.Kristijanto**

*Mahasiswa Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika

**Dosen Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika

Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga

Jln. Diponegoro no 52-60 Salatiga 50711 Jawa Tengah- Indonesia

[email protected]

Abstract

The objectives of this study are: Firstly, to determine the effectivity of weight

ratio of tea waste activated carbon and oxidized coconut coir pith on the decreasing

physico-chemical parameters of waste water from Chemistry Laboratory. Second, to

determine the isotherm adsorption of weight ratio of tea waste activated carbon and

oxidized coconut coir pith. Data were analyzed using Randomized Completely Block

Design (RCBD), 5 treatments and 5 replications, and as the block is the time of

analysis. As the treatments arethe variations of weight ratio of tea waste activated

carbon and oxidized coconut coir pith (gram/gram) which are: (1.25:0); (2.5:10);

(3.75:20); (5:30); and (6.25:40), respectively. The treatment of its adsorbent were given

separately and both of it is threated with stirring. To test the difference between

treatmentmeans, Honestly Significant Differences (HSD) with 5% level of significance

were used.

The study showed the following result : In period of 240 minutes, giving of tea

waste activated carbon in amount of 1.25 gram effective for COD, while for Mn (II) is

3.75 gram; and 5 gram for Zn (II), respectively. The effectivity of tea waste activated

carbon in period of 240 minutes is in the range of 75.29 % (Zn(II)) until 99.27 % (COD).

Furthermore, the oxidized coconut coir pith treatment in period of the next 270 minutes

give the following result: 10 gram of oxidized coconut coir pith is effective for COD, 20

gram for Mn (II), and 30 gram Zn (II), respectively. The effectivity of oxidized coconut

coir pith in period of the next 270 minutes is in the range of 3.71 % (COD) until 48.35

% (Zn (II)).

The maximum adsorption capacity of tea waste activated carbon in period of

240 minutes on giving 1.25 gram for COD = 2,500 mg/g following Langmuir isotherm

models; 3.75 gram for Mn (II) = 2.500 mg/g following Freundlich isotherm models; and

5 gram for Zn (II) = 0.807 mg/g following Langmuir isotherm models. While the

adsorption capacity of oxidized coconut coir pith in period of the next 270 minutes on

giving 10 gram for COD= 1.04×1023 mg/g following Freundlich isotherm models; 20

gram for Mn (II) = 0,0021 mg/g following Langmuir isotherm models; and 30 gram for

Zn (II) = 0,1341 mg/g following Freundlich isotherm models.

Key word: tea waste activated carbon, oxidized coconut coir, waste water, isotherm

adsorption

Page 10: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

2

1. PENDAHULUAN

Meningkatnya kegiatan penelitian telah mengarah pada peningkatan pembuangan

limbah kimia dalam lingkungan. Limbah kimia mengandung logam berat dan

diklasifikasikan sebagai limbah berbahaya yang tidak dapat dihilangkan dengan

perlakuan fisik dan kimia (Lou & Chang (2007) dalam Arbanah et al., 2013). Hasil

karakterisasi limbah cair Laboratorium Kimia UKSW mengandung logam berat antara

lain Cu, Fe, Cr, Mn, Al, Zn, Pb, Cd, Ni, Hg, dan As sehingga perlu dilakukan upaya

pengolahan supaya tidak mencemari lingkungan. Penghilangan kandungan logam berat

biasanya dilakukan melalui proses fisik dan kimiawi maupun pembakaran sebelum

dibuang ke sungai. Proses tersebut meliputi proses pengendapan kimiawi, elektrokimia,

reverse osmosis, dan pertukaran ion. Proses pengolahan tersebut memiliki kekurangan

yaitu menghasilkan lumpur beracun yang memerlukan proses pengolahan yang lebih

khusus dan memerlukan biaya yang tinggi (Arbanah et al., 2013). Pada tahun 1990-an,

biosorpsi dikembangkan untuk perolehan kembali (recovery) logam berat. Laporan

pertama melaporkan bahwa materi biologi yang berlimpah seperti teh, sekam, sabut

kelapa dan kopi dapat digunakan untuk menghilangkan kandungan logam berat dalam

limbah dengan harga yang terjangkau (Volesk (1990) dalam Okafor et al., 2012).

Sabut kelapa yang keberadaannya sangat melimpah dapat dimanfaatkan sebagai

adsorben untuk menghilangkan ion logam dari air limbah (Okafor et al., 2012).

Kemampuan untuk mengadsorbsi dan pertukaran ion logam berat karena adanya gugus

karboksil, fenol, hidroksi siano, dan lain sebagainya ( Abia et al. (2002) dalam Israel &

Eduok, 2012). Lignin dan selulosa dalam sabut memiliki sifat serap/pertukaran ion,

struktur berpori sabut kelapa tersebut memungkinkan untuk menjerap sejumlah besar air

(Okafor et al., 2012). Sabut kelapa yang dimodifikasi dengan cara dioksidasi terbukti

memiliki efektivitas lebih besar (75,71%) dibandingkan sabut kelapa tanpa dioksidasi

yaitu 29,44% dalam menjerap Cu (II) (Shukla et al., 2009).

Ampas teh juga berpotensi sebagai adsorben yang efektif untuk menghilangkan

kandungan logam berat dalam limbah karena strukturnya yang berpori dengan luas

permukaan yang besar. Dinding sel teh terdiri dari selulosa dan hemi selulosa, lignin,

tanin terkondensasi dan protein struktural sehingga limbah teh

Page 11: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

3

memiliki potensi yang baik sebagai penjerap logam dari larutan dan air limbah (Hu

&Srinivasan (1999) dalam Wankhade & Ganvir, 2013). Ampas teh juga dapat

digunakan sebagai perkursor karbon aktif. Banyak penelitian yang telah membuktikan

bahwa karbon aktif ampas teh mampu menjerap pewarna sintetis (Gao et al., 2013),

logam berat (Duran et al., 2011) serta digunakan dalam pemurnian biodisel (Fadhil et

al., 2012).

Berdasarkan latar belakang di atas maka tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Menentukan nisbah bobot karbon aktif ampas teh dan sabut kelapa teroksidasi

yang optimal dan kapasitas penjerapan maksimal dalam menjerap Mn(II) dan

Zn(II).

2. Menentukan model isotherm adsorpsi nisbah karbon aktif ampas teh dan sabut

kelapa teroksidasi.

2. METODE PENELITIAN

2.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Lingkungan, Fakultas Sains dan

Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana dari bulan Februari – Juni 2016.

2.2. Bahan dan Piranti

Ampas teh diperoleh dari salah satu kedai minuman di kampus UKSW dan sabut

kelapa diperoleh dari Pasar Raya I, Salatiga. Limbah cair diperoleh dari Laboratorium

Kimia Fakultas Sains dan Matematika UKSW. Bahan kimia ini yang digunakan antara

lain akuades, H2O2, K2CO3, NaOH, K2Cr2O7, Ag2SO4, H2SO4, HgSO4, Ferrous

Amonium Sulfat, indikator ferroin, Buffer Citrate, Sodium Periodate dan Zincover 5.

Piranti yang digunakan antara lain refluks, Spektrofotometer HACH DR/EL 2000,

pH meter HANNA Instrument 9812, dan Neraca Analitis (Mettler H80).

2.3. Metode

2.3.1. Karakterisasi Limbah Cair Laboratorium Kimia

Limbah cair Laboratorium Kimia yang belum diolah dikarakterisasi terlebih

dahulu untuk mengetahui parameter fisiko-kimiawi termasuk kandungan logam berat

sebelum diberi perlakuan dengan adsorben.

2.3.2. Preparasi Karbon Aktif Ampas Teh (Gurten et al. (2012) yang dimodifikasi)

Ampas teh dimasukkan dalam larutan K2CO3 5 M dengan perbandingan ampas

teh : larutan K2CO3 1:1 (b/v), kemudian diaduk. Selanjutnya dimasukkan ke dalam oven

Page 12: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

4

bersuhu 110 ˚C selama 24 jam, setelah itu dimasukkan ke dalam furnace bersuhu 400

˚C selama 10 menit.

2.3.3. Preparasi Sabut Kelapa Teroksidasi (Shukla et al., 2006)

Sabut kelapa direndam dengan H2O2 dan NaOH dengan perbandingan massa

100 : 15 : 1 dalam 2 liter akuades, kemudian dipanaskan dalam waterbath bersuhu 85

˚C selama 2 jam. Setelah itu disaring dan dibilas dengan air panas, lalu dibilas kembali

dengan air dingin dan kemudian dikeringkan dalam oven bersuhu 50 ˚C.

2.3.4. Pemberian Perlakuan

Lima gelas beaker ukuran 1 L masing-masing diisi dengan air limbah sebanyak

1 L. Selanjutnya diberi nisbah bobot adsorben karbon aktif ampas teh sebanyak 1,25;

2,5; 3,75; 5; dan 6,25 gram selama 240 menit dengan diaduk menggunakan Jar Test,

setelah 240 menit dilanjutkan dengan penambahan sabut kelapa teroksidasi dengan

bobot 0, 10, 20, 30, dan 40 gram dan diaduk kembali menggunakan Jar Test selama 270

menit.

2.3.5. Pengukuran Parameter Fisiko-Kimiawi

Perubahan-perubahan yang terjadi selama perlakuan dapat diketahui dengan

melakukan beberapa analisa terhadap parameter fisika dan kimia (Tabel 1).

Tabel 1. Parameter – Parameter Limbah Cair Laboratorium dengan

Metode/Piranti Penelitian

Parameter Metoda/Piranti

Fisikawi

TDS (Total Dissolved Solids) (ppm) TDS meter (HANNA Instrument

9812)

TSS (Total Suspended Solid) (mg/l) Spektrofotometer HACH DR/EL 2000

Kimiawi

pH pH meter (HANNA Instrument 9812)

COD (Chemical Oxygen Demand)

(mg/L)

Titrimetrik (Alaerts dan Santika, 1987)

Mn (II) (mg/L) HACH DR/EL 2000-Spektrofotometer

Zn (II) (mg/L) HACH DR/EL 2000-Spektrofotometer

Page 13: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

5

2.3.6. Isoterm Adsorpsi

Untuk menjelaskan isoterm adsorpsi, digunakan 2 isoterm yaitu Langmuir dan

Freundlich. Langmuir mendefinisikan bahwa kapasitas adsorpsi maksimum terjadi

dengan pembentukan lapisan tunggal (monolayer) dengan persamaan isoterm adsorpsi

Langmuir adalah sebagai berikut : (Suseno, 2012)

Keterangan :

Ceq (mg/L) : Konsentrasi akhir parameter fisiko-kimiawi saat kesetimbangan

qeq (mg/g) : Massa parameter yang diserap gram adsorben

: Massa parameter pada saat 1 gram adsorben yang dapat menjerap

secara sempurna

b : Konstanta isoterm untuk penjerapan partikel adsorben

Nilai b dan diperoleh dengan membuat grafik hubungan antara Ceq/qeq versus Ceq.

Dari persamaan Langmuir berdasarkan nilai faktor pemisahan (RL) dapat

diindikasikan tipe dari isoterm Langmuir yaitu: RL = 0 menunjukkan tipe irreversible; 0

< RL < 1 menunjukkan tipe favourable; RL = 1 menunjukkan tipe linier, dan RL > 1

menunjukkan tipe unfavourable. Nilai RL dapat dihitung dengan persamaan sebagai

berikut: (Senthilkumar, 2011 dalam Putra, 2014)

Keterangan :

RL : Nilai Faktor Pemisahan

KL : Konstanta Langmuir

Co : Konsentrasi Awal Logam

Freundlich mengasumsikan bahwa terdapat lebih dari satu lapisan permukaan

(multilayer), dan persamaan isoterm adsorpsi Freundlich adalah sebagai berikut :

(Suseno, 2012)

Page 14: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

6

Keterangan :

qeq : Jumlah adsorbat terjerap per satuan bobot adsorben

Ceq (mg/L) : Konsentrasi akhir parameter fisiko-kimiawi saat kesetimbangan

n : Konstanta empiris Freundlich

Kf : Kapasitas adsorpsi (mg/g)

Nilai Kf dan n diperoleh dengan membuat grafik hubungan antara log qeq vs log Ceq.

Selain dengan menelaah R2 untuk masing-masing model maka penentuan model

isotherm adsorpsi yang tepat dapat ditentukan dengan melihat besarnya simpangan baku

(SD) dari rataan nilai kapasitas adsorpsi dengan rata-rata pada setiap ulangan. Nilai

simpangan baku yang lebih kecil menunjukkan persamaan isotherm adsorpsi yang lebih

sesuai (Mulyatna dkk., 2003).

2.4. Analisis Data

Data hasil penelitian dianalisis dengan Rancangan Acak Kelompok dengan 5

perlakuan dan 5 kali ulangan. Sebagai perlakuan adalah variasi nisbah bobot karbon

aktif ampas teh dan sabut kelapa teroksidasi (gram/gram) yaitu 1,25:0 ; 2,5:10 ; 3,75:20

; 5:30 dan 6,25:40, sedangkan sebagai kelompok adalah waktu analisis. Pengujian

purata antar perlakuan digunakan uji Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan tingkat

kebermaknaan 5% (Steel and Torie, 1981).

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Karakterisasi Awal Parameter Fisiko Kimiawi Limbah Cair Laboratorium

Kimia

Hasil karakterisasi awal air limbah Laboratorium Kimia, Fakultas Sains dan

Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana sebelum diberi perlakuan disajikan pada

Tabel 2.

Page 15: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

7

Tabel 2. Karakteristik Awal Parameter Fisiko-Kimiawi Limbah Cair

Laboratorium Kimia

Parameter Awal Baku Mutu *Keterangan

FISIKAWI

TDS (ppm) 1.242 2.000 M

TSS (mg/L) 8,2 100 M

KIMIAWI

pH 2,3 6 - 9 TM

COD (mg/L) 11.136 100 TM

Mn (II) (mg/L) 10,03 2 TM

Zn (II) (mg/L) 10,06 5 TM

Keterangan :

M = Memenuhi ; TM = Tidak Memenuhi

* Baku Mutu sesuai Peraturan Daerah Provinsi Jawa Tengah No. 5 Tahun 2012

tentang Baku Mutu Limbah Cair yang belum ditentukan Baku Mutunya.

Dari Tabel 2 terlihat bahwa TDS dan TSS sudah memenuhi baku mutu sebelum

diberi perlakuan, sedangkan untuk parameter pH, COD, Mn dan Zn belum memenuhi

baku mutu. Agar limbah cair Laboratorium Kimia memenuhi baku mutu maka perlu

diolah terlebih dahulu dan dalam penelitian ini digunakan berbagai nisbah adsorben

karbon aktif ampas teh dan sabut kelapa teroksidasi yaitu : 1,25:0 ; 2,5:10 ; 3,75:20 ;

5:30 dan 6,25:40 (gram/gram). Perlakuan diberikan secara terpisah dengan pengadukan

yaitu karbon aktif ampas teh diberikan terlebih dahulu sesuai bobotnya selama 240

menit selanjutnya setelah 240 menit diberikan sabut kelapa teroksidasi sesuai nisbah

bobotnya. Kandungan parameter fisiko-kimiawi yaitu TDS, TSS, pH, COD, Mn dan Zn

dalam waktu 240 menit disajikan dalam Tabel 3 (dan Lampiran 1).

Page 16: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

8

Tabel 3. Rataan Kandungan Parameter Fisiko-Kimiawi ( ± SE) Limbah Cair Laboratorium Kimia Berbagai Penambahan Bobot

Karbon Aktif Ampas Teh dalam Waktu Kontak 240 menit

No Parameter

Konsentrasi

Parameter

Awal

Bobot Karbon Aktif Ampas Teh (gram/L)

BM 1,25:0 2,5:10 3,75:20 5:30 6,25:40

FISIKAWI

1 TDS (ppm) 1.242±35,93 ± SE 1.110 ± 13,48 990 ± 9,53 952 ± 12,43 972 ± 7,98 948 ± 7,98 2.000

W=22,676 (d) (c) (ab) (bc) (a)

2 TSS (mg/l) 8,2±1,24 ± SE 19,8 ± 0,79 27,0 ± 1,51 28,4 ± 0,52 57,4 ± 0,52 61,4 ± 1,09 100

W=1,565 (a) (b) (b) (c) (d)

KIMIAWI

3 pH 2,36±0,14 ± SE 4,36 ± 0,11 4,50 ± 0,07 5,04 ± 0,05 5,32 ± 0,10 5,42 ± 0,08 6 - 9

4 COD

(mg/L)

11.136±78,22 ± SE 81,2 ± 0,798 91,6 ± 1,087 95,8 ± 0,798 96,8 ± 1,243 107,6 ± 1,859 100

W=2,126 (a) (b) (c) (c) (d)

5 Mn (II)

(mg/L)

10,03±0,02 ± SE 1,918± 0,02 1,494 ± 0,014 1,086 ± 0,023 1,314 ± 0,018 1,322 ± 0,037 2

W=0,048 (d) (c) (a) (b) (b)

6 Zn (II)

(mg/L)

10,06±0,02 ± SE 4,648 ± 0,030 3,928 ± 0,025 3,586 ± 0,020 2,486 ± 0,016 2,906 ± 0,014 5

W=0,045 (e) (d) (c) (a) (b)

Keterangan :

*W = BNJ 5% ;

*Angka-angka yang diikuti dengan huruf yang sama menunjukkan antar perlakuan tidak berbeda nyata, sebaliknya angka-angka yang diikuti huruf yang

berbeda menunjukkan perlakuan beda nyata. Keterangan ini juga berlaku untuk Tabel 5.

Page 17: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

9

Dari Tabel 3 tampak bahwa pemberian berbagai variasi bobot karbon aktif ampas

teh selama 240 menit mampu menurunkan rataan TDS berkisar antara 948 ± 7,98 ppm

sampai 1.110 ± 13,48 ppm. Sebaliknya TSS mengalami kenaikan dengan rataan berkisar

antara 19,8 ± 0,79 mg/L sampai 61,4 ± 1,09 mg/L, meskipun demikian kenaikannya

masih memenuhi baku mutu yang disyaratkan. Untuk pH terjadi kenaikan dengan

rentang rataan berkisar antara 4,36 ± 0,11 sampai 5,42 ± 0,08 dan masih belum

memenuhi baku mutu yang disyaratkan.

Pemberian 1,25 gram karbon aktif ampas teh mampu menurunkan COD dari

11.136 mg/L menjadi 81,2 ± 0,798 mg/L. Konsentrasi Mn (II) mengalami penurunan

pada pemberian karbon aktif ampas teh 3,75 gram dengan rataan konsentrasi 1,086 ±

0,023 mg/L. Konsentrasi Zn (II) mengalami penurunan pada pemberian 5 gram karbon

aktif ampas teh dengan rataan konsentrasi 2,486 ± 0,016 mg/L Penurunan Konsentrasi

COD, Mn (II) dan Zn (II) disebabkan karena karbon aktif ampas teh memiliki bidang

penyerapan yang luas serta dimungkinkan oleh adanya gugus aktif (karboksil) (Lin,

1979).

Hasil penelitian ini sejalan dengan hasil penelitian terdahulu dengan

menggunakan adsorben dengan bahan yang sama. Hasil penelitian Nachiappan &

Muthukumar (2010) dengan COD awal 29.333 mg/L dan dosis ampas teh teraktivasi 6

g/L mampu menurunkan COD hingga 1319,98 mg/L. Penelitian Khajeh et al. (2013)

dengan larutan Mn (II) 1 ppm dan dosis ampas teh 0,2 g/100 ml mampu menurunkan

Mn (II) hingga 0,011 ppm. Lebih lanjut, Ahluwalia & Goyal, 2005 melaporkan bahwa

dengan menggunakan larutan Zn (II) 10 mg/L dengan dosis ampas teh 4 g/100 ml

mampu menurunkan konsentrasi Zn (II) hingga 2,68 mg/L.

3.2. Efektivitas Pengolahan Limbah Cair Laboratorium Kimia dengan Berbagai

Penambahan Bobot Karbon Aktif Ampas Teh (g) dalam Waktu Kontak 240

menit

Berikut akan disajikan efektivitas pengolahan limbah cair Laboratorium Kimia

antar berbagai nisbah bobot karbon aktif ampas teh (g) dalam waktu kontak 240 menit

berkisar antara 23,67% - 99,27% (Tabel 4).

Page 18: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

10

Tabel 4. Efektivitas (%) Berbagai Bobot Karbon Aktif Ampas Teh (KAAT)

dalam Pengolahan Limbah Cair Laboratorium Kimia dalam Waktu

Kontak 240 menit

Parameter Bobot KAAT

(gram) KA KAk

Efektivitas

(%) BM Keterangan

Fisikawi

TDS (ppm) 6,25 1242 948 23,67 2000 M

TSS (mg/l) 1,25 8,2 19,8 - 100 M

Kimiawi

pH 6,25 2,36 5,42 - 6 - 9 TM

COD (mg/l) 1,25 11136 81,2 99,27 100 M

Mn (II) (mg/l) 3,75 10,03 1,086 89,17 2 M

Zn (II) (mg/l) 5 10,06 2,486 75,29 5 M

Keterangan : M = Memenuhi ; TM = Tidak Memenuhi; KA=Konsentrasi Awal;

KAk=Konsentrasi Akhir

* Baku Mutu sesuai Peraturan Daerah Provinsi Jawa Tengah No. 5 Tahun 2012 tentang Baku

Mutu Limbah Cair yang belum ditentukan Baku Mutunya. Keterangan ini juga berlaku

untuk Tabel 6.

Dari Tabel 4 terlihat bahwa 6,25 gram karbon aktif ampas teh efektif menurunkan

TDS 23,67 %, sedangkan pemberian 1,25 gram karbon aktif ampas teh efektif

menaikkan pH 56,46% namun masih di bawah baku mutu yang disyaratkan. Pemberian

1,25 gram karbon aktif ampas teh efektif menurunkan COD hingga 99,27%, sedangkan

pemberian 3,75 gram karbon aktif ampas teh efektif menurunkan Mn (II) 89,17% dan

pemberian 5 gram karbon aktif ampas teh efektif menurunkan Zn (II) 75,29%,

Penelitian ini sejalan dengan penelitian Nachiappan & Muthukumar (2010)

dengan COD awal 29.333 mg/L dan dosis ampas teh teraktivasi 6 g/L efektif

menurunkan COD hingga 95,5 % dengan menggunakan metode sono-feton-sorption.

Hasil penelitian Khajeh et al. (2013) dengan larutan Mn (II) 1 ppm dan dosis ampas teh

0,2 g/100 ml efektif menurunkan Mn (II) hingga 98,9%. Penelitian oleh Ahluwalia &

Goyal, 2005 dengan menggunakan larutan Zn (II) 10 mg dan dosis ampas teh 4 g/100

ml membuktikan bahwa ampas teh efektif menurunkan Zn (II) 73,2%.

Page 19: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

11

3.3. Rataan Kandungan Parameter Fisko-Kimiawi Limbah Cair Laboratorium

Kimia Antar Penambahan Berbagai Bobot Sabut Kelapa Teroksidasi dalam

Waktu Kontak 240 menit – 510 menit

Pada pemberian karbon aktif ampas teh selama 240 menit menunjukkan bahwa

pH belum memenuhi baku mutu maka perlu dioptimalkan dengan penambahan sabut

kelapa teroksidasi sesuai dengan nisbah bobotnya dengan waktu kontak dari 240 menit

sampai 510 menit. Kandungan parameter fisiko-kimiawi dalam waktu kontak dari 240

menit hingga 510 menit disajikan pada Tabel 5 (dan Lampiran 2).

Page 20: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

12

Tabel 5. Rataan Kandungan Parameter Fisiko-Kimiawi ( ± SE) Limbah Cair Laboratorium Kimia Antar Penambahan

Berbagai Bobot Sabut Kelapa Teroksidasi dalam Waktu Kontak 240 - 510 menit

No Parameter Bobot Sabut Kelapa Teroksidasi (gram/L)

BM 1,25:0 2,5:10 3,75:20 5:30 6,25:40

FISIKAWI

1 TDS (ppm) ± SE

W=16,24

1.110 ± 13,48** 990 ± 9,53** 952 ± 12,43** 972 ± 7,98** 948 ± 7,98**

2000

1122 ± 14,14 968 ± 7,98 864 ± 10,87 868 ± 12,43 802 ± 7,98

(d) (c) (b) (b) (a)

2 TSS

(mg/L)

± SE

W=3,07

19,8 ± 0,79** 27,0 ± 1,51** 28,4 ± 0,52** 57,4 ± 0,52** 61,4 ± 1,09**

100

17,8 ± 0,79 44,8 ± 0,79 61,0 ± 0,67 72,0 ± 0,67 75,8 ± 0,79

(a) (b) (c) (d) (e)

KIMIAWI

3 pH ± SE 4,36 ± 0,11** 4,50 ± 0,07** 5,04 ± 0,05** 5,32 ± 0,10** 5,42 ± 0,08**

6 - 9 6.08 ± 0.08 6.18 ± 0.08 6.40 ± 0.07 6.80 ± 0.07 6.96 ± 0.05

4 COD

(mg/L)

± SE

W=14,81

81,2 ± 0,798** 91,6 ± 1,087** 95,8 ± 0,798** 96,8 ± 1,243** 107,6 ± 1,859**

100

89,0 ± 1,168 88,2± 1,414 98,8 ± 1,243 98,8 ± 0,798 112,4 ± 2,195

(a) (a) (b) (b) (c)

5 Mn (II)

(mg/L)

± SE

W=0,114

1,918± 0,02** 1,494 ± 0,014** 1,086 ± 0,023** 1,314 ± 0,018** 1,322 ± 0,037**

2

1,958 ± 0,017 1,372 ± 0,022 0,820 ± 0,020 1,172 ± 0,014 1,178 ± 0,025

(d) (c) ( a ) (b) (b)

6

Zn (II)

(mg/L)

± SE

W=0,044

4,648 ± 0,030** 3,928 ± 0,025** 3,586 ± 0,02** 2,486 ± 0,016** 2,906 ± 0,014**

5

4,218 ± 0,058 2,862 ± 0,016 2,428 ± 0,030 1,284 ± 0,014 1,902 ± 0,017

(e) (d) (c) (a) (b)

Keterangan : ** Kondisi awal limbah untuk tiap parameter fisiko-kimiawi limbah cair Laboratorium Kimia

Page 21: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

13

Dari Tabel 5 terlihat bahwa variasi penambahan sabut kelapa teroksidasi mampu

menurunkan TDS dengan kisaran rataan 802 ± 7,98 ppm sampai 1122 ± 14,14 ppm,

sedangkan TSS mengalami kenaikan dengan rataan berkisar antara 17,8 ± 0,79 mg/L

sampai 75,8 ± 0,79 mg/L tetapi kenaikan TSS masih memenuhi baku mutu. Pemberian

10 gram sabut kelapa teroksidasi mampu menurunkan COD dengan rataan 88,2± 1,414

mg/L. Pemberian 20 gram sabut kelapa teroksidasi mampu menurunkan Mn (II) dengan

rataan 0,820 ± 0,020 mg/L. Pemberian 30 gram sabut kelapa teroksidasi mampu

menurunkan Zn (II) dengan rataan 1,284 ± 0,014 mg/L.

Penurunan konsentrasi COD, Mn (II) dan Zn (II) terkait dengan terbentuknya

gugus –COONa pada permukaan sabut kelapa yang telah dimodifikasi sehingga dapat

menurunkan konsentrasi logam (M2+) dengan mekanisme sebagai berikut : (Shukla et

al., 2006)

Keterangan : Coir = Sabut Kelapa

Hasil tersebut sejalan dengan hasil penelitian Kumar et al. (2016) dengan dosis

sabut kelapa 10 g/ 250 ml limbah tekstil mampu menurunkan COD 33%. Penelitian

Mthombeni et al. (2016) dengan dosis sabut kelapa 3 g/L mampu menurunkan Mn (II)

dari 100 mg/L menjadi 73,38 mg/L. Israel & Eduok (2012) membuktikan bahwa dengan

0,2 g sabut kelapa termodifikasi (sulphonate toluenediisocynate) dalam 30 ml larutan

Zn (II) 10 mg/L mampu menurunkan Zn (II) menjadi 7,83 mg/L.

3.4. Efektivitas Pengolahan Limbah Cair Laboratorium Kimia Antar Penambahan

Berbagai Bobot Sabut Kelapa Teroksidasi dalam Waktu Kontak 240 menit –

510 menit

Berikut akan disajikan efektivitas pengolahan limbah cair laboratorium kimia

antar penambahan berbagai bobot sabut kelapa teroksidasi (gram) dalam waktu kontak

240 menit – 510 menit berkisar antara 3,71 - 48,35 % (Tabel 6).

Page 22: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

14

Tabel 6. Efektivitas (%) Berbagai Bobot Sabut Kelapa Teroksidasi (SKT) dalam

Pengolahan Limbah Cair Laboratorium Kimia dalam Waktu Kontak

240-510 menit

Parameter Bobot SKT

(gram) KA KAk

Efektivitas

(%) BM Keterangan

Fisikawi

TDS (ppm) 40 948 802 15,40 2.000 M

TSS (mg/L) 0 19,8 17,8 10,10 100 M

Kimiawi

pH 40 5,42 6,96 - 6 - 9 M

COD (mg/L) 10 91,6 88,2 3,71 100 M

Mn (II) (mg/L) 20 1,086 0,82 24,49 2 M

Zn (II) (mg/L) 30 2,486 1,28 48,35 5 M

Dari Tabel 6 terlihat bahwa penambahan 40 gram sabut kelapa teroksidasi efektif

menurunkan TDS 15,40%, sedangkan tanpa pemberian sabut kelapa teroksidasi (0

gram) efektif menurunkan TSS 10,10%. Penambahan 40 gram sabut kelapa teroksidasi

efektif menaikkan pH 22,13%, sedangkan pada penambahan 10 gram sabut kelapa

teroksidasi efektif menurunkan COD 3,71%. Pemberian 20 gram sabut kelapa

teroksidasi efektif menurunkan Mn (II) 24,49%. Penurunan Zn (II) 48,35% efektif pada

pemberian 30 gram sabut kelapa teroksidasi.

Penelitian ini sejalan dengan hasil penelitian Kumar et al. (2016) dengan dosis 10

gram sabut kelapa dalam 250 ml limbah tekstil selama 60 menit efektif menurunkan

COD 33%. Penelitian Mthombeni et al. (2016) dengan dosis adsorben 3 g/L efektif

menurunkan Mn (II) 26,62%. Israel & Eduok (2012) melaporkan bahwa dengan 0,2 g

sabut kelapa termodifikasi (sulphonate toluenediisocynate) dalam 30 ml larutan Zn (II)

10 mg/L efektif menurunkan Zn (II) 21,7%.

3.5. Isoterm Adsorpsi Parameter Fisioko-Kimiawi Limbah Cair Laboratorium

Kimia dengan Menggunakan Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa

Teroksidasi dalam Waktu Kontak 510 menit.

Hasil perhitungan Isoterm adsorpsi Langmuir dan Freundlich parameter fisiko-

kimiawi limbah cair laboratorium kimia di sajikan dalam Tabel 7 (dan Lampiran 2).

Page 23: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

15

Tabel 7. Isoterm Adsorpsi Langmuir dan Freundlich Parameter Fisiko – Kimiawi Limbah Cair Laboratorium Kimia Menggunakan

Karbon Aktif Ampas Teh (KAAT) dan Sabut Kelapa Teroksidasi (SKT)

Parameter NA (g) Langmuir b Q(mg/g) RL Freundlich n Kf SD

KAAT

COD 1,25 y = 0,0004x - 0,1878 -0.0021 2.500 -0,0447 y = -0,1901x + 4,3568 -5,2604 22,74×103 771,41

R² = 0,9422 (r=0,9707) R² = 0,6545 (r=0,8090)

Mn (II) 3,75 y = 0,7082x – 0,3663 -1,9334 1,412 -0,0544 y = -0,3054x + 0,398 -3,2744 2,5003 0,4185

R² = 0,931 (r=0,9895) R² = 0,9551 (r=0,9773)

Zn (II) 5 y = 1,2388x – 1,5265 -0,8115 0,8072 -0,1396 y = -0,533x + 0,3972 -1,8762 2,4957 2,6346

R² = 0,9951 (r= 0,9975) R² = 0,9778 (r=0,9888)

SKT

COD 10 y = 10,475x – 872,72 -0,0120 0,0955 -4,1946 y = -11,7x + 23,018 -0,0855 1,04×1023 1,72×1017

R² = 0,9473 (r=0,9733) R² = 0,9523 (r=0,9759)

Mn (II) 20 y = 484,24x – 336,45 -1,44 0,0021 -0,0073 y = -3,6098x – 2,1834 -0,277 0,0066 2,5582

R² = 0,9969 (r=0,9984) R² = 0,9803 (r=0,9901)

Zn (II) 30 y = 563,46x – 776,42 -0,7257 0,0018 -0,0144 y = -3,7654x – 0,8727 -0,2656 0,1341 1,8065

R² = 0,7189 (r=0,8479) R² = 0,8767 (r=0,9363)

Keterangan :

NA = Nisbah Adsorben; KAAT = Karbon Aktif Ampas Teh; SKT = Sabut Kelapa Teroksidasi; b = Konstanta Langmuir; Q = Kapasitas Adsorpsi

Maksimum (mg/g) ; RL = Faktor Pemisah; n = Konstanta Freundlich ; Kf = Kapasitas adsorpsi; SD = Standar Deviasi; R2 = Koefisien Determinasi ; r =

Koefisien Korelasi

Page 24: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

16

Dari Tabel 7 terlihat bahwa model isotherm adsorpsi COD mengikuti model

isotherm Langmuir pada pemberian 1,25 gram Karbon Aktif Ampas Teh dengan nilai

R2 0,9422 dan kapasitas adsorpsi 2500 mg/g. Sedangkan pada pemberian 10 gram sabut

kelapa teroksidasi mengikuti model isotherm Freundlich dengan nilai R² 0,9523 dan

kapasitas adsorpsi 1,04×1023 mg/g. Hasil penelitian ini sejalan dengan hasil penelitian

terdahulu oleh Aluyor & Badmus (2008) dengan menggunakan karbon aktif dari tanduk

binatang menunjukkan bahwa model isotherm untuk COD mengikuti model isotherm

Langmuir dengan R2 0,9998 dengan kapasitas adsorpsi 6,46 mg/g dan penelitian Sholeh

dkk. (2012) menunjukkan bahwa model isotherm COD menggunakan abu terbang bagas

mengikuti model isotherm Freundlich dengan nilai R2 0,93 dan kapasitas adsorpsi

0,4360 mg/g.

Model isotherm untuk Mn (II) mengikuti model isotherm Freundlich dengan nilai

R² 0,9551 dan kapasitas adsorpsi 2,5003 mg/g pada pemberian 3,75 gram karbon aktif

ampas teh. Sedangkan untuk pemberian 20 gram sabut kelapa teroksidasi mengikuti

model isotherm adsorpsi Langmuir dengan nilai R² 0,9969 dan kapasitas adsorpsi

0,0021 mg/g. Hasil penelitian ini sejalan dengan hasil penelitian Khajeh et al. (2013)

dengan menggunakan zeolit termodifikasi yang menunjukkan bahwa model isoterm ion

logam Mn (II) mengikuti model isoterm Langmuir dengan R2 0,982.

Model isotherm adsopsi untuk Zn (II) mengikuti model isotherm adsorpsi

Langmuir pada pemberian 5 gram karbon aktif ampas teh dengan nilai R² 0,9951 dan

kapasitas adsorpsi 0,8072 mg/g. Sedangkan pada pemberian 30 gram sabut kelapa

teroksidasi mengikuti model isotherm Freundlich dengan nilai R² 0,8767 dan kapasitas

adsorpsi 0,1341 mg/g. Hasil penelitian ini sejalan dengan hasil penelitian Ahluwalia &

Goyal (2005) dengan penjerap ampas teh, menunjukkan bahwa model isotherm ion

logam Zn (II) mengikuti model isotherm Langmuir dengan R² 0,900.

Persamaan Langmuir berdasarkan nilai faktor pemisahan (RL) dapat diindikasikan

tipe dari isoterm Langmuir, (RL = 0) menunjukkan bahwa irreversible, (0 < RL < 1)

menunjukkan bahwa favourable, (RL = 1) menunjukkan bahwa linear dan (RL > 1)

menunjukkan bahwa unfavourable. Nilai RL pada parameter COD, Mn dan Zn (Tabel

2.) tidak dapat diindikasikan karena bernilai negatif.

Pada pemberian Karbon Aktif Ampas Teh untuk parameter COD mengikuti

model isoterm adsorpsi Langmuir dan SD = 771,4083; Mn dengan model isotherm

Page 25: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

17

adsorpsi Freundlich dan SD = 0,4185; dan Zn dengan model isotherm adsorpsi

Langmuir dan SD = 2,6346. Sedangkan pada pemberian Sabut Kelapa Teroksidasi

untuk parameter COD mengikuti model isoterm adsorpsi Freundlich dan SD =

1,72×1017; Mn dengan model isoterm adsorpsi Langmuir dan SD = 2,5582; dan Zn

dengan model isotherm adsorpsi Freundlich dan SD = 1,8065.

4. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1. Pemberian karbon aktif ampas teh selama 240 menit diperoleh nisbah yang efektif

pada bobot 1,25 gram untuk COD; 3,75 gram untuk Mn; dan 5 gram untuk Zn

dengan efektivitas berkisar antara 75,29% sampai 99,27%. Pemberian sabut kelapa

teroksidasi selama 240 – 510 menit yang efektif pada bobot 10 gram untuk COD, 20

gram untuk Mn dan 30 gram untuk Zn dengan efektivitas berkisar antara 3,71%

sampai 48,35%.

2. Kapasitas adsorpsi maksimum pada pemberian karbon aktif ampas teh pada

pemberian bobot 1,25 gram untuk COD = 2.500 mg/g mengikuti model isotherm

Langmuir (SD=771,4083); 3,75 gram untuk Mn = 2,5003 mg/g mengikuti model

isotherm Freundlich (SD=0,4185); dan 5 gram untuk Zn = 0,8072 mg/g mengikuti

model isotherm Langmuir (SD=2,6346) selama 240 menit. Sedangkan kapasitas

adsorpsi pemberian sabut kelapa teroksidasi pada pemberian bobot 10 gram untuk

COD= 1,04×1023 mg/g mengikuti model isotherm Freundlich (SD=1,72E+17); 20

gram untuk Mn = 0,0021 mg/g mengikuti model isotherm Langmuir (SD=2,5582);

dan 30 gram untuk Zn = 0,1341 mg/g mengikuti model isotherm Freundlich

(SD=1,8065) selama 240-510 menit.

Page 26: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

18

5. SARAN

Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya dilakukan percobaan dengan sabut kelapa

yang dikarbonasikan dan ampas teh yang diaktivasi tanpa karbonasi serta dilakukan

pengujian lebih lanjut untuk mengetahui gugus aktif dalam adsorben yang digunakan.

DAFTAR PUSTAKA

Ahluwalia, S. S. & Goyal, D., 2005. Removal of Heavy Metals by Waste Tea Leaves

from Aqueous Solution. Engineering in Life Sciences 5(2), 158-162.

Alaerts, G. & Santika, S.S., 1987. Metode Penelitian Air. Usaha Nasional. Surabaya.

Aluyor, E. O. & Badmus, O. A. M., 2008. COD Removal from Industrial Wastewater

Using Activated Carbon Prepared from Animal Horns. African Journal of

Biotechnology 7(21), 3887-3891.

Arbanah, M., Miradatul, M.R.N. & Ku Halim, K.H., 2013. Utilization of Pleurotus

ostreatus in the Removal of Cr(VI) from Chemical Laboratory Waste.

International Refereed Journal of Engineering and Science (IRJES) 2(4), 29-39.

Duran, C. Ozdes, Duygu, Gundogdu, Ali, Imamoglu, Mustafa, Senturk, Hasan Basri,

2011. Tea-industry waste activated carbon, as a novel adsorbent, for separation,

preconcentration and speciation of chromium. Elsevier: Analytica Chimica Acta

688(1), 75–83.

Fadhil, A.B., Dheyab, M.M. & Abdul-Qader, A.Q.Y., 2012. Purification of biodiesel

using activated carbons produced from spent tea waste. Journal of the Association

of Arab Universities for Basic and Applied Sciences 11(1), 45–49.

Gao, J. Kong, Dedong, Wang, Yuefei,Wu, Jing Sun, Shili, Xu, Ping, 2013. Production

of mesoporous activated carbon from tea fruit peel residues and its evaluation of

methylene blue removal from aqueous solutions. BioResources 8(2), 2145–2160.

Gurten, I.I. Ozmak, Meryem, Yagmur, Emine, Aktas, Zeki, 2012. Preparation and

characterisation of activated carbon from waste tea using K 2CO 3. Elsevier:

Biomass and Bioenergy 37(1), 73–81.

Israel, A. U. & Eduok, U. M., 2012. Removal of Some Metal Ions from Aqueous

Solution Using Coconut Coir Dust and Modified Coconut Coir Dust Extract

Resins. Research Jounal of Applied Sciences 7, 481-488.

Khajeh, M., Yazdi, A. S. & Moghadam, A. F., 2013. Modeling of Solid-phase Tea

Waste Extraction for Removal of Manganese and Cobalt from Water Samples by

Using PSO-artificial Neural Network and Response Surface Methodology.

Arabian Journal of Chemistry, 1-11.

Page 27: Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa ... · Nisbah Bobot Karbon Aktif Ampas Teh dan Sabut Kelapa Teroksidasi sebagai Adsorben Mn (II) dan Zn(II) dalam Limbah Cair

19

Kumar, P. S., Kumarand, S. A. & Balamurugan, P., 2016. Comparative Studies on

Application of Various Adsorbents in Fire Industry Waste Water. Advances in

Natural and Applied Sciences 10(3), 49-57.

Lin, C. 1979. Kinetics and Mechanisms og Adsorption of Heavy Metals Ion on

Activated Carbon. Thesis. Texas Tech University.

Mthombeni, N. H., Mbakop, S. & Onyango, M. S., 2016. Adsorptive Removal of

Manganese from Industrial and Mining Wastewater. s.l., s.n., 36-45.

Mulyatna, L., H. Pradiko, dan U. K. Nasution. 2003. Pemilihan Persamaan Adsorpsi

Isoterm pada Penentuan Kapasitas Adsorpsi Kulit Kacang Tanah terhadap Zat

Warna Remazol Golden Yellow 6. INFOTEK 5,131-140.

Nachiappan, S. & Muthukumar, K., 2010. Intensification of Textile Effluent Chemical

Oxygen Demand Reduction by Innovative Hybrid Methods. Chemical

Engineering Journal 163, 344-354.

Okafor, P.C., Okon, P.U., Daniel, E.F. & Ebenso, E.E., 2012. Adsorption Capacity of

Coconut (Cocos nucifera L.) Shell for Lead, Copper, Cadmium and Arsenic from

Aqueous Solutions. International Journal of ELECTROCHEMICAL SCIENCE 7,

12354-69.

Putra, A. D. K., 2014. Nisbah Bobot Campuran Kulit Jeruk dan Arang Tongkol Jagung

Sebagai Adsorben Dalam Pengolahan Air Limbah Tekstil. Skripsi, Universitas

Kristen Satya Wacana, Salatiga.

Sholeh, M., Prasetya, A. & Sarto. 2012. Pengolahan Air Limbah Industri Penyamakan

Kulit Menggunakan Abu Terbang Bagas Secara Batch. Majalah Kulit, Karet dan

Plastik 28(1), 26-34.

Shukla, S.R., Pai, R.S. & Shendarkar, A.D., 2006. Adsorption of Ni(II), Zn(II) and

Fe(II) on modified coir fibres. Elsevier: Separation and Purification Technology

47(3), 141–147.

Shukla, S.R. Gaikar, V. G. Pai, Roshan S. Suryavanshi, Umesh S., 2009. Batch and

Column Adsorption of Cu(II) on Unmodified and Oxidized Coir. Separation

Science and Technology, 44(1), 40–62.

Steel, R.G.D. and J. H. Torie, 1981. Principle and Procedures of Statistic A Biometrical

Approach, 2nd ed. Mc Graw-Hill International. Book Co, Kuga Kusha, Japan.

Suseno, H.P., 2012. Pengurangan Chemical Oxygen Demand (COD) dan Krom Dalam

Air Limbah Industri Penyamakan Kulit Menggunakan Abu Terbang Bagas. In

Prosiding Seminar Nasional Aplikasi Sains & Teknologi (SNAST) Periode III.

Yogyakarta, 2012. ISSN: 1979-911X.

Wankhade Amey, a & Ganvir, V.N., 2013. Preparation of Low Cost Activated Carbon

from Tea Waste using Sulphuric Acid as Activating Agent. International

Research Journal of Environment Sciences 2(4), 53–55.