Salah satu unsur hara yang penting bagi pertumbuhan organisme adalah fosfat. Akan tetapi, fosfat dapat menjadi masalah bagi lingkungan jika kadarnya tinggi. Industri pembuatan pupuk merupakan salah satu penyumbang peningkatan kadar fosfat di badan air. Fosfat dihasilkan dari kegiatan produksi amonia dan asam fosfat. Industri laundry mengandung limbah cair berupa air deterjen. Komposisi bahan-bahan penyusun dalam deterjen menyebabkan air limbah laundry memiliki kadar fosfat yang cukup tinggi. Air limbah laundry di wilayah Keputih Surabaya mengandung kadar fosfat sebesar 14.148 mg/L (2). Hasil tersebut menunjukkan bahwa limbah deterjen mengandung kadar fosfat yang tinggi dan melebihi ambang batas aman. Kadar fosfat yang tinggi dalam air disebabkan oleh pencemaran air limbah seperti air limbah laundry yang menyebabkan eutrofikasi. Adsorpsi merupakan salah satu metode yang dapat digunakan untuk menurunkan kadar fosfat. Batang pisang yang mengandung kadar selulosa yang tinggi dapat digunakan sebagai bahan utama pembuatan karbon aktif. Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis kapasitas adsorpsi dan kinetika adsorpsi karbon aktif batang pisang dalam menurunkan kadar fosfat.
Potongan pelepah pisang dikumpulkan, dibersihkan, dikeringkan, dan dikarbonisasi. Proses pengeringan dilakukan di bawah sinar matahari hingga kering. Proses pengeringan dilanjutkan menggunakan oven pada suhu 105oC selama satu jam. Karbonisasi diperoleh dengan membakar bahan baku pada suhu 400oC selama satu jam. Bahan yang telah terbentuk menjadi karbon dihancurkan hingga partikelnya berukuran 100 mesh. Karbon diaktivasi dengan NaOH dengan konsentrasi 2,5% selama 24 jam kemudian dibersihkan menggunakan aquades untuk menetralkan pH.
Uji karakterisasi dilakukan terhadap karbon aktif batang pisang dengan menghitung bilangan iod, kadar air, kadar abu, morfologi, dan struktur. Uji kadar air dilakukan dengan mengukur 1 gram karbon aktif batang pisang dan meletakkannya dalam cawan porselin yang telah diketahui beratnya. Sampel dimasukkan ke dalam oven pada suhu 115oC selama 3 jam.
Desain penelitian ini adalah eksperimen dengan rancangan pretest-posttest control group. Proses adsorpsi dilakukan dengan metode batch yang menggunakan tiga variasi konsentrasi adsorbat dan empat variasi waktu pengadukan. Adsorpsi berlangsung pada pH 3 dan waktu pengadukan 30 rpm. Kapasitas adsorpsi dianalisis menggunakan model isoterm Langmuir dan isoterm Freundlich. Kinetika adsorpsi dianalisis menggunakan model kinetika pseudo orde pertama dan pseudo orde kedua.
Uji karakterisasi karbon aktif batang pisang meliputi XRD, SEM, nilai bilangan iod, kadar air, dan kadar abu. Hasil uji karakterisasi dianalisis sesuai dengan Standar Nasional Indonesia 06-3730-1995 tentang karbon aktif teknis. Karbon aktif batang pisang memiliki nilai kadar air yang sesuai dengan persyaratan, sedangkan kadar abu dan bilangan iodnya tidak sesuai dengan persyaratan berdasarkan Standar Nasional Indonesia 06-3730-1995.
Mineral yang dominan adalah Kalsium Karbonat dan Kalsium Fosfat Silikat. Hasil difraksi sinar-X (XRD) dan Scanning Electron Microscopy (SEM) membuktikan bahwa karbon aktif berhasil dibuat. Angka iod karbon aktif batang pisang sebesar 698,12 mg/g. Karbon aktif dari batang pisang berhasil menurunkan kadar fosfat dalam air dengan kapasitas adsorpsi sebesar 0,10708 mg/g dan mengikuti model isoterm Langmuir. Kinetika adsorpsi karbon aktif batang pisang divalidasi dengan model kinetika pseludo-selcond-order dengan konstanta kinetika sebesar 0,17137 g/mg.min.
Sebagai kesimpulan, model langmuir menunjukkan bahwa adsorpsi fosfat terjadi secara monolayer. Modifikasi karbon aktif diperlukan berdasarkan hasil karakterisasi.
Penulis: Lilis Sulistyorini
Link: https://e-journal.unair.ac.id/JKL/article/view/51074/27825
