1 - E-learning UPN JATIM
advertisement
12.1 KARBON AKTIF Adsorpsi merupakan suatu proses transfer massa antara fase liquid ke fase padat. Adsorpsi ada biasa berupa padatan, cairan ataupun fase gas yang mampu sebagai penyerap. Proses adsorpsi ini tidak selalu digunakan dalam pengolahan air limbah, tapi hanya untuk menjadikan kualitas efluent lebih baik termasuk mereduksi racun. Salah satu bahan adsorpsi adalah activated carbon. Karbon di sini digunakan untuk meremoval bahan-bahan organik yang terlarut (DO). Bahan yang sering dipergunakan dalam proses penyerapan adalah : 1. Karbon aktif 2. Molekul sieres 3. Aluminium aktif Dari bahan tersebut di atas yang paling sering dipergunakan sebagai bahan adsorbent adalah activated karbon atau lebih dikenal sebagai arang batok kelapa. Pengolahan air limbah dengan menggunakan karbon aktif biasanya dipergunakan sebagai proses kelanjutan dari pengolahan secara biologis. Di samping inti dari pengontakan karbon dengan air maka benda-benda partikel juga bisa ikut dihilangkan. Proses ini biasanya dipergunakan untuk melengkapi proses pengolahan secara biologi dari limbah industri yang mana proses biologisnya tidak lengkap, sehingga masih terdapay masalah pada air limbah. Type-type Bahan penyerap Type-type bahan penyerap utama terdiri dari activated carbon, synthetic polymeric dan silika. Activated carbon biasanya digunakan karena harganya relatif murah dibandingkan dengan synthetic polymeric. Activated carbon yang biasa digunakan untuk pengolahan limbah. Activated Carbon Activated carbon pada dasarnya digunakan untuk meremoval bahan-bahan organik, maupun bahan-bahan anorganik seperti nitrogen, sulfida dan logam-logam berat lainnya. Jika pada proses biologis mempunyai kandungan carbon yang rendah dalam carbon contactor ataupun di unit proses biologis yang lain, maka air limbah ini akan sulit diremoval dengan menggunakan activated carbon. Pada kondisi yang normal, setelah pengolahan dengan menggunakan activated carbon, maka efluent BOD berkisar antara 2-7 mg/l dan ufluent COD antara 10-20 mg/l di bawah kondisi optimum maka COD dapat diremoval sekitar 10 mg/l. Karbon aktif alamiah adalah berupa butiran karbon dan bubuk karbon untuk pengolahan air limbah dan setelah dipergunakan perlu diaktifkan kembali. Persiapan karbon dipergunakan melalui pembuatan arang dari bahan kayu atay batubara. Bahan ini kemudian dibakar sampai berwarna merah. Partikel batubara kemudian diaktifkan dengan menambah gas oksigen pada tekanan tinggi. Gas ini mengembangkan struktur rongga yang ada pada batu bara / arang sehingga memperluas permukaan. Gambar 7.1 Gambaran karbon aktif sebelum dan sesudah diaktifkan kembali Dalam pelaksanaannya, pemakaian karbon aktif ini dapat dipergunakan secara granula. Pengolahan dengan Menggunakan GAC ( Granular Activated Carbon ) Pengolahan dengan GAC ini, dimana air limbah dilarutkan ke activated carbon dalam suatu reaktor atau contactor. Ada beberapa type dari reaktor Activated.Carbon yang digunakan untuk pengolahan air limbah. Type-type itu antara lain : - Type tekanan atau gravitasi - Down flow atau up flow fixed bed, tipe ini mempunyai 2 s/d 3 kolom dalam satu serinya - Expanded bed up flow countercurrent Sebuah bak yang berisikan karbon granula dialiri air limbah. Air limbah dialirkan dari bagian atas bak kemudian akan turun ke bagian bawah / dasar bak seperti terlihat pada gambar 4.16. Gambar 7.2 Jenis bak penyerapan dengan karbon aktif Karbon aktif tertahan di tempatnya sedangkan air limbah akan mengalir melalui sistem pengering yang ada di bagian bawah. Pencucuian kembali dapat dilakukan pada saat diperlukan melalui pipa yang telah disediakan. Masalah utama yang ada pada sistem ini adalah terjadinya penyumbatan. Apabila sudah dirasakan tidak mampu lagi menyerap partikel maka karbon yang ada dapat juga diganti seluruhnya. Berikut adalah diagram alir proses Granular Activated Carbon. Gambar 7.3 Diagram alir Granular Activated Carbon Proses - Fixed Bed Fixed bed kolom biasanya digunakan untuk mengalirkan air limbah dengan Granular Activated Carbon. Fixed Bed dapat dioperasikan secara single, seri ataupun pararel. Type contactor Granular Activated Carbon dapat dilihat pada gambar berikut : Gambar 7.4 Granular Activated Carbon Granular medium filter biasanya digunakan Activated Carbon untuk meremoval bahanbahan organik yang berasal dari pengolahan kedua. Air limbah yang diolah dari atas kolom yang kemudian turun ke bawah. Reaktor ini dilengkapi dengan sistem underdran dasar kolom untuk pencucian media. Keuntungan mengeluarkan aliran ke bawah ( down flow ) untuk mengadsorpsi bahanbahan organik adalah hanya memerlkan single step kolom, meskipun up flow ke atas fixed Bed ini juga sering digunakan. Type aliran ke bawah ini digunakan, dimana biasanya terjadi akumulasi bahan-bahan di dasar bed, sehingga bahan-bahan tersebut sulit untuk dilakukan pencucian (bachwash). pH, temperatur aliran air limbah sangat terpengaruh dalam pengolahan Activated Carbon. - Expended Bed Reaktor Pada bangunan ini unflent dialirkan melalui dasar kolam. Ketika kapasitas adsorpsi carbon didasar kolam telah digunakan untuk meremoval maka carbon baru diletakkan di atas kolam, kemudian pada proses EBK bahan carbon yang ada dieffluen mengikuti aliran turun ke dasar kolam ini dikarenakan adanya bed expansion. Pada umumnya hanya sedikit yang menggunakan reaktor ini untuk mengolah air limbah Pengolahan dengan menggunakan PAC ( Powdered Activated Carbon ) Salah satu alternatif pengolahan yang menggunakan Activated Carbon adalah PAC Penggunaan karbon aktif di sini dilakukan dengan cara menaburkan bubuk ini ke dalam saluran ke luar yang berasal dari proses pengolaan biologis. Pengontakkan ini biasanya diletakkan pada bak yang tertentu, setelah bubuk tercampur, maka gaya beratnya akan mengendap dengan membawa partikel terlarut dan partikel tercampur. Untuk lebih mempercepat pengendapan bisa juga dibantu dengan zat pembantu mengendap. Agar menjadikan bahan ini lebih ekonomis, maka karbon aktif dapat dipergunakan kembali setelah dipakai dengan cara melakukan oksidasi dengan tekanan tinggi. Pada proses regenerasi ini biasanya karbon aktif akan hancur sebanyak 5-10%. Dari dua bentuk karbon aktif ini yang paling sulit untuk regenerasi adalah apabila mengolah karbon aktif yang berbentuk bubuk. . PAC dapat digunakan untuk effluent dari proses pengolahan secara biologis dan dari pengolahan secara fisik atau kimia. Proses pengolahan ini adalah setelah effluent keluar dari proses biologis, Powder Activated Carbon ditempatkan ke air limbah pada suatu bak / tangki setelah beberapa waktu atau setelah mengalami waktu kontak, karbon mengendap di dasar bak / tangki yang kemudian dikeluarkan dari tangki. Karena karbon sangat halus, maka keunggulan seperti polyelectrolyte diperlukan untuk membantu partikel-partikel karbon untuk meremoval . pembakaran Powder Activated Carbon dalam tangki Activated Carbon sangat effektif untuk membantu meremoval bahan-bahan organik. Dalam physical maupun kemikal proses, Powder Activated Carbon digunakan bersama bahan-bahan kimia lain sebagai proses pengendapan. DAFTAR PUSTAKA Gordon M Fair, John C geyer, Daniel A Okun. Water and Wastewater Engineering. John Wiley & Sons, 1968. Metcalf & Eddy. Wastewater Treatment and Reuse, Fourth Edition. Mc-Graw Hill Higher Education, 2003. Metcalf & Eddy. Wastewater Engineering : Treatment Disposal Reuse, Second Edition. Tata Mc-Graw Hill Publishing Company LTD, New Delhi, 1979. Mark J Hammer. Water & Wastewater Technology. Upper Saddle River New Jersey Colombus, Ohio, 2004. Reynold / Richards Unit Operations and Processes in Environmental Engineering, , second edition, 1996 Ronald L Droste Theory and practice of water and waste water Treatment , 1997 W.Wesley Eckenfelder, Jr. Industrial Water Pollution Control, second Edition. Mc – Graw Hill Book Company.
