9347-26707-1-PB.pdf

11 pages
38 views

Please download to get full document.

View again

of 11
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Share
Description
Jurnal Biofisika 10 (1): 19-29 KARAKTERISTIK FLUKS MEMBRAN DALAM PROSES FILTRASI LIMBAH CAIR INDUSTRI PELAPISAN LOGAM F. Zulfi1, K. Dahlan2, P. Sugita3 1 Pusat Penelitian Limnologi LIPI, Cibinong Bogor 16911 2 Departemen Fisika FMIPA IPB, Dramaga Bogor 3 Departemen Kimia FMIPA IPB, Dramaga Bogor Email: fifia.zulti@limnologi.lipi.go.id ABSTRACT Environmental pollution that caused by electroplating wastewater can be solved by membrane technology. Chitosan and silica have been used widely in th
Transcript
  Karakteristik Fluks Membran ( F. Zulfi dkk.) 19 Jurnal Biofisika  10 (1): 19-29   KARAKTERISTIK FLUKS MEMBRAN DALAM PROSES FILTRASI LIMBAH CAIR INDUSTRI PELAPISAN LOGAM F. Zulfi 1 , K. Dahlan 2 , P. Sugita 3 1 Pusat Penelitian Limnologi LIPI, Cibinong Bogor 16911 2  Departemen Fisika FMIPA IPB, Dramaga Bogor 3 Departemen Kimia FMIPA IPB, Dramaga Bogor    Email: fifia.zulti@limnologi.lipi.go.id ABSTRACT Environmental pollution that caused by electroplating wastewater can be solved by membrane technology. Chitosan and silica have been used widely in the wastewater treatment process and also easily formed into membranes. The  purpose of this study is to analyze characteristics of membrane flux , which is one indicator of the quality of the performance of the membrane. The membranes used in the filtration process is made of chitosan and silica rice husk ( biosilika ) with inverse phase technique. Variations in the mass ratio of chitosan and biosilika are 1, 1.5, 2, and 3 for membrane A, B, C, and D respectively. The results of flux showed that the membrane flux decreased exponentially with increasing time. Flux caharcteristics of membrane B is better than others because the average flux and porosity in the electroplating wastewater filtration is higher than the others, namely 19115.62 L/m 2  hours and 87.79 % respectively. The mechanism of membrane fouling on chitosan - biosilika has caused by blocking of a number of membrane pores is described by curves fitting of flux decline to the experimental data. Keywords: wastewater, membrane, flux, fouling.  ABSTRAK Pencemaran lingkungan oleh limbah industry pelapisan logam dapat diatasi dengan teknologi membran. Kitosan dan silika adalah material yang sudah banyak digunakan dalam proses pengolahan limbah dan juga mudah dibentuk menjadi membran. Tujuan dari penelitian ini adalan menganalisa karakteristik fluks membran, yang merupakan salah satu indikator kualitas kinerja membran. Membran yang digunakan dalam proses filtrasi dibuat dari kitosan dan silika sekam padi (biosilika) dengan teknik inversa fasa. Variasi rasio massa kitosan dan biosilika adalan 1, 1,5, 2 dan 3 untuk membrane A, B, C, dan D. Hasil  perhitungan fluks pada masing-masing membrane menunjukkan bahwa terjadi  penurunan fluks membran secara eksponensial seiring bertambahnya waktu. Membran B mempunyai karakteristik fluks yang lebih baik dibandingkan dengan  Jurnal Biofisika, Vol.10, No.1.  Maret 2014, 19-29   20 yang lainnya karena fluks rata-rata pada filtrasi limbah elektroplating paling besar dibandingkan yang lainnya yaitu 19115,62 L/m 2   jam dengan nilai porsitas paling tinggi yaitu 87,79 %. Mekanisme fouling pada membran kitosan-biosilika disebabkan karena terjadinya penutupan sejumlah pori membran yang dijelaskan melalui pendekatan kurva penurunan fluks dengan data eksperimen. Kata kunci : limbah, membran, fluks, fouling.   PENDAHULUAN Industri pelapisan logam (elektroplating) adalah salah satu penyumbang limbah berbahaya bagi lingkungan karena limbah cair industri tersebut mengandung bahan kimia yang berbahaya seperti seng, nikel, kromium dan besi . Kromium adalah salah satu limbah logam yag dihasilkan dalam jumlah yang cukup besar dari hasil proses pelapisan logam. Kromium yang ditemukan di perairan adalah kromium trivalent (Cr  3+ ) dan kromium heksavalen (Cr  6+ ). Namun, pada perairan yang memiliki pH lebih dari 5, kromium trivalen tidak ditemukan. Apabila masuk ke perairan, kromium trivalent akan dioksidasi menjadi kromium heksavalen yang lebih toksik. Kromium trivalen biasanya terserap ke dalam partikulat, sedangkan kromium heksavalen tetap berada dalam bentuk larutan. Kromium trivalen merupakan unsur yang esensial bagi tumbuhan dan hewan, sedangkan kromium heksavalen bersifat toksik. Keracunan kromium dapat mengganggu fungsi hati, ginjal, pernafasan, dan mengakibatkan terjadinya kerusakan kulit. Fitoplankton lebih sensitif terhadap kromium daripada ikan. Kadar kromium sebesar 20  g/liter dapat menghambat  pertumbuhan Chlorella pyrenoidosa  dan Clamydomonas reinhardii  . Kromium heksavalen ada dalam larutan cair sebagai Cr  2 O 72- , HCrO 4- , CrO 42-  dan HCr  2 O 7 . Fraksi jenis partikel tergantung pada konsentrasi kromium dan pH. Pada umumnya, limbah akhir dari proses produksi akan dibuang ke perairan setelah melewati proses pengolahan, namun masih ada beberapa industri yang belum memenuhi standar limbah buangan yang telah ditentukan sehingga menyebakan pencemaran pada peraian terutama sungai. Permasalahan pencemaran tersebut harus diatasi dengan cara menyediakan sistem pengolahan limbah yang efektif dan efisien. Salah satu teknologi pengolahan limbah cair yang banyak digunakan pada saat ini adalah teknologi membran.. Saat ini penggunaan membran pada skala besar telah dimanfaatkan untuk memproduksi air yang dapat diminum dari air laut atau proses desalinasi dengan proses osmosa balik, recovery   suatu konstituen dengan proses elektrodialisis, fraksinasi makromolekul pada industri makanan dan minuman dengan proses ultrafiltrasi dan menghilangkan toksin dan racun lainnya dari darah manusia dengan proses dialisis pada ginjal buatan. Membran merupakan suatu lapisan tipis semipermeabel diantara dua fasa yang berbeda karakter Fasa pertama adalah feed  Karakteristik Fluks Membran ( F. Zulfi dkk.) 21 atau larutan pengumpan dan fasa kedua adalah  permeate  atau hasil pemisahan. Sifat yang paling penting dari membran adalah kemampuan membran untuk mengontrol laju perembesan partikel melewati membran.. Pemilihan terhadap teknik ini dikarenakan berbagai sifat membran yang menguntungkan dan dapat dipergunakan luas untuk berbagai proses pemisahan. Namun, ada masalah serius yang sering ditemui dalam proses filtrasi dengan membrane yaitu kecenderungan terjadinya penurunan fluks sepanjang waktu pengoperasian akibat pengendapan atau pelekatan material di permukaan membran, yang dikenal dengan istilah fouling  . Fouling   pada membran dapat didefinisikan sebagai deposisi (ir)reversible  dari pada partikel, koloid, emulsi, suspensi, makromolekul, garam,dan sebagainya yang tertahan pada permukaan, atau didalam membran 1 . Deposisi ini meliputi adsorpsi, penyumbatan pori, presipitasi (pengendapan) dan pembentukan cake . Deposisi partikel-partikel pada membran akan membentuk suatu lapisan baru yang harus dilalui oleh umpan sehingga fluks menjadi turun. Dari berbagai penyebab fouling, pembentukan cake pada permukaan merupakan faktor dominan dalam pembentukan reversible fouling   yang pada akhirnya menjadi faktor dominan dalam penurunan fluks. Tujuan penelitian ini adalah menganalisa karakteristik fluks membran komposit (kitosan-biosilika) dalam proses filrasi limbah dan karakteristik fouling membrane. EKSPERIMENTAL   Bahan yang digunakan dalam penelitian adalah kitosan, silika sekam padi, asam asetat 2% dan NaOH 5 % untuk pembuatan membran dengan teknik inversa fasa. Membran dibuat dengan memvariasikan massa kitosan dan silika sekam padi (biosilika). Silika berfungsi sebagai pembentuk bahan permeabel pada membran. Rasio massa kitosan dan biosilika (m kitosan /m biosilika ) yang digunakan adalah 1(A); 1,5 (B) ; 2 (C); dan 3 (D). Proses penyaringan dilakukan pada dua buah jenis limbah yaitu limbah buatan dan limbah dari industri pelapisan logam. Limbah buatan dibuat dengan cara Limbah buatan dibuat dengan melarutkan larutan kalium dikromat (K 2 Cr  2 O 7 ) dalam akuades dengan konsentrasi Cr(VI) sebesar 300 ppm, sedangkan limbah industri pelapisan logam mempunyai konsentrasi Cr(VI) sebesar 172 ppm. Karakteristik fluks membran dihitung dengan menggunakan rumus berikut: 2  dimana V adalah volume permeat (L),  A  menunjukkan luas permukaan membran, (m 2) , dan t adalah durasi pengukuran (jam).  Jurnal Biofisika, Vol.10, No.1.  Maret 2014, 19-29   22 HASIL DAN PEMBAHASAN Fluks atau kecepatan permeat merupakan salah satu parameter yang menentukan kinerja membran. Nilai fluks menentukan jumlah permeat yang dapat dilewatkan oleh membran tiap satuan luas per satuan waktu. Variasi massa kitosan dan biosilika yang digunakan dalam pembuatan membran mempengaruhi karakteristik fluks membran dalam proses filtrasi. Pada Gambar 1 nilai fluks membran ditampilkan dalam bentuk nilai rasio J/Jw karena rentang ukuran pori antar fluks jauh yaitu 0,12  –  2,58  m. Nilai J/Jw menunjukkan fluks permeat limbah buatan pada waktu tertentu (J) dengan fluks akuades yang dilewatkan pada membran sebelum digunakan untuk menyaring limbah (Jw). Jumlah kitosan dan biosilika yang digunakan sangat mempengaruhi kinerja dari membran pada proses filtrasi, karena salah satu faktor yang menentukan besar kecilnya fluks adalah pori membran. Komposisi kitosan dan silika yang berbeda akan menghasilkan ukuran pori yang berbeda 3 . Nilai rasio J/Jw pada keempat membran cenderung fluktuatif seiring dengan bertambahnya waktu karena masing-masing membran memunyai nilai J dan Jw yang variatif sehingga faktor pembagi J/Jw tidak sama. Nilai rasio fluks yang variatif ini menunjukkan bahwa komposisi kitosan dan biosilika sangat mempengaruhi karakteristik membran. Membran B mempunyai rasio J/Jw paling tinggi sedangkan pada membran C nilai rasio fluksnya paling kecil, karena membran B mempunyai ukuran pori paling besar yaitu 2,58  m dan membran C memunyai ukuran pori paling kecil yaitu 0,12  m. Ukuran pori sangat mempengaruhi nilai fluks, semakin besar pori membran maka jumlah permeat yang dilewatkan dalam satu waktu tertentu semakin besar sehingga nilai fluksnya semakin tinggi dan begitu juga sebaliknya jika ukuran pori semakin kecil. Gambar 1 Perbandingan nilai fluks membran limbah dan air pada keempat membran.
Related Search
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks
SAVE OUR EARTH

We need your sign to support Project to invent "SMART AND CONTROLLABLE REFLECTIVE BALLOONS" to cover the Sun and Save Our Earth.

More details...

Sign Now!

We are very appreciated for your Prompt Action!

x