PEMAKAIAN FLOKULAN STARCH-GRAFT- POLYACRYLAMIDE St...

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.