Studi Aktivitas Reaksi Fotokatalisis Berbasis Katalis TiO2-Karbon Aktif Terhadap Mutu Air Limbah Power Plant

Ade Sonya Suryandari; Asalil Mustain; Dana Wahyu Pratama; Inayatul Maula

doi:10.33795/jtkl.v3i2.124

Authors

Ade Sonya Suryandari Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang
Asalil Mustain Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang, Indonesia
Dana Wahyu Pratama Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang, Indonesia
Inayatul Maula Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang, Indonesia

DOI:

https://doi.org/10.33795/jtkl.v3i2.124

Keywords:

WWTP wastewater, photocatalysis, activated carbon, titanium oxide

Abstract

Pengolahan air limbah merupakan proses mengolah air buangan yang sudah tidak terpakai untuk dapat dikembalikan ke siklus air di lingkungan. Unit Waste Water Treatment Plant (WWTP) PT. Indonesia Power digunakan untuk mengolah air limbah yang berasal dari berbagai sumber salah satunya yaitu HRSG Sump Pit. Buangan air limbah yang berasal dari HRSG Sump Pit memiliki kandungan fosfat dikarenakan adanya penambahan fosfat pada unit sebelumnya yang bertujuan sebagai inhibitor proses korosi. Karakteristik limbah cair dapat ditentukan dari beberapa parameter diantaranya nilai pH, optical density (OD), dan kadar fosfat. Pengolahan air limbah dilakukan agar limbah cair yang dihasilkan dapat memenuhi baku mutu yang dipersyaratkan sebelum dibuang ke lingkungan. Penelitian ini dilakukan dengan mengaplikasikan reaksi fotokatalisis berbasis katalis TiO₂/karbon aktif pada berbagai komposisi katalis dan durasi penyinaran. Proses fotokatalisis dilakukan dengan penambahan katalis pada perbandingan komposisi TiO₂/karbon aktif 10:1, 5:1, 3:1 dan 2:1. Sedangkan lama waktu penyinaran 3, 4, 5, dan 6 jam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pH terendah sesuai baku mutu yaitu 8,13 dan penurunan kadar fosfat sebesar 70,12% mampu dicapai pada komposisi katalis TiO₂/karbon aktif 3:1 dengan durasi penyinaran 5 jam. Penurunan OD tertinggi dicapai pada kondisi perbandingan komposisi katalis TiO₂/karbon aktif 10:1 dan durasi penyinaran 6 jam yaitu sebesar 98,86%.

Water treatment is the process of treating water discharges that are not used to be discarded into the environment. Wastewater Treatment Unit Plant (WWTP) of PT. Indonesia Power is used to treat wastewater coming from several sources, one of which is HRSG Sump Pit. Wastewater from the HRSG Pit contains phosphate which is related to the phosphate addition in the previous unit which is needed as an inhibitor of corrosion process. The characteristics of liquid waste can be determined from several parameters such as pH value, optical density (OD), and phosphate content. Wastewater treatment is carried out to obtain liquid waste which comply to the quality standards before being discarded into the environment. This research was carried out by applying the photocatalysis reaction based on catalyst TiO₂-activated carbon with various catalyst compositions and irradiation duration. The process of photocatalysis was carried out by adding catalysts to the ratio of the composition of TiO2 / activated carbon 10:1, 5:1, 3:1 and 2:1. While the irradiation time is 3, 4, 5 and 6 hours. The results show that the lowest pH according to quality standards was 8.13 and a reduction in phosphate content of 70.12% was achieved in the 3: 1 TiO₂/activated carbon catalyst composition with a 5-hour irradiation duration. The highest OD reduction was achieved under the condition ratio of catalyst composition of TiO₂/activated carbon 10:1 and the irradiation duration of 6 hours that was equal to 98.86%.

References

D. S. Fardhyanti, Uji Efektivitas Natrium Fosfat sebagai Inhibitor pada Korosi Baja Tulangan Beton, J. Kim. Sains & Apl., vol. 7, no. 2, hal. 28-34, 2004.

T. Rohman, A. Irwan, Z. Rahmi, Penurunan Kadar Amoniak dan Fosfat Limbah Cair Tahu Secara Foto Katalitik Menggunakan TiO2 dan H2O2, J. Sains Natural, vol. 8, no. 2, hal. 87-93, 2018.

A. Mishra, A. Mehta, S. Basu, Clay supported TiO2 nanoparticles for photocatalytic degradation of environmental pollutants: A review, J. Environ. Chem. Eng., vol. 6, no. 5, hal. 6088-6107, 2018.

F. A. Santoso, S. Soe’eib, A. S. Suryandari, N. P. Asri, Utilization of Kapok Seed Oil (Ceiba pentandra) for Biodiesel Production using MgO/CaO Bimetallic Oxide Catalysts, in ICGT, (Proceedings of the International Conference on Green Technology), Malang, hal. 209-215, Oct. 2017.

M. S. Sianita, A. Darmawan, C. Azmiyawati, Uji Aktivitas Fotokatalis Genteng Berglasir Silika/TiO2 terhadap Degradasi Larutan Indigo Carmine, Metanil Yellow dan Rhodamin, J. Kim. Sains & Apl., vol. 20, no. 2, hal. 53-57, 2017.

H. Subiyanto, M. Abdullah, K. Khairurrijal, H. Mahfudz, Pelapisan Nanomaterial TiO2 Fasa Anatase pada Nilon Menggunakan Bahan Perekat Aica Aibon dan Aplikasinya Sebagai Fotokatalis, J. Nano Saintek., vol. Edisi Khusus, Agustus 2009, hal. 50-52, 2009.

S. Fatmawati, Penggunaan Kombinasi Fotokatalis TiO2 dan Arang Aktif untuk Pengolahan Limbah Farmasi, J. Inov. Tek. Kim., vol. 2, no. 2, hal. 1-5, 2017.

R. Tussa’adah, A. Astuti, Sintesis Material Fotokatalis TiO2 untuk Penjernihan Limbah Tekstil, J. Fis. Unand, vol. 4, no. 1, hal. 91-96, 2015.

S. F. Jayadi, L. Destiarti, B. Sitorus, Pembuatan Reaktor Fotokatalis dan Aplikasinya untuk Degradasi Bahan Organik Air Gambut Menggunakan Katalis TiO2, J. Kimia Kemasan, vol. 3, no. 3, hal. 55-58, 2014.

V. Kumaravel, S. Mathew, J. Bartlett, S. C. Pillai, Photocatalytic hydrogen production using metal doped TiO2: A review of recent advances, Appl. Catal. B-Environ., vol. 244, hal. 1021-1064, 2019.

H. Effendi, Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumberdaya dan Lingkungan Perairan. Yogyakarta: Penerbit Kanisius, 2003.

A. Aryanto, I. Nugraha, Kajian Fotodegradasi Methyl Orange dengan Menggunakan Komposit TiO2-Montmorillonit, Molekul, vol. 10, no. 1, hal. 57-65, 2015.

L. Lizayana, M. Mudatsir, I. Iswadi, Densitas Bakteri pada Limbah Cair Pasar Tradisional, Jurnal Ilmiah Mahasiswa Biologi, vol. 1, no. 1, hal. 95-106, 2016.

T. E. Agustina, A. Bustomi, J. Manalaoon, Pengaruh Konsentrasi TiO2 dan Konsentrasi Limbah pada Proses Pengolahan Limbah Pewarna Sintetik Procion Red dengan Metode UV/Fenton/TiO2, J. Tek. Kim., vol. 22, no. 1, hal. 65-72, 2016.

D. A. T. Mahardika, M. M. Sari, Pengaruh Konsentrasi NaOCl dan TiO2 Terhadap Nilai Optical Density serta Mutu Air Limbah WWTP di PT. Indonesia Power Perak Grati, Laporan Akhir Program Diploma III, Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang, Malang, 2018.