EFEKTIVITAS ADSORPSI KARBON AKTIF TEMPURUNG KELAPA
TERHADAP KANDUNGAN BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) SERTA pH PADA PENGELOLAAN AIR ASAM
TAMBANG BATUBARA
Virgita
Miranda1, Windhu Nugroho2, Henny Magdalena3,
Shalaho Dina Devy4, Harjuni Hasan5
Universitas Mulawarman
Abstrak:
AAT (air
asam tambang) merupakan salah satu permasalahan dalam aktivitas penambangan
batubara, Air tersebut terbentuk sebagai hasil oksidasi dari mineral sulfida
yang bereaksi dengan oksigen di udara pada lingkungan berair. Pengambilan
sampel AAT dilakukan di PT. Internasional Prima Coal dengan kondisi awal nilai
pH 3,52, kadar logam besi (Fe) 23,18 mg/L dan kadar logam mangan 8,60 mg/L.
berdasarkan kondisi awal sampel menunjukkan bahwa sampel tidak layak
dikarenakan tidak memenuhi standar baku mutu air limbah pertambangan menurut
PerMen LHK No.05 Tahun 2022. Karbon aktif tempurung kelapa merupakan salah satu
media adsorpsi yang dapat digunakan dalam pengolahan air asam. Pada penelitian
ini menggunakan karbon aktif tempurung kelapa dengan variasi dosis/ massa
adsorben 2 gram, 4 gram, 6 gram dan 8 gram serta variasi waktu kontak selama 30
menit, 60 menit 90 menit dan 120 menit. Hasil penelitian yang diperoleh
menunjukkan bahwa penggunaan karbon aktif tempurung kelapa sebagai media
adsorpsi sangat efektif. Pada saat penggunaan dosis adsorbat sebanyak 8 gram
dan waktu kontak 120 menit menghasilkan peningkatan pH menjadi 9,70 dan
penurunan kadar Fe menjadi 0,21 mg/L serta kadar Mn menjadi 0,26 mg/L.
Kata Kunci: AAT,
Karbon Aktif, Tempurung Kelapa, Adsorpsi,pH, Fe, Mn
Abstract:
AAT
(acid mine water) is one of the problems in coal mining activities. This water
is formed as a result of the oxidation of sulfide minerals which react with
oxygen in the air in an aqueous environment. AAT sampling was carried out at
PT. Internasional Prima Coal with initial conditions of pH value 3.52, iron
(Fe) metal content of 23,18 mg/L and manganese metal content of 8,60 mg/L.
based on the initial condition of the sample, it shows that the sample is not
suitable because it does not meet the quality standards for mining wastewater
according to Minister of Environment and Forestry Regulation No. 05 of 2022.
Coconut shell activated carbon is one of the adsorption media that can be used
in acid water treatment. In this study, coconut shell activated carbon was used
with variations in dose/adsorbent mass of 2 grams, 4 grams, 6 grams and 8 grams
and variations in contact time of 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes and 120
minutes. The research results obtained show that the use of coconut shell
activated carbon as an adsorption medium is very effective. When using an
adsorbate dose of 8 grams and a contact time of 120 minutes, it resulted in an
increase in pH� 9,70 and a decrease in Fe
levels� 0,21 mg/L and Mn levels 0,26
mg/L.
Keywords:
AAT,
Activated Carbon, Coconut Shell, Adsorption, pH, Fe, Mn.
����� ����
Pendahuluan
Air merupakan materi yang esensial bagi kehidupan
manusia, di mana ketersediaan air, semakin lama dirasakan semakin kritis,
terutama akibat aktivitas kehidupan manusia itu sendiri. Salah satu dampak
negatif dari proses penambangan adalah pencemaran air, air asam tambang
merupakan salah satu hasil pencemaran air akibat penambangan. Air asam tambang
merupakan air dengan pH rendah dan mengandung berbagai macam logam berat,
sehingga apabila dikeluarkan ke badan alir akan mengakibatkan rusaknya
ekosistem dalam air dan menimbulkan berbagai penyakit bagi makhluk hidup.
PT. Internasional Prima Coal merupakan salah satu
perusahaan yang bergerak pada industri pertambangan di Kalimantan Timur,
pengelolaan limbah air asam yang dilakukan oleh PT. internasional prima coal
dengan menggunakan bahan kimia seperti kapur tohor dan tawas. Penggunaan karbon
aktif tempurung kelapa merupakan alternatif lain yang dapat digunakan dalam
pengelolaan air asam tambang, di mana penerapannya dilakukan� dengan penambahan karbon aktif dalam air asam
tambang� untuk menetralisir keasaman air
asam tambang. Tempurung kelapa merupakan bahan pembuatan karbon aktif yang baik
dikarenakan tempurung kelapa 74,3% mengandung unsur karbon, selain itu
tempurung kelapa cukup terjangkau untuk di peroleh yang mana sudah menjadi
limbah� terbuang.
Oleh karena itu, dilakukan penelitian penggunaan
karbon aktif dari tempurung kelapa sebagai media adsorpsi kandungan besi (Fe),
mangan (Mn)� dan peningkatan� pH dalam pengolahan air asam tambang, serta
dapat mengetahui dosis dan waktu kontak karbon aktif yang optimal dalam
pengolahan limbah air asam tambang pada PT. Internasional Prima Coal, agar
layak untuk dialirkan ke badan perairan.
LOKASI PENELITIAN
Lokasi pengambilan sampel limbah air asam tambang
dilakukan di saluran inlet settling pond 04 PT. Internasional Prima Coal yang
secara administratif berada pada kelurahan Bantuas, kecamatan Palaran,
Samarinda Kota, provinsi Kalimantan Timur. lokasi pengambilan sampel air asam
tambang dapat ditempuh� � 1 jam dari
Universitas Mulawarman melalui jalan Palaran -
Bantuas� dengan menggunakan kendaraan
roda dua maupun roda empat.
DASAR TEORI
Air limbah tambang merupakan air yang terbentuk di
lokasi penambangan yang proses terbentuknya dipengaruhi oleh adanya kandungan
material lumpur pada lokasi penambangan. Selain itu mineral sulfida yang
berikatan dengan oksigen dalam air dapat mengakibatkan keterdapatan logam berat
serta rendahnya pH (Desiana et al., 2022). Salah satu permasalahan
lingkungan dalam aktivitas penambangan adalah terkait dengan Air Asam Tambang
atau Acid Mine Drainage (AMD), penampakan air asam tambang di tahap awal adanya
air di pit tambang yang berwarna hijau. Timbulnya air asam tambang bukan hanya
berasal dari� pencucian batubara, tetapi
juga dari dibukanya suatu potensi keasaman batuan sehingga menimbulkan
permasalahan kualitas air dan juga tanah (Luthfi Hidayat, 2017).
Industri pertambangan batubara banyak menimbulkan
bahan pencemar khususnya kandungan logam berat dan beberapa senyawa toksik.
Kandungan logam berat diantaranya besi dan mangan, selain itu dalam kandungan
batubara juga terdapat logam berat kadmium, sianida dan nitrit yang bersifat
toksik terhadap lingkungan pada air permukaan, menurut (Kiswanto et al., 2020), logam logam berat yang
dihasilkan dari penambangan� Batubara
diantaranya: besi (Fe), mangan (Mn), cadmium (Cd), sianida (CN), nitrit (NO2),
dan sebagainya (Kiswanto et al., 2020).
Arang aktif adalah bahan padat berpori dan
mengandung 85%� ̶� 95% karbon dan 5%� ̶�
15% adalah deposit. Arang aktif sering disebut juga karbon aktif yang
mengalami proses aktivasi secara fisik maupun kimia. Proses aktivasi
menyebabkan pori yang besar serta luas permukaannya menjadi lebih besar. Tujuan
dari pori yang terbuka serta luas permukaannya menjadi lebih besar agar daya
adsorpsinya atau daya ikatnya meningkat (Ekawati, 2023). Menurut Mantel (1951),
sorpsi adalah proses penyerapan ion oleh partikel penyerap (sorban). Proses
sorpsi dibedakan menjadi dua yaitu adsorpsi dan absorpsi. Proses adsorpsi jika
ion tersebut tertahan dipermukaan partikel penyerap (adsorban), sedangkan
absorpsi jika proses pengikatan ini berlangsung sampai di dalam partikel
penyerap (absorben).
Adsorpsi merupakan proses yang berfungsi untuk
mengikat dan menyisihkan komponen tertentu yang terdapat di dalam suatu larutan
dengan menggunakan adsorben. Karbon aktif merupakan adsorben yang paling umum
digunakan pada proses adsorpsi dalam pengolahan limbah cair industri. Hal ini
disebabkan karena karbon aktif memiliki kemampuan untuk mengadsorpsi berbagai
senyawa organik maupun anorganik bahkan senyawa organik yang bersifat racun (Saptati & Himma,
2017).
Menurut Budiono & Sumardiono (2013), isoterm
merupakan suatu perubahan kondisi pada suhu tetap. proses adsorpsi yang
menggambarkan hubungan antara zat yang teradsorpsi oleh adsorben dengan tekanan
atau konsentrasi pada keadaan kesetimbangan pada temperatur tetap, biasanya
disebut dengan isoterm adsorpsi. Terdapat beberapa jenis isoterm, antara lain:
1.
Isoterm
Langmuir
Model adsorpsi langmuir
digunakan dengan anggapan bahwa luas permukaan adsorpsi terbatas atau memiliki
lapisan permukaan tunggal (monolayer). Persamaan dapat
dituliskan sebagai berikut:
Dimana :�
X� = Rasio
massa fase padat; massa solut teradsorpsi per massa adsorben (mg/gr)
Ce� ��= Konsentrasi zat
terlarut dalam larutan, setelah tercapai kesetimbangan adsorpsi (mg/L)
a����� = �Massa solute
teradsorpsi untuk menjenuhkan per satuan massa adsorben (mg/gr).
K��� =�
Konstanta percobaan
2.
Isoterm
Freundlich
Model adsorpsi freundlich digunakan jika diasumsikan
bahwa terdapat lebih dari satu lapisan permukaan (multilayer) dan site bersifat heterogen yaitu adanya perbedaan
energi pengikat pada setiap site.
Persamaan Isoterm Freundlich dapat dirumuskan sebagai berikut:
Dimana:
x� ����= massa
solut yang tercapai
m
����= massa adsorben
X���� = rasio
massa fase padat; massa solute teradsorpsi per massa adsorben (mg/gr)
K, n
= konstanta adsorpsi
Ce����� =konsentrasi zat terlarut dalam
larutan setelah tercapai kesetimbangan
�������� adsorpsi (mg/L)
Nilai
K dan n pada persamaan
tersebut dapat diperoleh dengan persamaan garis lurus yaitu y = mx + c �di
mana m mewakili kemiringan garis kurva dan c mewakili intersep pada sumbu y
sehingga didapatkan kurva Freundlich antara log (x/m) dan log Ce untuk mendapatkan garis
lurus dengan nilai kemiringan sama dengan 1/n dan log k sebagai sumbu y yang
memotong (Rengga, 2020).
Gambar 1 Grafik Freundlich Adsorpsi, (Rengga, 2020).
Metode
Metode yang digunakan pada
penelitian ini adalah dengan pendekatan masalah berupa pengambilan bahan, baik
berupa dasar teori maupun data-data yang diambil langsung di lapangan. pada penelitian ini dilakukan
beberapa tahapan yang meliputi tahap pra lapangan, tahap lapangan dan tahap
pasca lapangan. Tahapan pra
lapangan meliputi studi literatur, perumusan masalah dan persiapan alat dan
bahan. Dilanjutkan dengan tahapan lapangan dengan memperoleh data primer berupa
tempurung kelapa, air asam tambang dan pH awal air asam tambang. Tahapan terakhir
adalah tahapan pasca lapangan yang mencakup pengolahan data yang mencakup
proses preparasi tempurung kelapa, pembuatan karbon tempurung kelapa, aktivasi
karbon tempurung kelapa, pengujian adsorpsi dan analisis data.
Hasil dan
Pembahasan
Penelitian
ini menggunakan adsorben karbon aktif dari tempurung kelapa dalam pengolahan
air asam tambang dengan skala laboratorium. Karbon aktif merupakan salah satu
bahan untuk mentreatment air asam tambang kemampuan adsorpsinya untuk mengikat
logam logam berat yang terlarut didalam air. Pada penelitian ini sampel yang
digunakan adalah air asam tambang dari saluran inlet settling pond 04, site
Bumi Karya Makmur, PT. Internasional Prima Coal dengan kondisi awal Sesuai
dengan (tabel 1) dimana menunjukan bahwa kondisi awal air asam tambang tidak
memenuhi kriteria baku mutu untuk dialirkan ke bagan sungai sesuai dengan
permen LHK No.05 tahun 2022.
Tabel 2 Kondisi Awal Sampel Air Asam Tambang
|
No. |
Parameter |
Satuan |
Air
Sampel |
Baku Mutu |
|
1 |
pH |
- |
3,15 |
6-9 |
|
2 |
Besi
(Fe) |
Mg/L |
23,18 |
7 |
|
3 |
Mangan
(Mn) |
Mg/L |
8,60 |
4 |
Sumber: Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Kehutanan No.05 Tahun 2022,
Tentang Pengolahan Air Limbah bagi Usaha dan/atau Kegiatan Pertambangan
Lampiran II.
Karakteristik
Karbon Aktif Tempurung Kelapa
Pembuatan
karbon aktif tempurung kelapa dimulai dengan preparasi dimana tempurung kelapa
dibersihkan dari pengotornya, dilanjutkan dengan tahapan dehidrasi dilakukan
untuk menghilangkan kadar air didalamnya. Tahapan selanjutnya adalah
karbonisasi, proses ini bertujuan untuk mengubah bahan baku tempurung kelapa
menjadi karbon/arang, berikutnya adalah proses aktivasi fisik dengan pemanasan
pada suhu 900˚C selama 2 jam dan aktivasi kimia dilakukan dengan
menggunakan cairan kimia H3PO4 atau asam Posfat 1 M.
berikut merupakan perubahan tempurung kelapa menjadi karbon aktif:
(a)
����������� �����������������������������������������������
Gambar 2. (a) Tempurung
Kelapa, (b) karbon tempurung kelapa yang sudah di aktifasi
�Setelah karbon tempurung kelapa di aktivasi
selanjutnya dilakukan pengujian karakteristik karbon aktif sesuai dengan baku
mutu arang aktif teknis SNI 06-3730-1995 yang meliputi: Bagian yang hilang pada
pemanasan 950˚C, kadar air, kadar abu dan karbon aktif murni. Berikut
adalah hasil pengujian karakteristik baku mutu karbon aktif tempurung kelapa:
Tabel 3 Hasil Karakteristik Karbon Aktif Tempurung Kelapa
|
Karakteristik |
Syarat (%) |
Hasil (%) |
|
|
Butiran |
Serbuk |
||
|
Bagian yang hilang pada pemanasan 950˚C |
maks
15 |
maks
25 |
0,95 |
|
Kadar
air |
maks
4.4 |
maks
15 |
1,22 |
|
Kadar abu |
maks
2.5 |
maks
10 |
1,02 |
|
Karbon aktif murni |
min
80 |
min
65 |
98,03 |
Sumber: SNI 06-3730-1995 tentang arang aktif teknis.
Berdasarkan
tabel 2, karbon aktif hasil penelitian memenuhi syarat baku mutu arang aktif
teknis sesuai dengan� SNI 06-3730-1995.
Pengaruh
Karbon Aktif Tempurung Kelapa Terhadap Perubahan pH
Nial pH
merupakan salah satu tolak ukur dari air asam tambang, berdasarkan Peraturan
Menteri LHK No. 05 tahun 2022 bahwa pH yang memenuhi standar baku mutu usaha/
industri pertambangan batubara adalah bernilai 6 ̶ 9. Analisis nilai pH
dilakukan untuk mengetahui pengaruh massa dan waktu kontak karbon aktif
tempurung kelapa terhadap peningkatan pH air asam tambang.Variasi massa
adsorben yang digunakan pada penelitian ini adalah sebanyak 2 gram, 4 gram, 6
gram dan 8 gram. Variasi waktu kontak yang digunakan adalah 30 menit, 60 menit,
90 menit dan 120 menit.
Tabel 4 Pengaruh Perubahan pH
|
No. Sample |
Massa Adsorben (gr) |
Waktu Kontak (menit) |
Nilai pH |
|
|
Awal |
Akhir |
|||
|
2
̸ 30 |
2 |
30 |
3,52 |
7,60 |
|
2
̸ 60 |
60 |
8,05 |
||
|
2
̸ 90 |
90 |
8,25 |
||
|
2
̸ 120 |
120 |
8,48 |
||
|
4
̸ 30 |
4 |
30 |
8,66 |
|
|
4
̸ 60 |
60 |
8,72 |
||
|
4
̸ 90 |
90 |
8,79 |
||
|
4
̸ 120 |
120 |
8,87 |
||
|
6
̸ 30 |
6 |
30 |
8,96 |
|
|
6
̸ 60 |
60 |
9,12 |
||
|
6
̸ 90 |
90 |
9,27 |
||
|
6
̸ 120 |
120 |
9,35 |
||
|
8
̸ 30 |
8 |
30 |
9,31 |
|
|
8
̸ 60 |
60 |
9,47 |
||
|
8
̸ 90 |
90 |
9,59 |
||
|
8
̸ 120 |
120 |
9,70 |
||
Gambar 3. Grafik Perubahan pH.
Dari tabel 3 diperoleh nilai pH tertinggi pada massa 8
gram dengan waktu kontak 120 menit yaitu dari 3,52 menjadi 9,70. Dari hasil
analisis� tersebut dapat disimpulkan
semakin banyak massa adsorben yang digunakan dan semakin lama waktu kontak maka
semakin besar nilai pH yang diperoleh.
Pengaruh
Karbon Aktif Tempurung Kelapa Terhadap Kandungan Besi (Fe)
Besi (Fe)
merupakan logam berat yang larut dalam air asam tambang, berdasarkan peraturan
menteri LHK No.05 tahun 2022 mengatur tentang baku mutu air limbah pertambangan
batubara termasuk didalamnya adalah kandungan besi (Fe)� dengan kadar maksimum 7 Mg/L. Perubahan kadar
besi dapat dilihat pada tabel 4 sebagai berikut
Tabel 5 Perubahan
Nilai Kandungan Besi (Fe) di dalam Limbah Air Asam Tambang
|
Massa Adsorben (gr) |
Waktu �Kontak (menit) |
Kadar Fe (Mg/L) |
Efisiensi Removal (%) |
|
|
awal |
akhir |
|||
|
2 |
30 |
23,18 |
2,48 |
89,30 |
|
60 |
1,09 |
95,30 |
||
|
90 |
0,84 |
96,38 |
||
|
120 |
0,46 |
98,02 |
||
|
4 |
30 |
1,06 |
95,43 |
|
|
60 |
0,94 |
95,94 |
||
|
90 |
0,54 |
97,67 |
||
|
120 |
0,47 |
97,97 |
||
|
6 |
30 |
0,88 |
96,20 |
|
|
60 |
0,76 |
96,72 |
||
|
90 |
0,56 |
97,58 |
||
|
120 |
0,23 |
99,01 |
||
|
8 |
30 |
0,76 |
96,72 |
|
|
60 |
0,67 |
97,11 |
||
|
90 |
0,52 |
97,76 |
||
|
120 |
0,21 |
99,09 |
||
Gambar 4. Grafik Perubahan Kadar Besi (Fe)
Berdasarkan tabel 4. perubahan nilai kadar besi (Fe) kondisi awal sampel
dengan nilai kadar besi 23,18 Mg/L, setelah di adsorpsi menjadi rata rata 0,78
Mg/L. Variasi massa adsorben dan waktu kontak karbon aktif tempurung kelapa
sangat berpengaruh pada nilai kadar besi (Fe), dimana nilai paling rendah
diperoleh pada perlakuan pemberian massa 8 gram dan waktu kontak 120 menit
yaitu 0,21 Mg/L kondisi ini menunjukan penurunan sebesar 99,09%.
Pengaruh
Karbon Aktif Tempurung Kelapa Terhadap Kandungan Mangan (Mn)
Mangan
(Mn) adalah
kation logam yang memiliki karakteristik kimia serupa dengan besi. Logam
berat ini seringkali ditemukan larut dalam air asam tambang batubara,
berdasarkan peraturan menteri LHK No.05 tahun 2022 mengatur tentang baku mutu
air limbah pertambangan batubara termasuk didalamnya adalah kandungan mangan
(Mn)� dengan kadar maksimum 4 Mg/L.Hasil
perubahan kadar mangan dari penelitian yang dilakukan dapat dilihat pada tabel
5 di bawah ini
Tabel 6 Perubahan Kadar Mangan (Mn) di dalam Limbah Air Asam Tambang
|
Massa Adsorben (gr) |
Waktu Kontak (menit) |
Kadar Mn (Mg/L) |
Efisiensi Removal (%) |
|
|
Awal |
akhir |
|||
|
2 |
30 |
8,60 |
2,72 |
68,37 |
|
60 |
1,94 |
77,44 |
||
|
90 |
1,03 |
88,02 |
||
|
120 |
0,51 |
94,07 |
||
|
4 |
30 |
2,20 |
74,42 |
|
|
60 |
1,68 |
80,47 |
||
|
90 |
1,16 |
86,51 |
||
|
120 |
0,38 |
95,58 |
||
|
6 |
30 |
1,23 |
85,70 |
|
|
60 |
1,05 |
87,79 |
||
|
90 |
0,51 |
94,07 |
||
|
120 |
0,34 |
96,05 |
||
|
8 |
30 |
1,20 |
86,05 |
|
|
60 |
1,16 |
86,51 |
||
|
90 |
0,38 |
95,58 |
||
|
120 |
0,26 |
96,98 |
||
Dari data
yang diperoleh kadar mangan (Mn) terendah yang diperoleh adalah 0,26 pada
perlakuan penggunaan massa adsorben sebanyak 8 gram dengan lama waktu kontak
120 menit, penurunan mencapai 96,98% dari kadar awal 8,60 Mg/L.
Gambar 5. Grafik Perubahan Kadar Mangan (Mn)
Analisis
Isoterm Adsorpsi
Isoterm
adsorpsi merupakan proses
adsorpsi yang menggambarkan hubungan antara zat yang teradsorpsi oleh adsorben
dengan tekanan atau konsentrasi pada keadaan kesetimbangan pada temperatur tetap.
Terdapat 2 jenis isoterm adsorpsi yang digunakan untuk menentukan kapasitas
adsorpsi yaitu freundlich adsorpsi dan langmuir adsorpsi
Adsorpsi
Logam� Besi (Fe) dengan Persamaan Freundlich
dan Langmuir Adsorpsi
Proses
penelitian ini diperoleh nilai kadar logam besi (Fe), dari data yang diperoleh
digunakan untuk menentukan persamaan isoterm freundlich adsorpsi dan langmuir
adsorpsi seperti tabel berikut.
Tabel 7� Analisis Isoterm Adsorpsi
Logam Besi (Fe)
|
Massa (gr) |
�Waktu ����(Menit) |
Fe
(mg/L) |
C
Fe (mg/L) |
x (mg) |
x/m (mg/g) |
Isoterm Freundlich |
Isoterm
Langmuir |
||
|
Log/(x/m) |
Log
C |
1/(x/m) |
1/C |
||||||
|
2 |
30 |
23,18 |
2,48 |
10,35 |
5,18 |
0,71 |
0,39 |
0,19 |
0,40 |
|
60 |
23,18 |
1,09 |
11,05 |
5,52 |
0,74 |
0,04 |
0,18 |
0,92 |
|
|
90 |
23,18 |
0,84 |
11,17 |
5,59 |
0,75 |
-0,08 |
0,18 |
1,19 |
|
|
120 |
23,18 |
0,46 |
11,36 |
5,68 |
0,75 |
-0,34 |
0,18 |
2,17 |
|
|
4 |
30 |
23,18 |
1,06 |
11,06 |
2,77 |
0,44 |
0,03 |
0,36 |
0,94 |
|
60 |
23,18 |
0,94 |
11,12 |
2,78 |
0,44 |
-0,03 |
0,36 |
1,06 |
|
|
90 |
23,18 |
0,54 |
11,32 |
2,83 |
0,45 |
-0,27 |
0,35 |
1,85 |
|
|
120 |
23,18 |
0,47 |
11,36 |
2,84 |
0,45 |
-0,33 |
0,35 |
2,13 |
|
|
6 |
30 |
23,18 |
0,88 |
11,15 |
1,86 |
0,27 |
-0,06 |
0,54 |
1,14 |
|
60 |
23,18 |
0,76 |
11,21 |
1,87 |
0,27 |
-0,12 |
0,54 |
1,32 |
|
|
90 |
23,18 |
0,56 |
11,31 |
1,89 |
0,28 |
-0,25 |
0,53 |
1,79 |
|
|
120 |
23,18 |
0,23 |
11,48 |
1,91 |
0,28 |
-0,64 |
0,52 |
4,35 |
|
|
8 |
30 |
23,18 |
0,76 |
11,21 |
1,40 |
0,15 |
-0,12 |
0,71 |
1,32 |
|
60 |
23,18 |
0,67 |
11,26 |
1,41 |
0,15 |
-0,17 |
0,71 |
1,49 |
|
|
90 |
23,18 |
0,52 |
11,33 |
1,42 |
0,15 |
-0,28 |
0,71 |
1,92 |
|
|
120 |
23,18 |
0,21 |
11,49 |
1,44 |
0,16 |
-0,68 |
0,70 |
4,76 |
|
Berdasarkan
tabel diatas data isoterm freundlich dan isoterm langmuir yang akan diupload ke
dalam grafik linier untuk memperoleh nilai regresi dan persamaannya yang
nantinya akan digunakan untuk memperoleh nilai kapasitas adsorpsi karbon aktif.
Grafik linear terhadap besi (Fe) seperti pada gambar 6 dan gambar 7.
Gambar 6. Kurva Isoterm freundlich Adsorpsi Terhadap Besi (Fe)
Gambar 7. Kurva Isoterm Langmuir Adsorpsi Terhadap Besi (Fe)
Dari
grafik isoterm adsorpsi pada gambar 7 dan 6 menunjukan garis linier persamaan
kesetimbangan adsorpsi terhadap kadar besi (Fe) dengan nilai regresi (R2)
hampir mendekati 1.
Tabel 8 Hasil Perhitungan Persamaan Isoterm Adsorpsi Terhadap Kadar Besi
(Fe)
|
Persamaan
Freundlich |
Persamaan
Langmuir |
|||
|
Persamaan |
y=
1,7942x + 0,728 |
Persamaan |
y=
0,3974x � 0,2698 |
|
|
Slope (1/n) |
1,794 |
Slope
(1/a) |
0,397 |
|
|
Intercept (Log K) |
0,728 |
Intercept
(Log K) |
-0,270 |
|
|
Regresi (R2) |
0,9952 |
Regresi
(R2) |
0,9676 |
|
|
n |
0,557 |
a |
2,516 |
|
|
K |
5,346 |
K |
0,537 |
|
|
Persamaan Adsorpsi |
|
�Persamaan Adsorpsi |
|
|
Adsorpsi
karbon aktif tempurung kelapa terhadap kadar besi (Fe) mengikuti persamaan
isoterm freundlich adsorpsi, dikarenakan nilai koefisien regresi (R2)
yang diperoleh pada persamaan isoterm freundlich lebih besar dan mendekati 1
dibandingkan dengan isoterm langmuir adsorpsi.
Adsorpsi
Logam� Mangan (Mn) dengan Persamaan Freundlich
dan Langmuir Adsorpsi
Proses
penelitian ini diperoleh nilai kadar logam mangan (Mn), dari data yang
diperoleh digunakan untuk menentukan persamaan isoterm freundlich adsorpsi dan
langmuir adsorpsi seperti tabel berikut
Tabel 9 Analisis Isoterm Adsorpsi Logam Mangan (Mn)
|
Massa �(gr) |
Waktu (Menit) |
Mn (mg/L) |
C
Mn (mg/L) |
x (mg) |
x/m (mg/g) |
Isoterm Freundlich |
Isoterm
Langmuir |
||
|
Ln/(x/m) |
Ln
C |
1/(x/m) |
1/C |
||||||
|
2 |
30 |
8,60 |
2,72 |
2,94 |
1,47 |
0,17 |
0,43 |
0,68 |
0,37 |
|
60 |
8,60 |
1,94 |
3,33 |
1,67 |
0,22 |
0,29 |
0,60 |
0,52 |
|
|
90 |
8,60 |
1,03 |
3,79 |
1,89 |
0,28 |
0,01 |
0,53 |
0,97 |
|
|
120 |
8,60 |
0,51 |
4,05 |
2,02 |
0,31 |
-0,29 |
0,49 |
1,96 |
|
|
4 |
30 |
8,60 |
2,20 |
3,20 |
0,80 |
-0,10 |
0,34 |
1,25 |
0,45 |
|
60 |
8,60 |
1,68 |
3,46 |
0,87 |
-0,06 |
0,23 |
1,16 |
0,60 |
|
|
90 |
8,60 |
1,16 |
3,72 |
0,93 |
-0,03 |
0,06 |
1,08 |
0,86 |
|
|
120 |
8,60 |
0,38 |
4,11 |
1,03 |
0,01 |
-0,42 |
0,97 |
2,63 |
|
|
6 |
30 |
8,60 |
1,23 |
3,69 |
0,61 |
-0,21 |
0,09 |
1,63 |
0,81 |
|
60 |
8,60 |
1,05 |
3,78 |
0,63 |
-0,20 |
0,02 |
1,59 |
0,95 |
|
|
90 |
8,60 |
0,51 |
4,05 |
0,67 |
-0,17 |
-0,29 |
1,48 |
1,96 |
|
|
120 |
8,60 |
0,34 |
4,13 |
0,69 |
-0,16 |
-0,47 |
1,45 |
2,94 |
|
|
8 |
30 |
8,60 |
1,20 |
3,70 |
0,46 |
-0,33 |
0,08 |
2,16 |
0,83 |
|
60 |
8,60 |
1,16 |
3,72 |
0,47 |
-0,33 |
0,06 |
2,15 |
0,86 |
|
|
90 |
8,60 |
0,38 |
4,11 |
0,51 |
-0,29 |
-0,42 |
1,95 |
2,63 |
|
|
120 |
8,60 |
0,26 |
4,17 |
0,52 |
-0,28 |
-0,59 |
1,92 |
3,85 |
|
Gambar 8. Kurva Isoterm freundlich Adsorpsi Terhadap Mangan (Mn)
Data yang di peroleh pada tabel 8�
kemudian diupload ke dalam grafik linier untuk memperoleh nilai regresi
dan persamaannya yang nantinya akan digunakan untuk memperoleh nilai kapasitas
adsorpsi karbon aktif. Grafik Linear terhadap mangan (Mn) seperti pada gambar 8
dan gambar 9.
Gambar 9. Kurva Isoterm freundlich Adsorpsi Terhadap Mangan (Mn)
Tabel 10 Hasil Perhitungan Persamaan Isoterm Adsorpsi Terhadap Kadar
Mangan
|
Persamaan
Freundlich |
Persamaan
Langmuir |
|||
|
Persamaan |
y= 1,2248x � 0,4577 |
Persamaan |
y= 1,3824x � 0,0006 |
|
|
Slope (1/n) |
1,225 |
Slope (1/a) |
1,382 |
|
|
Intercept (In K) |
-0,458 |
Intercept (In K) |
-0,001 |
|
|
Regresi (R2) |
0,955 |
Regresi (R2) |
0,070 |
|
|
n |
0,816 |
a |
0,723 |
|
|
K |
0,349 |
K |
0,999 |
|
|
Persamaan Adsorpsi |
|
Persamaan Adsorpsi |
|
|
Adsorpsi
karbon aktif tempurung kelapa terhadap kadar mangan (Mn) mengikuti persamaan
isoterm freundlich adsorpsi, dikarenakan nilai koefisien regresi (R2)
yang diperoleh pada persamaan isoterm freundlich lebih besar dan mendekati 1
dibandingkan dengan isoterm langmuir adsorpsi.
Kesimpulan
Berdasarkan
hasil penelitian, diketahui bahwa dosis karbon aktif tempurung kelapa dan waktu
kontak berpengaruh signifikan terhadap nilai pH, kadar besi (Fe), dan mangan
(Mn) dalam proses adsorpsi. Semakin banyak dosis adsorben yang digunakan,
semakin tinggi nilai pH dan semakin rendah kadar besi (Fe) serta mangan (Mn),
sementara semakin lama waktu kontak, semakin tinggi nilai pH dan semakin rendah
kadar besi (Fe) serta mangan (Mn). Proses karbonasi dan aktivasi tempurung
kelapa menghasilkan karbon aktif dengan efisiensi removal tertinggi terjadi
pada penggunaan massa karbon aktif sebanyak 8 gram dengan waktu kontak 120
menit, di mana efisiensi removal untuk logam besi (Fe) mencapai 99,09% dan
untuk logam mangan (Mn) mencapai 96,98%. Persamaan isoterm Freundlich dinilai
paling tepat karena memiliki nilai regresi (R2) yang mendekati 1, menunjukkan
kemampuannya dalam menggambarkan adsorpsi logam besi (Fe) dan mangan (Mn)
secara efektif.
Daptar Pustaka
Desiana, N., Ngatijo, &
Lagowa, M. I. (2022). Pengelolaan air limbah tambang dengan metode bioadsorbsi
menggunakan karbon aktif tempurung kelapa. Jurnal Teknologi Mineral Dan
Batubara, 18(2), 97�103.
Ekawati,
C. (2023). Alternatif Bahan Baku Arang Aktif . Renata Cipta Mandiri, Malang.
ISBN: 978-623-543-178-9.
Kiswanto,
K., Wintah, W., & Rahayu, N. L. (2020). Analisis Logam Berat (Mn, Fe , Cd),
Sianida Dan Nitrit Pada Air Asam Tambang Batu Bara. Jurnal Litbang Kota
Pekalongan, 18(1).
Luthfi
Hidayat. (2017). Pengolahan Lingkungan Areal Tambaang Batubara, Studi Kasus
Pengelolaan Air Asam Tambang (Acid Mining Drainase) di PT. Bhumi Rantau Energi
Kab. Tapin, Kalimantan Selatan. Jurnal Adhum, VII(1), 44�52. ISSN: 2088-4486
PerMen
LHK Nomor 5 (2022). Pengolahan Air Limbah Bagi Usaha/Kegiatan Penambangan
Dengan Menggunakan Metode Lahan Basa Buatan.Lampiran II.
PP
Nomor 22 (2021). Penyelenggaraan Perlindungan dan Pengolahan Lingkungan Hidup.
Lampiran VI.
Rengga,
W. D. P. (2020). Karbon Aktif: Perpanjangan Masa Pakai Minyak Goreng.
Deepublish Publisher, Yogyakarta. ISBN: 978-623-021-837-8.
Saptati,
D., & Himma, F. N. (2017). Perlakuan Fisiko-Kimia Limbah Cair Industri.
Universitas Brawijaya Press, Malang. ISBN: 978- 602-432-417-9.
SNI
Nomor 06-3730-1995. Arang Aktif Teknis.