ADSORPSI DENGAN ZEOLIT DAN BIOREGENERASI ADSORBEN UNTUK PENGOLAHAN LIMBAH CAIR YANG MENGANDUNG FENOL - , I Made Bendiyasa, dkk. ([Yogyakarta] : Lembaga Penelitian UGM, 2001)
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengolah limbah cair yang mengandung fenol. Cara pengolahan limbah yang dipelajari adalah dengan proses adsorpsi menggunakan zeolit yang diikuti dengan proses biodegradasi. Tuiuan penelitian ini adalah untuk mempelajari efektivitas sistem bioregenerasi dan kecepatan prosesnya. Evaluasi lanjutan pada perancangan proses dan model matematika diarahkan untuk memperoleh konstanta konstanta perancangan. Metode penelitian seperti metode yang telah dilakukan oleh Syamsiah dkk, (2000) dengan modifikasi sederhana yang akan diterangkan pada bagian yang terkait. Tahap Persiapan, tahap ini dilakukan untuk mempersiapkan media penelitian. Zeolit diayak untuk mendapatkan kisaran diameter yang diinginkan (7 10 mesh). Zeolit yang diperoleh dicuci dengan air dan selanjutnya dengan aquades. Setelah dicuci, zeolit diaktifkan dengan direbus di dalam H2SO4 0,5 N selama 1,5 jam. Setelah itu zeolit dikeringkan dalam oven pada suhu 1100C selama 6 jam. Kolom yang akan dipergunakan atau diisi dengan zeolit dicuci dengan aquades. Persiapan kultur mikrobia, sebelum melakukan persiapan kultur mikrobia, alat alat yang akan digunakan terlebih dahulu disterilisasi selama 30 menit. Selanjutnya medium Broth yang berupa serbuk dilarutkan ke dalam aquades sebanyak 250 ml dengan konsentrasi 13,5 g/L. Mikroba diambil dan stok mikroba sebanyak (2 strike dan ditumbuhkan ke dalam 25 mL media yang telah dibuat). Media yang sudah berisi mikroba dimasukkan ke dalam shaker inkubator dan suhu dipertahankan 370C dan kecepatan 100 putaran per menit. Proses Adsorbsi, Pemasukan Kultur Mikrobia, dan Desorpsi. Larutan fenol 50 pprn dibuat dengan melarutkan 0,25 gram fenol ke dalam 5 liter aquades. Zeolit dimasukkan ke dalam kolom sampai kolom penuh. Larutan fenot dimasukkan ke dalam tangki penampung dan kemudian dialirkan dari tangki ke dalam kolom melalui bagian bawah kolom dengan laju sebesar 1 mL/detik. Sampel larutan yang keluar dari kolom diambil setiap selang waktu tertentu pada outlet kolom. Adsorbsi dilakukan sampai konsentrasi fenol keluar outlet kolom konstan. Proses Pemasukan Kultur Mikrobia, setelah adsorbsi dilakukan sampai zeolit jenuh, fenol cair dikeluarkan melalui bagian bawah kolom. Larutan kultur mikroba Pseudomonas putida sebanyak 225 ml dikeluarkan dari shaker inkubator dan dimasukkan ke dalam kolom vang berisi zeolit jenuh. Larutan KOH 0,0 12 N dipersiapkan sebanyak 3 L yang dipakai utk menangkap gas C02 hasil biodegrafasi supaya semua gas yang terbentuk mengalir menuju larutan KOH, semua lubang pengeluaran kecuali untuk pengeluaran C02 ditutup dengan sumbat karet. Tiga labu eflenmeyer 250 mL, dipasang seri, dilsi dengan 100 mL KOH 0,012 N. Gas C02 di dalam larutan KOH ditentukan dengan cara volumetris yaltu dititrast dengan HCI 0,01 N. Indikator yang dipakai adalah phenolpthaline dan methyl orangge. Desorpsi, setelah jangka waktu, 10 hari penyerapan gas C02, desorpsi dilakukan dengan aquades.Aquades dimasukan ke dalam tangki penampung umpan. Pengambilan data dilakukan saat cairan menetes pertama kali dari bagian atas kolom dan ditampung dalam botol sampel. Selanjutnya tiap selang waktu tertentu larutan yang keluar dari bagian atas kolom diambil dan ditampung dalam botol sampel. Desorpsi dihentikan jika konsentrasi fenol yang keluar dari outlet kolom sudah konstan. Tahap Percobaan adsorbsi, proses ini diawali dengan membuat larutan fenol antara 40 sampai 50 ppm. Larutan ini dibuat dengan menimbang fenol antara 0,20 sampai 0,25 gram dan dilarutkan dalam 5 liter air. Fenol dimasukkan ke dalam tangki reservoir dan selanjutnya mengalir ke tangki overflow. Setelah tangki overflow stabil fenol dialirkan ke dalain kolom dari bawah ke atas dengan debit tetap 1 mL/detik. Fenol yang pertama kali keluar kolom dianggap sebagai konsentrasi fenol pada posisi tinggi kolom dan waktu t = 0. Selanjutnya sampel diambil setiap waktu tertentu selama Â± 1 jam. Proses Bioderegenerasi, proses ini diamati setelah zeolit dipakai untuk mengadsorpsi fenol. Bakteri akan menclegradasi fenol yang ada menjadi senyawa senyawa yang lebih sederhana dan pada akhimya akan dihasilkan gas karbondioksida. Aktivitas bakteri ini diamati dengan menangkap gas karbondioksida mengggunakan larutan KOH. Larutan KOH diganti dengan yang baru setiap selang waktu tertentu. Desorpsi dilakukan dengan mengalirkan aquades ke dalam kolom dengan debit 1 mL/detik. Pengambilan data dilakukan saat cairan menetes pertama kali dari bagian atas kolom dan ditampung dalam botol sampel. Selanjutnya tiap selang waktu tertentu larutan yang keluar dari bagian atas kolom diambil dan ditampung dalam botol sampel. Rangkaian proses di atas disebut satu siklus. Siklus ini dilakukan berulang ulang sebanyak beberapa kali. Analisis Sampel, sampel yang telah diperoleh disaring dengan kertas saring mikropore 0,221 gm agar debu zeolit dan pengotor lain yang terbawa selama proses adsorbsi dihilangkan. Debu tersebut juga menyerap sinar UV dalam spectrophotometer sehingga dapat mempengaruhi ketepatan analisis. Larutan standar dibuat untuk memperoleh hubungan antara konsentrasi fenol dengan absorbansi. Kemudian sampel bersama larutan standar dianalisis dengan menggunakan spectrophotometer UV merek Hitachi 150 20 yang beroperasi pada panjang gelombang maksimum 270 run. Kesimpulan dari rangkaian penelitian dan pembahasan yang dikemukakan yang dapat ditarik adalah sebagai berikut: 1). Fase yang terjadi pada 10 hari pertama bioregenerasi pada desorpsiÂ¬adsorbsi tahap pertama adalah fase adaptasi, fase dimana mikroba beradaptasi dengan kondisi proses.Pada 10 hari pertama bioregenerasi zeolit, biofilm belum terbentuk sempurna, 2). Karakteristik adsorbsi fenol pada zeolit yang telah mengalami bioregenerasi hampir sama dengan karakteristik adsorbsi zeolit fresh, 3). Adanya mikrobia yang ditumbuhkan pada permukaan zeolit menyebabkan laju adsorbsi maupun desorpsi menjadi lebih rendah daripada yang terjadi pada zeolit fresh, 4). Laju reaksi biodegradasi untuk desorpsi adsorbsi mengalami fluktuasi. Pada saat proses desorpsi dan adsorbsi berlangsung reaksi biodegradasi juga terjadi, dan 5). Konsentrasi keluar kolom pada desorpsi adsorbsi lebih rendah daripada desorpsi adsorbsi fresh. Saran saran yang kami ajukan untuk pengembangan penelitian ini adalah sebagai berikut : 1). Perlu diadakan penelitian lebih lanjut untuk mengamati karakteristik adsorbsi fenol oleh zeolit setelah bioregenerasi selama lebih dari 10 hari agar pengaruh adanya mikroba pada proses ini dapat teramati, 2). Perlu metode analisis yang lebih baik terutama untuk konsentrasi rendah, 3). Penelitian perlu dilanjutkan untuk pengembangan model penelitian terutama untuk mengamati konsentrasi fenol dan jumlah mikroorganisme sepanjang kolom sehingga parameter parameter perancangan yang didapat lebih baik, 4). Perlu dicari isotherm equilibrium Freundlich, Langmuir, atau yang lainnya secara batch, dan 5). Perlu dipelajari kinetika pertumbuhan mikrobia lebih lanjut, serta 6). Perlu dicari model kinetika adsorbsi dan biodegradasi yang sesuai.