Zat warna tidak hanya berasal dari industri pewarnaan tekstil. Tetapi juga hadir dari industri lain seperti industri makanan, cat dan industri lain yang memanfaatkan zat warna sebagai bahan baku maupun bahan pendukung. Zat warna tersebut mengandung ikatan kovalen yang sangat kuat. Salah satu zat warna yang dimanfaatkan adalah reactive dye dengan struktur kimia berikut:
 |
| Rumus Struktur Kimia Zat Warna Reactive Dye |
Salah satu metode untuk mendegradasi zat warna tekstil tersebut dengan menggunakan metode elektrokoagulasi. Koagulasi merupakan metode penjernihan air dengan sistem pembentukan koagulan pada air yang akan dijernihkan. Pada dasarnya koagulasi terdiri dari dua jenis, yaitu koagulan dengan menggunakan bahan kimia seperti yang dilakukan dan dengan menggunakan aliran arus listrik melalui plat elektroda menuju air yang akan dijernihkan yang dikenal dengan elektrokoagulasi. Salah satu kelemahan metode koagulasi dengan menggunakan bahan kimia yaitu proses yang dilakukan harus melalui banyak tahap dan juga biaya yang mahal untuk mendapatkan bahan kimia yang akan digunakan. Sedangkan koagulasi yang menggunakan arus listrik, merupakan suatu metode yang lebih praktis, karena hanya memerlukan tahap elektrokoagulasi dan tahap penyaringan. Selain itu penggunaaan arus yang kecil akan menyebabkan biaya produksi yang relative rendah, sehingga elektrokoagulasi merupakan salah satu sistem yang di anggap sangat cocok untuk dikembangkan menjadi sistem penjernihan air konvensional yang dapat dikembangkan oleh masyarakat. Adapun tujuan dari sistem elektrokoagulasi yang dilakukan pada air yaitu untuk memisahkan partikel-partikel pengganggu yang tidak dibutuhkan dalam air. Yang pada akhirnya partikel-partikel tersebut dapat dipisahkan kemudian difiltrasi sehingga air yang dihasilkan tidak akan mengandung partikel-partikel yang tidak diinginkan.
Elektrokoagulasi adalah proses penggumpalan dan pengendapan partikel-partikel halus yang terdapat dalam air dengan menggunakan energi listrik. Adapun prinsip kerja dari sistem ini adalah dengan menggunakan dua buah lempeng elektroda yang dimasukkan kedalam bejana yang telah diisi dengan air yang akan dijernihkan. Selanjutnya kedua elektroda dialiri arus listrik searah sehingga terjadilah proses elektrokimia yang menyebabkan kation bergerak menuju katoda dan anion bergerak menuju anoda. Dan pada akhirnya akan terbentuk suatu flokulan yang akan mengikat kontaminan maupun partikel-partikel dari air baku tersebut.
Gambar reaktor elektrokoagulasi
Penelitian tentang penjernihan air dengan sistem elektrokoagulasi ini sebenarnya sudah banyak dilakukan, dengan cara menggunakan elektroda berupa aluminium. Adapun hasil dari penelitian tersebut cukup bagus dalam menghasilkan air dengan kekeruhan rendah atau dapat dikatakan hampir jernih.Dalam pelaksanaannya, digunakan PSA (Power Supply Adjust) sebagai sumber tegangan. Proses penjernihan air dengan menggunakan proses elektrokoagulasi dapat dikombinasikan dengan pengadukan sebagai proses lanjutan. Adapun pada proses elektrokoagulasi akan divariasikan arus listrik yang akan digunakan dan jumlah putaran tiap menit pada pengadukan yang dilakukan pada saat proses elektrokoagulasi berlangsung dan setelah proses elektrokoagulasi selesai dilakukan, sehingga dapat diteliti seberapa jauh pengaruh proses elektrokoagulasi yang diberikan pengadukan pada saat proses elektrokoagulasi berlangsung dan setelah proses elektrokoagulasi selesai dilakukan untuk menjernihkan air.
Mekanisme Proses Elektrokoagulasi
Sebuah reaktor elektrokoagulasi adalah sel elektrokimia dimana anoda korban (biasanya menggunakan aluminium atau besi) digunakan sebagai agen koagulan (Matteson et al., 1995; Vik et al., 1984; Holt et al., 1999; Barkley etal., 1993; Mameri et al., 1998; Pouet and Grasmick, 1995). Secara simultan, gas-gas elektrolit dihasilkan ( hidrogen pada katoda ).
Beberapa material elektroda dapat dibuat dari aluminium, besi, stainless steel dan platina. Aluminium merupakan material anoda yang sering digunakan. Persamaan (1) menjelaskan pelarutan anode aluminium :
Al ↔ Al3+ + 3e− (1)
Reaksi logam aluminium dalam kondisi basa akan bereaksi dengan ion OH- persamaan reaksinya :
Al3+ + 3OH− → Al(OH)3 (2)
Reaksi logam aluminium dalam kondisi asam persamaan reaksinya :
Al3+ + 3H2O → Al(OH)3 + 3H+ (3)
Secara simultan, reaksi pada daerah katoda biasanya terjadi pembentukan gas hidrogen (H2). Reaksi ini terjadi pada katoda dan tergantung pada pH sama seperti reaksi di anoda. Pada pH netral atau alkali, hidrogen diproduksi melalui persamaan:
2H2O + 2e− → OH− +H2 (4)
ketika dalam kondisi asam, persamaan dapat menjelaskan dengan baik perubahan hidrogen pada katoda.
2H+ + 2e− → H2 (5)
Sedangkan persamaan reaksi di anoda jika menggunakan logam besi sebagai elektroda yaitu :
Fe → Fe2+ + 2e- (6)
Persamaan reaksi logam besi dalam kondisi basa adalah sebagai berikut :
Fe2+ + 2OH− → Fe(OH)2 (7)
Reaksi logam dalam kondisi asam adalah sebagai berikut :
4Fe2+ + O2 + 2H2O → 4Fe3+ + 4OH− (8)
Reaksi di katode pada elektroda besi persamaan reaksinya sama yaitu sama-sama menghasilkan gas H2
2H2O + 2e− → H2 + 2OH− (9)
Pembentukan gas Hidrogen (H2) akan mempengaruhi pereduksian COD dari limbah. Gas H2 akan membuat kontaminan mengapung atau terangkat sehingga dapat diikat oleh koagulan seperti Fe(OH)2atau Al(OH)3
DAFTAR PUSTAKA
Alaton, Arslan. 2008. Effect of Operating Parameter on the Electrocoagulation of Simulated Acid Dyebath Effluent. The Open Eviromental & Biological Monitoring Jounal, 2008,1,1-7.
Butler, Erick,dkk. 2011. Elektrocoagulation in Wastewater Treatment. Water 2011,3,495-525;doi:10.3390/w3020495
Gunawan, tidak diketahui. Proses Pengolahan Limbah Cair Industri Tekstil dengan Koagulasi. Diakses dari http://lib.ui.ac.id/opac/ui/detail.jsp?id=20247512&lokasi=lokal. Pada tanggal 24 Desember 2014
Murthy, Usha N, dkk. 2011.Perfomance of Electrochemical Oxidation in Treating Textile Dye Wastewater by Stainless Steel Anode. International Journal of Evironmental Science and Development, Vol 2, No 6
Nugroho, Rudi dan Ikbal. 2005. Pengolahan Air Limbah Berwarna Industri Tekstil dengan Proses AOPs. Diakses dari : http://ejurnal.bppt.go.id/index.php/JAI/article/.../62/50. Pada tanggal 24 Desember 2014
Ozyonar, Fuat dan Bunyamin Karagozoglu.2011. Operating Cost Analysis and Treatment of Domestic Wastewater by Electrocoagulation Using Aluminum Electrodes. Polish J. of Enviro. Stud. Vol.20, No. 1 (2011), 173-179
Selamat, I.N. 2004. Penuntun Praktikum Kimia Analitik. Singaraja: Jurusan Pendidikan Kimia IKIP Singaraja
No comments:
Post a Comment