Teknologi Pengelolaan Limbah Tekstil dengan Alat Pengolahan Limbah Reaktor Fotokatalitik Fixed Bed TiO2 Batu Apung

Di abad ke-20 ini perkembangan teknologi yang ada sudah sangat maju, begitu pun dengan pertumbuhan penduduk yang semakin banyak. Dengan semakin banyaknya penduduk, maka makin banyak pula permintaan -- permintaan di berbagai sektor untuk bisa memenuhi kebutuhannya, seperti industri tekstil, otomotif, pangan, pertanian, pertambangan dan lain sebagainya. 

Dengan semakin banyaknya permintaan penduduk untuk memenuhi kebutuhan hidupnya, hal tersebut jelas membuat berbagai sektor yang bergerak di berbagai bidang terus melakukan kegiatan produksi setiap harinya. Dari kegiatan produksi yang dilakukan, selain menghasilkan suatu produk juga menghasilkan limbah dari kegiatan produksinya.

Limbah merupakan sisa atau hasil buangan dari suatu kegiatan manusia yang mengandung bahan -- bahan berbahaya yang dapat mengancam kesehatan manusia dan juga lingkungan. Limbah adalah sisa dari suatu usaha maupun kegiatan yang mengandung bahan berbahaya atau beracun yang karena sifat, konsentrasi, dan jumlahnya, baik yang secara langsung maupun tidak langsung dapat membahayakan lingkungan, kesehatan, kelangsungan hidup manusia dan makhluk hidup lainnya (Mahida, 1984). Limbah tidak hanya berasal dari kegiatan industri, limbah juga bisa berasal dari kegiatan pertanian, domestic, pertambangan, dan lain sebagainya.

Limbah juga memiliki banyak jenis, salah satunya yaitu limbah B3. Menurut PP No. 18 tahun 1999, limbah bahan berbahaya dan beracun, disingkat limbah B3, adalah sisa suatu usaha atau kegiatan yang mengandung bahan berbahaya dan beracun yang karena sifat, konsentrasinya dan jumlahnya, baik secara langsung maupun tidak langsung, dapat mencemarkan lingkungan hidup, dapat membahayakan lingkungan hidup, Limbah B3 juga memiliki beberapa klasifikasi seperti:

• Limbah padat. Limbah padat B3 adalah bahan radioaktif, toner catridge, baterai bekas.
• Limbah cair adalah limbah yang berwujud cair. Contoh limbah cair industri adalah bahan kimia, hasil pelarut, air bekas produksi, oli bekas, dan sebagainya.
• Limbah gas adalah limbah zat (zat buangan) yang berwujud gas. Jenis bahan pencemar yang paling sering dijumpai ialah karbon monoksida (CO), nitrogen dioksida (NO2), sulfur dioksida (SO2), komponen organik terutama hidrokarbon, dan substansi partikel.

Adapun sumber-sumber pembentukkan Limbah B3 :

• Sumber tidak spesifik; Limbah B3 berasal bukan proses utama dalam kegiatan industri seperti pelarut asam/basa yang dihasilkan dalam untuk membersihkan peralatan setelah proses
• Sumber spesifik; Limbah B3 berasal dari proses utama dalam kegiatan industri seperti limbah Krom dari industri penyamakan kulit, imbah sulfida dari industri pupuk.
• Bahan kimia kadaluarsa, tumpahan, sisa kemasan, dsb

Indikator racun yang digunakan adalah TCLP (Toxicity Characteristics Leaching Pocedure) seperti tercantum dalam PP No. 101 tahun 2014 pasal 5 yang menjelaskan tentang karaktersitik limbah B3 ada 6, yaitu :

• Mudah meledak
• Mudah terbakar
• Reaktif
• Infeksius
• Korosif
• Beracun

Industri merupakan salah satu penghasil limbah B3, seiring bertambah majunya zaman, teknologi dan bertambah kompleksnya kebutuhan manusia, maka muncullah industri -- industri di segala macam bidang untuk memenuhi kebutuhan manusia. Industri -- industri yang ada pasti menghasilkan limbah dari kegiatan produksinya, walaupun teknologi sudah berkembang tetapi masih banyak industri -- industri yang kurang tepat dalam menangani proses pengelolaan limbah B3 yang dihasilkan. Hal tersebut sangat berpengaruh untuk kelestarian lingkungan, kesehatan manusia, dan keberlangsungan hidup makhluk hidup lainnya.

Industri tekstil adalah salah satu industri yang juga menghasilkan limbah B3 dari proses pewarnaan kainnya, pada insustri tekstil dalam proses pewarnaan pasti menggunakan pewarna sintetis, karena warna yang keluar dari pewarna sintetis memiliki hasil yang lebih tajam, dibandingkan dengan pewarna alami. Seperti pada industri Tenun Bintang Timur yang memproduksi kain endek, salah satu kerajinan tenun khas Bali. Pada industri ini memakai pewarna sintetis karena lebih diminati oleh pembeli, dan zat warna sintetis yang digunakan dalam proses pencelupan merupakan senyawa golongan azo yang sangat sulit untuk didegradasi secara konvensional.

Menurut Kep Men LH No.51 Tahun 1995, konsentrasi senyawa golongan azo dalam limbah yang melebihi ambang batas sebesar 5 mg/L dapat menimbulkan terjadinya pencemaran lingkungan. Selain dapat menimbulkan pencemaran lingkungan, adapun dampak negatif yang dapat mempengaruhi kesehatan manusia dan makhluk hidup lainnya, dampak negatif yang timbul akibat keberadaan pewarna yang melebihi ambang batas yaitu terjadinya iritasi mata, kulit, gangguan saluran pernafasan. Oleh karena itu, sangat dibutuhkan pengolahan yang tepat sebelum zat sisa warna pencelupan dibuang ke lingkungan.

Maka solusi yang paling tepat adalah dengan menggunakan reaktor fotokatalitik fixed bed. Reaktor Fixed Bed merupakan suatu reaktor yang mana katalis berdiam didalam reaktor bed. Sistem ini memanfaatkan fotokatalis TiO2 pada bahan pendukung batu apung yang mudah didapat. Selain itu, untuk lebih mengefektifkan degradasi zat warna maka dibutuhkan bantuan sinar ultra violet yang bisa didapat dari matahari dan dari sinar lampu LED-UV. Efektivitas sistem pengolahan zat warna ini dilaporkan dapat menurunkan konsentrasi methyl orange sebagai salah satu zat warna golongan azo menjadi 93,69% selama 7 jam penyinaran. Dengan penggunaan reaktor fotokatalitik fixed bed ini dapat mengurangi konsentrasi limbah zat warna sebelum dibuang ke septic tank. Hal tersebut jelas, sisa zat warna yang akan dibuang ke septic tank lebih aman untuk kelestarian lingkungan dan makhluk hidup.

Pada dasarnya reaktor fixed bed ini menggunakan plat kaca karena memiliki sifat mudah ditembus cahaya, yang mana akan sangat efektif dalam proses pendegradasian, namun plat kaca ini memiliki kelemahan yaitu sangat mudah pecah. Maka dari itu, plat kaca diganti dengan bahan alami yang lebih murah dan mudah didapat, juga tidak memiliki kelemahan seperti plat kaca, yaitu batu apung. Penggunaan batu apung sendiri itu sebagai bahan pendukung bagi katalis semikonduktor TiO2. 

Batu apung diketahui memiliki porositas sekitar 85% dan luas spesifik yang tinggi. Sifat - sifat batu apung tersebut dapat dimanfaatkan sebagai bahan pendukung fotokatalis TiO2. Bahan pendukung batu apung yang digunakan dalam reaktor fixed bed ini dapat digunakan selama 30 hari, setelah 30 hari hars dilakukan regenerasi. Proses degradasi zat warna tekstil dengan menggunakan reaktor fotokatalitik fixed bed TiO2-batu apung akan berjalan lebih efektif apabila tersedia sinar matahari yang cukup ataupun dengan penggunaan lampu LED-UV secara maksimal.

Alat pengolahan limbah tekstil yang digunakan ini berjalan secara kontinu sehingga diperlukan pompa untuk mensirkulasinya. Energi listrik yang diperlukan untuk pengoperasian alat tidak terlalu besar yaitu sekitar 13 watt untuk menjalankan pompa. Apabila konsentrasi zat warna sudah turun atau terlihat penampakan zat warna yang jernih, maka pengoperasian alat dapat dihentikan.

Sumber 

Yuningrat, N.W, dkk. 2016. Fotodegradasi Methyl Orange Dalam Reaktor Fixed Bed Batu Apung Semen. 

Yuningrat, N.W, dkk. 2018. Teknologi Tepat Guna Pengolahan Limbah Tekstil Bagi Industri Tenun Bintang Timur.

TN. TT. LIMBAH. repository.unimus.ac.id

TN. TT. Pengertian Limbah. sinta.unud.ac.id

TN.TT. Teknologi Pengolahan Limbah Bahan Berbahaya Beracun. angga.staff.ipb.ac.id