62-265-1-pb

8/19/2019 62-265-1-PB

http://slidepdf.com/reader/full/62-265-1-pb 1/7

Rudi Nugroho dan Ikbal : Kinetika Proses Aops Untuk Penghilangan Warna ..…… JAI Vol. 1 , No.3 2005

282

KINETIKA PROSES AOPs UNTUK PENGHILANGAN WARNAAIR LIMBAH PRODUKSI BATIK

Oleh :Rudi Nugroho dan Ikbal

Peneliti pada Pusat Pengkajian dan Penerapan Teknologi Lingkungan BPPT

Abstract

An experiment of Advanced Oxydation Processes (AOPs) was conducted in semi-pilotscale using ozon and hydrogen peroxide. The reaction of ozon and hydrogen peroxide produce an active hydroxil which can crack a long-chain organic compounds such as azodyes. A wastewater contains colour substances coming from batik industries in Jababekawas treated by AOPs. The reaction rate was affected by ozon concentration supplied to thewastewater. The more ozon concentration, the colour removal became faster.The colourremoval using AOPs could be illustrated by first-order chemical reaction equation.Theconstant of reaction was calculated from experiment as high as 0,38 per hour.The cost fortreating the wastewater using AOPs was Rp.3.656,- for one cubic meter of wastewater.

Key words: AOPs, Colour Removal, Hydrogen Peroxide, Ozon,

1. PENDAHULUAN

Masalah warna pada air limbah industrisaat ini menjadi perhatian serius dalammenentukan teknologi pengolahan air limbah.Penghilangan warna bahkan terkadang menjadimasalah yang lebih penting dibandingkanpolutan-polutan lain seperti BOD dan COD. Halini karena limbah yang keluar dari suatu industri

apabila mengandung warna yang pekat, secarapsikologis akan membawa persepsi kemasyarakat awam bahwa limbah tersebut sangatberbahaya walaupun kadar polutan organik yangterkandung dalam air limbah tersebut beradadibawah baku mutu yang ditetapkan olehpemerintah.

Peraturan baku mutu air limbah kegiatanindustri baik itu untuk nasional yang diterbitkanoleh Menteri Negara Lingkungan Hidup maupunperaturan regional yang diterbitkan oleh Perda,tidak ada satupun yang membatasi warna airlimbah. Inisiatif industri-industri dalam mereduksi

warna air limbah yang dibuangnya itu hanyasemata-mata tekanan dari masyarakat yangtinggal di sekelilingnya. Karenanya masih sangatbanyak air limbah yang keluar dari suatu industriyang masih mengandung warna cukup pekat.

Proses pengolahan air limbah konvensionalseperti lumpur aktif, biofilter anaerob-aerobsecara teknis tidak akan efektif untuk mengatasimasalah warna dalam air limbah. Selain itu jugaproses biologis tidak ekonomis untukmendegradasi zat warna dari jenis organik rantaipanjang. Organik rantai panjang seperti azo dyes untuk pewarna tekstil, merupakan senyawa

organik yang sangat sulit di uraikan/didegradasidengan proses biologis. Untuk dapat mencapai

efisiensi penurunan warna yang signifikan padaair limbah dengan proses biologis, diperlukanwaktu tinggal yang sangat lama. Hal ini akanmembawa dampak kepada dimensi reaktorpengolah air limbah yang besar yang padaakhirnya menimbulkan biaya investasi yangtinggi.

Menurut teori, teknologi penghilanganwarna yang paling banyak dipakai adalah

dengan oksidasi kimia yang selanjutnya apabiladiperlukan, air olahan proses kimia diproseslebih lanjut dengan proses biolgis. Studi pertamakali dilakukan dengan menggunakan klorin danpotassium permanganate. Pada kasusmenggunakan klorin sebagai oksidator, timbulefek negatif yaitu terbentuknya senyawa dioksinpenyebab kangker (carcinogen). Dioksin inimuncul sebagai akibat dari hasil reaksi antarakhlorine dengan senyawa organik tertentu.

Menurut Brian dan Hamouda, teknologi-teknologi penghilangan warna pada air limbahpencucian dapat dilakukan dengan proses batch

menggunakan teknologi-teknologi sebagaiberikut:

1) Filtrasi dengan membrane2) Adsorbsi dengan karbon aktif3) Penukar ion4) Ultra violet dan Hidrogen Peroksida5) Ozon

Filtrasi dengan membrane pertama-tamadiuji coba untuk menghilangkan warna dari airlimbah pencucian tersebut. Namun hasilnyawarna tidak dapat turun secara signifikan.

Uji coba kedua dilakukan dengan

menggunakan karbon aktif untuk menyerapwarna. Pada percobaan ini dapat diketahuikemampuan karbon aktif yang sangat baik dalam

8/19/2019 62-265-1-PB


Rudi Nugroho dan Ikbal : Kinetika Proses AOPs Untuk Penghilangan Warna……. JAI Vol. 1 , No.3 2005

283

menyerap warna dari berbagai jenis zat warna.Dosis minimum yang diperlukan untukmengilangkan warna dalam air limbah dapatdiketahui sebesar 105 g karbon aktif untuk setiapliter air limbah. Namun demikian biaya untukproses penurunan warna dengan karbon aktif

cukup besar yaitu sekitar 0,12 US$ untuk biayaproses, dan 1,1 US$ per kg karbon aktif.Teknologi lain penghilangan warna yaitu

penukar ion, dicoba dengan menggunakan resinkomersial, dan hasilnya menunjukkan kalauwarna dapat terserap dengan baik. Namunsayangnya reaksi resin dalam menyerap zatwarna bukanlah reaksi reversible, sehingga tidakmemungkinkan untuk dilakukannya regenerasiresin. Dengan tidak dapat diregenarasinya resin,maka akan membawa dampak kepada biayauntuk kebutuhan resin yang mahal dan selain itu juga menimbulkan polusi sekunder dari resin

yang tidak dapat digukanan. Oleh karena ituteknologi ini sekarang sudah mulai ditinggalkan.

Cara lain penghilangan warna yang dicobaoleh Brian dan Hamouda adalah denganmenggunakan larutan Hidrogen peroksida yangdisinari dengan sinar Ultra Violet. Tujuanpenyinaran dengan ultra violet adalah untukmengaktifkan hydrogen peroksida sehinggadapat membentuk radikal bebas. Hidrogenperoksida yang digunakan sampai konsentrasi30%. Walaupun dosis penambahan hydrogenperoksida sudah cukup banyak, namun hanyasedikit warna dapat berkurang dan untuk warna-

warna yang pekat, teknologi ini tidak dapatdiaplikasikan.

Cara penghilangan warna pada air limbahpencucian juga dilakukan dengan ozon dalamskala laboratorium dengan menggunakan ozongenerator. Ozon dikontakkan dengan air limbahmelalui diffuser yang terbuat dari batuan yangberpori-pori. Efisiensi kontak antara ozondengan air limbah dapat mencapai 54%. Ozondiproduksi dari udara dengan ozon generatorkapasitas 6 g per jam. Dari perhitungandiperlukan ozon sebanyak 0,12 kg ozon untuksetiap liter air limbah warna.

Teknologi pengolahan air limbah berwarnaskala industri pertama kali diterapkan diNagahama Plants Jepang tahun 1974. Teknologiini menggunakan sistem kombinasi karbon aktifdan ozon yang dikenal dengan nama GAC. Airlimbah berwarna disuplai kedalam tangki bentukkolom dengan volume 600m3. Tangki tersebutdiisi dengan karbon aktif granular. Jumlah ozonyang disupai kedalam tangki adalah sebesar 7,2kg/jam. Hasilnya menunjukkan kalau warnadapat teroksidasi dan turun kepekatannya.Sedangkan COD dan BOD5 dapat turun 60 –80%. Karena efektifitas ozon dalam menurunkan

warna, di Jepang saat ini sudah banyak yang

menerapkannya dan kapasitas terbesar saat inimencapai 12.000m3 limbah tekstil per hari.

Di Indonesia, penelitian pengolahan airlimbah berwarna telah dilakukan oleh Rudi danIkbal untuk mengolah air limbah berwarnaproduksi batik dengan menggunakan ozon

dicampur hidrogen peroksida (AOPs). Penelitianini dilakukan pada skala laboratorium denganmenggunakan Erlenmeyer 2 liter. Seperti padareaksi hidrogen peroksida dengan sinar ultraviolet, reaksi ozon dengan hidrogen peroksidaditujukan untuk pembentukan radikal aktifhidroksil. Radikal aktif hidroksil ini yang berperanmemecah organik rantai panjang zat warnamenjadi organik dengan rantai yang lebihpendek yang bersifat lebih degradable. Reaksiperuraian warna dengan radikal hidroksilberlangsung sebagai berikut:

H2O2 + 2O3 --> HO

*

+ HO

*

(radikal aktif) + 3O2

Kesimpulan dari penelitian ini adalahdiantaranya semakin tinggi konsentrasi ozonyang digunakan, maka reaksi pengilangan warnadengan AOPs akan semakin cepat. Suhuoptimum pada proses AOPs adalah 70

oC.Kondisi

ini sangat menguntungkan karena kebanyakanair limbah yang keluar dari industri bersuhudiatas suhu kamar. Reaksi AOPs akan berjalancepat pada suasana basa, yaitu pH12.Penambahan hidrogen peroksida 0,25 mluntuk setiap 1 liter air limbah dapatmempercepat proses reaksi AOPs. Namundemikian pada penelitian ini masih berskala kecilsehingga data-data yang dihasilkan masihbersifat data dasar yang belum memungkinkanuntuk diaplikasikan pada skala Industri.

Pada tulisan ini dibahas lebih lanjutmengenai penelitian AOPs dengan skala lebihbesar yaitu menggunakan peralatan semi pilotskala 100 liter. Tujuan dari penelitian ini adalahuntuk merumuskan parameter kinetika yangdapat dipakai sebagai dasar untuk mendisainalat skala industri.

2. KINETIKA REAKSI PENGHILANGANWARNA

Reaksi penghilangan warna pada airlimbah dengan proses AOPs dapat dikategorikansebagai reaksi kimia. Dengan demikian suhu,keasaman dan juga jumlah reaktan ataukonsentrasi dapat berpengaruh pada kecepatanreaksi. Secara umum kecepatan reaksi kimiadapat dirumuskan sebagai berikut:

n

A A kC r =− (1)

Dimana : -r A : kecepatan reaksik : konstanta kecepatan reaksi

8/19/2019 62-265-1-PB



284

C A : konsentrasi reaktann : orde reaksi

Dengan mengaplikasikan persamaan (1) diatasuntuk merumuskan kecepatan penurunan warnapada reaksi dengan AOPs maka konsentrasi

reaktan C A dinyatakan dengan angkakonsentrasi warna PtCo. Nilai orde reaksi ndapat dihitung dari data hasil percobaan denganmenggunakan persamaan sebagai berikut:(Octav dan Levenspiel, 1972)

o AC o AC

t t n

)(log)(log

loglog1

21

21

−

−

−= (2)

dimana t 1 menunjukkan waktu ketika konsentrasi

mencapai 1/2 dari konsentrasi awal percobaan1,C(A1) menunjukkan setengah dari konsentrasiawal percobaan 1, t 2 menunjukkan waktu ketikakonsentrasi mencapai 1/2 dari konsentrasi awalpada percobaan 2, C(A2) menunjukkan setengahdari konsentrasi awal percobaan 2.

Untuk nilai n=0 maka rumus kecepatan reaksipenurunan warna akan menjadi seperti berikut:

kt C C

k dt

dC

kC r

A A

A

A A

=−=

−==

=−

0

0

(3)

Untuk nilai n = 1

kt C

C

C k dt

dC

kC r

A

A

A

A

A A

==

−==

=−

0

1

ln

)( (4)

Untuk n = 2

kt C C

C k dt

dC

kC r

A A

A

A

A A

=−=

−==

=−

0

2

2

11

)( (5)

Dimana : -r A : kecepatan reaksi.k : konstanta kecepatan reaksi

penurunan warna.C A : konsentrasi warna reaktan.t : waktu reaksi.

3. PROSEDUR UJI COBA PENGOLAHANLIMBAH WARNA

3.1 Air limbah

Air limbah yang digunakan untuk uji cobadiambilkan dari unit pre-treatment prosesproduksi batik di pengolahan air limbah terpaduPT. Jababeka Infrastruktur. Air limbah inimengandung COD dan konsentrasi warna yangberfariasi tergantung dari waktu pengambilan.Konsentrasi COD tertinggi sekitar 950 mg/l danterendah 350 mg/l. Konsentrasi warna tertinggisekitar 5640 PtCo dan terendah sekitar 2390PtCo. Sedangkan pH air limbah berkisar antara 7 – 8,5. Data-data mengenai air limbah yang diujicoba telah dipaparkan oleh Rudi dan Ikbal padatulisan sebelumnya. Untuk uji coba konsentrasi

warna air limbah rendah, air limbah aslidiencerkan dengan air sampai mencapai tingkatwarna yang diinginkan.

3.2 Peralatan Uji Coba

Uji coba pengolahan air limbah berwarnadengan proses AOPs dilakukan secara batchpada skala semi pilot dengan menggunakanprototipe alat kapasitas 100 liter. Skemaprototipe alat seperti terlihat pada Gambar 2.

Prototipe alat terdiri dari sumber gaspembuat ozon dalam bentuk kompresor udara

atau tabung gas oksigen murni, pengering gas,ozon generator merek ozotech, flow meter daristainless steel, tabung akrilik sebagai kontaktorozon, pompa sirkulasi dan sistem perpipaanyang dilengkapi venturi (Gambar 3).

Proses uji coba pengolahan limbahberwarna dilakukan dengan prosedur sebagaiberikut :

Pertama air limbah dimasukkan ke dalamkontaktor ozon sebanyak 100 liter. Kemudianozon generator dihidupkan dan dibiarkan selama30 menit untuk pemanasan. Setelah 30 menit,hidrogen peroksida ditambahkan ke dalam air

limbah sebanyak 0,25 ml untuk setiap 1liter airlimbah. Hidrogen peroksida yang ditambahkanadalah hidrogen peroksida teknis dengan kadar70%. Selanjutnya kompresor udara dihidupkandan udara dialirkan ke dalam generator ozonuntuk selanjutnya ozon yang terbentuk mengalirke kontaktor ozon melalui flow meter dan difuseruntuk bereaksi dengan air limbah. Sisa ozonyang tidak bereaksi disedot dengan tenaga yangdihasilkan dari sirkulasi air limbah melalui venturi,untuk direaksikan kembali dengan air limbahdalam kontaktor ozon. Dengan demikian, udarayang keluar dari kontaktor ozon sudah tidak lagi

mengandung ozon.

8/19/2019 62-265-1-PB



285

Keterangan :

1. Sumber gas (tabung gas)

2. Selang penghubung

3. Regulator flow

4. Filter udara

5. Pembangkit Ozon

6. Flowmeter

10. Kontaktor 100 L

11. Diffuser

12. Pipa ventilasi

13. Pipa Venturi

14. Pompa Recycle

Gambar 2 : Skema prototipe alat AOPs.

Gambar 3 : Skema prototipe alat AOPs

Untuk meyakinkan tidak ada ozon yangterbuang, dilakukan pengukuran konsentrasiozon pada udara keluar dari kontaktor ozondengan ozon analyzer . Untuk mengatur laju alirozon ke dalam kontaktor ozon, dilakukan denganmengatur bukaan pada flow meter. Sedangkanuntuk meningkatkan produksi ozon olehgenerator ozon dilakukan dengan menggantisumber gas dari kompresor udara dengantabung oksigen murni. Dari data pembuat alatpembangkit ozon, kapasitas ozon terbentuk akanmenjadi dua kali lipat apabila menggunakansumber gas oksigen murni dibandingmenggunakan udara.

3.3 Parameter Yang Diuji

Pada uji coba dengan prototipe alatpengolah air limbah berwarna proses AOPs inidilakukan pada berbagai kondisi percobaanseperti konsentrasi ozon yang digunakan, laju

alir gas/ozon dan juga konsentrasi awal warnaair limbah. Untuk semua uji coba, hidrogenperoksida yang ditambahkan tetap yaitu 0,25 mluntuk setiap 1 liter air limbah. Laju alir ozondivariasi 1, 3 dan 5 liter per menit dan kapasitasozon dibuat 0,56 dan 1,2 g per jam. Untukmasing masing kondisi uji coba, diamatiperubahan warna dan COD setiap periodetertentu.

4. HASIL UJI COBA DAN PEMBAHASAN

4.1 Penurunan Konsentrasi Warna

dan COD

Gambar 4 menunjukan penurunankonsentrasi warna pada proses AOPs skala semipilot. Pada saat sumber gas pembuat ozonmenggunakan udara yang dihembus darikompresor yaitu kondisi percobaan 0 sampai 3 jam, penurunan konsentrasi warna terlihatlambat. Namun pada saat sumber gas pembuatozon diganti dengan oksigen murni yaitu setelah jam ke 3 sampai akhir uji coba, penurunankonsentrasi warna terhadap waktu pada proses AOPs terlihat semakin cepat yaitu dari

konsentrasi 2450 PtCo turun sampai sekitar1260 PtCo.

Gambar 4 : Penurunan warna pada proses AOPs dengan konsentrasi ozon 0,56 g/jam dan1,2 g/jam, laju alir gas 1 liter per menit.

Pada proses AOPs dimana sumber gasmenggunakan oksigen murni, pada spesifikasiozon generator type ozotech tertulis dapatmenghasilkan gas ozon dengan jumlah dua kalilipat dari jumlah ozon yang dihasilkan dibanding

apabila menggunakan sumber gas udara.Dengan sumber gas udara ozon yang dapat

8/19/2019 62-265-1-PB



286

dibangkitkan sebesar 0,56 g/jam, dan dengansumber gas oksigen murni ozon yang dapatdibangkitkan sebesar 1,2 g/jam. Dari gambar 4,kecepatan penurunan warna dapat dihitungsekitar 100 PtCo per jam dengan ozon 0,56 gper jam dan 300 PtCo per jam dengan ozon

sebesar 1,2 g per jam atau naik kecepatannyatiga kali lipat. Dengan demikian dapat ditarikkesimpulan bahwa apabila ozon yang digunakanuntuk proses AOPs diperbesar kapasitasnya duakali lipat, maka kecepatan penurunan warnaakan bertambah tiga kali lipat. Ini mungkindisebabkan karena jumlah hidrogen peroksidayang membentuk radikan aktif OH bertambahbanyak secara signifikan apabila jumlah ozonbesar.

Gambar 5 menunjukkan penurunan warnadan COD dengan sumber gas oksigen murni danlaju alir gas 1 liter per menit. Hampir sama

dengan hasil pada gambar 4, warna turun dari2500 PtCo menjadi sekitar 1200 PtCo dalamwaktu 5 jam. Namun penurunan COD terlihattidak signifikan yaitu turun dari 380 mg/l menjadi260 mg/l. Penurunan COD bukanlah tujuanutama proses AOPs. Yang lebih penting adalahputusnya ikatan kimia rantai panjang menjadirantai yang lebih pendek. Turunnya konsentrasiwarna setelah proses AOPs disini menunjukkanbahwa ikatan kimia rantai panjang yangmenimbulkan sifat berwarna sudah mengalamiperubahan atau putus menjadi rantai yang lebihpendek. Sayangnya, nama senyawa kimia zat

pewarna yang digunakan untuk pewarnaan diindustri batik merupakan rahasia perusahaansehingga penulis tidak dapat memaparkanbagaimana mekanisma reaksi penghilanganwarna yang sebenarnya. Namun demikian dapatdiilustrasikan sebagai berikut:

H2O2 + 2O3 --> HO* + HO

* (radikal aktif) + 3O2

Dengan putusnya rantai kimia panjangmenjadi rantai yang lebih pendek, maka sifatwarna dan sifat racun akan dapat berkurang.Selain itu pula senyawa organik rantai pendekcenderung lebih mudah terurai oleh mikroba.Dengan demikian senyawa organik hasil dariproses AOPs dapat di proses lebih lanjut denganteknologi pengolahan limbah sistem biologiskonvensional seperti halnya lumpur aktif ataubiofilter anaerob-aerob sampai angka COD turun

memenuhi baku mutu air limbah untuk dapatdibuang ke perairan. Sebenarnya dengan AOPspun, apabila waktu reaksinya diperlama COD

dapat turun. Namun dengan pertimbanganekonomis maka proses AOPs hanyadikhususkan untuk memutus ikatan kimia sampaidengan tingkat dapat terurai secara biologis.

Gambar 5 : Penurunan warna dan COD padaproses AOPs skala semi pilot dengankonsentrasi Ozon 1,2 g per jam dan laju alir gas1 liter per menit.

4.2 Pengaruh Laju Alir Gas

Gambar 6 menunjukkan pengaruh laju alirgas terhadap penurunan warna pada proses AOPs. Selama 5 jam proses AOPs berlangsung,warna turun dari sekitar 5700 PtCo menjadi

sekitar 4200 Pt Co untuk laju alir gas 1 dan 5 literper menit. Penurunan warna yang lebih besarterjadi pada laju alir gas 3 liter per menit yaituturun dari 5700 PtCo menjadi sekitar 3200 PtCo.

Gas, dalam hal ini oksigen murni atauoksigen dalam campuran udara dipakai sebagaibahan baku pembangkit ozon. Pada prosespembangkitan ozon, gas ini akan melewati dualempengan tegangan tinggi sehingga akanterbentuk ozon. Dengan demikian, kecepatan aliryang terlalu tinggi akan mengurangi efisiensipembentukan ozon dalam ozon generatorkarena waktu tinggal gas dalam lempengan

tegangan tinggi sangat singkat. Pada kondisidimana gas berada terlalu lama diantaralempengan tegangan tinggi, ozon yang terbentuk jumlahnya banyak. Namun karena pengaruhpanas dari lempengan tegangan tinggi, ozonterbentuk akan mengalami dekomposisi kembalisehingga total jumlah ozon yang dibangkitkanmenjadi kecil. Oleh karena itu ada kecepatan alirgas optimum dimana ozon yang dibangkitkanmaksimum. Diantara laju alir gas 1 sampaidengan 5 liter per menit, di simpulkan laju aliroptimum berada di kisaran 3 liter per menit.Dengan demikian, untuk percobaan-percobaan

selanjutnya dilakukan dengan kondisi laju alirgas 3 liter per menit.

8/19/2019 62-265-1-PB



287

Gambar 6 : Pengaruh laju alir gas terhadappenurunan warna pada proses AOPs

4.3 Percobaan Mencari Orde Reaksi AOPs

Reaksi penurunan warna dengan proses AOPs merupakan reaksi kimia dan dapat dirumuskan dengan persamaan 1 dan 2 diatas.Untuk mencari nilai orde reaksi n, dilakukandengan percobaan pada kondisi konsentrasiawal warna yang berbeda yaitu 1570 PtCo dan1100 PtCo.

Gambar 7 menunjukkan hasil percobaan.Dari gambar terlihat kalau konsentrasi warnayang lebih tinggi akan menghasilkan kecepatanpenurunan warna lebih cepat dibandingkandengan konsentrasi warna yang lebih rendah.Hal ini merupakan kecenderungan reaksi kimia

dengan orde diatas 0. Dari gambar juga dapatdiketahui kalau waktu untuk dapat mencapaikonsentrasi warna menjadi ½ dari konsentrasiawal yaitu menjadi 780 dan 550 PtCo adalah 2,5 jam untuk kedua kondisi percobaan. Denganmemasukkan angka-angka ini kedalampersamaan 2, maka diperoleh nilai orde reaksi n=1

Gambar 7 : Penurunan warna pada proses AOPs dengan konsentrasi awal 1570 dan1100PtCo, konsentrasi ozon 1,2 g/jam, laju alir gas 3

liter per menit.

4.4 Percobaan Mencari Konstanta

Kecepatan Reaksi AOPs

Selain orde reaksi, konstanta kecepatanreaksi k merupakan parameter penting yangberguna untuk mendisain reaktor AOPs. Apabilatelah diketahui nilai k dan n, maka dapat dihitung

waktu tinggal air limbah dalam reaktor AOPs,dimensi reaktor dan efisiensi penurunan warnayang dapat dicapai.

Percobaan untuk mencari nilai konstantak dilakukan pada 3 tingkat konsentrasi warnaawal air limbah. Data penurunan warnapercobaan ini dapat dilihat pada Tabel 1. Nilai kdihitung untuk kecepatan reaksi pada 2 jampertama yaitu dengan membagi perbedaankonsentrasi warna pada saat 0 jam dan 2 jamdibagi dengan waktu. Hasil perhitungan nilai kdapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 1 : Data percobaan mencari nilai k.

Konsentrasi warna (PtCo)Waktureaksi(jam)

PercobaanI

PercobaanII

PercobaanIII

0 1100 1240 15700,5 850 1180 13701,0 780 980 13301,5 750 880 11102,0 630 840 9302,5 500 610 7303,0 330 570 570

3,5 220 530 3504,0 100 500 2204,5 60 470 1905,0 50 460 150

Tabel 2 : Hasil perhitungan nilai k (satuan: jam-1

)

Nilai k k rata-rata

Perc. 1 Perc. 2 Perc.3

0,42 0,32 0,40 0,38

4.5 Analisa Ekonomi Proses AOPs

Analisis biaya proses AOPs dihitungdengan menggunakan asumsi proses AOPsdigunakan untuk menurunkan warna dari 2500PtCo sampai menjadi 500PtCo. Dari persamaan4 didapatkan kalau waktu tinggal air limbah dikontaktor ozon sekitar 4,2 jam. Untuk volumereaktor 100 liter dan dilakukan proses kontinyu,maka debit air limbah per jamnya sekitar 23,6liter. Daya ozon generator yang digunakansebesar 100 watt. Harga listrik di jakarta untuk

setiap kwh sebesar Rp. 450,-. Dengan demikianuntuk mengolah 23,6 liter air limbah diperlukan

8/19/2019 62-265-1-PB



288

biaya Rp.45,-., atau per meter kubik air limbahmemerlukan biaya listrik Rp.1.900,-.

Biaya lain yang diperlukan adalah biayahidrogen peroksida yaitu sekitar Rp.7000,- perliter. Untuk setiap liter air limbah memerlukan0,25 ml hidrogen peroksida atau 250 ml setiap

meter kubik air limbah atau Rp1.750,- per meterkubik air limbah. Jadi biaya listrik dan biayahidrogen peroksida yang diperlukan sebesarRp.3.656,- per meter kubik air limbah. Untukskala yang lebih besar yaitu skala pabrik, biayaini diperkirakan akan dapat turun lebih rendahlagi.

5. KESIMPULAN

Teknologi AOPs merupakan teknologiyang dapat digunakan untuk menghilangkanwarna air limbah secara cepat. Dari data uji coba

pengolahan air limbah produksi batik Jababekaskala semi pilot 100 liter, diperoleh kesimpulansebagai berikut:

• Semakin tinggi konsentrasi ozon yangdigunakan, maka reaksi pengilangan warnadengan AOPs akan semakin cepat.

• Laju alir gas pembangkit ozon optimumuntuk proses AOPs diketahui sebesar 3liter per menit.

• Reaksi penurunan warna dengan AOPsdapat diilustrasikan sebagai reaksi kimiaorde 1 dengan konstanta kecepatan reaksi

sebesar 0,38 per jam. Konstanta kecepatanreaksi dan orde reaksi ini dapat digunakanuntuk mendisain reaktor AOPs skala plant.

• Biaya yang diperlukan untuk penghilanganwarna air limbah mencakup biaya listrikdan biaya bahan kimia hidrogen peroksidayang besarnya Rp. 3.656,- per meter kubikair limbah.

DAFTAR PUSTAKA

1. Degreemont (1991),”Water TreatmentHandbook, sixth edition.

2. Gottschalk, C., Libra, J. A.,Saupe, A.,2000,”Ozonation of Water and Wastewater. APractical Guide to Understanding Ozone andIts Application. Weinheim, German. Willey-Vch Verlag Gmbh.

3. Langlais, B., D.A. Rechkov, D.R. Brink, 1991,“Ozon in Water Treatment, Application inEngineering”, Lewis Publisher and AWWAResearch Foundation, USA.

4. EPA, 1999 “Wastewater Technology FactSheet Ozon Desinfection”, United States

Environmental Protection Agency,Washington DC.

5. Mc.Calf and Eddy, 1978 “WastewaterEngineering”, Mc Graw Hill.

6. Perkowski, J., Stainslaw L.,2002, ”Decomposition of Anthraquinone Dye in the Aqueous Solution by Ozon, HydrogenPeroxide or UV”, Dept of Bioprocess

Engineering, Institute of Radiation Chemistry,Poland.7. Rudi N dan Ikbal.,Pengolahan Air Limbah

Berwarna dengan AOPs”, Journal AirIndonesia, vol 1 no 1.

8. Namboodri, C.G., W.W. Perkins,W.K.Walsh,1994 “Decolorizing Dyes WithChlorine And Ozon Part II”, Text. Engr. Dept., Auburn Univ.,Auburn, Alabama.

9. Karimi, A.A., J.A. Redman, W.H. Glaze,1997, “Technology Overview”, Journal AWWA.

10. Kementerian Lingkungan Hidup dengan

ITB,2003 “Studi Penyusunan Baku Mutu AirLimbah Untuk Kegiatan Industri Dyestuff (ZatWarna) dan Industri Copper Smelter,.

11. Octave Levenspiel, 1972 “Chemical ReactionEngineering, John Willey and Sons, Inc. 2rd.ed.

62-265-1-pb

Documents