140407025.pdf

Universitas Sumatera Utara Repositori Institusi USU

http://repositori.usu.ac.id

Departemen Teknik Lingkungan

Skripsi Sarjana

2018

Penyisihan Kadar Logam Fe dan Mn dari Air Sumur dengan Menggunakan Kulit Singkong Sebagai Adsorben Hutapea, Kartini Efridawati Universitas Sumatera Utara http://repositori.usu.ac.id/handle/123456789/11642 Downloaded from Repositori Institusi USU, Univsersitas Sumatera Utara

TA/TL-USU/2018/097

PENYISIHAN KADAR LOGAM Fe DAN Mn DARI AIR SUMUR MENGGUNAKAN KULIT SINGKONG SEBAGAI ADSORBEN

TUGAS AKHIR

KARTINI EFRIDAWATI HUTAPEA 140407025

Pembimbing Pertama Dr. Amir Husin, ST, MT

Pembimbing Kedua Muhammad Faisal, ST, MT

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2018

Universitas Sumatera Utara

PENYISIHAN KADAR LOGAM Fe DAN Mn DARI AIR SUMUR MENGGUNAKAN KULIT SINGKONG SEBAGAI ADSORBEN

TUGAS AKHIR

Oleh

KARTINI EFRIDAWATI HUTAPEA 140407025

TUGAS AKHIR INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2018

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan penyertaan-Nya penulis mampu menyelesaikan Proposal Tugas Akhir dengan judul “Penyisihan Kadar Logam Fe Dan Mn Dari Air Sumur Dengan Menggunakan Kulit Singkong Sebagai Adsorben” sebagai persyaratan kelulusan sarjana pada Program Studi Teknik Lingkungan Universitas Sumatera Utara. Penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada seluruh pihak yang telah membantu serta memberikan dukungan dari awal sampai akhir proses pembuatan Proposal Tugas Akhir ini, khususnya kepada : 1.

Bapak Dr. Amir Husin, ST, MT selaku dosen pembimbing I dan Bapak M. Faisal, ST, MT yang telah memberikan bimbingan, ilmu, masukan, dukungan, waktu, serta bantuan kepada penulis selama pengerjaan Proposal Tugas Akhir ini.

2.

Ibu Ir. Netti Herlina, MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Lingkungan USU, atas segala bimbingan dan bantuan yang telah diberikan.

3.

Bapak Dr. Amir Husin, S.T., M.T. selaku Sekertaris Jurusan Program Studi Teknik Lingkungan USU.

4.

Ibu Isra’ Suryati, S.T., M.Si. selaku koordinator Tugas Akhir, atas segala bimbingan dan bantuan yang telah diberikan.

5. Orang tua yang telah memberikan dukungan baik materil maupun spiritual. 6. Kak Dedek Murni Rezeki Hutapea dan Kak Nursani Mariana Hutapea yang terus memberikan motivasi dan semangat 7. Seluruh dosen Program Studi Teknik Lingkungan USU atas ilmu yang sudah diberikan. 8. Ibu Gesti Sinaga dan Ibu Pono selaku staf tata usaha di Teknik Lingkungan USU yang telah banyak membantu penulis selama menjalani aktivitas di TL USU. 9. Tante Irvan yang selalu meluangkan waktu untuk menemani dalam pengambilan sampel air yang akan diteliti. 10. Paul, Yuti, Devina sebagai teman seperjuangaan di Laboratorium Ilmu Dasar (LIDA) yang selalu mendukung dalam pengerjaan Tugas Akhir. 11. Kak Miska, Agustina, Yunela, Desi teman satu KTB yang terus mendukung dan mendoakan dalam penyelesaian Tugas Akhir.

Universitas Sumatera Utara

12. Desi Putri Manurung, Lusi Nadapdap, Tiffany Gultom, Unika Sari Naibaho, Batara Tamado, Bosta, Bisuk sebagai adik rohani yang terus memberikan dukungan dan semangat dalam penyelesaian Tugas Akhir. 13. Bang Andri Simamora yang terus memberi semangat dan dukungan dalam menyelesaikan Tugas Akhir 14. Rekan-rekan di kepanitiaan PMB yang terus memberi motivasi, dukungan, doa dan semangat. 15. Riyan Fernandes Hutagalung dan Andro Sembiring yang bersedia membantu dalam pengerjaan Tugas Akhir. 16. Bang Kelvin yang selalu meluangkan waktu untuk berbagi ilmu mengenai Tugas Akhir yang dikerakan. 17. Kak Ayu sebagai laboran Laboratororium Ilmu Dasar (LIDA) yang membantu dalam penggunaan alat-alat penelitian yang digunakan di laboratorium. 18. Rekan-rekan seperjuangan angkatan 2014 TL USU yang telah memberikan semangat dalam pengerjaan Tugas Akhir ini. 19. Keluarga besar Himpunan Teknik Lingkungan FT USU 20. Semua pihak yang tidak bias disebutkan namanya satu per satu yang turut membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa penyusunan Proposal Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, segala kritik, saran, dan masukan yang membangun dari semua pihak sangat diharapkan agar di masa yang akan datang laporan ini lebih sempurna. Akhir kata, penulis berharap semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.

Medan,

November 2018

Penulis

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK Air sumur merupakan sumber air baku terbesar yang digunakan. Kendala yang paling sering ditemui dalam menggunakan air tanah adalah masalah kandungan logam besi (Fe) dan mangan (Mn) yang terdapat dalam air baku. Air tanah sering mengandung logam besi (Fe) dan Mangan (Mn) cukup besar. Salah satu alternatif pengolahan yang dapat dilakukan adalah adsorpsi. Salah satu material yang dapat digunakan sebagai adsorben adalah kulit singkong. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kajian efektivitas penyisihan logam Besi (Fe) dan Mangan (Mn) menggunakan karbon aktif buatan dan karbon aktif komersil pada sistem batch dengan variasi waktu kontak dan dosis adsorben. Konsentrasi Fe dan Mn diukur dengan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA). Hasil penelitian menunjukkan, kondisi optimum penyisihan logam Besi (Fe) dan Mangan (Mn) dari air sumur yang menggunakan karbon aktif buatan terjadi pada dosis adsorben 1 gram sedangkan kondisi optimum penyisihan logam Besi (Fe) dari air sumur yang menggunakan karbon aktif komersil terjadi pada dosis adsorben 1,25 gram sedangkan logam Mangan (Mn) teradi pada dosis adsorben 1 gram, waktu kontak 45 menit. Efisiensi penyisihan logam Besi (Fe) dengan menggunakan karbon aktif buatan sebesar 92,62% dan efisiensi logam Mn sebesar 71,67 %, sedangkan efisiensi penyisihan logam Besi (Fe) dengan menggunakan karbon aktif komersil sebesar 93 % dan efisiensi logam Mangan (Mn) sebesar 87,98%. Persamaan isoterm terpilih adalah isoterm Freundlich dan persamaan kinetika adsorpsi terpilih adalah orde kedua. Dapat disimpulkan, penggunaan kulit singkong sebagai adsorben mampu menyisihkan logam Besi (Fe) dan Mn (Mn) sehingga tidak melebihi baku mutu.

Kata Kunci: Karbon Aktif, Kulit Singkong, Model Adsorpsi, Besi, Mangan

Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT Well water is the largest source of raw water used. The most common obstacle in using ground water is the problem of iron (Fe) and manganese (Mn) content found in raw water. Groundwater often contains considerable iron (Fe) and Manganese (Mn) metals. One alternative treatment that can be done is adsorption. One material that can be used as an adsorbent is cassava peel. This study aims to determine the study of the effectiveness of iron (Fe) and Manganese (Mn) metal removal using artificial activated carbon and commercial activated carbon in batch systems with variations in contact time and adsorbent dose. Concentration of iron (Fe) and manganese (Mn) were measured by Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS). The results showed that the optimum conditions for iron (Fe) and Manganese (Mn) metal removal from well water using artificial activated carbon occurred at 1 gram adsorbent while the optimum conditions for iron (Fe) removal from well water using commercial activated carbon occurred in the adsorbent dose is 1.25 grams while the Manganese metal (Mn) occurs at a dose of 1 gram of adsorbent, 45 minutes contact time. Iron (Fe) metal removal efficiency using artificial activated carbon was 92.62% and Mn metal efficiency was 71.67 %, while the removal efficiency of Iron (Fe) using commercial activated carbon was 93 % and the efficiency of metal Manganese (Mn) amounting to 87.98 %. The selected isotherm equation is Freundlich isotherm and the selected adsorption kinetics equation is second order. It can be concluded, the use of cassava peel as an adsorbent is able to remove metals Iron (Fe) and Mn (Mn) so as not to exceed the quality standard Keywords: Activated Carbon, Cassava Skin, Adsorption Model, Iron, Manganese

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ........................................................................................... ii ABSTRAK ............................................................................................................. iv ABSTRACT ........................................................................................................... v DAFTAR ISI ......................................................................................................... vi DAFTAR TABEL ............................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ ix DAFTAR RUMUS ................................................................................................ x BAB I PENDAHULUAN ................................................................................. I - 1 1.1 Latar Belakang .......................................................................................... I - 1 1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... I - 6 1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................................... I - 6 1.4 Ruang Lingkup .......................................................................................... I - 6 1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................... I - 6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... II - 1 2.1 Air ............................................................................................................... II - 1 2.2 Standar Mutu Air ........................................................................................ II - 1 2.3 Besi (Fe) dan Mangan (Mn) .................................................................... . II - 3 2.3.1 Besi (Fe) ........................................................................................... II - 4 2.3.2 Mangan (Mn) ) ................................................................................. II - 4 2.4 Adsorpsi ..................................................................................................... II - 5 2.4.1 Jenis-jenis adsorpsi ............................................................................ II - 5 2.4.2 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi .................................... II - 6 2.5 Karbon Aktif ............................................................................................... II - 7 2.6 Karakteristik Karon Aktif ........................................................................... II - 8 2.7 Kinetika Adsorpsi ....................................................................................... II - 9 2.7.1 Orde Pseudo Pertama ........................................................................ II - 9 2.7.2 Orde Pseudo Kedua .......................................................................... II - 10 2.8 Kesetimbangan Isotherm .......................................................................... II - 10 2.8.1 Isotherrm Freundlich ....................................................................... II - 10 2.8.2 Isotherm Langmuir .......................................................................... II - 11 BAB III METODE PENELITIAN............................................................... III - 1 3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian ..................................................................... III - 1 3.2 Jenis Penelitian .......................................................................................... III - 1 3.3 Alat dan Bahan ......................................................................................... III - 1 3.3.1 Alat .................................................................................................. III - 1 3.3.2 Bahan ............................................................................................... III - 2 3.4 Sumber Data .............................................................................................. III - 2 3.5 Kerangka Penelitian .................................................................................. III - 3 3.6 Langkah Penelitian .................................................................................... III - 4 3.6.1 Pengambilan Sampel ....................................................................... III - 4 vi Universitas Sumatera Utara

3.6.2 Kolom Penelitian Penelitian ............................................................ III - 4 3.7 Cara Kerja.................................................................................................. III - 4 3.7.1 Proses Penelitian ............................................................................. III - 4 3.7.2 Pengujian Variasi Eaktu Adsorpsi .................................................. III - 9 3.7.3 Pengujian Variasi Massa Adsorben ................................................ III - 9 3.7.4 Pengujian Sampel .................................................................. …… III - 10 3.8 Analisa Data .................................................................................... …… III - 11 3.8.1 Efisiensi Penyisihan (RE) ..................................................... …… III - 11 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................... IV - 1 4.1 Hasil Kualitas Air di Lokasi Sampling ......................................................IV - 1 4.2 Karakteristik Karbon Aktif Kulit Singkong ..............................................IV - 2 4.2.1 Kadar Air ..........................................................................................IV - 2 4.2.2 Kadar Abu ........................................................................................IV - 2 4.2.3 Daya Serap Iodin ..............................................................................IV - 3 4.3 Hubungan Karbon Aktif Komersil dengan Karbon Aktif Buatan .............IV - 3 4.4 Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Adsorpsi Logam Fe dan Mn ..............IV - 4 4.4.1 Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Adsorpsi Logam Fe..................IV - 4 4.4.2 Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Adsorpsi Logam Mn ................IV - 6

4.5 Pengaruh Dosis Adsorben Terhadap Adsorpsi Logam Fe dan Mn ............IV - 7 4.5.1 Pengaruh Dosis Adsorben Terhadap Adsorpsi Logam Fe ...............IV - 7 4.5.2 Pengaruh Dosis Adsorben Terhadap Adsorpsi Logam Mn ..............IV - 9 4.6 Kinetika Adsorpsi ...................................................................................... IV - 12 4.7 Isoterm Adsorpsi ....................................................................................... IV - 17 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... V - 1 5.1 Kesimpulan .................................................................................................. V - 1 5.2 Saran ............................................................................................................ V - 2 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

vii Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu .......................................................................... II - 4 Tabel 2.1 Persyaratan Kualitas Air Bersih ........................................................ II - 3 Tabel 4.1 Hasil Uji Kualitas Air di Lokasi Sampling .....................................IV - 1 Tabel 4.2 Hasil Uji Karakteristik Karbon Aktif ..............................................IV - 2 Tabel 4.3 Persamaan dan Nilai Koefisien Korelasi Kinetika ........................ IV - 13 Tabel 4.4 Parameter Model Kinetika Adsorpsi Fe-Mn ................................ IV - 14 Tabel 4.5 Persamaan dan Nilai Koefisien Korelasi Pemodelan ................... IV - 17 Isoterm Adsorpsi Tabel 4.6 Parameter Isoterm Fe dan Mn ..................................................... .IV - 18

viii Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Plot Konsentrasi dan Log Konsentrasi Terhadap Waktu ............... II - 9 Gambar 3.1 Lokasi Titik Pengambilan Sampel ................................................ III - 1 Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian ................................................................ III - 3 Gambar 3.3 Sistem Batch ................................................................................ III - 4 Gambar 3.4 Flowchart Preparasi Kulit Singkong ........................................... III - 5 Gambar 3.5 Flowchart Proses Karbonisasi ..................................................... III - 5 Gambar 3.6 Flowchart Proses Aktivasi ........................................................... III - 6 Gambar 3.7 Flowchart Analisa Kadar Air ...................................................... III - 7 Gambar 3.8 Flowchart Analisa Kadar Abu ..................................................... III - 8 Gambar 3.9 Flowchart Analisa uji daya serap iodin ....................................... III - 9 Gambar 3.10 Flowchart Penyisihan Logam Fe dan Mn Menggunakan ........ III - 10 Sistem Batch Gambar 4.1 Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Efisiensi Adsorpsi ............. IV - 5 Logam Fe dengan Konsentrasi Awal 4.6517 mg/l Gambar 4.2 Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Efisiensi Adsorpsi ................IV - 6 Logam Mn dengan Konsentrasi Awal 0.9328 mg/l Gambar 4.3 Pengaruh Dosis Adsorben Terhadap Efisiensi Adsorpsi ..............IV - 8 Logam Fe dengan Konsentrasi Awal 6,5035 mg/l Gambar 4.4 Pengaruh Dosis Adsorben Terhadap Efisiensi Penyisihan ...........IV - 9 Logam Mn dengan Konsentrasi Awal 0,5327 mg/l Gambar 4.5 Grafik Kinetika Adsorpsi Fe dan Mn ........................................IV - 12 Gambar 4.6 Grafikn Isoterm Adsorpsi Fe dan Mn .......................................IV - 16

ix Universitas Sumatera Utara

DAFTAR RUMUS Rumus 2.1 Kapasitas Adsorpsi .......................................................................... II - 5 Rumus 2.2 Effisiensi Penyisihan (%) ................................................................ II - 6 Rumus 2.3 Persamaan Orde Pertama ............................................................... II - 9 Rumus 2.4 Persamaan Oede Kedua .................................................................. II -10 Rumus 2.5 Persamaan Model Isotherm Freundlich ......................................... II -11 Rumus 2.6 Persamaan Model Isotherm Langmuir ........................................... II -11 Rumus 2.7 Dimensionles (RL) ......................................................................... II -11 Rumus 3.1 Analisa Kadar Air .......................................................................... III - 6 Rumus 3.2 Analisa Kadar Abu ......................................................................... III - 7 Rumus 3.3 Daya Serap Iodin ............................................................................ III - 8 Rumus 3.4 Efisiensi ......................................................................................... III - 11 Rumus 4.1 isoterm Langmuir yaitu RL (dimensi kuantitas adsorpsi) ............. IV - 18

x Universitas Sumatera Utara

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Air merupakan kebutuhan mutlak untuk kehidupan manusia. Di dalam air terdapat berbagai macam zat yang dibutuhkan, manusia membutuhkan air dalam segala aspek kehidupan, untuk memasak, mandi, mencuci dan kebutuhan lainnya. Secara biologis air berperan dalam semua proses dalam tubuh manusia, misalnya pencernaan, metabolisme, transportasi, mengatur keseimbangan suhu tubuh. Kekurangan air akan menyebabkan gangguan fisiologis, bahkan akan mengakibatkan kematian apabila kekurangan tersebut mencapai 15% dari berat tubuh (Putri, 2013) Air bersih adalah air yang memenuhi syarat kesehatan dan harus dimasak terlebih dahulu sebelum diminum. Sedangkan air minum adalah air yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum atau layak digunakan sebagai air bersih. ketersediaan air bersih sangat diperlukan dalam mendukung berbagai macam kebutuhan dan aktivitas manusia sehari-hari. Semakin meningkatnya pertumbuhan penduduk maka akan memberikan tekanan yang sangat besar terhadap jumlah ketersediaan sumber daya air yang ada (Febrina, 2014). Menurut data PDAM Tirtanadi Provinsi Sumatera Utara Tahun 2007, kapasitas produksi air bersih yang berasal dari Instalasi Pengolahan Air (IPA) dan beberapa sumur bor yang dikelola oleh PDAM Tirtanadi berjumlah 5.046 Ltr/dtk kapasitas produksi. Tentunya hal ini merupakan jumlah yang sangat besar, mengingat kebutuhan air bersih per orang/hari untuk di daerah kota metropolitan, menurut data yang dikeluarkan oleh Kementerian Pekerjaan Umum adalah sebesar 175 -200 L/Org/Hr. Di daerah Sukadono terdapat ± 8664 jiwa (1728 KK) sedangkan yang masih menggunakan air sumur sebagai air baku utama ada ± 300 KK. Aktivitas penduduk sangat memerlukan air dalam jumlah besar umumnya dengan memanfaatkan sumur bor guna mencukupi kebutuhan air yang diperlukan. Kebutuhan air semakin lama semakin meningkat sejalan dengan meningkatnya kebutuhan hidup manusia, baik di daerah perkotaan maupun daerah perdesaan. Kebutuhan air bersih dari waktu ke waktu meningkat dengan pesat, sejalan dengan bertambahnya jumlah

Universitas Sumatera Utara

penduduk dan meningkatnya kegiatan manusia sesuai dengan tuntutan kehidupan yang terus berkembang untuk mencukupi berbagai keperluan (Gunawan, 2012). Air sumur merupakan sumber air baku terbesar yang digunakan, khususnya di daerah Sukadono. Menerut penelitian yang saya lakukan, kandungan yang terdapat di dalam air sumur di daerah Sukadono yaitu kandungan Cl, NO3, SO4, Fe, Mn, TDS. Akan tetapi kandungan-kandungan tersebut tidak melebihi baku mutu, kecuali logam Fe dan Mn. Kendala yang paling sering ditemui dalam menggunakan air tanah adalah masalah kandungan zat besi (Fe) dan mangan (Mn) yang terdapat dalam air baku. Air sumur di daerah Sukadono mengandung logam besi (Fe) dan Mangan (Mn) cukup besar. Adanya kandungan Fe dan Mn dalam air menyebabkan warna air tersebut berubah menjadi kuning-coklat setelah beberapa saat kontak dengan udara. Disamping dapat mengganggu kesehatan juga menimbulkan bau yang tidak enak serta menimbulkan warna kuning pada dinding bak serta bercak-bercak kuning pada pakaian, kadar besi (Fe) yang melebihi dosis yang diperlukan oleh tubuh dapat menimbulkan masalah kesehatan. Manusia yang sering mendapatkan transfusi darah, warna kulitnya menjadi hitam karena akumulasi besi. Dalam dosis yang besar besi juga dapat merusak dinding usus. Debu besi juga dapat di akumulasi di dalam alveoli dan menyebabkan berkurangnya fungsi paru-paru dan dapat menimbulkan noda pada peralatan dan bahan yang berwarna putih. Andanya unsur ini dapat pula menimbulkan bau, warna dan koloid pada air minum (Setiyono, 2014) Pengolahan air diakukan dengan bermacam-macam metode yaitu : pengolahan dengan metode adsorpsi, pengolahan air dengan menyaring, pengolahan air dengan menambah zat kimia, pengolahan air dengan aerasi, pengolahan air dengan pemanasan, membunuh kuman-kuman dalam air (Latief,et.al.,2015) Pada penelitian ini metode yang digunakan adalah metode adsorpsi. Adsorpsi secara umum adalah proses penggumpalan substansi terlarut (soluble) yang ada dalam larutan, oleh permukaan zat atau benda penyerap, dimana terjadi suatu ikatan kimia fisika antara substansi dengan penyerapnya (Sonhi, 2013). Karbon berpori biasa dikenal dengan nama karbon aktif berfungsi sebagai adsorben untuk menghilangkan warna, pengolahan limbah, dan pemurnian air. Karbon Aktif

I-2 Universitas Sumatera Utara

adalah arang yang mengalami perubahan sifat-sifat fisika dan kimianya karena dilakukan perlakuan aktifisasi dengan aktivator bahan bahan kimia ataupun dengan pemanasan pada temperatur tinggi. Karbon Aktif membentuk amorf yang sebagian besar memiliki permukaan dalam berongga, berwarna hitam, tidak berbau, tidak berasa, dan mempunyai daya serap lebih besar dibandingkan Karbon yang belum menjalani proses aktivasi (Purwoto S. dan Nugroho,W., 2013). Pada penelitian ini digunakan metode adsorpsi dengan menggunakan kulit singkong sebagai karbon aktif dan akan diaktivasi dengan larutan NaOH. Selama ini limbah kulit singkong ini belum dimanfaatkan secara maksimal oleh masyarakat, padahal limbah ini bisa dimanfaatkan sebagai bahan baku karbon aktif. Kulit singkong sering kali dianggap limbah yang tidak berguna oleh sebagian industri berbahan baku singkong. Oleh karena itu, bahan ini masih belum banyak dimanfaatkan dan dibuang begitu saja dan umumnya hanya digunakan sebagai pakan ternak. Kulit singkong dapat menjadi produk yang bernilai ekonomis tinggi, antara lain diolah menjadi tepung mocaf, dibuat sebagai karbon aktif. Menurut Badan Pusat Statistik Tahun 2015 produksi singkong di Sumatera Utara dalam satu tahun sebanyak 1.619.495 ton, dapat disimpulkan bahwa setiap bulannya singkong yang diproduksi berkisar 134.953 ton/bulan. Persentase kulit singkong kurang lebih 20% dari umbinya sehingga per kg umbi singkong menghasilkan 0,2 kg kulit singkong (Salim, 2011). Dapat disimpulkan bahwa produksi kulit singkong pada tahun 2015 di Sumatera Utara lebih kurang 26.990 ton/bulan. Produksi singkong di Sumatera Utara hamper setiap tahun mengalami peningkatan. Berdasarkan hal di atas, maka dilakukan penelitian untuk menyelesaikan masalah terkait penurunan kandungan Fe dan Mn pada air sumur di daerah Sukodono. Peningkatan kualitas air sumur dapat dilakukan dengan pengolahan air menggunakan kulit singkong sebagai karbon aktif untuk menurunkan kandungan Fe dan Mn. Berikut adalah beberapa penelitian yang memanfaatkan kulit singkong sebagai bahan baku karbon aktif ataupun yang menggunakan logam Fe dan Mn sebagai sampel.

I-3 Universitas Sumatera Utara

Tabel 1.1 Penelitian terdahulu No 1

Nama Ariningsih dkk

Tahun 2016

2

Moreno, et al

2009

3

Edidiong, et al

2016

Tujuan Penelitian Metode Penelitian Untuk menganalisis pengaruh Adsorpsi penambahan massa adsorben dan waktu kontak serta efisiensi penyerapan logam Pb menggunakan kulit singkong dan mengetahui penyerapan terbaik dari variasi massa adsorben dan waktu kontak. To know activated carbons (ACs) Adsorpsi were prepared by pyrolysis of cassava peel in the presence of chloride zinc (chemical activities).

To removal of Cd (II) from aqueous solutions by using Sweet potato peels

Adsorpsi (eksperimental)

Hasil Efisiensi penyerapan meningkat seiring dengan bertambahnya massa adsorben. Ion Timbal (Pb) yang teradsorpsi semakin besar seiring dengan bertambahnya waktu kontak.

Volume mesopori meningkat dengan meningkatnya Xp. Rasio impregnasi tinggi menghasilkan karbon mesopori dengan luas permukaan dan volume pori yang tinggi (the mesopore volume also increases with increasing Xp. High impregnation ratios yielded essentially mesoporous carbons with high surface area and pore volume.) Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemuatan Cd (II) ion (mg g 1) meningkat dengan meningkatnya konsentrasi ion logam awal, waktu dan pH dan kisaran pH dioptimalkan untuk adsorpsi adalah dari 6.5 untuk 7.( The results showed that the loading of Cd(II) ions (mg g_1) increased with increase in initial metal ion concentration, time and pH and the optimised pH range for adsorption was from 6.5 to 7

I-4 Universitas Sumatera Utara

Lanjutan Tabel 1.1 Penelitian terdahulu No 4

Nama Maulinda, Leni, dkk.

Tahun 2015

Tujuan Penelitian Untuk mengetahui mengetahui pengaruh suhu dan waktu karbonisasi

Metode Penelitian Adsorpsi

5

Putri A.R, Ariani, dkk

2017

Untuk mengetahui pada suhu dan Adsorpsi konsentrasi adsorben berapa terjadi penyerapan terbaik logam Fe dan Mn

Hasil Semakin tinggi suhu dan waktu karbonisasi, maka kadar air semakin menurun. Kadar abu semakin meningkat dengan meningkatnya suhu dan waktu karbonisasi. Semakin rendah suhu dan waktu karbonisasi, maka rendemen pembentukan karbon aktif semakin meningkat atau sebaliknya. Karbon aktif dari kulit singkong mampu menjernihkan air sumur, sesuai dengan spesifikasi kualitas air bersih. Suhu karbonisasi dan konsentrasi NaOH yang paling baik menyerap logam Fe dan Mn pada air sungai. Untuk logam Fe didapatkan penyerapan yang paling baik pada suhu karbonisasi 700°C dengan konsentrasi NaOH 0,3 N sebesar 0 mg/mL (tidak terdeteksi), sedangkan untuk logam Mn didapatkan penyerapan yang paling baik pada suhu karbonisasi 300°C dengan konsentrasi NaOH 0,3 N sebesar 0,213 mg/mL.

I-5 Universitas Sumatera Utara

1.2 Perumusan Masalah Adapun rumusan masalah penelitian sebagai berikut : 1. Bagaimana

perbandingan

efisiensi

penyisihan

kandungan

Fe

dan

Mn

menggunakan karbon aktif buatan dan karbon aktif komersil ? 2. Bagaimana pengaruh efektifitas terhadap waktu kontak (retensi) & dosis adsorben menggunakan karbon aktif buatan dan komersil dalam sistem batch terhadap penurunan kandungan Fe dan Mn ? 1.3 Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari rumusan masalah diatas adalah sebagai berikut : 1. Untuk mengkaji efektivitas penyisihan logam Fe dan Mn menggunakan karbon aktif buatan berbahan baku kulit singkong dan karbon aktif komersil 2. Untuk mengetahui waktu kontak dan dosis adsorben optimum terhadap adsorbsi Fe dan Mn 3. Untuk mengetahui model isoterm adsorbsi dan kinetika adsorbsi yang sesuai 1.4 Ruang Lingkup Adapun batasan masalah penelitian sebagai berikut : 1. Air yang digunakan dalam penelitian ini adalah air sumur berasal dari salah satu rumah warga di daerah Sukadono; 2. Parameter yang akan diteliti adalah kandungan Fe dan Mn; 3. Proses pengolahan air sumur dilakukan dengan metode adsorpsi menggunakan sistem batch dengan bahan adsorben dari kulit singkong 4. Percobaan ini dilakukan dengan berbagai variasi variabel bebas sebagai berikut : a. Waktu kontak (menit)

: 5, 15, 30 dan 45

b. Dosis adsorben (gram)

: 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25

1.5 Manfaat Penelitian Adapun manfaat dari penelitian ini yaitu : 1. Sebagai syarat untuk memenuhi penyusunan Tugas Akhir guna mendapatkan gelar Sarjana dari Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara;

I-6 Universitas Sumatera Utara

2. Dapat mengetahui kapasitas adsorpsi Fe dan Mn oleh karbon aktif berbahan kulit singkong dan mengetahui pengaruh variasi waktu kontak dan variasi dosis adsorben terhadap kemampuan adsorpsi karbon aktif berbahan kulit singkong.

I-7 Universitas Sumatera Utara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air Air merupakan suatu sarana utama untuk meningkatkan derajat kesehatan masyarakat, karena air merupakan salah satu media dari berbagai macam penularan penyakit, Air yang bersih adalah air yang jernih, tidak berwarna, tawar, dan tidak berbau. Ketersediaan air bersih sangat diperlukan dalam mendukung berbagai macam kebutuhan dan aktivitas manusia sehari-hari. Untuk daerah yang belum mendapatkan pelayanan air bersih dari PDAM umumnya masyarakat memanfaatkan air yang berasal dari air tanah (sumur), air sungai, air hujan, dan sumber air lainnya. (Febrina, 2014). Air merupakan masalah utama dalam penyediaan air bersih di kota dan di desa. Oleh karena meningkatnya kebutuhan manusia berbagai upaya dilakukan untuk menyediakan air bersih yang aman bagi kesehatan. Adapun air yang sehat harus memenuhi empat kreteria parameter. Pertama adalah fisik meliputi padatan terlarut, kekeruhan, warna, rasa, bau, dan suhu. Kedua adalah parameter kimiawi terdiri atas berbagai ion, senyawa beracun, kandungan oksigen terlarut dan kebutuhan oksigen kimia. Ketiga adalah parameter biologis meliputi jenis dan kandungan mikrooganisme baik hewan maupun tumbuhan. Parameter yang terakhir adalah radioaktif meliputi kandungan bahanbahan radioaktif (Yurman, 2009). Dari segi kualitas air dapat mencukupi kebutuhan sehari-hari sesuai dengan kebutuhan manusia/masyarakat. Untuk masyarakat Indonesia diperkotaan kebutuhan akan air antara 100 – 150 liter/orang/hari dan masyarakat pedesaan sesuai survei WHO adalah 60 liter/orang/hari. Untuk memenuhi kebutuhan air, manusia harus selalu memperhatikan, menjaga kualitas dan kuantitas air terutama yang erat kaitannya dengan kesehatan. Karena kemungkinan terjadinya pencemaran air yang sangat relatif pada suatu perputaran air (hidrologi) berlangsung walaupun siklus tersebut berlangsung secara ilmiah yang mengatur terjadinya air permukaan dan air tanah (Makmur, 2013). 2.2 Standar Mutu Air Standar mutu air diterapkan untuk melindungi masyarakat dari pengaruh negativ pada kesehatan, baik dalam jangka pendek maupun panjang. Persyaratan mutu air dibedakan menjadi dua, yaitu persyaratan primer dan persyaratan sekunder. Persyaratan primer diberlakukan untuk melindungi kesehatan masyarakat dengan membatasi tingkat kontaminan

Universitas Sumatera Utara

dalam air minum. Sedangkan persyaratan sekunder dimaksudkan untuk tujuan melindungi kemungkinan gangguan, seperti kontaminan dalam air minum yang dapat menyebabkan efek kosmetika seperti perubahan warna kulit atau gigi atau efek estetika seperti rasa, bau atau warna (Suprihatin dan Suparni, 2013). Klasifikasi mutu air ditetapkan menjadi 4 (empat) kelas : 1. Kelas satu, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air minum, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut; 2. Kelas dua, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk prasarana/sarana rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut; 3. Kelas tiga, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut; 4. Kelas empat, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk mengairi pertanaman dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut.

II - 2 Universitas Sumatera Utara

Tabel 2.1 Persyaratan Kualitas Air Bersih KIMIA No

Parameter

Satuan

Kadar Maksimum

Keterangan

yang diperbolehkan 1

Air raksa

mg/L

0,001

2

Arsen

mg/L

0,05

3

Besi

mg/L

1,0

4

Fluorida

mg/L

1,5

5

Kadnium

mg/L

0,005

6

Kesadahan (CaCO3) Klorida

mg/L

500

mg/L

600

mg/L

0,05

9

Kromium, Valensi 6 Mangan

mg/L

0,5

10

Nitrat, sebagai N

mg/L

10

11

Nitrit, sebagai N

mg/L

1,0

12

pH

mg/L

6,5 – 9,0

13

Selenium

mg/L

0,01

14

Seng

mg/L

15

15

Sianida

mg/L

0,1

16

Sulfat

mg/L

400

17

Timbal

mg/L

0,05

7 8

Merupakan batas minimum dan maksimum, khusus air hujan pH minimum 5,5

Sumber:Permenkes nomor:416/MEN.KES/PER/IX/1990 2.3 Besi (Fe) dan Mangan (Mn) Kandungan Fe dan Mn dalam air menyebabkan warna air berubah menjadi kuning-coklat setelah beberapa saat kontak dengan udara, di samping dapat mengganggu kesehatan dan menimbulkan bau yang kurang enak serta menyebabkan warna kuning pada diding bak serta bercak-bercak kuning pada pakaian Di antara logam-logam berat esensial dalam air tanah, kandungan besi (Fe) dan mangan (Mn) memiliki kadar yang relatif tinggi. Kadar Fe dapat mencapai 10-100 mg/L pada air tanah dalam dengan kadar oksigen yang rendah, sedangkan kadar Mn dapat mencapai 2 mg/L (Erlani,2011).

II - 3 Universitas Sumatera Utara

2.3.1. Besi (Fe) Besi adalah salah satu elemen kimiawi yang dapat ditemui pada hampir setiap tempat di bumi, pada semua lapisan geologis dan semua badan air. Pada air permukaan jarang ditemui kadar Fe lebih besar dari 1 mg/l, tetapi di dalam air tanah kadar Fe dapat jauh lebih tinggi. Konsentrasi Fe yang tinggi ini dapat dirasakan dan dapat menodai kain dan perkakas dapur. Besi (Fe) berada dalam tanah dan batuan sebagai ferioksida (Fe2O3) dan ferihidroksida (Fe(OH)3). Dalam air, besi berbentuk ferobikarbonat (Fe(HCO3)2), ferohidroksida (Fe(OH)2), ferosulfat (FeSO4) dan besi organic kompleks. Air tanah mengandung besi terlarut berbentuk ferro (Fe2+). Jika air tanah dipompakan keluar dan kontak dengan udara (oksigen) maka besi (Fe2+) akan teroksidasi menjadi ferihidroksida (Fe(OH)3). Air minum yang mengandung besi cenderung menimbulkan rasa mual apabila dikonsumsi (Slamet, 2004). Batuan dan mineral dalam tanah mengadung logam besi yang dapat larut ketika berada dalam air (Poerwadio dan Masduki, 2004). Umumnya kadar logam besi dalam air tanah dapat mencapai 3,6 mg/l (Rahman dan Hartono, 2004). Pada kawasan tertentu kadar Fe dalam air tanah mencapai 20 mg/l. Manakala kadar logam besi mencapai satu 1 mg/l maka keberadaannya dapat dikenali secara organoleptik karena air akan berwarna kuning kecokelatan, berbau tidak enak dan berasa asam-pahit (Nazarenko dan Zarubina, 2013). 2.3.2 Mangan (Mn) Mangan merupakan unsur logam yang termasuk golongan VII, dengan berat atom 54,93, titik lebur 12470C, dan titik didihnya 20320C (BPPT, 2004). Menurut Slamet (2007), mangan (Mn) adalah metal berwarna kelabu-kemerahan, di alam mangan (Mn) umumnya ditemui dalam bentuk senyawa dengan berbagai macam valensi. Air yang mengandung mangan (Mn) berlebih menimbulkan rasa, warna (coklat/ungu/hitam), dan kekeruhan (Fauziah, 2010). Dalam jumlah yang kecil (<0,5 mg/l) , mangan (Mn) dalam air tidak menimbulkan gangguan kesehatan, melainkan bermanfaat dalam menjaga kesehatan otak dan tulang, berperan dalam pertumbuhan rambut dan kuku, serta membantu menghasilkan enzim untuk metabolisme tubuh untuk mengubah karbohidrat dan protein membentuk energi yang akan digunakan. (Anonymous, 2010).

II - 4 Universitas Sumatera Utara

Tetapi dalam jumlah yang besar (>0,5 mg/l) , mangan (Mn) dalam air minum bersifat neurotoksik. Gejala yang timbul berupa gejala susunan syaraf, insomnia, kemudian lemah pada kaki dan otot muka sehingga ekspresi muka menjadi beku dan muka tampak seperti topeng/mask (Slamet, 2007). 2.4 Adsorpsi Adsorpsi adalah suatu proses yang terjadi ketika suatu fluida (cairan maupun gas) terikat pada suatu padatan dan akhirnya membentuk suatu film (lapisan tipis) pada permukaan padatan tersebut. Adsorpsi secara umum adalah proses penggumpalan substansi terlarut (soluble) yang ada dalam larutan, oleh permukaan zat atau benda penyerap, dimana terjadi suatu ikatan kimia fisika antara substansi dengan penyerapnya. Definisi lain menyatakan adsorpsi sebagai suatu peristiwa penyerapan pada lapisan permukaan atau antar fasa, dimana molekul dari suatu materi terkumpul pada bahan pengadsorpsi atau adsorben (Sonhi, P 2013). 2.4.1 Jenis-jenis adsorpsi Adsorbsi dapat digolongkan dalam dua jenis, yaitu adsorbsi secara kimia dan secara fisika. Adsorbsi secara kimia (kemisorbsi) adalah adsorbsi yang terjadi karena adanya gaya-gaya kimia dan diikuti oleh reaksi kimia. Adsorbsi jenis ini mengakibatkan terbentuknya ikatan secara kimia, sehingga diikuti dengan reaksi berupa senyawa baru. Pada kemisorbsi permukaan padatan sangat kuat mengikat molekul gas atau cairan sehingga sukar untuk dilepas kembali, sehingga proses kemisorbsi sangat sedikit. Adsorbsi fisika (fisiosorbsi) adalah adsorbsi yang terjadi karena adanya gaya-gaya fisika. Adsorbsi ini dicirikan adanya kalor adsorbsi yang kecil (10 kkal/mol). Molekul-molekul yang diadsorbsi secara fisik tidak terikat secara kuat pada permukaan dan biasanya terjadi pada proses reversible yang cepat, sehingga mudah diganti dengan molekul lain (Yustinah, 2015) Metode adsorpsi merupakan metode yang biaya operasional rendah, penerapan teknologi simpel dan produksi buangan sedikit. Penyisihan nitrat dapat digunakan dengan adsorben resin penukar ion, zeolit serta limbah pertanian (Kalaruban, 2015). Adapun kapasitas adsorpsi pada waktu t, qe (mg/g) diberikan pada persamaan berikut (Kumari, 2017) : (

)

(2.1)

II - 5 Universitas Sumatera Utara

Keterangan : C0

= konsentrasi nitrat mula-mula dalam fase cair (mg/l)

Ce

= konsentrasi nitrat pada waktu t dalam fase cair (mg/l)

V

= volume larutan (L)

m

= massa resin (g)

Untuk efisiensi penyisigan diberikan pada persamaan berikut (Kumari, 2017) : ( )

(

)

(2.2)

2.4.2 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Adsorpsi Adsorpsi dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu: 1. Jenis adsorbat, terdiri dari ukuran molekul adsorbat dan kepolaran adsorbat. Ukuran molekul yang sesuai penting untuk terjadinya proses adsorpsi karena molekul-molekul yang dapat diadsorpsi adalah molekul-molekul yang diameternya lebih kecil atau sama dengan diameter pori adsorben. Serta kepolaran zat, jika molekul lebih polar maka akan molekul-molekul akan lebih cepat teradsorpsi. 2. Karakteristik adsorben, terdiri dari luas permukaan dan volume pori adsorben. Jumlah molekul adsorbat yang teradsorpsi akan meningkat dengan bertambahnya luas permukaan dan volume pori. 3. Tekanan (P), tekanan yang dimaksud adalah tekanan adsorbat. Kenaikan tekanan adsorbat dapat menaikan jumlah yang diadsorpsi. 4. Temperatur absolut (T), yang dimaksud adalah temperatur dari adsorbat. Pada saat molekul-molekul gas atau adsorbat melekat pada permukaan adsorben akan terjadi pembebasan sejumlah energi yang dinamakan peristiwa exothermic. Berkurangnya temperatur akan menambah jumlah adsorbat yang teradsorpsi. 5. Waktu pengadukan, berdasarkan penelitian Hanafi dan Sami (2016), pada saat waktu pengadukan meningkat maka penyisihan anion pada awalnya juga meningkat, kemudian secara bertahap akan mendekati nilai konstan atau kesetimbangan. 6. pH, berdasarkan penelitian Ciopec et al., (2012), ph juga berpengaruh terhadap adsorpsi. Pada penelitian didapatkan pH antara 1-3 untuk penyisihan logam yang optimum, dan pada saat pH melebihi 3 kapasitas adsorpsi menurun. 7. Sifat adsorben, efisiensi penyerapan (adsorpsi) bergantung pada sifat fisikokimia, terutama luas permukaan, porositas, dan ukuran partikel dari adsorben. Pada umumnya II - 6 Universitas Sumatera Utara

kapasitas adsorpsi akan meningkat dengan berkurangnya ukuran partikel karena proses difusi larutan pada permukaan adsorben akan meningkat pada partikel yang lebih kecil. Ukuran pori juga sanga mempengaruhi laju adsorpsi yang memungkinkan perpindahan adsorbat pada permukaan dalam adsorben, dengan bertambahnya ukuran pori maka laju adsorpsi akan meningkat (Sidik, 2012). 8. Sifat adsorbat Adsorpsi dalam larutan dipengaruhi oleh beberapa sifat dari adsorbat seperti kelarutan, berat molekul dan ukuran molekul adsorbat. Kelarutan merupakan sifat yang paling berpengaruh pada kapasitas adsorpsi. Kelarutan yang tinggi mengindikasikan interaksi zat terlarut dan pelarut yang kuat. Kemudian peningkatan kapasitas adsorpsi terjadi karena peningkatan hidropobisitas dengan menurunnya kelarutan maka akan meningkatkan hidropobisitas (Sidik, 2012). 2.5 Karbon Aktif Karbon aktif merupakan senyawa amorf yang dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon atau arang yang diperlakukan secara khusus untuk mendapatkan daya adsorpsi yang tinggi. Karbon aktif dapat mengadsorpsi gas dan senyawasenyawa kimia tertentu atau sifat adsorpsinya selektif, tergantung pada besar atau volume pori-pori dan luas permukaan. Daya jerap karbon aktif sangat besar, yaitu 25- 1000% terhadap berat karbon aktif. (Darmawan, A.D, 2008) Singkong merupakan umbi akar yang dimana kulit nya mempunyai fungsi sebagai bahan untuk kompos yang selama ini masyarakat telah menganggapnya sebagai limbah yang di mana tidak mempunyai nilai fungsi. Dalam hal ini menurut penelitian (Ankabi,2007) kompos kulit singkong bermanfaat sebagai sumber nutrisi bagi tumbuhan yang berpotensi sebagai insektisida tumbuhan tanaman. Limbah kulit singkong dapat dimanfaatkan sebagai bahan yang mampu mengurangi kadar logam berat berbahaya. Berdasarkan beberapa hasil penelitian menyatakan bahwa kulit singkong memiliki kandungan protein, sellulosa non-reduksi, serat kasar yang tinggi dan HCN (asam sianida). Komponen–komponen tersebut mengandung gugus –OH, –NH2, –SH dan –CN yang dapat mengikat logam (Anonim, 2010). Kulit singkong mengandung C (Karbon) sebesar 59,31% yang berarti terdapat carbon yang tinggi, H (Hidrogen) sebesar 9,78%, O (Oksigen) sebesar 28,74% , N (Nitrogen) sebesar 2,06 % , S (Sulfur) sebesar 0,11% dan H2O (Air) sebesar 11,4% (Akanbi, 2007).

II - 7 Universitas Sumatera Utara

2.6 Karakteristik Karbon Aktif 1. Kadar Air Keberadaan air di dalam karbon berkaitan dengan sifat higroskopis dari karbon aktif, dimana umumnya karbon aktif memiliki sifat afinitas yang besar terhadap air. Pada relative humidity atas 60%, karbon aktif mampu menyerap uap air dalam jumlah yang sangat besar. Sifat yang sangat higroskopis inilah, sehingga karbon aktif digunakan sebagai adsorbent. Semakin tinggi bilangan iodin maka semakin besar air yang mampu diserap. Karbon dengan bilangan iodin tinggi memiliki luas permukaan yang besar atau poripori yang banyak sehingga lebih banyak menyerap dan menyimpan air dari udara sekitar. temperatur dan lamanya waktu karbonisasi memberikan pengaruh yang signifikan terhadap kadar air yang bisa diserap. Kadar air semakin turun dengan kenaikan temperatur dan lamanya waktu karbonisasi. 2. Kadar Abu Abu adalah oksida-oksida logam dalam arang yang terdiri dari mineral yang tidak dapat menguap (nonvolatil) pada proses pengabuan (dikarbonisasi). Kandungan abu sangat berpengaruh pada kualitas karbon aktif. Keberadaan abu yang berlebihan dapat menyebabkan terjadinya penyumbatan pori-pori karbon aktif sehingga luas permukaan karbon aktif menjadi berkurang. Selain itu juga menyebabkan korosi di mana karbon aktif yang telah terbentuk menjadi rusak. 3. Daya adsorpsi arang aktif terhadap iod Daya jerap/adsorpsi karbon aktif terhadap iodin mengindikasikan kemampuan karbon karbon aktif untuk mengadsorpsi komponen dengan berat molekul rendah (Suzuki et all, 2007). Karbon aktif dengan kemampuan menyerap iodinnya tinggi berarti memiliki luas permukaan yang lebih besar dan juga memiliki struktur mikro dan mesopori yang lebih besar. Ada dua cara yang digunakan untuk mengukur bilangan iodin tersebut, yaitu cara hanus dan cara wijs. Pada cara halus, larutan iodin standarnya dibuat dalam asam asetat pekat. (glacial) yang berisi bukan saja iodin tetapi juga iodium bromid, adanya iodin bomida akan mempercepat reaksi. Sedang cara wijs menggunakan larutan iodin dalam asam asetat pekat, tetapi mengandung iodium klorida sebagai pemacu reaksi. Titik akhir titrasi kelebihan iodin diukur dengan hilangnya warna biru dari amilum iodin.

II - 8 Universitas Sumatera Utara

2.7 Kinetika Adsorpsi Menurut Hassan (2015), kinetika adsorpsi merupakan salah satu karakteristik paling penting dalam mengetahui efisiensi adsorpsi. Cara memperoleh kinetika adsorpsi yaitu dengan membuat grafik adsorpsi dari persamaan yang ada dan menuliskan model kinetika berdasarkan pada apakah ada atau tidaknya data yang sesuai. Adapun model persamaannya ditunjukkan pada orde semu pertama, orde semu kedua dan model difusi permukaan homogen (HSDM) (Hanafi dan Abdel, 2016 dalam Ho dan McKay, 2000). Model persamaan orde pertama dan orde kedua digunakan pada data kinetika adsorpsi pertukaran ion dalam studi batch. Adapun kedua persamannya adalah sebagai berikut. 2.7.1

Orde Pseudo Pertama

Persaman orde pertama adalah salah satu persamaan yang paling banyak digunakan untuk mengadsorpsi zat terlarut dari suatu larutan. Adapun persamaan orde pertama yaitu (Mohammad, et al., 2017) : (

)

(

)

( )

(2.3)

Keterangan : qt dan qe

= kapasitas adsorpsi pada waktu t (mg N/g) dan pada waktu kesetimbangan

k1

=

konstanta laju kesetimbangan adsorpsi pada orde pertama (1/menit)

Gambar 2.1 Plot Konsentrasi dan Log Konsentrasi Terhadap Waktu

II - 9 Universitas Sumatera Utara

2.7.2 Orde Pseudo Kedua Model kinetika orde semu kedua umumnya sangat sesuai untuk waktu interaksi yang panjang dan untuk sistem adsorpsi larutan pada permukaan adsorben zat padat, dimana adsorpsi kedua rekatan (adsorben dan adsorbat) saling memberikan pengaruh (Sari dan Amaria. 2013). Adapun persamaan orde kedua yaitu (Mohammad, et al., 2017) : (2.4) Keterangan : qt dan qe

= jumlah yang terserap pada waktu t (mg N/g) dan pada waktu kesetimbangan

k2

= konstanta laju kesetimbangan adsorpsi pada orde kedua (g/mg menit)

2.8 Kesetimbangan Isotherm Adsorpsi isotermis penting dalam memahami mekanisme adsorpsi. Informasi penting dapat ditafsirkan

berdasarkan

isoterm

adsorpsi

tentang

bagaimana

adsorbat

molekul

mendistribusikan antara fase cair dan fase padat. Beberapa isoterm adsorpsi dapat digunakan untuk menghubungkan adsorpsi kesetimbangan dalam adsorpsi logam berat pada beberapa adsorben (Febrianto, dkk, 2009). Kesetimbangan adsorpsi dibuat bila konsentrasi adsorbat dalam larutan massal adalah dalam keseimbangan dinamis dengan yang dari antarmuka. Selain itu, studi kesetimbangan adsorpsi menentukan kapasitas adsorben, yang dapat digambarkan oleh isoterm adsorpsi, ditandai dengan konstanta tertentu yang nilainya menginformasikan sifat permukaan, heterogenitas, intensitas adsorpsi dan afinitas adsorben tertentu. Hubungan keseimbangan antara adsorben dan adsorbat dijelaskan oleh isoterm adsorpsi. Isoterm sorpsi berguna untuk mengevaluasi kapasitas serapan dari agen penyerap dan parameter termodinamika seperti panas dari penyerapan. Variasi serapan dengan konsentrasi sorbat itu untuk isoterm serapan yang berbeda, yaitu Langmuir, Freundlich dan Dubinin-Radushkevich (D-R). Jumlah adsorpsi pada saat kesetimbangan qe, dapat dilihat pada persamaan berikut : 2.8.1 Isotherm Freundlich Model Isotherm Freundlich merupakan model empiris dan dapat diterapkan pada adsorpsi multilayer, dengan distribusi adsorpsi, panas dan afinitas yang tidak seram pada heterogen surface dengan persamaan (Hannachi. 2014) : (2.5) II - 10 Universitas Sumatera Utara

Keterangan : Ce = Konsentrasi logam pada saat kesetimbangan (mg N/L) qe = Jumlah logam yang terserap per satuan massa adsorben pada saat kesetimbangan (mgN/g) Kf = Konstanta isotherm adsorpsi Freundlich yang berkaitan dengan tingkat kapasitas adsorpsi Intensitas adsorpsi yang baik (n) pada nilai n = 2-10, n = 1-2 untuk adsorpsi sedang dan n<1 untuk adsorpsi buruk (L. Haigang, 2015). 2.8.2 Isotherm Langmuir Model isotherm Langmuir merupakan model pengolahan pertama secara teori pada adsorpsi nonlinear, yang diaplikasikan pada rentang luas sistem exhibit terbatas atau kapasitas maksimum adsorpsi (Hannachi. 2014). Isotherm Langmuir mengasumsikan surface adsorpsi monolayer tanpa adanya interaksi lateral antara molekul adsorpsi (Anirudhan. 2011). Adapun persamaan model Langmuir yaitu (Thuan, et al., 2016) : (2.6) Atau :

Keterangan : Ce = Konsentrasi logam pada saat kesetimbangan (mg N/L) qe = Jumlah logam yang terserap per satuan massa adsorben pada saat kesetimbangan (mg N/g) qm = Jumlah maksimum logam yang terserap per satuan massa adsorben (mg N/g) Kl = konstanta afinitas Langmuir yang berhubungan dengan energi sorpsi desorpsi (L/mg) Proses adsorpsi model Langmuir, kemungkinan terjadi dimensionles (RL) dapat dilihat dengan rumus : (2.7)

II - 11 Universitas Sumatera Utara

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian Lokasi penelitian dilaksanakan di Laboratorium Ilmu Dasar dan Alam (LIDA) Universitas Sumatera Utara, Medan dan Politeknik Teknik Kimia Industri (PTKI) selama ± 4 bulan yaitu mulai bulan Juli hingga November 2018 yang dilanjutkan dengan pengolahan dan penyusunan data serta penyusunan laporan. Pada penelitian ini, air yang digunakan yaitu air yang berasal dari salah satu sumur warga di Sukadono. Dibawah ini merupakan titik pengambilan sampel untuk penelitian yang dilakukan.

Gambar 3.1 Lokasi Titik Pengambilan Sampel 3.2 Jenis Penelitian Penelitian ini termasuk dalam jenis penelitian eksperimental yang dilaksanakan dalam skala laboratorium dengan metode penelitian secara kuantitatif. 3.3 Alat dan Bahan 3.3.1 Alat a.

Alat Laboratorium

Adapun peralatan yang diperlukan dalam penelitian ini yaitu: 1. Oven 2. Seperangkat Alat Gelas

Universitas Sumatera Utara

3. Stirrer elektromagnetik 4. Neraca analitik digital 5. Spatula 6. Kertas Saring 7. Corong 8. Desikator 9. Furnace 10. Mgnetic Stirrer 11. Labu erlenmeyer 1000 ml 12. AAS 3.3.2 Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu : 1. Kulit Singkong sebagai Adsorben 2. Larutan NaOH 3. Karbon Aktif Komersial 4. Aquadest 5. Larutan KI 20% 6. Na2S2O3 0,1N 7. larutan I2 8. Larutan KI 20% 9. K2Cr2O7 10. indikator amylum 1% 3.4 Sumber Data Data yang dikumpulkan meliputi: a. Data Primer Data primer merupakan data yang diperoleh dari hasil analisa penelitian di laboratorium ataupun penelitian di lapangan secara langsung mulai dari pengujian awal sampai pengujian akhir. b. Data Sekunder Data sekunder diperoleh dari studi literatur pustaka.

III-2 Universitas Sumatera Utara

3.5 Kerangka Penelitan Adapun kerangka penelitian untuk tugas akhir ini dapat dilihat dalam bentuk diagram alir penelitian pada Gambar 3.1. Mulai

Perumusan Masalah

Studi literatur

Penentuan Metode Penelitian Pengumpulan Data

Data Primer 1. Desain dimensi reaktor Desain Peralatan Penelitian

2. Persiapan alat dan bahan

Pengumpulan Alat dan Bahan Metode Analisa Sampel

Analisa Laboratorium

Uji Bilangan Iodin

Perlakuan Variasi Dosis Adsorben

Perlakuan Variasi waktu kontak

Pengujian Sampel Efluen dengan AAS (Atomic Adsorption Spectroscopy)

Pengolahan dan Analisa Data serta Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian

III-3 Universitas Sumatera Utara

3.6 Langkah Penelitian 3.6.1 Pengambilan Sampel Pengambilan sampel dilakukan dengan cara 1. Tampung air dari kran input dengan menggunakan wadah sampel 2. Tunggu sampai air memenuhi isi wadah sampel tersebut. 3. Lalu tutup wadah sampel tersebut dan beri label. 4. Sampel dibawa sesegera mungkin ke laboratorium untuk dianalis 3.6.2 Kolom Penelitian Dalam penelitian ini akan digunakan sistem batch yang memiliki karakteristik sebagai berikut: Kolom Batch Sebagai Sebagai tempat penampungan limbah yang masuk (influent) kedalam labu erlenmeyer (Gambar 3.3) untuk mengetahui variabel kinetika adsorpsi dan isotherm kesetimbangan.

Gambar 3.3 Sistem Batch 3.7. Cara Kerja 3.7.1. Proses Penelitian Proses penelitian yang akan dilakukan terdiri dari tahapan awal persiapan dan tahapan percobaan. Pada tahapan awal, dilakukan preparasi karbon aktif terlebih dahulu dan pada tahapan percobaan, dilakukan pengujian dengan menggunakan sistem batc 1.

Preparasi Kulit Singkong

a. Dipotong kecil-kecil dengan ukuran 1-5 mm; b. Dicuci kulit singkong hingga bersih; c. Dikeringkan selama 48 jam dibawah matahari d. Dikeringkan dalam oven dengan suhu 110 °C selama 3 jam.

III-4 Universitas Sumatera Utara

Adapun flowchart preparasi kulit singkong sebagai berikut : Mulai

Dipotong kecil-kecil kulit singkong menjadi 1-5 mm

Dicuci hingga bersih

Dikeringkan selama 48 jam dibawah matahari

Dikeringkan dalam oven pada suhu 110°C selama 3 jam

Selesai

Gambar 3.4 Flowchart Preparasi Kulit Singkong

2.

Proses Karbonisasi

a. Dikarbonisasi adsorben yang telah dikeringkan dengan suhu 700°C selama 2 jam; b. Didinginkan kulit singkong menggunakan desikator selama 30 menit; c. Diayak Kulit Singkong d. Kulit singkong disimpan dalam wadah kering dan tertutup. Adapun flowchart Proses Karbonisasi adalah sebagai berikut: Mulai

Dikarbonisasi adsorben yang telah dikeringkan dengan suhu 700°C selama 2 jam

Didinginkan kulit singkong menggunakan desikator

selama 30 menit; Diayak Kulit Singkong

Kulit singkong disimpan dalam wadah kering dan tertutup.

Selesai

Gambar 3.5 Flowchart Proses Karbonisasi

III-5 Universitas Sumatera Utara

3. Proses Aktivasi a. Karbon aktif direndam sebanyak 40 gram di beaker glass yangmengandung 400 ml NaOH selama 24 jam b. Disaring menggunakan kertas saring c. Dikeringkan pada suhu 110 0C selama 5 jam menggunakan oven d. Didinginkan pada desikator selama 30 menit Adapun flowchart Proses Aktivasi adalah sebagai berikut: Mulai

Karbon aktif direndam sebanyak 40 gram di beaker glass yangmengandung 400 ml NaOH 0,3 N selama 24 jam

Hasil disaring menggunakan kertas

saring

Dikeringkan pada suhu 110 0C selama 5jam menggukan oven

Karbon aktif didinginkan pada desikator selama30 menit

Selesai Gambar 3.6 Flowchart Proses Aktivasi

4. Analisa Kadar Air a. Dimasukkan 1 gram karbon aktif ke dalam cawan yang telah diketahui beratnya; b. Dipanaskan cawan yang berisi karbon aktif kedalam oven pada suhu 110 0C selama 2 jam c. Didinginkan dalam desikator selama 30 menit; d. Ditimbang Kadar air dapat dihitung dengan persamaan berikut: Kadar air =

W1 −W2 W1 −W0

x 100%

(3.1)

III-6 Universitas Sumatera Utara

Keterangan: W0 = Berat cawan kosong W1 = Berat cawan beserta 1 gram karbon aktif sebelum dioven W2 = Berat cawan beserta 1 gram karbon aktif setelah dioven Adapun flowchart analisa kadar air adalah sebagai berikut:

Mulai

Cawan ditimbang dan dicatat beratnya 1 gr karbon aktif dimasukkan ke dalam cawan Cawan berisi karbon aktif dipanaskan dalam oven pada suhu 110 0Cselama 2 jam Cawan berisi karbon aktif didinginkan dalam desikator Cawan berisi karbon aktif ditimbang dan dicatat beratnya Selesai

Gambar 3.7 Flowchart Analisa Kadar Air

5. Analisa Kadar Abu a. Dimasukkan 1 gram karbon aktif ke dalam cawan yang telah diketahui beratnya b. Dimasukkan dalam oven pada suhu 650 0C selama 2 jam c. Didinginkan dalam desikator d. Ditimbang Kadar abu dapat dihitung dengan persamaan berikut: Kadar abu =

W2 −W0 W1 −W0

x 100%

(3.2)

III-7 Universitas Sumatera Utara

Adapun flowchart analisa kadar abu adalah sebagai berikut: Mulai

Cawan ditimbang dan dicatat beratnya Dimasukkan 1 gram karbon aktif ke dalam cawan Cawan berisi karbon aktif dipanaskan dalam oven pada suhu 650 0Cselama 2 jam Cawan berisi karbon aktif didinginkan dalam desikator Cawan berisi karbon aktif ditimbang dan dicatat beratnya Selesai

Gambar 3.8 Flowchart Analisa Kadar Abu

6. Analisa Daya serap iodin a. Dimasukkan ± 0,25 gram karbon aktif kedalam Erlenmeyer b. Dibungkus dengan aluminium foil c. Tambahkan 25 ml larutan I2 0,1 N lalu diaduk selama 15 menit pada suhu kamar d. disaring e. Filtrat sebanyak 10 ml dititrasi dengan larutan Na2S2O3 0,1 N hingga berwarna kuning muda lalu diberi beberapa tetes indikator amilum f. Titrasi dilanjutkan sampai warna biru tepat hilang Daya serap iodin dapat ditentukan dengan persamaan berikut:

Daya serap iodin = 10 −

(

VxN )x 12,693 0,1N

W

x fp

3.3

III-8 Universitas Sumatera Utara

Adapun flowchart analisa uji daya serap iodin adalah sebagai berikut: Mulai

Dimasukkan ±0,25 gram karbon aktif kedalam Erlenmeyer dibungkus dengan aluminium foil Dibungkus dengan aluminium foil Tambahkan 25 ml larutan I2 0,1 N, diaduk 15 menit Disaring Filtrat 10 ml dititrasi dengan larutan Na2S2O3 0,1 N Dititrasi sampai warna biru hilang Selesaiul

Gambar 3.9 Flowchart Analisa uji daya serap iodin

3.7.2 Pengujian Variasi Waktu Adsorpsi Dipersiapkan 5 buah labu erlenmeyer ukuran 1000 ml. Ke dalam masing-masing labu dimasukkan 100 ml air sumur dan 1 gram karbon aktif. Sampel diaduk menggunakan magnetic stirrer selama 5, 15,30, 45 menit. Sampel disaring menggunakan kertas saring, dimasukkan dalam botol sampel dan diamati menggunakan AAS untuk menentukan efektifitas tertinggi dan durasi waktu optimum. 3.7.3 Pengujian Variasi Massa Adsorben Dipersiapkan 5 buah erlenmeyer ukuran 1000 ml. Ke dalam masing-masing labu ditambahkan 100 ml air sumur dengan variasi 0,25; 0,5; 0,75; 1, 1,25 gr karbon aktif. Sampel diaduk selama durasi waktu optimum. Setelah selesai, sampel disaring menggunakan kertas saring, dimasukkan dalam botol sampel dan diamati menggunakan AAS untuk menentukan efektifitas tertinggi dan massa adsorben optimum.

III-9 Universitas Sumatera Utara

Adapun flowcharttahapan percobaan yang akan dilakukan adalah sebagai berikut Mulai

Disiapkan adsorben dan juga air sumur Dimasukkan masing – masing adsorben kedalam masing – masing air sumur dengan volume 100 ml Suspensi yang telah terbentuk diaduk dengan stirrer elektromagnetik pada kecepatan 150 rpm

Ditampung sampel efluen

Ya

Apakah ada variasiwaktu kontak? ( 0; 5; 15; 30 dan 45 (menit)) Tidak Apakah ada variasi dosis adsorben?

Ya

(0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25 (gram))

Dianalisa konsentrasi logam pada efluen dengan AAS (Atomic Adsorption Spectroscopy)

Selesai Gambar 3.10 Flowchart Penyisihan Logam Fe dan Mn Menggunakan Sistem Batch

3.7.4 Pengujian Sampel Dalam penelitian ini prinsip pengukuran besi dan mangan mengacu pada metode AAS (Atomic Adsorption Spectroscopy).

III-10 Universitas Sumatera Utara

3.8 Analisa Data Data yang diperoleh akan dilihat nilai yang paling optimal dari perubahan konsentrasi besi dan mangan. Data hasil percobaan akan dihitung menggunakan Microsoft Excel dan disajikan dalam bentuk tabel dan grafik dengan pemodelan persamaan pada sistem batch yaitu persamaan Orde Pertama dan persamaan Orde Kedua (untuk kinetika adsorpsi), persamaan Langmuir dan persamaan Freundlich (untuk isotherm adsorpsi kesetimbangan). Data yang diperoleh akan menunjukkan nilai yang paling optimal tentang perubahan konsentrasi Fe dan Mn. 3.8.1. Efisiensi Penyisihan (%RE) Untuk mengetahui efisiensi penurunan kadar Fe dan Mn. pada sampel air sumur, maka dalam penelitian ini dapat dihitung efisiensinya dengan membandingkan influen dan efluen yang dinyatakan dalam persen (%) seperti rumus berikut : Perhitungan efisiensi : RE =

C1 - C 2 x 100 % C1

dimana : RE = Efisiensi C1 = Konsentrasi besi dan mangan sebelum treatment C2 = Konsentrasi besi dan mangan setelah treatment

III-11 Universitas Sumatera Utara

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Kualitas Air di Lokasi Sampling Kualistas air di lokasi sampling tepatnya di Tanjung Gusta daerah Sukadono bisa dikatakan kurang baik, bisa dilihat dari kandungan-kandungan dalam air pada lokasi sampling. Dilihat dari warnanya, air sumur di daerah Sukadono berwana kuning kecokelatan, dan berbau besi. Dr Ir Firdaus Ali, M. Sc menyatakan bahwa jika air tanah yang digunakan memiliki bau seperti besi, maka bisa saja air tersebut telah mengandung mangan dan besi yang berlebihan. Sedikitnya, kandungan mangan yang terdapat pada air berkisar 0,3 mg/L. Suhu air di Daerah Sukadono sebesar 26℃. Berdasar hasil pengukuran kualitas air sumur di daerah Sukadono ada beberapa parameter yang tidak memenuhi baku mutu (Baku Mutu Air Bersih Permenkes RI No.416/Menkes /Per/IX/1990). Kandungan yang terdapat pada air di Sukadono yaitu pada tabel dibawah ini Tabel 4.1 Hasil Uji Kualitas Air di Lokasi Sampling No

Parameter

Satuan

Kadar Maksimum yang diperbolehkan

1 2 3 4 5 6 7

TDS Fe Mn Cl NO3 SO4 pH

mg/ Liter mg/ Liter mg/ Liter mg/ Liter mg/ Liter mg/ Liter -

1000 1,0 0,5 250 1,0 400 6,5-8,5

Kadar dalam air sumur di daerah Sukadono 961,40 4,6517 0,9328 0,0525 0,0937 0,4311 6,5

Dari tabel diatas menunjukkan bahwa parameter yang melebihi baku mutu adalah kandungan Fe dan Mn. Besi (Fe) dan mangan (Mn) merupakan logam yang sering bersamaan keberadaannya di alam maupun dalam air. Logam ini dibutuhkan dalam tubuh namun dalam jumlah kecil.

Kelebihan logam ini bisa menyebabkan keracunan, dimana terjadi muntah, diare, kerusakan usus, hemokromatosis, sirosis, kanker hati, diabetes, gagal jantung, artritis, impotensi, kemandulan, hopotiroid, dan kelelahan menahun (Marwati dkk, 2015), pengaruh antara jarak sumur dari sumber pencemar berpengaruh terhadap kadar besi air sumur daerah Sukadono. Diketahui bahwa sumur yang berdekatan dengan sumber pencemar seperti perusahaan industri dapat menurunkan kualitas air sumur dalam hal ini yaitu membuat kadar besi dalam air menjadi tinggi melewati batas normal yang telah ditentukan yaitu > 1 mg/l.

Universitas Sumatera Utara

4.2 Karakteristik Karbon Aktif Kulit Singkong Karbon aktif berbahan baku kulit singkong diuji kadar air, kadar abu, dan daya serap iodin sesuai prosedur pada Bab III dan diperoleh data sebagai berikut: Tabel 4.2 Hasil Uji Karakteristik Karbon Aktif No 1 2 3

Karakteristik Kadar air Kadar abu Daya serap iodin

Nilai 10 % 13 % 454,40 mg/g

SNI Maks. 15% Maks. 10% Maks. 750 mg/g

Temperatu pembakaran karbon adalah 700℃ selama 2 jam, dengan berat sampe 1 gr. Untuk analisa kadar air, suhu yang digunakan 110℃ dan waktu selama 3 jam, sedangkan untuk analisa kadar abu, suhu yang digunakan 650℃ selama 2 jam. Analisa Daya Serap Iodin digunakan metode Titrasi Iodometri. Untuk lebih jelasnya terkait perhitungan Kadar Air, Kadar Abu dan Daya Serap Iodin bisa dilihat pada lampiran II. 4.2.1 Kadar Air Penetapan kadar air arang aktif bertujuan untuk mengetahui sifat higroskopis arang aktif. Kadar air yang dihasilkan dari penelitian ini sebesar 10%. Hasil analisis sidik ragam menunjukkan interaksi jenis dan konsentrasi aktivator kimia sangat berpengaruh nyata terhadap kadar air arang aktif. Terdapat kecenderungan semakin besar konsentrasi yang diberikan, maka semakin tinggi kadar air arang aktif. Hasil analisis menunjukkan adanya korelasi positif terhadap kadar air arang aktif dengan. Hal ini diduga dikarenakan semakin tingginya konsentrasi aktivator maka semakin sulit penguraian pada suhu 700°C di dalam furnace sehingga masih banyak air yang tertinggal di dalam arang aktif. Kadar air yang tinggi akan mempengaruhi sifat higroskopis terhadap arang aktif. Menurut hendraway (2003), kadar air arang aktif dipengaruhi oleh sifat higroskopis arang aktif, jumlah air di udara, lama proses pendinginan, penggilingan, dan pengayakan. Kadar air arang aktif telah memenuhi standar kualitas arang aktif berbentuk serbuk. Pada SNI 06-3730-1995 nilai kadar air untuk arang aktif berbentuk serbuk adalah kurang dari 15% 4.2.2 Kadar Abu Kandungan abu sangat berpengaruh pada kualitas arang yang dihasilkan. Keberadaan abu yang berlebihan dapat menyebabkan terjadinya penyumbatan pori-pori pada arang sehingga luas permukaan arang menjadi berkurang (Scroder, 2006). Kadar abu yang dihasilkan dalam penelitian ini berkisar antara 13%. Pada hasil penelitian yang dilakukan oleh Gusti Gilang IV - 2 Universitas Sumatera Utara

Ramadhan Maulana, dkk tahun 2017 mengatakan bahwa konsentrasi aktivator kimia sangat berpengaruh nyata terhadap kadar abu arang aktif. Hasil uji duncan menunjukkan bahwa kenaikan konsentrasi aktivator NaOH menyebabkan kadar abu arang aktif juga semakin meningkat. Hal ini terjadi karena pemberian konsentrasi yang lebih tinggi akan memperluas permukaan arang aktif, sehingga pori-pori yangterbentuk semakin banyak dan besar. Kadar abu yang dihasilkan arang aktif tidak memenuhi standar kualitas arang aktif berbentuk serbuk menurut SNI 06-3730-1995 yaitu lebih kecil dari 10% 4.2.3 Daya Serap iodin Penetapan daya jerap arang aktif terhadap iod bertujuan untuk mengetahui kemampuan arang aktif dalam menyerap larutan berwarna atau kotoran. Daya jerap iod yang dihasilkan dalam penelitian ini berkisar antara 454,40 mg/g. Hasil uji duncan menunjukkan pemberian konsentrasi NaOH berpengaruh nyata terhadap hasil daya jerap iod, semakin besar konsentrasi maka daya jerap iod semakin tinggi, hal ini saling berkaitan dengan kadar karbon yang terikat yang semakin meningkat pada aktivator NaOH. Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa interaksi jenis dan konsentrasi aktivator kimia sangat berpengaruh nyata terhadap daya jerap iod arang aktif. Daya jerap iod arang aktif yang dihasilkan dalam penelitian ini tidak memenuhi syarat SNI-06-3730-1995, yaitu minimal 750 mg/g. Hal ini disebabkan karena kadar abu dan kadar zat mudah menguap yang terkandung di dalam arang aktif sangat tinggi, mengakibatkan rendahnya kadar karbon. Semakin sedikit kadar karbon yang dihasilkan maka, semakin kecil atau semakin sedikit pori-pori yang terbentuk, sehingga mengakibatkan luas permukaan arang aktif juga kecil. Hal ini mengakibatkan daya jerap iod arang aktif rendah 4.3 Hubungan Karbon Aktif Komersil dengan Karbon Aktif Buatan Karbon Aktif Komersi dan Karbon Aktif Buatan dari Kulit singkong bisa menyerap logam Fe dan Mn dari air sumur di daerah Sukadono. Penyisihan Logam Fe dengan menggunakan Karbon Aktif Komersil lebih baik dan lebih efektif digunakan daripada menggunakan Karbon Aktif Buatan. Karbon Aktif Komersil dan Karbon Aktif Buatan dapat menyerap logam Fe lebih baik dibandingkan menyerap logam mangan Mn. Hal ini diakibatkan karena polaritas ion logam besi (Fe) yang lebih besar jika dibandingkan dengan mangan (Mn) sehingga ion logam ini akan lebih mudah berikatan dengan adsorben yang bersifat polar. Kekuatan interaksi (ikatan) yang terjadi antara ion Fe dan Mn dengan permukaan karbon aktif buatan lebih lemah dibandingkan dengan interaksi (ikatan) yang terjadi antara logam Fe dan Mn pada IV - 3 Universitas Sumatera Utara

permukaan karbon aktif komersil dan intensitas adsorpsi pada karbon aktif komersil lebih lebih besar daripada menggunakan karbon aktif buatan. Hal ini ditunjukkan dari nilai Kf yang diperoleh, semakin besar nilai Kf maka semakin besar intensitas adsorpsi (Igwe et al. 2007). 4.4 Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Adsorpsi Logam Fe dan Mn Waktu kontak merupakan salah satu parameter yang mempengaruhi proses adsorbsi karena berkaitan dengan laju reaksi yang dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi terhadap waktu. Waktu kontak yang berbeda akan menghasilkan efektifitas adsorbsi yang berbeda pula sehingga untuk menentukan kemampuan adsorbsi maksimal karbon aktif, dibutuhkan pengujian waktu kontak. Waktu kontak yang divariasikan menunjukkan waktu yang dibutuhkan sehingga kesetimbangan adsorbsi tercapai dan mengetahui kemampuan adsorbsi karbon aktif. Menurut Teng dan Hsu (2000), bila waktu pengontakan terlalu lama maka akan menyebabkan reaksi tidak berjalan secara optimal sehingga dapat memengaruhi kualitas karbon aktif. Pada penelitian ini, variasi waktu kontak yang dilakukan menunjukkan waktu yang dibutuhkan sehingga kesetimbangan adsorpsi tercapai dan mengetahui maksimal karbon aktif buatan dan karbon aktif komersil dalam menyerap logam Fe dan Mn.Variasi waktu kontak pada penelitian ini antara lain 5, 15, 30, 45 menit. 4.4.1 Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Adsorpsi Logam Fe Pada uji adsorpsi Fe dengan konsentrasi awal Fe 4,6517 mg/l, hasil pengaruh waktu terhadap adsorpsi Fe pada karbon aktif buatan dan karbon aktif komersil dapat dilihat pada gambar 4.1. Adsorpsi Fe dengan menggunakan karbon aktif buatan, pada 5 menit pertama diperoleh efisiensi penyisihan adsorpsi sebesar 52,0154%, kapasitas adsorpsi 0.2420 mg/g, dan pada menit ke-15 efisiensi meningkat secara signifikan, efisiensi penyisihan 72,8056%, kapasitas adsorpsi 0,3387 mg/g dan mengalami penurunan pada menit ke 30 dengan efisiensi penyisihan 68,3213%, kapasitas adsorpsi 0,3178 mg/g. Setelah menit ke 45, efisiensi penyisihan Fe mengalami peningkataan sebesar 89,6339 dengan kapasitas adsorpsi sebesar 0,4170 mg/g. Tidak terlalu berbeda dengan karbon aktif buatan, karbon aktif komersil tidak mengalami perubahan yang terlalu signifikan pada menit ke-5 hingga menit ke-15, yaitu dengan efisiensi penyisihan dari 54.7799%, kapasitas adsorpsi 0,2548 mg/g menjadi efisiensi penyisihan 57,7724%, kapasitas adsorpsi 0,2687 mg/g. Pada menit ke-30 hingga menit ke-45 mengalami penurunan yang cukup signifikan, yaitu dengan efisiensi penyisihan 66.4101 %, kapasitas adsorpsi sebesar 0.3089 mg/g menjadi efisiensi penyisihan 98,4521 dengan kapasitas adsorpsi sebesar 0,4579. IV - 4 Universitas Sumatera Utara

Hasil analisa diatas, didapatkan bahwa semakin meningkatnya waktu kontak antara karbon aktif dengan logam Fe maka efisiensi penyisihan logam Fe dan kapasitas adsorpsi semakin besar sampai dengan waktu optimum. Peningkatan kapasitas adsorpsi ini terjadi karena jumlah sisi aktif (Said, A., et al. 2014) yang tersedia pada permukaan adsorben masih banyak yang belum terisi atau kondisinya belum jenuh (Ravancic, M., et al. 2015), sehingga memudahkan interaksi antara logam Fe dengan permukaan adsorban. Semakin lama waktu interaksi adsorben dengan adsorbat memungkinkan terjadinya banyaknya tumbukan yang terjadi (Said, H et all. 2014), maka semakin banyak adsorbat yang teradsorpsi. Peneliti Mahmoud El Quardi, et all (2015) menyatakan proses adsorpsi terjadi dalam dua fase yaitu fase cepat yang terjadi pada saat adsorpsi permulaan dan fase kedua perlahan adsorpsi logam Fe melambat seiring dengan pertambahan waktu hingga mencapai kesetimbangan. Didapatkan bahwa waktu kontak optimal pada karbon aktif buatan dan karbon aaktif komersil adalah 45 menit. Ini terjadi karena, dengan bertambahnya waktu kontak yang lebih lama, maka sisi aktif pada adsorben hampir terisi penuh atau sudah terisi penuh (Hidayati, dkk.

Kapasitas, Q (mg/g)

2013). 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00

Karbon Aktif Buatan Karbon Aktif Komersil

5

15 30 Waktu Kontak (menit)

45

Gambar 4.1 Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Kapasitas Adsorpsi logam Fe dengan Konsentrasi Awal 4,6517 mg/l Pada Gambar 4.1 juga menunjukkan perbandingan efisiensi adsorpsi antara kedua adsorben, didapatkan bahwa efisiensi penyisihan dan kapasitas adsorpsi logam Fe pada Komersil lebih besar dari karbon aktif buatan, akan tetapi pada menit ke-30 hingga menit ke-45 mengalami penurunan yang cukup signifikan, yaitu dengan efisiensi penyisihan 66.4101 %, kapasitas adsorpsi sebesar 0.3089 mg/g menjadi efisiensi penyisihan 98,4521 dengan kapasitas adsorpsi sebesar 0,4579. IV - 5 Universitas Sumatera Utara

4.4.2 Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Adsorpsi Logam Mn Hasil pengaruh waktu kontak terhadap adsorpsi logam Mn dengan konsentrasi awal 0,9328 mg/l dapat dilihat pada Gambar 4.2 Berdasarkan gambar tersebut karbon aktif buatan, pada 5 menit pertama uji diperoleh efisiensi adsorpsi logam Mn sebesar 16.7345% dan kapasitas adsorpsi 0,0156 mg/g kemudian pada menit ke-15 mengalami kenaikan efisiensi adsorpsi hingga 24.6140%, 0,0229 mg/g untuk kapasitas adsorpsi, menit ke-30 hingga menit ke-45, yang mencapai efisiensi penyisihan 45.7225% dan kapasitas adsorpsi 0,0426 menjadi efisiensi penyisihan 71.0334 % dengan kapasitas adsorpsi sebesar 0,0662 mg/g. Begitu juga dengan adsorpsi logam Mn pada karbon aktif komersil, didapatkan pada menit ke-5 efisiensi penyisihan 32.0540 % dan kapasitas adsorpsi 0,0299 mg/g, pada menit ke-15 efisiensi penyisihan tidak meningkat tajam, yaitu sebesar 37.5964 % dan kapasitasnya sebesar 0,0350 mg/g, pada menit ke 30 mengalami peningkatan efisiensi penyisihan sebesar 84.4232% dengan kapasitas 0,0787 dan terus mengalami kenaikan hingga menit ke-45 dengan efisiensi penyisihan 93.6749 dengan kapasitas adsorpsi 0,0873 mg/g. Hasil analisa diatas, bahwa pada karbon aktif buatan dan karbon aktif komersil didapatkan waktu optimal untuk proses adsorpsi yaitu pada menit ke-45 efisiensi penyisihan dan kapasitas adsorpsi yang paling optimum terdapat pada menit ke-45. Adsorben dapat menyerap logam Fe lebih baik dibandingkan menyerap logam mangan Mn. Hal ini diakibatkan karena polaritas ion logam besi (Fe) yang lebih besar jika dibandingkan dengan mangan (Mn)

Kapasitas, Q (mg/g)

sehingga ion logam ini akan lebih mudah berikatan dengan adsorben yang bersifat polar. 0.10 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0.00

Karbon Aktif Buatan Karbo Aktif Komersil 5

15

30

45

Waktu Kontak (menit)

Gambar 4.2 Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Kapasitas Adsorpsi logam Mn dengan Konsentrasi Awal 0,9328 mg/l IV - 6 Universitas Sumatera Utara

4.5 Pengaruh Dosis Adsorben Terhadap Adsorpsi Logam Fe dan Mn Selain waktu kontak, parameter lain yang dapat memengaruhi efektifitas adsorbsi adalah dosis karbon aktif yang digunakan. Untuk menentukan kemampuan adsorbsi maksimal, dibutuhkan pengujian kapasitas adsorbsi menggunakan massa karbon aktif yang berbeda-beda. Massa karbon aktif yang digunakan pada penelitian ini akan divariasikan yakni: 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25 gram. Semua variasi ini akan menjalankan proses adsorbsi selama 45 menit sesuai dengan waktu kontak yang diperoleh dari percobaan sebelumnya dan dengan kecepatan perputaran 150 rpm. 4.5.1 Pengaruh Dosis Adsorben Terhadap Adsorpsi Logam Fe Pengaruh dosis adsorben karbon aktif buatan dan karbon aktif komersil, dilakukan pada variasi 0,25 sampai 1,25 gram dengan waktu kontak 45 menit. Dari hasil pengujian yang terdapat pada Gambar 4.3 karbon aktif buatan dengan dosis adsorben 0,25 gram didapatkan efisiensi penyisihannya Fe sebesar 74,88 % dan kapasitas adsorpsi sebesar 1,9482 mg/g, pada dosis adsorben 0,5 dan 0.75 gram tidak mengalami peningkatan yang signifikan, yaitu menjadi 84,41 % dan 84,73 %, dengan kapasitas adsorpsi sebesar 1,0980 mg/g dan 0.7347mg/g, selanjutnya dosis adsorben 1 gram didapatkan efisiensi penyisihan 92,62% dan kapasitas adsorpsi 0,6024 mg/g, pada dosis adsorben 1.25 mengalami penurunan menjadi 62,78 % dan kapasitas adsorpsi sebesar 0,3267 mg/g. Pada karbon aktif komersil, pada dosis adsorben 0,25 efisiensi penyisihan logam Fe adalah 71,02% dan kapasitas adsorpsi sebesar 1,8477 mg/g, pada dosis adsorben 0,5 gram efisiensi penyisihan logam Fe sebesar 78,97% dan kapasitas adsorpsi sebesar 1,0272 mg/g, pada dosis adsorben 0,75 gram efisiensi penyisihan sebesar 81,40% dan kapasitas adsorpsi sebesar 0,7059 mg/g, pada dosis adsorben 1 gram efisiensi penyisihan sebesar 92,03% dan kapasitas adsorpsi sebesar 0,5985, selanjutnya dosis adsorben 1,25 gram efisiensi penyisihan menjadi sebesar 93,00% dan kapasitas adsorpsi sebesar 0,4839 mg/g.

IV - 7 Universitas Sumatera Utara

Kapasitas, Q (mg/g)

2.50 2.00 1.50 1.00 0.50

Karbon Aktif Buatan Karbon Aktif Komersil

0.00 0.25

0.5

0.75

1

1.25

Konsentrasi Karbon Aktif (gram/100 ml)

Gambar 4.3 Pengaruh Dosis Adsorben Terhadap Kapasitas Adsorpsi logam Fe dengan Konsentrasi Awal 6,5035 mg/l Berdasarkan data pada Gambar 4.3, kapasitas adsorbsi tertinggi dicapai pada percobaan yang menggunakan karbon aktif buatan seberat 1 gram dan menggunakan karbon aktif komersil sebesar 1.25 gram. Menurut Hargono, dkk 2008 dalam Pitriani Pipit 2010, penurunan efisiensi penyerapan disebabkan karena larutan menjadi kental sehingga proses pengadukan tidak sempurna, akibatnya efisiensi penyerapannya menurun. Jika dilihat dari kapasitas adsorpsi optimum yang didapatkan, maka dapat dihitung berapa banyak dosis adsorben yang dibutuhkan untuk dapat menyisihkan kadar logam Fe dari air sumur di daerah Sukadono per Liter setiap hari. Dibawah ini merupakan data perhitungan jumlah dosis adsorben yang dibutuhkan untuk menyisihkan logam Fe per Liter: Jika menggunakan Karbon Aktif Buatan dari Kulit Singkong, dosis optimum untuk menyisihkan Logam Fe sebanyak 1 gr untuk 100 ml. Maka untuk menyisihkan 1 L dibutuhkan 100 ml = 0.1 L 1000 mL = 1 L 100 ml → 1 gr 1000 ml → 1 gr x 10 = 10 gr Dari perhitungan di atas diperoleh hasil untuk menyisihkan kadar logam Fe dalam 1 L air, diperlukan karbon aktif sebanyak 10 gr. Kebutuhan akan air bersih warga di Sukadono ± 80 L/hari/orang, jika disimulasikan, setiap rumah tangga ada 5 orang, maka air yang dibutuhkan

IV - 8 Universitas Sumatera Utara

±400 L/hari/rumah tangga. Dari data di atas, bisa disimpulkan bahwa banyaknya karbon aktif buatan yang dibutuhkan adalah 10 gr x 400 = 4000 gr. Untuk menghasilkan 4000 gr karbon aktif kulit singkong, dibutuhkan 400 kg kulit singkong. Bisa disimpulkan bahwa penyisihan logam Fe dari air sumur menggunakan kulit singkong secara ekonomis tidak layak untuk digunakan, akan tetapi bisa menyerap logam Fe. 4.5.2 Pengaruh Dosis Adsorben Terhadap Adsorpsi Logam Mn Dari hasil pengujian yang terdapat pada Gambar 4.4 karbon aktif buatan dengan dosis adsorben 0,25 gram didapatkan efisiensi penyisihannya Mn

sebesar 4,37%, pada dosis

adsorben 0,5 dan 0.75 gram tidak mengalami peningkatan yang signifikan, yaitu menjadi 34,84% dan 58,17%, selanjutnya dosis adsorben 1 gram didapatkan efisiensi penyisihan 71,67%, pada dosis adsorben 1.25 mengalami penurunan menjadi 50,98%.. Pada karbon aktif komersil, pada dosis adsorben 0,25 efisiensi penyisihan logam Mn adalah 8,91%, dosis adsorben 0,5 gram sebesar 34,72%, dosis adsorben 0,75 gram sebesar 58,17%, dosis adsorben 1 gram sebesar 87,98%, selanjutnya dosis resin 1,25 gram mengalami penurunan efisiensi penyisihan menjadi sebesar 79,57. Sama halnya dengan karbon aktif buatan, pada dosis adsorben 1.25 mengalami penurunan. Pada gambar 4.4 menunjukkan bahwa karbon aktif komersil memiliki efisiensi penyisihan yang lebih baik dari karbon aktif

Kapasitas, Q (mg/g)

buatan, akan tetapi tidak meliliki selisih yang sangat signifikan. 0.05 0.05 0.04 0.04 0.03 0.03 0.02 0.02 0.01 0.01 0.00

Karbon Aktif Buatan Karbon Aktif Komersil 0.25

0.5

0.75 1 Konsentrasi Karbon Aktif (gram/100 ml)

1.25

Gambar 4.4 Pengaruh Dosis Adsorben Terhadap Kapasitas Adsorpsi logam Mn dengan Konsentrasi Awal 0,5327 mg/l Berdasarkan data pada Gambar 4.4, kapasitas adsorbsi tertinggi dicapai pada percobaan yang menggunakan karbon aktif buatan dan karbon aktif komersil seberat 1 gram. Pada umumnya dengan penambahan dosis adsorben maka jumlah situs aktif adsorpsi akan meningkat. Akan IV - 9 Universitas Sumatera Utara

tetapi, ketika penambahan adsorben terus dilakukan di atas jumlah optimal, situs yang aktif dapat menutup situs yang aktif satu sama lain (Tesyafe, et all., 2014), memungkinkan terjadinya tumpang tindih situs adsorpsi karena kepadatan adsorben yang berlebihan. Sehingga konsentrasi ion yang telah terikat pada permukaan adsorben akan terdesorpsi kembali ke larutan (Tumin, N., et al. 2008). Ketika kesetimbangan adsorpsi telah tercapai, proses adsorpsi pada karbon aktif akan terhenti. Untuk mengembalikan kapasitas adsorpsi dari karbon aktif maka dilakukan proses regenerasi atau reaktivasi karbon aktif. Adapun tujuan dari regenerasi karbon aktif adalah untuk menyerap kembali adsorbat yang terakumulasi dan mengembalikan struktur pori seperti semula dengan sedikit bahkan tanpa ada kerusakan pada karbon tersebut. Pada kebanyakan proses, regenerasi dicapai dengan memperlakukan karbon aktif jenuh ke dalam kondisi yang menggeser kesetimbangan adsorpsi dan mendukung desorpsi. Kemudahan dari proses regenerasi bersifat relatif, yakni tergantung dari jenis adsorpsi yang dilakukan (fisika atau kimia). Untuk physisorption, pergeseran ini biasanya dapat dicapai melalui pemanasan, merendahkan tekanan, atau mencuci dengan pelarut. Sedangkan untuk chemisorption, dibutuhkan suplai energi yang lebih besar dari gaya sorptive untuk mematahan ikatan ionik atau kovalen yang kuat. Metode regenerasi yang paling sering dilakukan adalah regenerasi termal dan juga regenerasi kimiawi. Regenerasi termal dari karbon aktif meliputi 3 tahap, yaitu: pengeringan, pembakaran dan reaktivasi (oksidasi residu dari adsorbat). Keuntungan dari regenerasi termal adalah bahwa metode ini dapat digunakan untuk karbon yang telah menyerap campuran adsorbat yang heterogen. Sedangkan kelemahan dari regenerasi termal adalah turunnya kapasitas adsorpsi akibat adanya perubahan struktur pori pada karbon (Sufnarski, 1999). Regenerasi kimiawi adalah proses di mana adsorbat dihilangkan dari karbon dengan mereaksikannya dengan bahan kimia yang sesuai. Secara umum, ada 2 jenis reagen yang digunakan, yakni: reagen yang memiliki kemampuan mengoksidasi dan reagen yang memiliki kemampuan melarutkan. Keuntungan regenerasi kimiawi adalah dapat dilakukan secara in situ yang akan mengurangi kemungkinan hilangnya karbon karena pemompaan, transport dan repacking (Laura P, Duma, dkk, 2014). Jika dilihat dari kapasitas adsorpsi optimum yang didapatkan, maka dapat dihitung berapa banyak dosis adsorben yang dibutuhkan untuk dapat menyisihkan kadar logam Mn dari air sumur di daerah Sukadono per Liter setiap hari per rumah tangga. IV - 10 Universitas Sumatera Utara

Jika menggunakan Karbon Aktif Buatan dari Kulit Singkong, dosis optimum untuk menyisihkan Logam Mn sebanyak 1 gr untuk 100 ml. Sebelumnya telah dijelaskan bahwa kebutuhan akan air per hari per rumah tangga ±400 L. Sama seperti penyisihan logam Fe yang dibahas sebelumnya, penyisihan logam Mn juga membutuhkan 10 gr karbon aktif kulit singkong untuk menyisihkan logam Mn dari 1 L air sumur dan untuk menyisihkan logam Mn dari 400 L air sumur dibutuhkan 400 kg karbon aktif kulit singkong. Untuk menghasilkan 4000 gr karbon aktif kulit singkong, dibutuhkan 400 kg kulit singkong. Bisa disimpulkan bahwa penyisihan logam Mn dari air sumur menggunakan kulit singkong secara ekonomis tidak layak untuk digunakan, akan tetapi bisa menyerap logam Mn. 4.6 Kinetika Adsorpsi Seperti halnya kinetika kimia, kinetika adsorpsi juga berhubungan dengan laju reaksi. Kinetika kimia mencakup suatu pembahasan tentang kecepatan (laju) reaksi dan bagaimana proses reaksi berlangsung. Laju reaksi merupakan laju yang diperoleh dari perubahan konsentrasi reaktan dalam suatu satuan waktu pada persamaan reaksi kimia yang mengalami kesetimbangan. Laju reaksi bergantung pada konsentrasi reaktan, tekanan, temperatur, dan pengaruh katalis (Oxtoby,2004) Model kinetika pseudo orde pertama dan pseudo orde kedua digunakan untuk menyesuaikan hubungan data kinetik ion exchange (Bulgarui, et al. 2010). Penentuan model kinetika adsorpsi dalam model pseudo orde pertama (pers 2.3) dan pseudo orde kedua (pers 2.4). Dari persamaan 2.3, diplot kurva t vs log (qe-qt) yang disajikan pada Gambar 4.5 (a) & (c), sedangkan persamaan 2.4 diplot kurva t vs intersep 𝑘

1 2 2 𝑞𝑒

𝑡 𝑞𝑡

dengan slope

1 𝑞𝑒

dan

yang disajikan pada Gambar 4.5 (b) & (d).

0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-0.2 -0.4

y = 0.0154x - 0.9259 R² = 0.5074

ln(QeQt)

-0.6 -0.8

y = 0.0192x - 1.1718 R² = 0.4499

-1 -1.2 Waktu (menit)

(a)

IV - 11 Universitas Sumatera Utara

0.0 0

5

10

15

20

25

log (QeQt)

-0.5

30 35 40 y = 0.0284x - 1.7449 R² = 0.464

45

50

-1.0

-1.5

y = 0.0235x - 1.7041 R² = 0.232

-2.0 -2.5 Waktu (menit) (b) 140 y = 3.0723 + 6.3122 R² = 0.9941

120

t/qt

100 80 60 40

y = 2.2949x + 12.316 R² = 0.951

20 0 0

5

10

15

20

25 30 Waktu (menit)

35

40

45

50

(c) 800 y = 7.7342x + 405.35 R² = 0.5634

700 600 t/qt

500 400 y = 7.0167x + 206.08 R² = 0.6899

300 200 100 0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Waktu (menit)

(d) Karbon Aktif Buatan

Karbon Aktif Komersil

Gambar 4.5 Grafik Kinetika Adsorpsi Fe (a) dan Mn (b) Pseudo orde Pertama Grafik Kinetika Adsorpsi Fe (c) dan Mn (d) Pseudo orde kedua IV - 12 Universitas Sumatera Utara

Dari Gambar 4.5 didapatkan persamaan dan nilai koefisien korelasi masing-masing model kinetika yang disajikan pada Tabel 4.3 Tabel 4.3 Persamaan dan Nilai Koefisien Korelasi Kinetika Model Kinetika Adsorben Adsorpsi Fe Karbon Aktif Buatan Karbon Aktif Komersil Adsorpsi Mn Karbon Aktif Buatan Karbon Aktif Komersil

Pseudo orde Pertama Persamaan R2

Persamaan

Pseudo Orde Kedua

y = 0.0192x - 1.1718

0.4499

y = 2.2949x + 12.316

0.951

y = 0.0154x - 0.9259

0.5074

y = 3.0723x + 6.3122

0.9941

y = 0.0235x - 1.7041

0.232

y = 7.7342x + 405.35

0.5634

y = 0.0284x - 1.7449

0.464

y = 7.0167x + 206.08

0.6899

R2

Pada Gambar 4.5 (a) dan Tabel 4.1 karbon aktif buatan dengan plot garis lurus dari log (qeqt) terhadap waktu (t) diperoleh persamaan y = 0.0192x - 1.1718. Nilai koefisien korelasi (R2) sebesar 0,4499. Untuk kinetika adsorpsi pseudo orde kedua pada karbon aktif buatan ditentukan dengan menggunakan persamaan 2.3. Dari gambar 4.5 (b), dimana plot t/qt terhadap waktu (t) memberikan persamaan linear y = 2.2949x + 12.316. Nilai koefisien korelasi (R2) sebesar 0,951. Untuk lebih jelas, parameter model kinetika adsorpsi Fe dan Mn dapat dilihat pada Tabel 4.4. Berdasarkan analisis data model kinetika adsorpsi pada Tabel 4.4, dapat diketahui bahwa adsorpsi logam Fe dan Mn dengan menggunakan karbon aktif buatan maupun komersil cocok menggunakan model pseudo orde kedua. Ini menunjukkan bahwa proses adsorpsi terjadi secara kimia, yaitu adsorpsi yang terjadi karena terbentuknya ikatan kimia antara molekulmolekul adsorbat dengan adsorben. Adsoprsi kimia bersifat tidak reversibel dan umumnya terjadi pada suhu tinggi di atas suhu kritis adsorbat. Adsorpsi kimia ini diawali dengan adsorpsi fisik dimana adsorbat mendekat ke permukaan adsoben melalui gaya Van der Waals atau ikatan hidrogen kemudian diikuti oleh adsorpsi kimia. Pada adsorpsi kimia, adsorbat melekat pada permukaan dengan membentuk ikatan kimia yang biasanya merupakan ikatan kovalen (Prabowo, 2009).

IV - 13 Universitas Sumatera Utara

Tabel 4.4 Parameter Model Kinetik Adsorpsi Fe-Mn Adsorben Model

Karbon Aktif Buatan

Pseudo orde pertama Pseudo orde kedua

Jumlah adsorpsi/qe (mg/g)

Konstanta laju kesetimbangan adsorpsi pada orde pertama/K1 (1/min)

0.0673

0.0442

0.4357

-

Konstanta laju kesetimbangan adsorpsi pada orde kedua/K2 (1/min) -

0.4276

Fe Karbon Aktif Komersil

Pseudo orde pertama Pseudo orde kedua

Karbon Aktif Buatan

Pseudo orde pertama Pseudo orde kedua

0.1186

0.3255

0.0180

0.1293

0.0355

-

0.0654

-

-

1.4954

-

0.1476

Mn Karbon Aktif Komersil

Pseudo orde pertama Pseudo orde kedua

0.0198

0.1425

0.0541

-

-

0.2389

Nilai k menunjukkan cepat lambatnya proses adsorpsi, semakin besar nilai k, maka semakin cepat pula proses adsorpsi berlangsung (Riyanti. 2016). Berdasarkan model kinetika pada Tabel 4.4, didapatkan bahwa nilai konstanta laju adsorpsi Fe pada karbon aktif buatan yaitu sebesar 0.4276 1/min, sedangkan pada karbon aktif komersil yaitu sebesar 0.1986 1/min.

IV - 14 Universitas Sumatera Utara

4.7 Isoterm Adsorpsi Isoterm adsorpsi merupakan indikasi distribusi antara larutan dengan adsorben pada kesetimbangan proses adsorpsi. Penentuan jenis pemodelan adsorpsi sangat penting yaitu untuk mengetahui karateristik sistem adsorpsi antara larutan dengan permukaan adsorben (Quard, et al.2015). Untuk isoterm adsorpsi digunakan pemodelan Langmuir (Pers 2.8) dan Freudlich (Pers 2.7), yang disajikan pada Gambar 4.6. Penentuan isotermal adsorpsi menandakan adanya hubungan dengan kapasitas adsorpsi, oleh karena itu dibuat kurva 1/Ce vs 1/qe menurut model adsorpsi Langmuir dan kurva log Ce versus log qe menurut model Freundlich (Gambar 4.6). 2.5

y = 0.7075x + 0.4541 R² = 0.8022

1/qe

2.0 1.5 1.0

y = 0.688 + 0.3043 R² = 0.7518

0.5 0.0 0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

1/Ce (a) 0.40 0.30

y = 0.9126x + 0.0177 R² = 0.7937

0.20

Log qe

0.10 0.00 -0.40

-0.30

-0.20

-0.10

-0.10 0.00 -0.20 -0.30

0.10

0.20

0.30

0.40

y = 0.7534x - 0.062 R² = 0.8227

-0.40 Log Ce (b)

IV - 15 Universitas Sumatera Utara

120.0 100.0

1/qe

80.0

y = -13.254x + 99.037 R² = 0.4416

60.0

y = -1.2996x + 39.438 R² = 0.3251

40.0 20.0 0.0 0.1

2.1

4.1

6.1

8.1

10.1

12.1

14.1

16.1

18.1

1/Ce

(c) 0.0 -1.4

-1.2

-1.0

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0 -0.5

y = -1.0489x - 2.1494 R² = 0.6014 Log qe

-1.0

-1.5 y = -0.3456x - 1.6928 R² = 0.5791

-2.0 -2.5

Log Ce

(d) Karbon Aktif Buatan Karbon Aktif Komersil

Gambar 4.6 Grafik Isoterm Adsorpsi Fe (a)Langmuir (b)Freundlich Grafik Isoterm Adsorpsi Mn (c)Langmuir (d)Freundlich

IV - 16 Universitas Sumatera Utara

Dari Gambar 4.6 didapatkan persamaan dan nilai koefisien korelasi masing-masing model isoterm adsorpsi yang disajikan pada Tabel 4.5 Tabel 4.5 Persamaan dan Nilai Koefisien Korelasi Pemodelan Isoterm Adsorpsi Model Isoterm Adsorpsi Adsorben

Karbon Aktif Buatan Karbon Aktif Komersil

Langmuir Persamaan

R2 Adsorpsi Fe

Freundlich Persamaan

R2

y = 0.688x + 0.3043

0.7518

y = 0.9126x + 0.0177

0.7939

y = 0.7075x + 0.4541

0.8022

y = 0.7534x - 0.062

0.8227

0.6014

Adsorpsi Mn Karbon Aktif Buatan Karbon Aktif Komersil

y = -13.254x + 99.037

0.4416

y = -1.0489x - 2.1494

y = -1.2996x + 39.438

0.3251

y = -0.3456x - 1.6928

0.5791

Pada gambar 4.6 (a) dan Tabel 4.5 dengan karbon aktif buatan yang mengadsorpsi logam Fe disajikan kurva pola isoterm adsorpsi Langmuir dengan persamaan garis lurus y = 0.688x + 0.3043 yang memiliki gradien 1/qmaks KL = 0,688 dan garis ini memotong sumbu 1/qe = 0.3043 dengan menghasilkan nilai regresi (R2) sebesar 0.7518. Kapasitas adsorpsi maksimum diperoleh sebesar (qmaks) = 3,2862 mg/g dan konstanta kesetimbangan (KL) sebesar 0,4423 /mg. Gambar 4.6 (b) dengan adsorben karbon aktif buatan yang mengadsorpsi logam Fe disajikan kurva pola isoterm adsorpsi Freundlich dengan persamaan garis lurus y = 0.9126x + 0.0177 yang memiliki gradien 1/n = 0.9126 dan memotong sumbu log qe pada 0.0177, sehingga diperoleh nilai kapasitas adsorpsi maksimum

yang diperoleh dengan model isoterm

Freundlich (kf) adalah 1.0416 dengan nilai R2 = 0.7937. Nilai intensitas adsorpsi menggunakan model isoterm Freundlich (n) diperoleh sebesar 1.0958. Untuk lebih jelas, parameter model isoterm adsorpsi Fe dan Mn dapat dilihat pada Tabel 4.6. Model isoterm Langmuir menggambarkan bahwa pada permukaan adsorben terdapat sejumlah tertentu sisi aktif yang sebanding dengan luas permukaan. Pada setiap sisi aktif hanya ada satu molekul yang dapat diadsorpsi (Khoirunnisa, 2005).

IV - 17 Universitas Sumatera Utara

Tabel 4.6 Parameter Isoterm Fe dan Mn Model Parameter

Fe

Mn

Karbon Aktif Karbon Aktif Karbon Aktif Buatan Komersil Buatan Model Isoterm Langmuir Adsorpsi

maks

(mgN/g) Konstanta

Karbon Aktif Komersil

2.2022

3.2862

0.0101

0.0254

0,4423

0.6418

7.4722

30.3463

0.2580

0.1933

0.2008

0.0583

afinitas

Langmuir (l/mg) RL Dimensi kuantitas adsorpsi

Model Isoterm Freundlich Intensitas

adsorpsi

(mgN/g) Konstanta

1.0958

1.3273

0.9534

2.8935

1.0416

0,8670

0.0071

0.0210

freundlich

(l/mg)

Dari Tabel 4.6 diperoleh bahwa kapasitas maksimum tertinggi untuk adsorpsi Fe yaitu terjadi pada karbon aktif buatan dengan nilai 3.2862. Begitu juga dengan adsorpsi Mn, pada karbon aktif komersil nilai kapasitas maksimum sebesar 0.0254 mg/g. Ciri penting dari isoterm Langmuir yaitu RL (dimensi kuantitas adsorpsi) dengan rumus: RL 1/(1+KL Co)

.(4.1)

Nilai RL yaitu antara 0 dan 1 merupakan indikasi adsorpsi baik (favourable). Jika nilai RL =0 merupakan indikasi adsorpsi irreveribel, RL = 1 adalah linear dan RL > 1 adalah adsorpsi unfavorable (Igwe. 2007). Dapat dilihat pada Tabel 4.6 nilai RL untuk adsorpsi Fe pada karbon aktif buatan dan karbon aktif komersil masing-masing adalah 0,2580 dan 0,1933, dengan konsentrasi mula-mula 6.5035 mg/l. Maka, proses adsorpsi adalah baik (favorable). Begitu juga untuk adsorpsi Mn dapat dilihat pada tabel 4.6 nilai RL adalah baik (favorable). Untuk adsorpsi Mn, nilai RL 0.2008 untuk karbon aktif buatan dan 0.0583 untuk karbon aktif komersil, dari konsentrasi mula-mula 0,5327, maka proses adsorpsi Mn tergolong baik (favorable).

IV - 18 Universitas Sumatera Utara

Nilai parameter adsorpsi Fe dan Mn menggunakan pemodelan isoterm Freundlich dapat dilihat pada Tabel 4.6. Model isoterm Freundlich menerangkan bahwa proses adsorpsi pada permukaan adalah heterogen dimana tidak semua permukaan adsorben mempunyai daya adsorpsi. Model isoterm Freundlich menunjukkan lapisan adsorbat yang terbentuk pada permukaan adsorben adalah multilayer (Buhani et al., 2012; Buhani et al., 2015). Nilai konstanta kf merupakan indikator perkiraan kapasitas adsorpsi, kemudian 1/n adalah fungsi dari kekuatan adsorpsi dalam proses adsorpsi (Dada et al. 2012). Nilai Kf dan n dihitung dari intersep dan slope pada masing-masing plot (Igwe et al. 2007). Jika nilai n berkisar antara 110, ini merupakan indikasi proses adsorpsi yang baik (favorable). Pada Tabel 4.6 untuk adsorpsi Fe nilai n= 1.0958 untuk karbon aktif buatan dan n= 1.3273 untuk karbon aktif komersil, maka proses adsorpsi bisa dikatakan cukup baik.(favorable). Sedangkan untuk adsorpsi Mn nilai n= 0.9534 untuk karbon aktif komersil n= 2.8935 untuk karbon aktif komersil, maka proses adsorpsi bisa dikatakan kurang baik.(unfavorable). Untuk mengetahui kekuatan interaksi antara adsorben dan adsorbat dapat dilihat dari nilai 1/n, semakin kecil nilai 1/n maka semakin kuat interaksi antara adsorben dengan adsorbat. Untuk adsorpsi Fe, karbon aktif buatan dan karbon aktif komersil memiliki nilai 1/n masing-masing sebesar 0,9126 dan 0,7534, sedangkan untuk adsorpsi Mn nilai 1/n masing-masing yaitu 1,0488 dan 0,3456. Nilai 1/n ini menunjukkan bahwa kekuatan interaksi (ikatan) yang terjadi antara ion Fe dan Mn dengan permukaan karbon aktif buatan lebih lemah dibandingkan dengan interaksi (ikatan) yang terjadi antara logam Fe dan Mn pada permukaan karbon aktif komersil. Begitu juga untuk nilai Kf, semakin besar nilai Kf maka semakin besar intensitas adsorpsi (Igwe et al. 2007). Dari Gambar 4.6 dan Tabel 4.5, dapat ditentukan pola adsorpsi logam Fe maupun Mn oleh karbon aktif buatan dengan karbon aktif komersil dengan membandingkan nilai koefisien regresi linear (R2) dari kurva isoterm adsorpsi. Untuk adsorpsi Fe dengan karbon aktif komersi , nilai R2 karbon aktif komersil adalah 0,8022 untuk isoterm adsorpsi langmuir dan 0,8227 untuk isoterm adsorpsi freundlich. Ini menunjukkan bahwa proses adsorpsi yang terjadi cenderung mengikuti pola isoterm adsorpsi Freundlich.

IV - 19 Universitas Sumatera Utara

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan Adapun kesimpulan penelitian ini adalah: 1. Karbon aktif buatan yang terbuat dari kulit singkong dapat menjerap Fe dan Mn dalam air sumur secara berturut-turut menyisakan konsentrasi sebanyak 0.4795 dan 0.2611 ppm. Dan karbon aktif komersil dapat menjerap Fe dan Mn secara berturutturut sebanyak 0.4549 dan 0.0640. Angka tersebut berada di bawah baku mutu. 2. Waktu kontak optimum adalah selama 45 menit dengan kapasitas adsorbsi Fe dan Mn secara berturut-turut 0,4169 dan 0.0663 mg/g sementara massa adsorben optimum adalah 1 gram dengan kapasitas adsorbsi 0,6024 mg/g pada penyerapan Fe dengan menggunakan karbon aktif buatan dan 1,25 gram dengan kapasitas adsorpsi 0.4839 dengan menggunakan karbon aktif komersil, sedangkan untuk penyerapan Mn massa adsorben optimum adalah 1 gram baik menggunakan karbon aktif komersil maupun buatan. 3. Model kinetika adsorbs mengikuti model pseudo orde kedua, sementara permodelan isotherm diwakili oleh model Freundlich. Hal ini menunjukkan bahwa adsorbsi Fe dan Mn oleh karbon aktif berbahan kulit singkong merupakan adsorbsi yang terjadi secara tumpang tindih (multilayer). 4. Kulit singkong yang digunakan sebagai adsorben untuk menyisihkan logam Fe dan Mn mampu mengadsorpsi logam Fe dan Mn hingga berada dibawah baku mutu, akan tetapi kulit singkong yang digunakan sebagai adsorben tidak layak secara ekonomis untuk mengadsorpsi kandungan logam Fe dan Mn yang ada pada air sumur di daerah Sukadono karena memerlukan kulit singkong dalam jumlah yang sangat besar.

V-2 Universitas Sumatera Utara

5.2 Saran Adapun saran yang dapat disampaikan adalah 1. Peneliti selanjutnya menambahkan variasi lain seperti suhu, pH, dan aktivator sehingga diperoleh data tentang kemampuan adsorbsi karbon aktif buatan berbahan kulit singkong pada lingkungan yang berbeda-beda, 2. Penelitian selanjutnya sebaiknya membuat karbon aktif dalam bentuk padatan yang dibuat sebagai penyelesaian masalah, 3. Penelitian selanjutnya sebaiknya menggunakan air sintetis sebagai pembanding, untuk mengetahui eketifitas karbon aktif tanpa adanya kandungan-kandungan logam lain didalamnya.

V-2 Universitas Sumatera Utara

DAFTAR PUSTAKA Anirudhan, T. S., S. S. Sreekumari. 2011. Adsorptive removal of heavy metal ions from industrial effluents using activated carbon derived from waste coconut buttons. Journal of Environmental Sciences. 23(12) : 1989–1998 Anonymous. 2010. Total Solids.http://en.wikipedia.org/wiki/ Total_dissolved_solids Ariningsih, Bambang Bakri dan Novi Rahmanita. 2016. Pemanfaatan Kulit Singkong Untuk Mengadsorpsi Ion Logam Timbal (pb). Jurnal Teknik Asmadi, Khayan, dan Kasjono, H.S. 2011. Teknologi Pengolahan Air Bersih. Gosyen Publishing, Yogyakarta Artiyani, A., & Soedjono, E. S. (2011). Bioetanol dari limbah kulit singkong melalui proses hidrolisis dan fermentasi dengan saccharonyces cerevisiae. Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XIII. Surabaya: FTSP Institut Teknologi Sepuluh Buhani, Narsito, Nuryono, E. Sri Kunarti, and Suharso. 2015. Adsorption Competition of Cu(II) Ion in Ionic Pair and Multi-Metal Solution by Ionic Imprinted Amino-Silica Hybrid Adsorbent. Desalination and Water Treatment. 55(5): 1240-1252. Buhani, Suharso, and Sumadi. 2012. Production of Ionic Imprinted Polymer from Nannochloropsis sp Biomass and Its Adsorption Characteristics Toward Cu(II) Ion in Solutions. Asian Journal of Chemistry. 24(1): 133-140. Bulgariu, L., Anca, C., Liliana, L., Igor, C., dan Balasanian. 2010. Equilibrium and Kinetics Study of Nitrate Removal from Water by Purolite A100 Resin. Revista de Chimie 61: 1136-1141. Nopember. Edidiog, et al. 2016. Sorption of cadmium (II) ion from aqueous solution onto sweet potato (Ipomoea batatas L.) peel adsorbent: Characterisation, kinetic and isotherm studies. Journal of Environmental Chemical Engineering. 4(4207-4228) Erlani , 2011. Variasi Luas Wilayah Cascade Terhadap Penurunan Kadar Besi. Jurusan kesehatan Lingkungan Poltekes Makasar Etim, U.J., S.A. Umoren, U.M Eduok. 2016. Coconut coir dust as a low cost adsorbent for the removal of cationic dye from aqueous solution. King Saud University. 20 : S67-S76 Fauziah, Adelina. 2010. Efektivitas Saringan Pasir Cepat Dalam Menurunkan Kadar Mangan (Mn) Pada Air Sumur Dengan Penambahan Kalium Permanganat (KMnO4) 1%. Skripsi FKM USU :Medan Febrina, Laila dan Astrid Ayuna. 2014. Studi Penurunan Kadar Besi (Fe) dan Mangan (Mn) Dalam Air Tanah Menggunakan Saringan Keramik. Jakarta: Jurnal Teknologi. Vol 7, No 1

Universitas Sumatera Utara

Gunawan, E. R dan D. Suhendra, “Pembuatan Arang Aktif dari Batang Jagung Menggunakan Aktivator Asam Sulfat dan Penggunaannya pada Penjerapan Ion Tembaga (II)”, Makara Sains, 14 (1): 22-26, 2010 Gunawan, E. R dan D. Suhendra, “Pembuatan Arang Aktif dari Batang Jagung Menggunakan Aktivator Asam Sulfat dan Penggunaannya pada Penjerapan Ion Tembaga (II)”, Makara Sains, 14 (1): 22-26, 2012. Hannachi, Chiraz., Guesmi, Fatma., Missaoui, Khaoula., dan Hamrouni, Bechir. 2014. Application of Adsorption Models for Fluoride, Nitrate and Sulfate Ion Removal by AMX Membrane. International Journal of Technology 1: 60-69. ISSN 2086-9614. Hendraway, A. 2003. Influence Of HNO3 Oxidation on The Structure anda Adsorptive Propertis Of Corncob-Based Actived Carbon. Elsevier, UK. 41:713-722 Hidayati, B., Sunarno., Silvia, R. 2013. Studi Kinetika Adsorpsi Logam Cu2+ dengan Menggunakan Adsorben Zeolit Alam Teraktifasi. Universitas Riau. Ho, Y., S., McKay, G. 1998. Acomparison Of Chemosrption Kninetic Models Applied To Pollutan Removal On Various Sorbent. Institution of Chemical Engineer Journal. Vol 76, Part B, Nopember 1998. Igwe and Abia. 2007. Adsorption Isotherm Studies Of Cd (II), Pb (II) And Zn (II) Ions Bioremediation From Aqueous Solution Using Unmodified And EDTA-Modified Maize Cob. Nigeria: Ecletica Quimica. Johari, Khairiraihanna, et al. 2016. Adsorption enhancement of elemental mercury by various surface modified coconut husk as eco-friendly low-cost adsorbents. Elsevier. 109 : 4552 Kamari, Azlan, et al. 2014. Biosorptive removal of Cu(II), Ni(II) and Pb(II) ions from aqueous solutions using coconut dregs residue: Adsorption and characterisation studies. Elsevier Khoirunnisa F. 2005. Kajian adsorpsi dan desorpsi Ag(S2O3)2 dalam limbah fotografi pada dan dari adsorben kitin dan asam humat terimobilisasi pada kitin [Tesis]. Yogyakarta : Jurusan Ilmu Kimia Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Program Pasca Sarjana Universitas Gajah Mada. Laura P, Duma, Setyo Sarwanto Moersidik dan Cindy R. Priadi. 2014. Adsorpsi Dan Regenerasi Karbon Aktif Dalam Pengolahan Air Limbah Industri Farmasi Terhadap Penurunan Kadar Chemical Oxygen Demand. Depok: Universitas Indonesia

Universitas Sumatera Utara

Makmur. 2013. Efektifitas metode Cascade Dan Fil-trasi Sederhana dalam Menurunkan Kadar Besi (Fe) Dan Mangan (Mn) Pada Air Sumur Gali. Makassar: Program Diploma III Jurusan Kesehatan Lingkungan Politeknik Kesehatan makassar. (KTI tidak diterbitkan). Maulinda, L., Nasrul, ZA., dan Dara, N.S. Pemanfaatan Kulit Singkong Sebagai Bahan Baku Karbon Aktif. Jurnal Teknologi Kimia Unimal 4:2 November (2015) 11-19 Marwati, Made, N., Mardani, N. K., Sundra, I. K. 2015. Kualitas Air Sumur Gali Ditinjau dari Kondisi Lingkungan Fisik dan Perilaku Masyarakat di Wilayah Puskesmas Denpasar Selatan. Tesis. Universitas Udayana.Ecothropic, Vol .5 (1) :63 - 69 ISSN: 1907-5626. Moreno, et al. 2010. Study of activated carbons by pyrolysis of cassava peel in the presence of chloride zinc. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 87(280-290) Nazarenko, O., Zarubina, R. 2013. Applica-tions of sakhaptinsk zeolite for improving the quality of ground water. Energy and Environmental Engineering, 1, 68 - 73. Oxtoby, D., W. 2004. Prinsip-Prinsip Kimia Modern Jilid 1. Erlangga. Jakarta. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun 2001 Tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air Pitriani, Pipit. 2010. Sintesis dan Aplikasi Kitosan dari Cangkang Rajungan (Potunus Pelagius) sebagai Penyerap Ion Besi (Fe) dan Mangan (Mn) Untuk Pemurnian Natrium Silika). Skripsi. Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi. Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah. Jakarta. Prwanto, Andi Tri. 2000. Perangkat Manajemen .tripod.com/Tools_Manajemen_Lingkungan_a.pdf

Lingkungan.

http://andietri

Purwoto, S. dan Nugroho, W., 2013. Removal Klorida, TDS, Dan Besi Pada Air Payau Melalui Penukar Ion Dan Filtrasi Campuran Zeolit dengan Karbon Aktif.Jurnal Teknik. Volume 11; Nomor: 01; Januari 2013 Putri A.R, Ariani, Eka dan Fathoni R. 2017. Pemanfaatan Kulit Singkong Sebagai Bahan Baku Arang Aktif Dengan Variasi Konsentrasi Naoh Dan Suhu Rahman, A., Hartono, B. (2004) Penyaringan air tanah dengan zeolit alami untuk menurunkan kadar besi dan mangan. Makara Kesehatan, 8(1), 1 – 6 Ravantic, M., Mirna, H. 2015. Equilibrium and Kinetics Studies for the Adsorption of Fluoride onto Commercial Activated Carbons Using Fluoride Ion-Selective Electrode. Pozega: Int.J.Electrochem.Sci,10 Sadeek, Sadeek A., et al. 2015. Metal adsorption by agricultural biosorbents: Adsorption isotherm,kinetic and biosorbents chemical structures. Elsevier. 81 : 400-409

Universitas Sumatera Utara

Said, H., Supwatul, H., Yuli, R. 2014. The Effect of Contact Time and pH on Methylene Blue Removal by Volcanic Ash. Kuala Lumpur: Int'l Conference on Chemical, Biological, and Environmental Sciences (ICCBES’14) Sarı, Ahmet, Mustafa Tuzen. 2009. Kinetic and equilibrium studies of Pb(II) and Cd(II) removal from aqueous solution onto colemanite ore waste. Elsevier. 249 : 260-266 Scroder dan Eliabeth. 2006. Experiment on the Generation of actived carbon from biomass. Institute for Nuclear and Energy Technologies Forschungs karlsruhe. Germany. Hal : 106-111. Shoni Dwimas Pambudi.2013. Pemanfaatan Pasir Laut Teraktivasi H2SO4 dan Tersalut Fe2O3 sebagai Adsorben Ion Logam Cu (II) dalam Larutan. Skripsi. Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Negeri Semarang. Slamet, J. Soemitrat, 2004. Kesehatan Lingkungan Gajah Mada Universitiy Press, Yogyakarta Slamet, J. Soemirat. Kesehatan lingkungan. Penerbit Gajah Mada Universitiy Press. Yogyakarta. 2007 Sufnarski, Michael. (1999). The regeneration of granular activated carbon using hydrothermal technology The University of Texas at Austin. Suprihati dan Suparni. 2013. Mutu Air Minum. Jurnal Kesehatan Masyarakat. Jakarta Wiyuniati, Slamet. 2009. Penggunaan Zeolit Dalam Pengolahan Limbah PCB Ditinjau Dari Kesetimbangan Adsorpsi. Tugas Akhir STTN BATAN YOGYAKARTA Yustinah, 2015. Pengaruh Massa Bioadsorben dari Kulit Kacang Tanah pada Pemurnian Minyak Goreng Bekas, Prosiding Seminar Nasional Integrasi Proses 2011, No ISSN : 2088-6756, Cilegon Yustinah dkk, 2015. pengaruh konsentrasi aktivator NaOH pada proses pembuatan arang aktif terhadap kualitas minyak bekas setelah proses pemurnian

Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN I Data Pengaruh Waktu kontak Terhadap adsorpsi Logam Fe dan Mn Massa Adsorben

= 1,0 g

Volume larutan logam

= 100 mL

Konsentrasi awal Fe

= 4,6517

Konsentrasi awal Mn

= 0,9328

Tabel Pengaruh Waktu kontak Terhadap adsorpsi Logam Fe dan Mn Konsentrasi akhir

Konsentrasi akhir

logam Fe (Ce)

logam Mn (Ce)

(mg/l)

(mg/l)

5

2,2321

0,7767

Karbon Aktif

15

1,2650

0,7032

Buatan (Kulit

30

1,4736

0,5063

Singkong)

45

0,4822

0,2702

5

2,1035

0,6338

Karbon Aktif

15

1,9643

0,5821

Komersil

30

1,5625

0,1453

45

0,0720

0,0590

Adsorben

Waktu (menit)

Universitas Sumatera Utara

Data Pengaruh Dosis Adsorben Terhadap adsorpsi Logam Fe dan Mn Volume larutan logam Fe = 100 mL Konsentrasi Awal Fe

= 6,5035

Konsentrasi Awal Mn

= 0,5327

Tabel Pengaruh Dosis Adsorben Terhadap adsorpsi Logam Fe dan Mn Konsentrasi akhir

Konsentrasi akhir

Dosis Adsorben

logam Fe (Ce)

logam Mn (Ce)

(g)

(mg/l)

(mg/l)

0,25

1,6331

0,5094

Karbon Aktif

0,5

1,0134

0,3471

Buatan (Kulit

0,75

0,9929

0,2228

Singkong)

1,0

0,4795

0,1509

1,25

2.4201

0,2611

0,25

1,8843

0,4852

Karbon Aktif

0,5

1,3674

0,3477

Komersil

0,75

1,2092

0,2228

1,0

0,5182

0,0640

1,25

0,4549

0,1088

Adsorben

Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN II 2.1 Karakteristik Karbon Aktif Buatan Karbon Aktif Buatan

= Kulit Singkong

Temperatur Pembakaran Karbon

= 700oC

Lama Karbonisasi

= 2 jam

1. Analisa dan Perhitungan Kadar Air Karbon Aktif dari Kulit Singkong - Berat sampel

= 1 gr

- Suhu oven

= 110 0C

- Waktu pengeringan

= 3 jam

- Massa Cawan Kosong (W0)

= 68,89 gr

- Massa cawan + sampel awal (W1) = 69,89 gr - Massa cawan + sampel akhir (W2) = 69,79 gr W1 − W2 x 100% W1 − W0

Kadar air =

69,89−69,79

= 69,89−68,89 x 100% = 10 % 2. Analisa dan Perhitungan Kadar Abu Karbon Aktif dari Kulit Singkong - Berat sampel

= 1 gr

- Suhu oven

= 650 0C

- Waktu pengeringan

= 2 jam

- Massa Cawan Kosong (W0)

= 68,89 gr

- Massa cawan + sampel awal (W1) = 69,89 gr - Massa cawan + sampel akhir (W2) = 69,02 gr Kadar abu =

W2 −W0 W1 −W0

x 100%

69.02−68,89

= 69,89−68.89 x 100% = 13 %

Universitas Sumatera Utara

2.2 Data Perhitungan Penentuan Waktu kontak dan Dosis Adsorben Terhadap Adsorpsi Logam Fe dan Mn Data Perhitungan Penentuan Waktu Kontak Terhadap Adsorpsi alaogam Fe Massa Adsorben

= 1,0 g

Volume larutan logam Fe

= 100 mL

Konsentrasi awal

= 4,6517

Tabel Penentuan Waktu kontak Terhadap adsorpsi Logam Fe Konsentrasi

Efisiensi

Kapasitas

akhir logam Fe

Penyisihan

adsorpsi qt

(Ce) (mg/l)

adsorpsi (%)

(mg/g)

5

2,2321

52.0153

0.2420

Karbon Aktif

15

1,2650

72.8056

0.3387

Buatan (Kulit

30

1,4736

68.3212

0.3178

Singkong)

45

0,4822

89.6338

0.4107

5

2,1035

54.7799

0.2548

Karbon Aktif

15

1,9643

57.7724

0.2687

Komersil

30

1,5625

66.4101

0.3089

45

0,0720

98.4521

0.4580

Adsorben

Waktu (menit)

Data Perhitungan Penentuan Waktu kontak Terhadap adsorpsi Logam Mn Massa Adsorben

= 1,0 g

Volume larutan logam Mn

= 100 mL

Konsentrasi Awal

= 0,9328

Tabel Penentuan Waktu kontak Terhadap adsorpsi Logam Mn Konsentrasi

Efisiensi

Kapasitas

akhir logam Mn

Penyisihan

adsorpsi qt

(Ce) (mg/l)

adsorpsi (%)

(mg/g)

5

0,7767

16.7346

0,0156

Karbon Aktif

15

0,7032

24.6141

0,0229

Buatan (Kulit

30

0,5063

45.7226

0,0426

Singkong)

45

0,2702

71.0334

0,0662

5

0,6338

32.0540

0,0299

Karbon Aktif

15

0,5821

37.5965

0,0350

Komersil

30

0,1453

84.4232

0,0787

45

0,0590

93.6750

0,0873

Adsorben

Waktu (menit)

Universitas Sumatera Utara

Data Perhitungan Penentuan Dosis Adsorben Terhadap adsorpsi Logam Fe dan Mn Volume larutan logam Fe = 100 mL Konsentrasi Awal

= 6,5035

Tabel Penentuan Dosis Adsorben Terhadap adsorpsi Logam Fe Konsentrasi

Efisiensi

Kapasitas

Dosis Adsorben

akhir logam Fe

Penyisihan

adsorpsi qt

(g)

(Ce) (mg/l)

adsorpsi (%)

(mg/g)

0,25

1,6331

74,88

1.9482

Karbon Aktif

0,5

1,0134

84,41

1.0980

Buatan (Kulit

0,75

0,9929

84,73

0.7347

Singkong)

1,0

0,4795

92,62

0.6024

1,25

2.4201

62,78

0.3267

0,25

1,8843

71,02

1.8477

Karbon Aktif

0,5

1,3674

78,97

1.0272

Komersil

0,75

1,2092

81,40

0.7059

1,0

0,5182

92,03

0.5985

1,25

0,4549

93,00

0.4839

Adsorben

Data Perhitungan Penentuan Dosis Adsorben Terhadap adsorpsi Logam Mn Volume larutan logam Mn = 100 mL Konsentrasi Awal

= 0,5327

Tabel Penentuan Dosis Adsorben Terhadap adsorpsi Logam Mn Konsentrasi

Konsentrasi

Efisiensi

Kapasitas

Dosis

awal logam Mn

akhir logam Mn

Penyisihan

adsorpsi qt

Adsorben

(Co) (mg/l)

(Co) (mg/l)

adsorpsi (%)

(mg/g)

0,25

0,5327

0,5094

4,37

0.0093

Karbon Aktif

0,5

0,5327

0,3471

34,84

0.0371

Buatan (Kulit

0,75

0,5327

0,2228

58,17

0.0413

Singkong)

1,0

0,5327

0,1509

71,67

0.0382

1,25

0,5327

0,2611

50,98

0.0217

0,25

0,5327

0,4852

8,91

0.0190

Karbon Aktif

0,5

0,5327

0,3477

34,72

0.0370

Komersil

0,75

0,5327

0,2228

58,17

0.0413

1,0

0,5327

0,0640

87,98

0.0469

1,25

0,5327

0,1088

79,57

0.0339

Adsorben

(g)

Universitas Sumatera Utara

Perhitungan penentuan model kinetika adsorbsi Model Pseudo orde pertama: log(q e − q t ) = log q e −

k1 .t 2,303

keterangan : qt dan qe = kapasitas adsorpsi pada waktu t (mg N/g) dan pada waktu kesetimbangan k1 =konstanta laju kesetimbangan adsorpsi pada orde semu pertama (1/menit) Tabel Penentuan Pseudo Orde Pertama (Fe) Konsentrasi

Konsentrasi

Efisiensi

Kapasitas

Waktu

awal logam

akhir logam

Penyisihan

adsorpsi qt

(menit)

Fe (Co)

Fe (Ce)

adsorpsi (%)

(mg/g)

(mg/l)

(mg/l)

5

4,6517

2,2321

52.0153

Karbon Aktif

15

4,6517

1,2650

Buatan (Kulit

30

4,6517

Singkong)

45

qe-qt

log (qe-qt)

0.2420

0.1750

-0.7570

72.8056

0.3387

0.0783

-1.1063

1,4736

68.3212

0.3178

0.0991

-1.0038

4,6517

0,4822

89.6338

0.4170

0

0

5

4,6517

2,1035

54.7799

0.2548

0.2032

-0.6922

Karbon Aktif

15

4,6517

1,9643

57.7724

0.2687

0.1892

-0.7230

Komersil

30

4,6517

1,5625

66.4101

0.3089

0.1491

-0.8267

45

4,6517

0,0720

98.4521

0.4580

0

0

Adsorben

Tabel Penentuan Pseudo Orde Pertama (Mn) Konsentrasi

Konsentrasi

Efisiensi

Kapasitas

Waktu

awal logam

akhir logam

Penyisihan

adsorpsi qt

(menit)

Mn (Co)

Mn (Ce)

adsorpsi (%)

(mg/g)

(mg/l)

(mg/l)

5

0.9328

0.7767

16.7346

Karbon Aktif

15

0.9328

0.7032

Buatan (Kulit

30

0.9328

Singkong)

45

qe-qt

log (qe-qt)

0.0156

0.077

-1.198

24.6141

0.0230

0.070

-1.235

0.5063

45.7226

0.0427

0.050

-1.838

0.9328

0.2702

71.0334

0.0663

0.027

-2.229

5

0.9328

0.6338

54,77 %

0,2548

0.063

-1.1097

Karbon Aktif

15

0.9328

0.5821

57,77 %

0,2687

0.058

-1.1529

Komersil

30

0.9328

0.1453

66,41 %

0,3089

0.015

-1.2956

45

0.9328

0.0590

98,45 %

0,4579

0.006

-1.5683

Adsorben

Universitas Sumatera Utara

Model Pseudo orde kedua: 𝑡 1 1 = + 𝑡 𝑞𝑡 𝑘2 𝑞𝑒 2 𝑞𝑒 keterangan : qt dan qe = jumlah yang terserap pada waktu t (mg N/g) dan pada waktu kesetimbangan k2 =konstanta laju kesetimbangan adsorpsi pada orde semu kedua (g/mg menit) Tabel Penentuan Pseudo Orde Kedua (Fe) Konsentrasi

Konsentrasi

Efisiensi

Kapasitas

Waktu

awal logam

akhir logam

Penyisihan

adsorpsi qt

(menit)

Fe (Co)

Fe (Ce)

adsorpsi (%)

(mg/g)

(mg/l)

(mg/l)

5

4,6517

2,2321

52,02 %

0,2419

20.66

Karbon Aktif

15

4,6517

1,2650

72,80 %

0,3386

44.29

Buatan (Kulit

30

4,6517

1,4736

68,32 %

0,3178

94.40

Singkong)

45

4,6517

0,4822

89,63 %

0,4169

107.93

5

4,6517

2,1035

54,77 %

0,2548

19,6232

Karbon Aktif

15

4,6517

1,9643

57,77 %

0,2687

55,8243

Komersil

30

4,6517

1,5625

66,41 %

0,3089

97,1188

45

4,6517

0,0720

98,45 %

0,4579

98,2747

Adsorben

t/qt

Tabel Penentuan Pseudo Orde Kedua (Mn) Konsentrasi

Konsentrasi

Efisiensi

Kapasitas

Waktu

awal logam

akhir logam

Penyisihan

adsorpsi qt

(menit)

Mn (Co)

Mn (Ce)

adsorpsi (%)

(mg/g)

(mg/l)

(mg/l)

5

0.9328

0.7767

16.7346

0.0156

320.3075

Karbon Aktif

15

0.9328

0.7032

24.6141

0.0230

653.3101

Buatan (Kulit

30

0.9328

0.5063

45.7226

0.0427

703.3998

Singkong)

45

0.9328

0.2702

71.0334

0.0663

679.1428

5

0.9328

0.6338

32.0540

0.0299

167.22

Karbon Aktif

15

0.9328

0.5821

37.5965

0.0351

427.72

Komersil

30

0.9328

0.1453

84.4232

0.0788

380.95

45

0.9328

0.0590

93.6750

0.0874

514.99

Adsorben

t/qt

Universitas Sumatera Utara

Tabel Penentuan Isoterm adsorpsi Langmuir (Fe) Konsentrasi

Konsentrasi

Efisiensi

Kapasitas

Dosis

awal logam

akhir logam

Penyisihan

adsorpsi qt

Adsorben

Fe (Co)

Fe (Ce)

adsorpsi (%)

(mg/g)

(g)

(mg/l)

(mg/l)

0,25

6,5035

1,6331

74,88

Karbon Aktif

0,5

6,5035

1,0134

Buatan (Kulit

0,75

6,5035

Singkong)

1,0

Adsorben

1/q

1/Ce

1.9482

0.5133

0,6123

84,41

1.0980

0.9107

0,9867

0,9929

84,73

0.7347

1.3610

1,0071

6,5035

0,4795

92,62

0.6024

1.6600

2,0855

1,25

6,5035

2.4201

62,78

0.3267

3.0612

0,4132

0,25

6,5035

1,8843

71,02

1.8843

0.5412

0.5307

Karbon Aktif

0,5

6,5035

1,3674

78,97

1.3674

0.9735

0.7313

Komersil

0,75

6,5035

1,2092

81,40

1.2092

1.4166

0.8270

1,0

6,5035

0,5182

92,03

0.5182

1.6708

1.9298

1,25

6,5035

0,4549

93,00

0.4549

2.0666

2.1983

Tabel Penentuan Isoterm adsorpsi Langmuir (Mn) Konsentrasi

Konsentrasi

Efisiensi

Kapasitas

Dosis

awal logam

akhir logam

Penyisihan

adsorpsi qt

Adsorben

Fe (Co)

Fe (Ce)

adsorpsi (%)

(mg/g)

(g)

(mg/l)

(mg/l)

0,25

0.5327

0.5094

4.37

Karbon Aktif

0,5

0.5327

0.3471

Buatan (Kulit

0,75

0.5327

Singkong)

1,0

Adsorben

1/q

1/Ce

0.0093

107.2961

1.9631

34.84

0.0371

26.9397

2.8810

0.2228

58.17

0.0413

24.2014

4.4883

0.5327

0.1509

71.67

0.0382

26.1917

6.6269

1,25

0.5327

0.2611

50.98

0.0217

46.0236

3.8300

0,25

0.5327

0.4852

8.91

0.0190

52.6316

2.0610

Karbon Aktif

0,5

0.5327

0.3477

34.72

0.0370

27.0270

2.8760

Komersil

0,75

0.5327

0.2228

58.17

0.0413

24.2014

4.4883

1,0

0.5327

0.0640

87.98

0.0469

21.3356

15.6250

1,25

0.5327

0.1088

79.57

0.0339

29.4881

9.1912

Universitas Sumatera Utara

Penentuan Isoterm adsorpsi Freundlich: Penentuan isoterm Freundlich diberikan dengan persamaan linear berikut ini: log qe = log Kf +

1 logCe n

Keterangan: Ce = konsentrasi Besi (Fe) pada saat kesetimbangan (mg N/L) qe = jumlah nitrat yang terserap per satuan massa adsorben pada saat kesetimbangan (mgN/g) Kf = konstanta isotherm adsorpsi Freundlich yang berkaitan dengan tingkat kapasitas adsorpsi 1 n

= intensitas adsorpsi, yang bervariasi sesuai dengan heterogenitas bahan (rentang nilai n=1-

10) Tabel Penentuan Isoterm adsorpsi Freundlich (Fe) Konsentrasi

Konsentrasi

Efisiensi

Kapasitas

Dosis

awal logam

akhir logam

Penyisihan

adsorpsi qt

Adsorben

Fe (Co)

Fe (Ce)

adsorpsi (%)

(mg/g)

(g)

(mg/l)

(mg/l)

0,25

6,5035

1.6331

74,88

Karbon Aktif

0,5

6,5035

1.0134

Buatan (Kulit

0,75

6,5035

Singkong)

1,0

Adsorben

log q

log Ce

1,9481

0,2896

0,2130

84,41

1,0979

0,0406

0,0057

0.9929

84,73

0,7347

-0,1338

-0,003

6,5035

0.4795

92,62

0,6024

-0,2201

-0,3192

1,25

6,5035

2.4201

62,78

0,3266

-0,4859

0,3838

0,25

6,5035

1.8843

71,02

1.8476

0.2666

0.2752

Karbon Aktif

0,5

6,5035

1.3674

78,97

1.0272

0.0117

0.1359

Komersil

0,75

6,5035

1.2092

81,40

0.7059

-0.1513

0.0825

1,0

6,5035

0.5182

92,03

0.5985

-0.2229

-0.2855

1,25

6,5035

0.4549

93,00

0.4839

-0.3153

-0.3421

Universitas Sumatera Utara

Tabel Penentuan Isoterm adsorpsi Freundlich (Mn) Konsentrasi

Konsentrasi

Efisiensi

Kapasitas

Dosis

awal logam

akhir logam

Penyisihan

adsorpsi qt

Adsorben

Mn (Co)

Mn (Ce)

adsorpsi (%)

(mg/g)

(g)

(mg/l)

(mg/l)

0,25

0.5327

0.5094

4.37

Karbon Aktif

0,5

0.5327

0.3471

Buatan (Kulit

0,75

0.5327

Singkong)

1,0

Adsorben

log q

log Ce

0.0093

-2.030

-0.292

34.84

0.0371

-1.430

-0.459

0.2228

58.17

0.0413

-1.383

-0.652

0.5327

0.1509

71.67

0.0382

-1.418

-0.821

1,25

0.5327

0.2611

50.98

0.0217

-1.663

-0.583

0,25

0.5327

0.4852

8.91

0.0190

-1.721

-0.314

Karbon Aktif

0,5

0.5327

0.3477

34.72

0.0370

-1.431

-0.458

Komersil

0,75

0.5327

0.2228

58.17

0.0413

-1.383

-0.652

1,0

0.5327

0.0640

87.98

0.0469

-1.329

-1.193

1,25

0.5327

0.1088

79.57

0.0339

-1.469

-0.963

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN IV

Proses Pemotongan Kulit Singkong

Kulit Singkong setelah di oven

Proses Penjemuran Kulit Singkong

Kulit Singkong Setelah di Furnace

Universitas Sumatera Utara

Proses Pengayakan Karbon Aktif

Proses Penyaringan

Karbon Aktif Setelah Diayak

Proses Penghomogenan

Universitas Sumatera Utara

BIOGRAFI PENULIS Nama : Kartini Efridawati Hutapea NIM : 140407025 Tempat/Tgl Lahir : Padangsidimpuan, 21 April1996 Alamat Email : [email protected] No. Hp : 0823 2423 3260 Nama Orang Tua : Tua Mangain Hutapea Alamat Orang Tua : Jalan Danau Toba, Gg. Rahmat No.9 B Asal Sekolah: 1. SD Swasta HKBP No.2 Padangsidimpuan, selesai tahun 2008 2. SMP Negeri 5 Padangsidimpuan, selesai tahun 2011 3. SMA Negeri 3 Padangsidimpuan, selesai tahun 2014 Pengalaman Organisasi/Kerja: 1. Pengurus Himpunan Mahasiswa Teknik Lingkungan (HMTL) Universitas Sumatera Utara Divisi Pengembangan Akademik Mahasiswa (PAM) Periode 2016/2017 2. Kerja Praktek di PDAM Tirtanadi Cabang Tobasa tahun 2016 Artikel yang sudah dipublikasikan dalam Jurnal/Pertemuan Ilmiah: Beasiswa yang diperoleh: -

Universitas Sumatera Utara