Fotodegradasi Terkatalisis TiO2-H2O2 pada Pengolahan Limbah Cair Industri Mie Soun

Authors

  • Kholidah Kholidah Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, UIN Walisongo Semarang
  • Endang Tri Wahyuni Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Gadjah Mada
  • Eko Sugiharto Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Gadjah Mada

DOI:

https://doi.org/10.33795/jtkl.v5i2.225

Keywords:

COD, photodegradation, H2O2, cellophane noodles industrial wastewater, TiO2

Abstract

Fotodegradasi terkatalisis TiO2 telah terbukti efektif digunakan untuk mengolah limbah organik, sehingga dilakukan kajian fotodegradasi terkatalisis TiO2 pada limbah cair industri mie soun sebagai upaya untuk mengurangi pencemaran lingkungan di sekitar daerah produksi. Kajian penambahan oksidator H2O2 juga dilakukan untuk meningkatkan efektivitas fotodegradasi. Optimalisasi reaksi fotodegradasi dilakukan dengan optimasi variabel pH, massa fotokatalis, konsentrasi H2O2, dan waktu penyinaran. Parameter yang digunakan untuk menilai efektivitas fotodegradasi berupa penurunan kandungan Chemical Oxygen Demand (COD) limbah yang ditentukan dengan metode volumetri. Hasil penelitian menunjukkan bahwa limbah cair industri mie soun mempunyai kandungan COD awal sebesar 1920 mg L-1. Proses fotodegradasi terkatalisis TiO2 hanya dapat menurunkan kandungan COD limbah menjadi 1480 mg L-1 (22,92%), sedangkan penambahan H2O2 pada sistem fotokatalis TiO2 dapat meningkatkan penurunan kandungan COD menjadi 1120 mg L-1 (41,67%). Penurunan paling optimal tercapai pada pH 3, penggunaan 10 mg TiO2, penambahan 10 mM H2O2, dan waktu penyinaran UV selama 24 jam.

 

Photocatalytic degradation over TiO2  has been proven to be effective in treating organic wastewater. So that a study of photocatalytic degradation over TiO2  in the cellophane noodles industrial wastewater was conducted as an effort to reduce environmental pollution around the production area. Studies on the addition of H2O2 as an oxidizing agents were also carried out to increase the effectiveness of photodegradation. Optimization of the photodegradation reaction was carried out by optimizing the variables of pH, photocatalyst mass, H2O2 concentration, and irradiation time. Chemical Oxygen Demand (COD) was used to assess the effectiveness of photodegradation and was determined by volumetric method. The results showed that the wastewater from the cellophane noodles industrial wastewater has an initial COD level of 1920 mg L-1. Photocatalytic degradation over TiO2 process can only reduce the COD level of the wastewater to 1480 mg L-1 (22.92%), while the addition of H2O2 to the TiO2 photocatalyst system can increase the decrease in the COD level to 1120 mg L-1 (41.67%). The most optimal decrease was achieved at pH 3, the use of 10 mg TiO2 , the addition of 10 mM H2O2, and UV irradiation time for 24 hours.

References

T. Indrawati, Pemanfaatan Modal Sosial Masyarakat dalam Pengembangan Industri Kecil Mie Soun di Manjung, Ngawen Klaten, Jawa Tengah, Skripsi, Jurusan Pembangunan Sosial danKesejahteraan, Fakultas Ilmu Sosialdan Ilmu Politik, Universitas Gadjah Mada, 2014.

F. S. Pranata, D. W. Marseno, Karakterisasi Sifat-Sifat Fisik dan Mekanik Edible Film Pati Batang Aren (Arenga pinnata Merr.), Biota, vol. 7, hal. 121–130, 2002.

N. Alam, M. S. Saleh, Karakteristik Pati dari Batang Pohon Aren pada Berbagai Fase Pertumbuhan, J. Agrol., vol. 16, no. 3, hal. 199–205, 2009.

M. Friedman, Food Browning and Its Prevention : An Overview, J. Agric. Food Chem., vol. 44, no. 3, hal. 631– 653, 1996.

I. Y. Salindri, Efektivitas Tawas dalam Menurunkan Kadar Total Suspended Solid (TSS) dan Chemical Oxygen Demand (COD) Limbah Cair Industri Soun, Skripsi, Fakultas Kesehatan Masyarakat, Universitas Diponegoro, 2010.

P. Prasetyotami, Efektivitas Zeolit dan Arang Aktif sebagai Adsorben untuk Menurunkan Kadar Amoniak dalam Limbah Cair Industri Soun, Tesis, Fakultas Kesehatan Masyarakat, Universitas Diponegoro, 2010.

A. L. Linsebigler, G. Lu, J. T. Yates Jr., Photocatalysis on TiO2 Surfaces: Principles, Mechanisms, and Selected Results, Chem. Rev., vol. 95, no. 3, hal. 735–758, 1995.

M. R. Hoffmann, S. T. Martin, W. Choi, D. W. Bahnemannt, Environmental Applications of Semiconductor Photocatalysis, Chem. Rev., vol. 95, no.1, hal. 69–96, 1995.

M. A. Barakat, Adsorption and Photodegradation of Procion yellow H-EXL Dye in Textile Wastewater over TiO2 Suspension, J. HydroEnvironment Res., vol. 5, no. 2, hal. 137–142, 2011.

B. W. Adi, Penyisihan Zat Organik pada Air Limbah Industri Batik dengan Fotokatalisis TiO2, Jurusan Teknik Lingkungan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2010.

I. F. Krisnasiwi, Penurunan Nilai COD pada Limbah Cair Industri Obat Berbahan Herbal dengan Metode Fotodegradasi Terkatalisis TiO2 dan Oksidasi oleh Kaporit, Tesis, Program Studi Ilmu Kimia, Universitas Gadjah Mada, 2013.

M. R. P. Liestiono, Pengaruh H2O2 terhadap Proses Fotodegradasi Terkatalisis TiO2 untuk Menurunkan Nilai COD Limbah Cair Industri Obat Herbal, Tesis, Program Studi S2 Ilmu Kimia, Jurusan Kimia, Universitas Gadjah Mada, 2014.

M. S. Lucas, J. A. Peres, Removal of COD from Olive Mill Wastewater by Fenton’s Reagent: Kinetic Study, J. Hazard. Mater., vol. 168, hal. 1253–1259, 2009.

M. A. Barakat, J. M. Tseng, C. P. Huang, Hydrogen Peroxide-assisted Photocatalytic Oxidation of Phenolic Compounds, Appl. Catal. B, vol. 59, hal. 99–104, 2005.

R. Jain, S. Sikarwar, Photodestruction and COD Removal of Toxic Dye Erioglaucine by TiO2-UV Process: Influence of Operational Parameters, Int. J. Phys. Sci., vol. 3, no. 12, hal. 299–305, 2008.

Prov. Jateng, Peraturan Daerah Provinsi Jawa Tengah Nomor 5 Tahun 2012 tentang Perubahan atas Peraturan Daerah Provinsi Jawa Tengah Nomor 10 Tahun 2004 tentang Baku Mutu Air Limbah, 2012.

K. Selvam, M. Muruganandham, I. Muthuvel, M. Swaminathan, The Influence of Inorganic Oxidants and Metal Ions on Semiconductor Sensitized Photodegradation of 4- Fluorophenol, Chem. Eng. J., vol. 128, hal. 51–57, 2007.

F. Orellana-garcía, M. A. Álvarez, M. V. López-ramón, J. Rivera-utrilla, M. Sánchez-polo, Effect of HO, SO4 and CO3/HCO3 Radicals on the Photodegradation of the Herbicide Amitrole by UV Radiation in Aqueous Solution, Chem. Eng. J., vol. 267, hal. 182–190, 2015.

D. C. B. Whittet, Planetary and Interstellar Processes Relevant to the Origins of Life, Springer Science+Business Media, Dordrecht, 1997.

A. Fujishima, K. Honda, Electrochemical Photolysis of Water at a Semiconductor Electrode, Nature, vol. 238, hal. 37–38, 1972.

C. Singh, R. Chaudhary, K. Gandhi, Preliminary Study on Optimization of pH, Oxidant and Catalyst Dose for High COD Content: Solar Parabolic trough Collector, Iranian J. Environ. Health Sci. Eng., vol. 10, no. 1, hal. 1–13, 2013.

J. Jing, M. Liu, V. L. Colvin, W. Li, W. W. Yu, Photocatalytic Degradation of Nitrogen-Containing Organic Compounds over TiO2, J. Mol. Catal. A: Chem., vol. 351, hal. 17–28, 2011.

S. Ahmed, M. G. Rasul, W. N. Martens, R. Brown, M. A. Hashib, Heterogeneous Photocatalytic Degradation of Phenols in Wastewater: a Review on Current Status and Developments, Desalinatioan, vol. 261, hal. 3–18, 2010.

J. Sun, X. Wang, J. Sun, R. Sun, S. Sun, L. Qiao, Photocatalytic Degradation and Kinetics of Orange G Using Nano-sized Sn(IV)/TiO2/AC Photocatalyst, J. Mol. Catal. A: Chem., vol. 260, hal. 241–246, 2006.

H. H. B. Lee, A. H. Park, C. Oloman, Summaries of Peer Reviewed PapersStability of Hydrogen Peroxide in Sodium Carbonate Solutions, Tappi J., vol. 83, no. 8, hal. 94–99, 2000.

I. K. Konstantinou, T. A. Albanis, TiO2-assisted Photocatalytic Degradation of Azo Dyes in Aqueous Solution: Kinetic and Mechanistic Investigations: A Review, Appl. Catal. B, vol. 49, hal. 1–14, 2004.

H. Zangeneh, A. A. L. Zinatizadeh, M. Habibi, M. Akia, M. H. Isa, Photocatalytic Oxidation of Organic Dyes and Pollutants in Wastewater using Different Modified Titanium Dioxides: A Comparative Review, J. Ind. Eng. Chem., vol. 26, hal. 1–36, 2014.

D. G. Rao, R. Senthilkumar, J. A. Byrne, S. Feroz, Wastewater Treatment: Advanced Processes and Technologies, IWA Publishing and CRC Press, UK, 2012.

C. Adán, J. Carbajo, A. Bahamonde, A. Martínez-Arias, Phenol Photodegradation with Oxygen and Hydrogen Peroxide over TiO2 and Fedoped TiO2, Catal. Today, vol. 143, hal. 247–252, 2009.

Downloads

Published

2021-10-31