Zeolit ​​Alam Untuk Menghilangkan Logam Berat Cu (II), Pb (II) Dan Cd (II), Dari Air Limbah Industri

Keberadaan logam berat yang terakumulasi di lingkungan merupakan ancaman serius bagi kehidupan manusia dan lingkungan karena toksisitasnya. Cu2+, Pb2+ dan Cd2+ adalah logam umum yang cenderung terakumulasi dalam organisme, menyebabkan berbagai penyakit.

Beberapa teknik seperti adsorpsi, ekstraksi, fitoekstraksi, ultrafiltrasi, reverse osmosis, elektrodialisis, pertukaran ion, dan proses membran diusulkan untuk penanganan pencemaran air limbah dan menghilangkan logam berat dari air limbah industri yang membutuhkan energi tinggi atau persyaratan operasional khusus.

Pemilihan bahan alternatif berbiaya rendah seperti sorben untuk menghilangkan logam berat telah ditekankan. Saat ini dan metode adsorpsi menggunakan zeolit ​​dianggap sebagai metode yang tepat untuk penanganan air limbah karena efektivitas biaya dan kesederhanaannya.

Efisiensi zeolit ​​​​untuk menghilangkan tiga ion logam berat Cu2+, Pb2+ dan Cd2+ dari larutan sintetis dipertimbangkan. Ketiga ion ini dipilih karena lebih banyak polutan yang ada dalam air limbah industri.

Bagian pertama membahas bahan percobaan dan metode yang digunakan untuk adsorpsi logam berat dari air limbah sintetis. Eksperimen yang disertakan adalah teknik yang paling banyak digunakan untuk sistem batch.

Bagian kedua menjelaskan studi kinetik untuk menyelidiki perilaku adsorben dan memahami mekanisme penyisihan yang terlibat dalam proses adsorpsi, pada bagian ini, sejumlah faktor yang mempengaruhi efisiensi zeolit ​​alam dalam menghilangkan Cu2+, Pb2+ dan Cd2+ dari solusi diselidiki secara rinci.

Sebagai kesimpulan, tujuan khusus dari penelitian ini ditinjau untuk menyajikan gambaran umum dari kesimpulan penelitian ini dan untuk membuat evaluasi kritis dan membahas rekomendasi untuk pekerjaan lebih lanjut.

Bahan Dan Metode

Eksperimen difokuskan pada efisiensi zeolit ​​untuk menghilangkan atau mereduksi ion Cu2+, Pb2+ dan Cd2+ dari air limbah industri sintetik untuk mencapai batas yang diizinkan. Larutan multikomponen sintetik ion Cu2+, Pb2+ dan Cd2+ disiapkan.

Dalam semua tahap percobaan digunakan air deionisasi, yang hampir semua ion mineralnya dihilangkan. PH larutan awal adalah pH 5 untuk mendapatkan tingkat adorasi terbaik. Nilai pH dipantau dan diatur menggunakan pH meter (Thermo Scientific Orion Star A111 Benchtop).

pH diatur masing-masing menjadi 1, 5, dan 7, dengan menambahkan asam klorida atau basa natrium hidroksida. Untuk mengamati pengaruh kecepatan agitasi; pengadukan dalam beaker dilakukan dengan menggunakan magnetic stirrer (IKA, Germany, RH basic 2, 3.339.000) pada kecepatan 100 rpm, 200 rpm dan 300 rpm.

Ukuran mesh partikel zeolit ​​yang digunakan dalam penelitian ini adalah 100 m < dp < 200 m, kecuali dinyatakan. Model Thermo Scientific PR305220G, oven universal stainless steel Gravity Convection digunakan untuk mengeringkan dan memanaskan sampel.

Sampel zeolit ​​dengan massa 1 g, 5 g dan 10 g dikontakkan dengan larutan sintetik multikomponen volume konstan (100 ml) yang mengandung ion Cu2+, Pb2+ dan Cd2+. Mereka diaduk pada kecepatan pengadukan 100, 200 dan 300 rpm untuk waktu pengadukan dari 1 jam sampai 8 jam dalam pengaduk magnet pada suhu kamar, nilai pH dipantau dan diatur secara teratur.

Setiap jam, 15 ml sampel disaring dan diambil untuk analisis konsentrasi ion logam menggunakan Spektroskopi Serapan Atom (AA6800Shimadzu) dengan teknik analisis nyala oksigen udara-asetilen digunakan untuk menganalisis larutan yang dicerna, rentang panjang gelombang antara 190 dan 900 nm .

Sesuaikan suhu di antara 2950 ^oC dan 2300 ^oC. Suhu ini diharusnya menyala secara terus menerus. Ini memungkinkan menemukan suhu atomisasi yang paling tepat pada setiap elemen berbeda. Sistem atomisasi tungku api/grafit terintegrasi, yang dapat diubah dengan pembakar emisi api, terlibat. Lampu katoda berongga digunakan sebagai sumber radiasi dan koreksi latar belakang diberikan oleh lampu deuterium.

Percobaan digandakan empat kali untuk menguji reproduktifitas hasil, sedangkan nilai rata-rata digunakan untuk semua data yang diambil, penyimpangan antara sampel duplikat dalam menganalisis kation adalah ± 5,1%, 4,5% dan 5,1% untuk Cu2+, masing-masing ion Pb2+ dan Cd2+.

Hasil Dan Diskusi

Adsorpsi kation logam berat dari larutan menggunakan bahan zeolit ​​dipengaruhi oleh beberapa faktor; contoh faktor tersebut adalah massa adsorben, konsentrasi larutan awal, pH larutan awal, kecepatan agitasi dan ukuran partikel adsorben.

Pengaruh faktor-faktor ini pada efisiensi zeolit ​​​​dalam menghilangkan Cu2+, Pb2+ dan Cd2+ dari larutan akan diselidiki untuk menentukan perilaku adsorben dan memahami mekanisme penghilangan yang terlibat dalam setiap percobaan adsorpsi dalam pengolahan air limbah.

Hasil Studi Kinetik

Larutan multikomponen dicampur dengan zeolit ​​dan diaduk selama satu jam pada suhu kamar dan konsentrasi awal larutan komponen campuran adalah 100 mg/l untuk ion Cu2+, Pb2+ dan Cd2+.

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju adsorpsi

Sejumlah parameter yang mempengaruhi laju adsorpsi dipelajari dan dijelaskan, parameter tersebut meliputi pengaruh massa adsorben, pengaruh konsentrasi larutan awal, pengaruh pH larutan awal, pengaruh ukuran partikel adsorben, dan pengaruh kecepatan pengadukan.

Pengaruh massa adsorben

Pengaruh massa adsorben pada kapasitas adsorpsi dari larutan diselidiki. Tiga massa yang berbeda digunakan dalam penelitian ini, 1 g, 5 g dan 10 g zeolit ​​dalam 100 ml larutan. Ukuran partikel zeolit ​​yang digunakan adalah 200 m, pH larutan diatur menjadi 5, kecepatan pengadukan 200 rpm pada suhu kamar; sampel dikumpulkan setiap jam dan dianalisis menggunakan Spektroskopi Serapan Atom (AA6800Shimadzu) dengan teknik nyala dan grafit. Percobaan dilakukan pada konsentrasi logam awal yang tetap.

Hasil pada Gambar 1 jelas menunjukkan bahwa ketika massa adsorben meningkat, hal ini mengakibatkan peningkatan adsorpsi ion logam berat. Alasan utama untuk ini adalah bahwa dengan bertambahnya massa adsorben, lebih banyak situs adsorpsi tersedia per massa permukaan adsorben dan dengan demikian jumlah total logam yang dihilangkan meningkat.

Hasil ini menunjukkan bahwa penyisihan ion Cu2+, Pb2+ dan Cd2+ sebagian besar terjadi pada tahap awal dan massa mineral dalam larutan dapat mempengaruhi kapasitas adsorpsi untuk penyisihan logam berat karena menentukan ketersediaan tempat adsorpsi.

Pengaruh konsentrasi larutan awal

Konsentrasi awal larutan sangat berpengaruh terhadap proses penyisihan logam berat, beberapa penelitian melaporkan bahwa peningkatan konsentrasi awal mengakibatkan peningkatan kapasitas adsorpsi pada tahap awal dan penurunan efisiensi penyisihan logam berat secara keseluruhan, yang tergantung pada ketersediaan situs aktif.

Pengaruh konsentrasi logam awal pada efisiensi zeolit ​​​​dalam menghilangkan logam berat dari larutan ditentukan dengan menggunakan konsentrasi larutan multikomponen mulai dari 100 hingga 400 mg/l. 100 ml larutan pH 5 dikontakkan dengan 5 g sampel zeolit ​​ukuran 200 m, kecepatan pengadukan 200 rpm pada suhu kamar.

Hasil data menunjukkan bahwa secara umum setiap peningkatan konsentrasi larutan awal menghasilkan peningkatan efisiensi penyisihan logam berat dan laju adsorpsi. Ketika konsentrasi awal meningkat, gaya penggerak meningkat, yang pada gilirannya mengarah pada peningkatan efisiensi proses penghilangan logam berat.

Kemudian, setelah sistem mencapai kesetimbangan, konsentrasi larutan awal tidak menunjukkan perubahan yang signifikan karena penurunan jumlah situs aktif.

Pengaruh pH larutan awal

Parameter pH larutan awal memiliki pengaruh yang signifikan terhadap proses penyisihan logam berat karena dapat berdampak pada kemampuan adsorben untuk menghilangkan logam dengan kompetisi ion hidrogen dengan kation logam berat untuk situs aktif pada permukaan adsorben. Larutan asam dapat mempengaruhi karakter pertukaran ion dan karakter adsorben.

Tiga nilai pH yang berbeda dari larutan awal lebih disukai 1, 5 dan 7 untuk larutan multikomponen, pH larutan diatur menggunakan larutan natrium hidroksida dan larutan asam klorida.

Jadi, 100 ml sampel larutan dikontakkan dengan 5 g zeolit ​​selama 1 jam, ukuran partikel zeolit ​​yang digunakan 200 m, kecepatan pengadukan 200 rpm pada suhu kamar, sampel menggunakan konsentrasi logam tetap Cu2+, Pb2+ dan Kation Cd2+ dikumpulkan setiap jam dan dianalisis menggunakan Spektroskopi Serapan Atom (AA6800Shimadzu) dengan teknik nyala dan grafit.

Juga, hasil menunjukkan bahwa proses pertukaran ion meningkat dengan peningkatan pH hingga nilai maksimum. Dapat disimpulkan bahwa nilai efisiensi penyisihan logam berat terbaik diperoleh antara nilai pH 5 dan 7, sedangkan nilai pH di bawah pH = 5 atau di atas pH = 7 ditemukan penurunan efisiensi penyisihan logam berat. Hasil ini sesuai dengan hasil yang diperoleh dari tinjauan literatur.

Pengaruh ukuran partikel adsorben

Pengaruh ukuran partikel adsorben pada proses adsorpsi diselidiki: dua ukuran yang berbeda digunakan, 100 dan 200 m. Zeolit ​​sebanyak 5 g dicampur dengan 100 ml larutan multikomponen yang sesuai dengan kecepatan pengadukan 200 rpm, pH larutan diatur menjadi 5 dan sampel diambil setiap jam, kemudian disaring untuk menghilangkan padatan dan dianalisis menggunakan Atomic Absorption Spektroskopi (AA6800 Shimadzu) dengan teknik api dan grafit. Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan konsentrasi logam awal yang tetap.

Data menunjukkan bahwa sampel berukuran partikel yang lebih kecil lebih banyak menyerap ion Cu2+, Pb2+ dan Cd2+ dan menunjukkan bahwa setiap penurunan ukuran partikel adsorben menyebabkan peningkatan adsorpsi ion logam berat.

Ini karena semakin kecil partikel adsorben, semakin banyak situs adsorpsi yang tersedia untuk penyerapan logam dan semakin banyak kontak yang terjadi. Di sisi lain, ukuran partikel yang lebih kecil menghasilkan pemendekan jarak difusi yang harus dilalui ion untuk mencapai situs aktif.

Hal ini sesuai dengan hasil yang diperoleh dari tinjauan literatur, mereka menyimpulkan bahwa ukuran partikel adsorben yang lebih besar memiliki kapasitas adsorpsi yang lebih rendah daripada ukuran partikel yang lebih kecil.

Ukuran partikel dapat mempengaruhi kapasitas adsorpsi sebagian besar pada tahap awal. Dengan bertambahnya waktu kontak, tingkat pengaruh ukuran partikel terhadap adsorpsi berkurang, dan akibatnya, proses adsorpsi menjadi lebih lambat dan penggunaan partikel yang sangat halus juga dapat menyebabkan beberapa masalah operasional seperti kesulitan dalam filtrasi zeolit ​​​​dari larutan dalam studi batch.

Efek kecepatan agitasi

Pengaruh kecepatan pengadukan terhadap penghilangan kation logam berat dari larutan oleh zeolit ​​ditentukan dengan menggunakan magnetic stirrer pada kecepatan 100, 200 dan 300 rpm, campuran dikontakkan dengan 5 g sampel zeolit ​​dan diaduk, partikel ukuran sampel zeolit ​​yang digunakan adalah 200 m pada suhu kamar, pH diatur menjadi 5. Sampel dikumpulkan setiap jam dan dianalisis menggunakan Spektroskopi Serapan Atom (AA6800Shimadzu) dengan teknik nyala dan grafit.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi penyisihan logam meningkat seiring dengan peningkatan kecepatan pengadukan, pengadukan campuran menghasilkan abrasi dan produksi partikel zeolit ​​yang lebih banyak. Ini berarti bahwa partikel zeolit ​​segar berukuran lebih kecil diproduksi dan lebih banyak situs aktif tersedia di permukaan.

Dengan demikian, fenomena ini mengarah pada peningkatan luas permukaan, yang secara signifikan meningkatkan efisiensi penghilangan logam berat dari larutan. Hal ini sesuai dengan hasil yang diperoleh ren dan Kaya (2006), mereka menyimpulkan bahwa peningkatan kecepatan agitasi menghasilkan kapasitas adsorpsi yang lebih tinggi dan agitasi membantu mengatasi resistensi perpindahan massa eksternal, yang mengontrol laju adsorpsi.

Kesimpulan

Studi kinetik dan eksperimen dilakukan untuk menyelidiki dampak beberapa parameter pada efisiensi zeolit ​​​​untuk menghilangkan logam berat dari air limbah industri, hasil yang diperoleh dapat diringkas sebagai berikut:

Laju adsorpsi ion Cu2+, Pb2+ dan Cd2+ tertinggi terjadi pada jam-jam pertama diikuti dengan laju adsorpsi yang lebih lambat di kemudian hari. Jam pertama adalah tahap awal adsorpsi ketika tingkat adsorpsi yang lebih tinggi terjadi; ini mungkin karena ketersediaan lebih banyak situs adsorpsi dan fakta bahwa ion logam mudah bertukar pada permukaan butiran zeolit. Setelah itu, laju adsorpsi yang lebih lambat mengikuti karena difusi ion logam yang lebih lambat ke dalam saluran interior.

Studi ini menunjukkan kesesuaian zeolit ​​​​yang digunakan untuk menghilangkan ion Cu2+, Pb2+ dan Cd2+ dari air limbah sintetis, sambil mempertimbangkan aspek ekonomi dari pengolahan air limbah. Massa adsorben, ukuran partikel adsorben, pH larutan awal, konsentrasi larutan awal dan kecepatan agitasi biasanya merupakan parameter yang paling berpengaruh.

Efisiensi penyisihan logam berat ditingkatkan dengan peningkatan pH larutan awal, peningkatan kecepatan agitasi, peningkatan konsentrasi larutan, penurunan ukuran partikel dan massa penyerap yang lebih besar.

Proses adsorpsi merupakan proses yang heterogen karena laju penyisihan ion Cu2+, Pb2+ dan Cd2+ sebagian besar terjadi lebih awal, namun dengan bertambahnya waktu kontak, terjadi penurunan tingkat pengaruh parameter terhadap adsorpsi dan proses adsorpsi menjadi lebih lambat. .

Studi terbaru menunjukkan bahwa pengendapan mempengaruhi laju penyisihan dan jumlah logam berat dalam larutan dan kapasitas adsorpsi zeolit ​​yang telah diregenerasi menggunakan NaCl adalah sama atau sedikit berubah.

Zeolit alam merupakan sorben yang menjanjikan karena ketersediaannya dan biayanya yang murah serta dapat menggantikan secara efektif penggunaan karbon aktif sebagai adsorben untuk menghilangkan kation logam dari air limbah.

Distributor Zeolit Untuk Berbagai Aplikasi dan Industri

Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan zeolit untuk pengolahan berbagai produk Anda, kami siap membantu. Ady Water jual zeolit untuk filter air jenis batu, pasir, dan tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram.

Kami juga sudah suplai zeolit ke industri food and beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.

Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;

Pusat Zeolit Unggulan Ady Water Bandung

Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194

 

Zeolit Filtrasi Air Jakarta

Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830

 

Zeolit Untuk Air Bersih Jakarta Barat

Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480

 

 Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:

•         0821 2742 4060 (Ghani)

•         0812 2165 4304 (Yanuar)

•         0821 2742 3050 (Rusmana)

•         0821 4000 2080 (Fajri)

•         0812 2445 1004 (Kartiko)

•         0812 1121 7411 (Andri)               

Untuk Anda yang membutuhkan zeolit baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.

Jika Anda memiliki pertanyaan seputar zeolit, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk zeolit sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan zeolit terbaik untuk berbagai aplikasi. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.