POTENSI PEMANFAATAN LIMBAH LAUNDRY RUMAH TANGGA ?· POTENSI PEMANFAATAN LIMBAH LAUNDRY RUMAH TANGGA…

  • Published on
    14-Mar-2019

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

<p>SCIENTIFIC CONFERENCE OF ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY IX - 2012 Advances in Agricultural and Municipal Waste Technology to Anticipate </p> <p>Food and Energy Crisis Surabaya, 10 July 2012 </p> <p> 1 </p> <p>POTENSI PEMANFAATAN LIMBAH LAUNDRY RUMAH TANGGA DALAM MEMPRODUKSI GAS HIDROGEN HIDROGEN OKSIGEN </p> <p>(HHO) SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF </p> <p>THE BENEFIT OF USES HOUSEHOLD LAUNDRY WASTE FOR PRODUCING OXY-HYDROGEN (HHO) GAS AN ALTERNATIVE </p> <p>FUELAulia Nur Veiny* and Alia Damayanti** </p> <p>*Department of Environmental Engineering ITS, uphie.now@gmail.com **Department of Environmental Engineering ITS, lia@its.ac.id </p> <p> Abstrak </p> <p> Limbah laundry rumah tangga, pada kasus ini, langsung dibuang pada badan air yaitu drainase depan rumah. Pembuangan limbah cair domestik langsung ke badan air dapat menurunkan kualitas air, sehingga mempengaruhi ekosistem akuatik serta kesehatan manusia (Yudistira,2002). Masyarakat akan mencoba untuk berpikir dua kali untuk membuang limbahnya langsung ke badan air, jika limbah laundrinya mampu dijadikan bahan bakar alternatif. Penelitian ini menggunakan limbah laundry sebagai elektrolit untuk memproduksi gas Hidrogen Hidrogen Oksigen (HHO) melalui proses elektrolisis yang dapat digunakan sebagai bahan bakar. Variasi pada penelitian ini adalah sampel berupa limbah laundry yang telah di removal (70%-100%) melalui proses elektrokoagulasi dan limbah laundry langsung tanpa pengolahan. Elektrolisis dilakukan pada tabung berbahan plastik dengan diameter 9 cm, tinggi 15 cm. Volume elektrolit pada tabung elektrolisis yaitu 500 mL. Batas pengukuran volume gas HHO yaitu 500 mL. Waktu produksi gas HHO 500 mL dari limbah laundry berbeda. Pada limbah laundry yang melalui proses elektrokoagulasi, sampel I, II, III, membutuhkan waktu produksi 500 mL gas HHO masing-masing 47 menit, 9,03 menit, dan 9,52 menit, sedangkan limbah laundry tanpa pengolahan, sampel I, II, III, membutuhkan waktu produksi 500 mL gas HHO masing-masing, 7,19 menit, 5,47 menit, 30,56 menit. Kata kunci: limbah, laundry, elektolisis, elektrokoagulasi, gas HHO. </p> <p>Abstract </p> <p>Household laundry waste, In this case, disposed directly to drainage that located in front of their house. It can make water quality declining, particularly it make the aquatic ecosystems and human health was degraded (Yudistira, 2002). Society will try to think twice about disposing laundry directly into drainage. This research use laundry for elektrolit to produce oxy-hydrogen gas (HHO gas) with electrolysis process and it can be alternative fuel. Variations in this research is laundry waste which have been removal process (70 %- 100 %) with electrocoagulation and laundry waste without electrocoagulation. Electrolysis performed in plastic tubes, diameter on 9 cm, height on 15 cm. Volume of electrolyte in the plastic tube is 500 mL. Limit of measure to producess HHO gas is 500 mL gas. Time to produce 500 mL HHO gas from samples are different. Laundry waste with electrocoagulation removal process, samples I, II, III, take 47 minutes, 9,03 minutes, 9,52 minutes to produce 500 mL HHO gas, laundry waste without removal, while the laundry waste without treatment, the samples I, II, III, takes 7.19 minutes, 5.47 minutes, 30.56 minutes to produce HHO gas production of 500 mL. Keywords: laundry waste, electrolysis, electrocoagulation, HHO gas </p> <p>ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY SCIENTIFIC CONFERENCE IX - 2012 Advances in Agricultural and Municipal Waste Technology to Anticipate </p> <p>Food and Energy Crisis Surabaya, 10 July 2012 </p> <p>2 </p> <p>1. PENDAHULUAN </p> <p>Limbah laundry dari rumah tangga di Indonesia sebagian besar dibuang ke badan air langsung, yaitu saluran drainase yang berada tepat di depan rumah. Limbah tersebut dibuang tanpa pengolahan terlebih dahulu. Pembuangan limbah cair domestik langsung ke badan air dapat menurunkan kualitas air sehingga mempengaruhi ekosistem akuatik serta kesehatan manusia (Yudisthira, 2002). Seiring bertambahnya jumlah penduduk, maka limbah cair yang dihasilkan akibat aktifitas manusia semakin meningkat. Pembuangan limbah laundry ke badan air langsung semata-mata karena alasan kemudahan, padahal lingkungan punya daya dukung terbatas. Oleh karena itu, perlu dipikirkan sebuah solusi mengenai masyarakat yang tanggap terhadap pembuangan limbahnya sendiri. Masyarakat akan mencoba untuk berpikir dua kali untuk membuang limbahnya langsung ke badan air, jika limbah laundrinya mampu dijadikan bahan bakar. Pada dasarnya limbah laundry rumah tangga terdiri dari sebagian besar unsur air (H2O), tetapi air ini telah tercemar oleh bahan kimia dan zat organik yang terkandung pada detergen. Air dapat menjadi bahan bakar dengan cara memanfaatkan proses elektrolisis untuk memecah air (H2O) menjadi gas H2 da O2 dengan reaksi seperti berikut: 2 H2O 2 H2 + O2. Gas H2 dan O2 yang terbentuk pada proses elektrolisis disebut gas HHO (Hidrogen Hidrogen Oksigen) dan sifat gas H2 yaitu mudah terbakar. Proses elektrolisis pada air membutuhkan suhu yang tinggi untuk mendapatkan gas HHO yang maksimal. Oleh karena itu, diperlukan sebuah katalis untuk mepercepat proses tanpa harus menunggu suhu yang tinggi yaitu 830oC. Kandungan pada detergen menjadi bagian dari penelitian untuk melihat pengaruh terhadap produksi gas HHO, apakah kandungan dalam detergen mampu mempercepat produksi gas HHO. Penelitian ini menggunakan limbah laundry sebagai elektrolit untuk memproduksi gas Hidrogen Hidrogen Oksigen (HHO) melalui proses elektrolisis yang dapat digunakan sebagai bahan bakar. Variasi pada penelitian ini adalah sampel berupa limbah laundry yang telah di removal (70%-100%) melalui proses elektrokoagulasi dan limbah laundry langsung tanpa pengolahan. Batas pengukuran volume gas HHO yaitu 500 mL. Mengingat penelitian-penelitian produksi gas HHO sejauh ini menggunakan aquadest yang ditambah katalis, maka penelitian pada limbah laundry harus mengalami proses pemurnian atau removal kandungan organik dengan metode elektrokoagulasi. Elektrokoagulasi dan elektrolisa merupakan proses yang dipilih pada penelitian ini untuk menghasilkan gas HHO (hidrogen hidrogen oksigen) dari limbah laundry. 2. METODOLOGI Elektrokoagulasi Elektrokoagulasi dilakukan pada limbah laundry rumah tangga, untuk meremoval kandungan organik yang terdapat di dalamnya. Limbah hasil elektrokoagulasi akan menjadi salah satu elektrolit untuk proses elektrolisis. Elektrolit adalah senyawa dalam larutan berair yang mampu menghantarkan arus listrik. Semua senyawa ionik yang larut dalam air merupakan elektrolit. Elektroda yang digunakan pada proses elektrokoagulasi adalah jaring-jaring alumunium. Pada anoda ukuran alumunium. Elektroda alumunium dapat terlihat pada Gambar 1 dan detail jaring-jaring alumunium dapat terlihat pada Gambar 2. </p> <p>SCIENTIFIC CONFERENCE OF ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY IX - 2012 Advances in Agricultural and Municipal Waste Technology to Anticipate </p> <p>Food and Energy Crisis Surabaya, 10 July 2012 </p> <p> 3 </p> <p>Gambar 1. Elektroda jaring-jaring alumunium </p> <p> Gambar 2. Detail elektroda jarring-jaring alumunium dengan diameter dalam 5 cm dan </p> <p>diameter luar 7cm </p> <p>Analisa COD dan Fosfat Pengukuran COD dan fosfat dilakukan pada limbah hasil elektrokoagulasi dan limbah tanpa elektrokoagulasi. Hal ini dilakukan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh kandungan organik dalam detergen terhadap produksi gas HHO pada penelitian ini. Pengukuran kadar COD menggunakan metode closed reflux titrimetric, analisa fosfat menggunakan metode spektrofotometri, yaitu pembacaan konsentrasi melalui spektrofotometri. Elektrolisis Elektrolisis dilakukan pada tabung yang berbahan dasar plastik dengan diameter 9 cm dan tinggi 15 cm. Elektroda yang digunakan berupa kawat stainless steel yang dibentuk kumparan. Secara keseluruhan alat tapat dilihat pada Gambar 3 </p> <p>5 cm, dan 7cm </p> <p>ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY SCIENTIFIC CONFERENCE IX - 2012 Advances in Agricultural and Municipal Waste Technology to Anticipate </p> <p>Food and Energy Crisis Surabaya, 10 July 2012 </p> <p>4 </p> <p> Gambar 3. Alat elektrolisis </p> <p> Keterangan gambar: </p> <p>1. Battery charger 20 amper 2. Accu 12 volt 45 Aha 3. Tabung untuk proses elektrolisis 4. Flow gas dengan kapasitas pengukuran 500 mL gas HHO 5. Kran untuk menyalurkan busa 6. Tempat pemisahan busa </p> <p> Panjang kawat kumparan </p> <p>Massa dari elektroda mempengaruhi produksi gas HHO (hidrogen hidrogen oksigen) dalam proses elektrolisis. Massa efektif kawat stainless steel yang digunakan pada penelitian ini adalah 12.000 mm2. Pada percobaan kali ini kawat stainless steel yang digunakan berdiameter 3 mm. Perhitungan panjang efektif kawat stainless steel sebagai berikut: </p> <p>P = Dimana: P= panjang efektif kawat stainless steel ( mm) </p> <p> d = diameter (mm) </p> <p>Maka: P = =1273,9 mm 1,3m Sehingga pada penelitian ini panjang kawat yang digunakan adalah 1,3 m yang kemudian dibentuk menjadi kumparan. Penelitian Elektrolisis merupakan proses utama untuk menghasilkan gas hidrogen hidrogen oksigen (HHO). Elektrolisis dilakukan pada dua jenis limbah yaitu limbah yang telah melewati proses elektrokoagulasi terlebih dahulu untuk mengurangi kandungan organik pada limbah dan limbah laundry langsung tanpa proses elektrokoagulasi. Pada penelitian ini, batas maksimal pengukuran gas hidrogen hidrogen oksigen (HHO) yaitu 500 mL selama 1 jam. Pengukuran akan dihentikan jika produksi gas telah mencapai 500 mL dan belum pada batas maksimal yaitu satu jam. Pengukuran gas HHO menggunakan flow gas yang berkapasitas 500 mL. Pada proses elektrolisis menggunakan elektroda stainless steel yang berbentuk kumparan dengan ukuran, diameter kawat 3 mm diameter kumparan pada anoda 3,8 mm, sedangkan pada katoda 5,5 mm dengan panjang kawat 1,2 m. </p> <p>1 </p> <p>2 3 </p> <p>4 </p> <p>5 6 </p> <p>SCIENTIFIC CONFERENCE OF ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY IX - 2012 Advances in Agricultural and Municipal Waste Technology to Anticipate </p> <p>Food and Energy Crisis Surabaya, 10 July 2012 </p> <p> 5 </p> <p> 3. HASIL DAN PEMBAHASAN </p> <p> Penelitian ini menggunakan limbah laundry sebagai elektrolit untuk memproduksi gas Hidrogen Hidrogen Oksigen (HHO) melalui proses elektrolisis yang dapat digunakan sebagai bahan bakar. Pada Tabel 1-7 berikut ini adalah kecepatan produksi gas HHO dari elektolit limbah laundry baik yang telah dielektrokoagulasi dan tanpa pengolahan. Tabel 1 adalah tabel produksi dari aquadest, berfungsi sebagai pembanding (kontrol) pembentukan gas HHO terhadap limbah laundry. Tabel 1. Produksi gas HHO pada aquadest </p> <p> Tabel 2. Produksi gas HHO pada sampel I limbah laundry dengan elektrokoagulasi </p> <p>Waktu (menit) </p> <p>Volume gas HHO (mL) </p> <p>Debit (mL/s) </p> <p>Voltase (volt) </p> <p>Suhu (oC) </p> <p>0 0 0 12.67 30 10 0 0 12.67 38 20 100 0.083 12.66 43 30 250 0.139 12.65 47 45 375 0.139 12.64 49 47 500 0.177 12.63 52 </p> <p> Tabel 3. Produksi gas HHO pada sampel II limbah laundry dengan elektrokoagulasi </p> <p>Waktu (menit) </p> <p>Volume gas HHO mL </p> <p>Debit (mL/s) </p> <p>Voltase (volt) </p> <p>Suhu (oC) </p> <p>0 0 0 12.85 30 </p> <p>5 265 0.883 12.83 45 </p> <p>9.03 500 0.923 12.8 49 </p> <p>Tabel 4. Produksi gas HHO pada sampel III limbah laundry dengan elektrokoagulasi </p> <p>Waktu (menit) </p> <p>Volume gas HHO mL </p> <p>Debit (mL/s) </p> <p>Voltase (volt) </p> <p>Suhu (oC) </p> <p>0 0 0 12.93 30 </p> <p>5 260 0.867 12.91 45 </p> <p>9.52 500 0.875 12.87 47 Tabel 5. Produksi gas HHO pada sampel I limbah laundr tanpa elektrokoagulasi </p> <p>Waktu (menit) </p> <p>Volume gas HHO (mL) </p> <p>Debit (mL/s) </p> <p>Voltase (volt) Suhu (oC) </p> <p>0 0 0 12.37 30 </p> <p>5 450 1.50 12.2 43.5 </p> <p>7.19 500 1.159 12.15 47 Tabel 6. Produksi gas HHO pada sampel II limbah laundry tanpa elektrokoagulasi </p> <p>Waktu (menit) </p> <p>Volume gas HHO (mL) </p> <p>Debit (mL/s) </p> <p>Voltase (volt) Suhu (oC) </p> <p>0 0 0 12.69 30 </p> <p>5 480 1.6 12.24 37.5 </p> <p>5.47 500 1.523 12.23 39 Tabel 7. Produksi gas HHO pada sampel III limbah laundry tanpa elektrokoagulasi </p> <p>Waktu (menit) </p> <p>Volume gas HHO (mL) </p> <p>Debit (mL/s) </p> <p>Voltase (volt) </p> <p>Suhu (oC) </p> <p>0 0 0 12.78 30 </p> <p>5 180 0.600 12.4 32 </p> <p>10 205 0.342 12.33 33 </p> <p>15 278 0.309 12.31 33.5 </p> <p>20 385 0.321 12.3 35 </p> <p>25 410 0.273 12.3 37.5 </p> <p>30 490 0.272 12.29 39 </p> <p>30.56 500 0.273 12.28 39 </p> <p>Waktu (menit) </p> <p>Volume gas HHO (mL) </p> <p>Debit (mL/s) Voltase (volt) </p> <p>Suhu (oC) </p> <p> 0 0 0 12.72 30 </p> <p>5 0 0.000 12,62 30 </p> <p>10 0 0.000 12.62 30 </p> <p>15 0 0.000 12,63 30.5 </p> <p>20 0 0.000 12.58 30.5 </p> <p>25 5 0.003 12,57 31 </p> <p>30 6 0.003 12,57 32 </p> <p>35 10 0.005 12.55 32.5 </p> <p>40 15 0.006 12.53 33 </p> <p>45 20 0.007 12.51 33.5 </p> <p>50 24 0.008 12.5 34 </p> <p>55 25 0.008 12.49 34 </p> <p>60 25.5 0.007 12.48 35 </p> <p>ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY SCIENTIFIC CONFERENCE IX - 2012 Advances in Agricultural and Municipal Waste Technology to Anticipate </p> <p>Food and Energy Crisis Surabaya, 10 July 2012 </p> <p>6 </p> <p> Elektrokoagulasi Salah satu elektrolit dalam penelitian ini adalah limbah laundry yang telah diremoval terlebih dahulu melalui proses elektrokoagulasi. Pada dasarnya, elektrokoagulasi terdiri dari tiga proses dasar yaitu elektrokimia, koagulasi dan flotasi. Apabila dalam suatu elektrolit ditempatkan dua elektroda dan dialiri arus listrik searah, maka akan terjadi peristiwa elektrokimia yaitu gejala dekomposisi elektrolit, dimana ion positif (kation) bergerak ke katoda dan menerima elektron yang direduksi dan ion negatif (anion) bergerak ke anoda dan menyerahkan elektron yang dioksidasi (Yulianto, 2009). Pada tiga sampel limbah yang melalui proses elektrokoagulasi selama 60 menit mengalami removal COD, sampel I konsentrasi akhir COD pada elektrokoagulasi 0 mg/L, sampel II 160 mg/L sampel 240 mg/L. Elektolisis Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Pada kasus menghasilkan gas HHO, elektrolisis adalah proses memisahkan molekul air menjadi gas hidrogen dan oksigen dengan cara mengalirkan arus listrik ke elektroda tempat larutan elektrolit. Elektrolit merupakan senyawa dalam larutan berair yang mampu menghantarkan arus listrik. Semua senyawa ionik yang larut dalam air merupakan elektrolit. Pada penelitian imi elektrolit terdiri dari limbah hasil elektrokoagulasi dan limbah tanpa proses elektokoagulasi. Gas yang terbentuk dalah proses elektrolisa air adalah gas hidrogen hidrogen oksigen (HHO) biasa disebut brown gas. Brown Gas adalah campuran hidrogen dan oksigen. Browns gas merupakan produk dari elektrolyzer yaitu mesin atau alat tempat terjadinya proses elektrolisis. Browns Gas dinamakan oleh profesor Yull Brown, tetapi mempunyai banyak nama lain yaitu Rhodes Gas, setelah peneliti Dr. William A. Rodes juga memberi nama HHO (Hidrogen-Hidrogen-Oksigen), hydroxy, oxyhydrogen, green gas, dihydroxy, watergas, atau water gas, waterfuel atau water fuel (Hidayatullah, 2008). Dalam penelitian ini didapatkan bahwa proses elektrolisis tercepat pada sampel II, yaitu limbah laundry tanpa proses elektrokoagulasi. Pada Tabel 8 berikut ini informasi mengenai kandungan COD dan fosfat dari masing-masing sampel. </p> <p>Tabel 8. Kandunga...</p>