Simulasi pengolahan limbah cair berwarna dengan foto fenton pada sistem kontinyu

Abstract

Simulation of Colored Waste Water Treatment Using Photo Fenton in Continuous System Waste water from coffee processing was treated by the Photo Fenton method. Experiments were carried out in a 2 liter batch reactor equipped with ultraviolet lamp for 4 hours. The synthetic waste water was made by dissolving 300 mg instant coffee in 1 liter water. Reagents used are 700 ppm H₂O₂ prepared from 30 % H₂O₂, and 15 ppm FeSO₄.7H₂O. The experiment was carried out at pH= 3. Prior to treatment, the color of the waste water was brownish yellow. After adding the fenton reagent under UV light exposure, the color of waste water changed to pale yellow, and finally became colorless. Absorbance and Total Organic Carbon (TOC) of the sample were measured periodically. The kinetics of organic carbon degradation followed first order reaction towards the TOC concentration. Based batch experiment data, organic degradation was simulated for a single CSTR and four CSTRs in series. The single CSTR with a residence time of 1100 minutes can reduce the organic content from 108 ppm to 10.8 ppm, whereas for the serial CSTR reactors, the residence time was only 100 minutes in each reactor to get the same reduction percentage.

Keywords: photo fenton, colored waste water, continuous, residence time

Abstrak

Pengolahan limbah cair industri pengolahan kopi dilakukan dengan metode Foto Fenton. Kajian menggunakan limbah sintetis berwarna coklat, mengandung kopi 300 ppm. Percobaan dilakukan dalam sebuah reaktor gelas dua liter yang dilengkapi dengan lampu ultra violet. Reagen yang digunakan adalah hidrogen peroksida dengan konsentrasi 700 ppm yang dibuat dari H₂O₂ 30%, dan besi sulfat 15 ppm. Pengolahan limbah dilakukan pada pH=3. Dengan penambahan reagen fenton dan bantuan lampu ultra violet, warna limbah cair berubah secara perlahan dari coklat menjadi kuning dan akhirnya tidak berwarna. Perubahan absorbansi relatif zat warna, kandungan bahan organik total diukur terhadap waktu. Berdasarkan data percobaan secara batch, kinetika degradasi karbon mengikuti orde satu terhadap konsentrasi bahan organik total. Aplikasi untuk sistem kontinyu dibuat menggunakan model simulasi penurunan kandungan organik dalam sebuah reaktor berpengaduk dan 4 buah reaktor berpengaduk yang dihubungkan secara seri. Dengan laju alir umpan tetap, peningkatan volume reaktor akan memperbesar waktu tinggal reaktan dalam reaktor. Hasil simulasi reaktor tunggal menunjukkan bahwa semakin lama waktu tinggal maka semakin tinggi persentase penurunan bahan organik total. Untuk mendegradasi 90% kandungan organik dalam limbah, sebuah reaktor kontinyu seharusnya dirancang dengan waktu tinggal 1100 menit sedangkan empat buah reaktor dirancang dengan waktu tinggal 100 menit.

Kata kunci: foto fenton, limbah cair berwarna, kontinyu, waktu tinggal