Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
PEMAKAIAN FLOKULAN STARCH-GRAFT-
POLYACRYLAMIDE (St-g-PAM), DAN POLYALUMINIUM
CHLORIDE SERTA KOMBINASINYA UNTUK
MENGHILANGKAN WARNA PADA LIMBAH CAIR
LABORATORIUM TEKNOLOGI MATERIAL
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FTI-ITS
2010
Dosen Pembimbing:
Dr.Ir. Sumarno, M.Eng
Oleh:
Ade Prilisia K 2306 100 040
Handini Saputri 2306 100 125
Contents
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian dan Manfaat Penelitian 2
Perumusan Masalah dan Tinjauan Pustaka 3
Hasil dan Pembahasan 4
Kesimpulan 5 5
Latar Belakang
Koagulasi dan Flokulasi
Proses yang melibatkan netralisasi dari muatan partikel
dengan penambahan elektrolit dalam hal ini bahan yang
ditambahkan biasanya disebut sebagai koagulan atau
dengan jalan mengubah pH yang dapat menghasilkan
agregat/ kumpulan partikel yang dapat dipisahkan
Berkumpulnya partikel-partikel kecil dalam sebuah suspensi
menjadi partikel-partikel yang lebih besar dengan
penambahan Flokulan
Jenis Flokulan
Starch-graft-Polyacrylamide
Polyaluminium Chloride
Berbentuk powder, berwarna kuning oranye, tidak berbau, dan larut dalam air.
Polimer anorganik yang memiliki kemampuan tinggi sebagai flokulan dalam pengolahan air limbah.
Peneliti Terdahulu
Suwarsa (1998)
Sofia, Ira, dan Any (2004)
Singh (1997)
Meneliti tentang pembuatan
kopolimer graft dari beberapa
jenis polisakarida.
.
Meneliti tentang penyerapan zat
warna tekstil oleh jerami padi
pada kondisi asam
Melakukan sintesa
st-g-PAM serta uji flokulasinya
Nadia dan Putri (2009)
Rifa dan Rika (2008)
meneliti tentang pembuatan st-g-PAM
dengan grafting to menggunakan teknik
polimerisasi larutan,dimana
produk yang dihasilkan dibagi
menjadi tiga bagian, flokulasi produk
dengan proses precipitasi, washing
dan non-washing.
meneliti tentang kemampuan
flokulan paduan hasil sintesa starch
graft polyacrylamide dengan
Polyaluminium chloride (PAC)
untuk menghilangkan
warna pada limbah cair.
Perumusan Masalah
FLOK Pengendapan
GUGUS OH & NH2 OH
FLOKULASI St-g-PAM PAC
KOAGULASI FeSO4.7H2O
DYES Reactive Red Direct Orange
Tujuan Penelitian
(2004) (2004) (2004) Tujuan Penelitian
untuk mempelajari pengaruh pH dan pengaruh
konsentrasi flokulan terhadap kinerja koagulasi dan
flokulasi dari starch-graft-polyacrylamide dan
poyaluminium chloride, serta mempelajari
kombinasi antara starch-graft-polyacrylamide dan
polyaluminium chloride untuk penghilangan warna
pada limbah cair
Manfaat Penelitian
Manfaat
penelitian
Mendapatkan flokulan dengan
kemampuan flokulasi yang lebih
baik dan ramah lingkungan serta
mempunyai kemampuan dalam
menghilangkan warna pada
limbah cair hasil proses industri
Kopolimer
Text in here
Kopolimer adalah polimer yang terdiri dari 2 jenis monomer di dalam
repeating unit rantai polimernya. Kopolimer dibedakan menjadi empat
macam, yaitu Kopolimer Random, Kopolimer Alternating , Kopolimer
Blok, Kopolimer Graft.
METODE
KOPOLIMERISASI
GRAFT
Grafting To
Grafting From
Grafting Trough
Metode Kopolimerisasi Grafting to Rantai cabang (graft) membawa site aktif Untuk Memperoleh Polimer Cangkok dengan Panjang Molekul Relatif
Terkontrol serta Mendapatkan produk dengan sifat yang lebih baik di
banding polimer-polimer penyusunnya
A
A
A B B B * + B B B -
A
A
A
Reaksi Sintesa Starch-g-Polyacrylamide
Metode sintesa non-terminated polyacrylamide dengan polimerisasi larutan
Inisiasi
Propagasi
Penggabungan Starch dan Non-Terminated Polyacrylamide
Terminasi nt-PAM yang tidak ter-graft pada backbone starch dengan hydroquinone
KOAGULASI melibatkan netralisasi dari muatan
partikel dengan penambahan
elektrolit dalam larutan
Hal ini dapat terjadi karena elektrolit atau
konsentrasi ion yang ditambahkan cukup
untuk mengurangi tekanan elektrostatis di
antara kedua partikel
Pengadukan cepat untuk mendispersikan
koagulan dalam larutan dan mendorong
terjadinya tumbukan partikel sangat
diperlukan untuk memperoleh proses
koagulasi yang bagus.
FLOKULASI Mikroflok yang terbentuk pada saat proses
koagulasi akan saling bertumbukan dengan
adanya pengadukan lambat. Tumbukan
tersebut akan menyebabkan mikroflok
berikatan dan menghasilkan flok yang lebih
besar.
Polimer tersebut menyebabkan
terbentuknya jembatan, mengikat
flok, memperkuat ikatannya serta
menambah berat flok sehingga
meningkatkan rate pengendapan
flok.
Mekanisme Bridging
Metodologi Penelitian
I Persiapan Alat dan Bahan
II Sintesa Starch-g-Polyacrylamide
Pengendapan
Polyauminium
Chloride
Starch-g-
polyacrylamide
Ca(OH)2 FeSO4.7H2O
Jar Test
Dyes
Pengeringan
Uji FTIR
Pengadukan Cepat
Pengadukan Lambat
Uji Decolorization III
Uji decolorization
Uji flokulasi
Hasil dan
Pembahasan
Efek Perubahan pH pada Uji Penghilangan Warna
direct orangereactive red
8 9 10 11 120
20
40
60
80
100
Dy
e R
emoval
[%]
Pengaruh penambahan pH terhadap prosentase dye removal Direct Orange dan
Reactive Red pada berbagai kondisi pH
Efek Perubahan pH
NaClNaOH
OH
NN
N
Cl
HNNH HN NHN
N N+ +Ca(OH)2 CaCl2
Uji Penghilangan Warna dengan Starch-graft-Polyacrylamide
Dy
e R
emoval
[%]
Konsentrasi St-g-PAM [ppm]
Pengaruh perubahan konsentrasi St-g-PAM terhadap prosentase dye
removal Direct Orange pada berbagai kondisi pH
pH = 8pH = 9pH = 10pH = 11pH = 12
0 0.2 0.4 0.6 0.8 160
70
80
90
100
Dy
e R
emoval
[%]
Konsentrasi St-g-PAM [ppm]
Pengaruh perubahan konsentrasi St-g-PAM terhadap prosentase
dye removal Reactive Red pada berbagai kondisi pH
pH=8 pH=9 pH=10 pH=11 pH=12
0 0.2 0.4 0.6 0.8 140
50
60
70
80
90
100
Mekanisme kerja koagulan
+
4 Fe (OH)2 + 2H2O + O2 4 Fe (OH)3
FeSO4 + Ca(OH)2 Fe(OH)2 + CaSO4
Mekanisme penetralan berasal dari mikroflok yang terbentuk yaitu
hidroksida inorganik yang dihasilkan dari reaksi yang terjadi:
Hidroksida organik yang terbentuk akan teroksidasi oleh oksigen
terlarut(dissolved oksigen) menurut persamaan reaksi berikut
Anion
dari pewarna
Kation
dari koagulan
Mekanisme kerja St-g-PAM
NH2+
O
SO3-
Na+
CH
C
Na+
O
CH
SO3-
NH2
C
NH ++
NH2+
O
SO3-
Na+
CH
C
Na+
O
CH
SO3-
NH2
C
NH ++
NaOH
OH
NH2+ Na+
O O
CH CH
NH2
C C ++ +NaOH
OH
NH2+ Na+
O O
CH CH
NH2
C C ++ +Ca(OH)2 Ca2+
Uji Penghilangan Warna dengan Polyaluminium Chloride
pH=8 pH=9 pH=10 pH=11 pH=12
0 0.2 0.4 0.6 0.8 160
70
80
90
100
Dy
e R
emoval
[%]
Konsentrasi PAC [ppm]
Pengaruh perubahan konsentrasi PAC terhadap prosentase dye
removal Direct Orange pada berbagai kondisi pH
pH = 8pH = 9pH = 10pH = 11pH = 12
0 0.2 0.4 0.6 0.8 110
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Dy
e R
emoval
[%]
Konsentrasi PAC [ppm]
Pengaruh perubahan konsentrasi PAC terhadap prosentase dye
removal Reactive Red pada berbagai kondisi pH
Uji Penghilangan Warna dengan kombinasi Starch-graft-
Polyacrylamide dan Polyaluminium Chloride
direct orange + PACdirect orange + St-g-PAMdirect orange + PAC + St-g-PAM
0 0.2 0.4 0.6 0.8 190
95
100
Dy
e R
emoval
[%]
Konsentrasi PAC [ppm]
Pengaruh kombinasi St-g-PAM/PAC terhadap prosentase dye
removal Direct Orange pada kondisi pH 11
reactive red + PAC reactive red + St-g-PAm reactive red + PAC+St-g-PAM
0 0.2 0.4 0.6 0.8 180
85
90
95
100
Konsentrasi PAC [ppm]
Pengaruh kombinasi St-g-PAM/PAC terhadap prosentase dye
removal Reactive Red pada kondisi pH 11
Dy
e R
emoval
[%]
Pengaruh Penambahan Konsentrasi FeSO4
Fe Fe+St-g-PAM
0 50 100 150 200 250
0
20
40
60
80
100
Dy
e R
emoval
[%]
Konsentrasi FeSO4 [mg/L]
Pengaruh Penambahan Konsentrasi FeSO4 pada Direct Orange
dengan konsentrasi St-g-PAM 0,5 ppm
FeSO4
FeSO4 + St-g-PAM
Fe Fe+St-g-PAM
0 50 100 150 200 25030
40
50
60
70
80
90
100
Dy
e R
emoval
[%]
Konsentrasi FeSO4 [mg/L]
Pengaruh Penambahan Konsentrasi FeSO4 pada Reactive Red
dengan konsentrasi St-g-PAM 0,5 ppm
FeSO4
FeSO4 + St-g-PAM
Kesimpulan
Dari hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa:
Semakin meningkatnya konsentrasi flokulan Starch-graft-Polyacrylamide
(St-g-PAM) menyebabkan prosentase dye removal dari kedua pewarna
cenderung meningkat. Pada Direct Orange, dapat dicapai prosentase dye
removal sebesar 98,2% pada konsentrasi 0,5 ppm dan pada Reactive Red
dapat dicapai sebesar 96,9% pada konsentrasi yang sama.
Semakin meningkatnya konsentrasi Polyaluminium Chloride (PAC)
menigkatkan prosentase dye removal, baik untuk Direct Orange maupun
Reactive Red. Untuk Direct Orange diperoleh prosentase dye removal
sebesar 92,8 % pada konsentrasi 1 ppm dan 96,2% untuk Reactive Red
pada konsentrasi yang sama.
Semakin meningkatnya nilai pH, maka semakin meningkat pula
prosentase dye removal untuk Direct Orange maupun Reactive Red.
Kombinasi flokulan St-g-PAM dan PAC menunjukkan hasil yang lebih
baik bila dibandingkan dengan menggunakan St-g-PAM maupun PAC
saja.