Adsorpsi Kalsium dan Magnesium Dalam Limbah Air Tambak Garam Menggunakan Bentonit Teraktivasi Asam Sulfat

Abstract

Limbah air tambak garam atau air bittern mengandung beragam makro mineral penting bagi tubuh seperti kalsium (Ca), magnesium (Mg), natrium (Na), kalium (K). Kandungan makro mineral dalam air bittern PT. Garam Sumenep Madura sebesar 51,54 mg/L Mg, 103,15 mg/L Ca, 46,17 mg/L Na, 14,49 mg/L K (Sudibyo dan Susanti, 2011). Ca dan Mg merupakan dua jenis makro mineral paling banyak di dalam air bittern. Ca dan Mg jika dikonsumsi melebihi ambang batas akan berdampak negatif seperti hiperkalsemia (kadar kalsium tinggi) dan hipermagnesemia (kadar magnesium tinggi) (Gaw et al., 2011). Kadar Ca dan Mg maksimum yang diperkenankan dalam air minum adalah 75 mg/L dan 50 mg/L (Effendi, 2003). Akibat negatif yang ditimbulkan dari komposisi Ca dan Mg berlebih dalam air bittern, maka diperlukan metode yang efektif untuk mengurangi kandungan Ca dan Mg agar air bittern dapat dikonsumsi. Beragam cara untuk menurunkan kadar Ca dan Mg diantaranya melalui penukar ion (ion exchange), elektrodialisis, dan adsorpsi. Metode adsorpsi merupakan salah satu metode yang efektif untuk mengurangi kadar Ca dan Mg dalam air bittern karena pengerjaannya mudah dalam berbagai aplikasi (AM et al., 2014), dan biaya operasionalnya lebih ekonomis dalam skala industri (Worch, 2012). Adsorpsi merupakan proses terakumulasinya adsorbat ke permukaan adsorben (Atkins dan Paula, 2010). Karbon aktif, batu apung, dan bentonit merupakan jenis adsorben yang banyak digunakan dalam proses adsorpsi. Ketersediaan yang melimpah di alam dan kapasitas adsorpsi yang tinggi mendukung bentonit dipilih sebagai adsorben dalam mengadsorp Ca dan Mg dalam air bittern. Jenis bentonit yang digunakan dalam proses adsorpsi adalah bentonit teknis Indonesia. Daya serap bentonit dapat ditingkatkan melalui aktivasi secara fisika dan kimia. Aktivasi fisika melalui kalsinasi pada suhu 300ºC selama 24 jam, sedangkan aktivasi kimia dengan perlakuan asam sulfat 2M melalui proses refluk pada suhu 98 ºC selama 5 jam. Bentonit teraktivasi dikarakterisasi dengan XRF S2 Ranger untuk mengetahui perubahan komposisi kimia dalam bentonit yang dapat meningkatkan volume pori, luas permukaan, kapasitas adsorpsi. Aktivasi bentonit menyebabkan perubahan komposisi SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2 dari 53,20%; 13,44%; 20,80%; 2,23% menjadi 72,55%; 10,58; 8,68%; 2,28%. Jumlah SiO2 yang meningkat mengindikasikan jumlah SiOH dipermukaan adsorben semakin banyak dan berperan penting dalam proses adsorpsi. Proses adsorpsi Ca dan Mg dikondisikan dengan variasi pH dari 2 sampai 6 dengan waktu kontak 20 menit untuk memperoleh pH optimum, kemudian dilanjutkan adsorpsi dengan variasi waktu kontak dari 10 sampai 50 menit untuk memperoleh waktu kontak optimum. Air bittern sisa setelah adsorpsi dianalisis dengan SSA-6300 (spektroskopi serapan atom) merk SHIMADZU. Selisih massa Ca dan Mg mula-mula dan sisa menunjukkan jumlah Ca dan Mg teradsorp, kemudian dinyatakan dalam persentase adsorpsi Ca dan Mg. pH optimum dicapai setelah air bittern dikondisikan pada pH 5 untuk adsorpsi Ca dan pH 4 untuk adsorpsi Mg dengan persentase masing-masing 97,211% dan 71,222%. Waktu kontak optimum dicapai ketika proses adsorpsi dilakukan selama 50 menit untuk adsorpsi Ca dan 30 menit untuk adsorpsi Mg dengan persentase adsorpsi masingmasing 97,479% dan 82,995%.