WWT – Wastewater Treatment Training. Untuk sekian kalinya BMD Street Consulting berhasil menyelenggarakan Training Improvement of Wastewater Treatment. Diantara peserta yang terlibat berasal dari PT. Sygenta Indonesia, PT.Siskem Aneka Timindo, Lab. Teknologi Pangan UPH dan lainya. Training kali ini dipimpin Oleh Bp. Ahmad Habibie yang merupakan senior konsultan dan praktisi dibidang pengolahan limbah (IPAL) dan WWT (Wastewater Treatment).
Peneliti dari Amerika telah mengembangkan cara untuk memproduksi gas hidrogen dari urine, dimana hal ini akan menjadi alternatif sumber bahan bakar mobil dimasa depan dengan memanfaatkan limbah yang dihasilkan oleh manusia. Penggunaan gas hidrogen untuk bahan bakar mobil telah menjadi alternatif bahan bakar yang penggunaanya makin meningkat, karena penggunaan gas hidrogen sebagai bahan bakar mobil menghasilkan Gas buang yang ramah lingkungan, hal ini karena gas buang hasil pembakaran mobil berbahan bakar hidrogen yang keluar hanya uap air. Namun satu kendala yang dihadapi saat ini adalah kurangnya sumber gas hidrogen yang murah dan mudah diperbaharui. Diantara peneliti yang fokus mengembangkan tekonologi ini adalah Gerardine Botte dari Universitas Ohio kemungkinan telah menemukan jawaban atas itu semua, tekonologi yang dikembangkan dengan menggunakan pendekatan proses elektrolisis, yaitu dia berhasil membuat gas hidrogen dari urin, salah satu limbah yang sangat berlimpah di bumi dan tentu saja urine ini menjadi sumber gratis sehingga dapat memangkas biaya produksi gas hydrogen. Botte mengatakan bahwa ide ini muncul kepadanya beberapa tahun lalu pada saat dia menghadiri konferensi bahan bakar, saat itu dia mendiskusikan bagaimana cara mengubah sumber daya air menjadi sumber daya energi yang bersih. “Saya berharap kita bisa mengubah air menjadi sumber energi yang ramah lingkungan”, katanya. Dia pun mulai memikirkan dengan mencari sumber limbah yang dapat dijadikan sebagai sumber untuk menghasilkan gas hydrogen. Kandungan urin terutama adalah urea, dimana urea ini memiliki empat atom hydrogen per molekulnya, iktan hydrogen dengan ataom N dalam urea lebih lemah dibandingkan ikatan hydrogen dengan atom O dalam air. Botte kemudian memutuskan untuk menggunakan elektrolisis untuk memecah bagian molekul urea ini dengan menggunakan elektroda berbasis nikel yang bersifat selektif dan efisien untuk mengoksidasi urea. Untuk memecah molekul urea ini diperlukan voltase sebesar 0,37 Volt yang mana voltase ini masih lebih rendah jika dibandingkan yang diperlukan untuk mengelektrolisis air yaitu sekitar 1,23 volt.
Selama proses yang terjadi urea teradsorbsi pada elektroda nikel, yang kemudian mengalirkan electron yang kemudian molekul urea terurai. Gas hydrogen murni terbentuk pada katoda, gas nitrogen dan sedikit gas oksigen dan hydrogen terbentuk di anoda. Gas karbondioksida juga dihasilkan pada saat elektrolisis akan tetapi gas ini tidak bercampur dengan gas yang dihasilkan pada anoda dan katoda disebabkan gas ini bereaksi dengan KOH membentuk kalium karbonat. “Perlu waktu bagi kami untuk menggunakan rine manusia sebagai percobaan sehingga kami bisa mempubilkasikan penelitian kami ini”, kata Botte. Menurut Botte, proses yang ada untuk memisahkan urin dari air saat ini sangat mahal dan tidak efisien. Urin umumnya terhidrolisis menjadi amonik sebelum terlepas keudara sebagai gas ammonia. Terbentuknya gas ini akan membentuk ammonium sulfat dan partikel nitral di udara, dimana kedua zat ini dapat menyebabkan berbagai macam permasalahan bagi kesehatan manusia seperti asma, bronchitis, dan kematian dini. Grup peneliti tersebut telah menghabiskan banyak waktu untuk mempelajari sitem elektrolisis yang akan dipakai termasuk mempelajari mekanisme reaksinya secara komputasional. Botte meyakini bahwa teknologi ini akan mampu dibuat dalam skala yang besar untuk menghasilkan gas hydrogen. “salah satu kendala yang menghalangi proses adalah banyaknya garam yang ada dalam sumber urin,” kata Botte. Bruce Logan, seorang ahli energi dari limbah dan direktur Pennsylvania State University’s H2E Center and Engineering Environmental Institute memberikan applause pada Botte yang telah memberi kontribusi atas alternative produksi hydrogen tanpa memecah molekul air. Bagaimanapun juga dia memberi suatau pernyataan bahwa urea lebih cepat diubah menjadi ammonia dengan menggunakan bakteri, hal ini tentu saja menjadi batasan penelitian yang dilakukan oleh Botte. Tapi Logan merasa bahwa ide Botte sangat bagus dengan memikirkan bagaimana cara untuk mengolah limbah urine kita tidak hanya untuk menghasilkan hydrogen akan tetapi juga untuk menghasilkan sumber lain misalnya fosfor sebagai sumber pupuk menginggat dimasa mendatang seperti halnya minyak bumi fosfor bisa menjadi barang yang langka dan kita harus memikirkan cara untuk mericycle fosfor untuk keperluan di masa datang.
Sumber: http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2009/July/02070902.asp dan dikutip dari beberapa sumber lain.
Metode ini dilakukan dengan merendam bahan baku pada bahan kimia seperti H3PO4, ZnCl2, HCl, H2SO4, CaCl2, K2S, NaCl, dan lain-lain. (Juliandini dan Trihadiningrum, 2008). Arang aktif mengandung unsur selain karbon yang terikat secara kimiawi, yaitu hidrogen dan oksigen. Kedua unsur tersebut berasal dari bahan baku yang tertinggal akibat tidak sempurnanya karbonisasi atau dapat juga terjadi ikatan pada proses aktivasi. Adanya hidrogen dan oksigen mempunyai pengaruh yang besar pada sifat-sifat karbon aktif. Unsur unsur ini berkombinasi dengan unsur-unsur atom karbon membentuk gugus fungsional misalnya: gugus karboksilat, gugus hidroksifenol, gugus kuinon tipe karbonil, gugus normalakton, lakton tipe flueresence, asam karboksilat anhidrida dan peroksida siklis. ( Jankowski, et al; 1991).
Bila karbon aktif sudah jenuh dengan uap bahan kimia atau warna yang diserap, maka uap itu lalu didorong keluar dengan uap pemanas, dikondensasi dan dikumpulkan lagi, atau warna yang diserap itu dapat dimusnahkan dan karbonnya dapat digunakan kembali. Contoh proses ini yang paling tua, dengan menggunakan karbon dekolorisasi yang disebut arang tulang (bone char), atau jelaga tulang (bone black). Bahan ini terdiri dari 10 % karbon yang diendapkan diatas rangka trikalsium fosfat dan dibuat dari tulang yang sudah bebas lemak yang dikarbonisasi di dalam retor pada suhu 750 sampai 950 oC. Suatu proses baru untuk regenerasi karbon aktif adalah suspensi atomisasi (atomized suspension) yang menyangkut pembuatan bubur dari serbuk karbon bekas pakai dengan air dan mengatomisasikan bubur itu di dalam ruang bebas oksigen dan memanaskannya sampai suhu diatas 650 oC agar pengotorpengotor yang terserap terpirolisis. (Austin, 1996).
Dalam aplikasi karbon aktif baik yang digunakan sebagai media adsorbsi, pemberat atau media filtrasi dengan titik injeksi tertentu, maka kriteria desain titik pembubuhan arang aktif perlu diperhatikan, yaitu :
Proses aktivasi dilakukan dengan mengalirkan uap atau udara pada suhu 800 – 1000 oC. Aktifasi ini merupakan proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan bantuan panas, uap dan CO2. Umumnya arang dipanaskan didalam tanur pada temperatur 800-900°C. Oksidasi dengan udara pada temperatur rendah merupakan reaksi eksoterm sehingga sulit untuk mengontrolnya. Sedangkan pemanasan dengan uap atau CO2 pada temperatur tinggi merupakan reaksi endoterm, sehingga lebih mudah dikontrol dan paling umum digunakan. Beberapa bahan baku lebih mudah untuk diaktifasi jika diklorinasi terlebih dahulu. Selanjutnya dikarbonisasi untuk menghilangkan hidrokarbon yang terklorinasi dan akhimya diaktifasi dengan uap. Juga memungkinkan untuk memperlakukan arang kayu dengan uap belerang pada temperature 500 °C dan kemudian desulfurisasi dengan H2untuk mendapatkan arang dengan aktifitas tinggi. Dalam beberapa bahan arang yang diaktifasi dengan pencampuran bahan kimia, diberikan akttifasi kedua dengan uap untuk memberikan sifat fisika tertentu. Menurut SII No.0258 -79, arang aktif yang baik mempunyai persyaratan seperti yang tercantum pada tabel berikut ini:
| Tabel. Spesifikasi karbon aktif. | Persyaratan Jenis |
| Bagian yang hilang pada pemanasan 950 oC. | Maksimum 15% |
| Air | Maksimum 10% |
| Abu | Maksimum 2,5% |
| Bagian yang tidak diperarang | Tidak nyata |
| Daya serap terhadap larutan I od | Minimum 20% |
Tahap Pembuatan Arang Aktif Secara Umum dan sederhana adalah sebagai berikut:
Proses pembuatan arang aktif secara umum yang banyak dikenal ada cara yaitu:
Bahan baku yang dicampur dengan bahan-bahan kimia tertentu, kemudian dibuat padat. Selanjutnya padatan tersebut dibuat menjadi batangan dan dikeringkan selanjutnya dipotong-potong. Aktifasi dilakukan pada temperature 100 °C. Arang aktif yang dihasilkan, dicuci dengan air selanjutnya dikeringkan pada temperatur 300 °C. Dengan proses kimia, bahan baku dapat dikarbonisasi terlebih dahulu, kemudian dicampur dengan bahan-bahan kimia.
Bahan baku terlebih dahulu dibuat arang. Selanjutnya arang tersebut digiling, diayak untuk selanjutnya diaktifasi dengan cara pemanasan pada temperatur 1000 °C yang disertai pengaliran uap. Proses fisika banyak digunakan dalam aktifasi arang antara lain :
BOD atau Biological Oxygen Demand
adalah suatu karakteristik yang menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang diperlukan oleh mikroorganisme (biasanya bakteri) untuk mengurai atau mendekomposisi bahan organik dalam kondisi aerobik (Umaly dan Cuvin, 1988; Metcalf & Eddy, 1991). Ditegaskan lagi oleh Boyd (1990), bahwa bahan organik yang terdekomposisi dalam BOD adalah bahan organik yang siap terdekomposisi ( readily decomposable organic matter). Mays (1996) mengartikan BOD se bagai suatu ukuran jumlah oksigen yang digunakan oleh populasi mikroba yang terkandung dalam perairan sebagai respon terhadap masuknya bahan organik yang dapat diurai. Dari pengertian-pengertian ini dapat dikatakan bahwa walaupun nilai BOD menyatakan jumlah oksigen, tetapi untuk mudahnya dapat juga diartikan sebagai gambaran jumlah bahan organik mudah urai (biodegradable organics) yang ada di perairan.
COD atau Chemical Oxygen Demand
Chemical Oxygen Demand adalah jumlah oksigen yang diperlukan untuk mengurai seluruh bahan organik yang terkandung dalam air (Boyd, 1990). Hal ini karena bahan or ganik yang ada sengaja diurai secara kimia dengan menggunakan oksidator kuat kalium bikromat pada kondisi asam dan panas dengan katalisator perak sulfat (Boyd, 1990; Metcalf & Eddy, 1991), sehingga segala macam bahan organik, baik yang mudah urai maupun yang kompleks dan sulit urai, akan teroksidasi. Dengan demikian, selisih nilai antara COD dan BOD memberikan gambaran besarnya bahan organik yang sulit urai yang ada di perairan. Bisa saja nilai BOD sama dengan COD, tetapi BOD tidak bisa lebih besar dari COD. Jadi COD menggambarkan jumlah total bahan organik yang ada
Proses pengolahan air limbah pabrik tekstil meliputi tiga tahap pemprosesan yaitu:
Seperti yang kita ketahui bahwa methanol dapat dihasilkan dari bahan baku biomas, seperti :
Banyak limbah-limbah pertanian yang tidak memiliki nilai ekonomis memiliki potensi untuk dikembangkan menjadi bioethanol sehingga memiliki potensi ekonomis yang tinggi dan mampu berperan sebagai diversivikasi bahan bioetanol. Salah satu bahan baku biomas yang akan dibahas pada makalah ini adalah jerami
Proses Biologi (Fermentasi)
Sebelum membentuk methanol, pada proses anaerob bahan baku biomas tersebut akan didegradasikan menjadi metana dan karbon dioksida melalui tahap-tahap yang merupakan serangkaian kegiatan metabolic dari kelompok-kelompok mikroorganisme yang berbeda. Dalam proses ini dibagi menjadi 4 tahap, yaitu
Pada tahap ini, bakteri fermentative akan menghidrolisis substrat polimer seperti polisakarida, protein, dan lemak menjadi monomer-monomer gula, asam amino, dan peptide.
Sedangkan pada tahap ini, hasil hidrolisis dari tahap sebelumnya akan difermentasikan menjadi asam lemak volatile (asam asetat, asam butirat, dan propionat), asam lemak rantai panjang, CO2, format, NH4+, HS-, H2, alcohol.
Selanjutnya, bakteri asetogenik pereduksi proton akan menguraikan propionate, asam lemak rantai panjang, alcohol, beberapa asam amino dan senyawa aromatic menjadi H2, format, dan asetat.
Pada tahap akhir ini melibatkan 2 kelompok metanogen yang berbeda yaitu, metanogen hidrogenotropik yang menggunakan H2 dan format dari reaksi sebelumnya untuk mereduksi CO2 menjadi CH4 dan metanogen asetotropik yang menguraikan asetat menjadi CO2 dan CH4.
Proses Pengkonversian/Pengubahan Menjadi Gas Sintetis
Campuran hidrokarbon dari hasil metagenosis, diubah/dikonversi menjadi gas sintetis yang umumnya terdiri dari CO, CO2, H2. Proses pengubahan/pengkorvensian ini terjadi oleh kukus (steam)dan dibantu oleh katalis nikel menurut reaksi berikut :
CH4 + H2O ? CO + 3 H2
CO + H2O ? CO 2 + H2
Kesetimbangan yang terjadi pada proses ini sangat tergantung pada :
Kesetimbangan reaksi seformasi metana oleh steam akan bergeser ke kiri jika tekanan dinaikkan sehingga reformasi metana semakin berkurang. Akan tetapi, secara praktek akan lebih praktis jika digunakan tekanan tinggi karena tekanan tinggi akan menyebabkan temperature dinding pembuluh katalis meningkat.
Kesetimbangan reaksi reformasi metana akan bergeser ke kanan dengan meningkatnya temperature karena reaksi endotermik menghasilkan lebih banyak CO2 dan H2. Dengan kata lain, pada tekanan dan perbandingan kukus/karbon konstan, kenaikan temperature akan menghasilkan konversi metana yang lebih besar.
Pembentukan karbon sedapat mungkin dicegah karena dapat merusak katalis. Untuk mencegah pembentukan karbon, operasi sebaiknya dilaksanakan dengan kondisi kukus berlebih. Kelebihan kukus yang diberikan juga sebaiknya diatur seoptimum mungkin agar lebih ekonomis dan tidak memecah katalis.
Proses Sintesa Metanol
Pada proses ini menggunakan katalis Cu-ZnO. Katalis ini memiliki keaktifan sangat tinggi sehingga kecepatan reaksi tinggi pada temperature relative rendah 2250C. Katalis yang digunakan pada kilang methanol ini harus memiliki selektivitas sintesa methanol yang tinggi untuk memperkecil jumlah produk sampingan yang dihasilkan. Setelah proses ini terlewati , gas keluaran dari hasil reaksi sintesis methanol didinginkan dari 2250C menjadi 400C. Pendinginan ini bertujuan untuk memisahkan methanol mentah dari gas terlarut didalamnya.
Proses Pemurnian Metanol
Kenaikan tekanan operasi akan menyebabkan bertambahnya gas terlarut dalam cairan. Untuk itu, oleh karena itu dilakukan penurunan tekanan agar gas-gas terlarut lepas. Sedangkan volatile impurities seperti dimetil eter, metil format, dan gas-gas inert terlarut dipisahkan dari methanol mentah. Setelah itu,methanol mentah dilakukan pemurnian pada kondisi 800C dan 1,5 bar. Pada kolom pemurnian ini, methanol akan menjadi produk atas dan air akan menjadi produk bawah. Air proses yang dihasilkan sebagai produk bawah ini akan dipompa menuju pemanas air proses. Uap yang menuju puncak kolom distilasi akan didinginkan oleh suatu kondensor dimana uap methanol akan dikondensasikan secara total menjadi cairan bersuhu 690C. Metanol terkondensasi ini selanjutnya didinginkan lagi hingga mencapai suhu 400C dan ditampung.
Dikutip dari berbagai Sumber by Renaldo Moontri
Metanol, yang juga dikenal sebagai metil alcohol adalah senyawa kimia dengan rumus kimia CH3OH. Ia merupakan bentuk alkohol paling sederhana. Pada “keadaan atmosfer” ia berbentuk cairan yang ringan, mudah menguap, tidak berwarna, mudah terbakar, dan beracun dengan bau yang khas (berbau lebih ringan daripada etanol). Ia digunakan sebagai bahan pendingin anti beku, pelarut, bahan bakar dan sebagai bahan additif bagi etanol industri. Titik didih metanol sekitar 64,70C (Wikipedia bahasa Indonesia).Itu menunjukkan bahwa setiap bahan yang murni (tunggal), memiliki titik didih yang tersendiri (http://www.bppt.go.id). Metanol memiliki densitas 0.7918 g/cm³ dan nilai viskositas 0,59 mPa·s pada 20 °C
Metanol memiliki satu gugus OH dalam molekulnya. Oksigen yang inheren di dalam molekul metanol tersebut membantu penyempurnaan pembakaran antara campuran udara-bahan bakar di dalam silinder. Tentunya metanol menjadi mudah bereaksi dengan oksigen, dalam arti memerlukan suhu lingkungan yang rendah untuk terjadi campuran gas dengan oksigen. Campuran gas ini biasa disebut mixture. Metanol juga memiliki panas penguapan (heat of vaporibahanion) yang tinggi, yakni 842 KJ/Kg (http://www.bppt.go.id).
Sejarah
Dalam proses pengawetan mayat, orang Mesir kuno menggunakan berbagai macam campuran, termasuk di dalamnya metanol, yang mereka peroleh dari pirolisis kayu. Metanol murni, pertama kali berhasil diisolasi tahun 1661 oleh Robert Boyle, yang menamakannya spirit of box, karena ia menghasilkannya melalui distilasi kotak kayu. Nama itu kemudian lebih dikenal sebagai pyroxylic spirit (spiritus). Pada tahun 1834, ahli kimia Perancis Jean-Baptiste Dumas dan Eugene Peligot menentukan komposisi kimianya. Mereka juga memperkenalkan nama methylene untuk kimia organik, yang diambil dari bahasa Yunani methy = “anggur”) + h?l? = kayu (bagian dari pohon). Kata itu semula dimaksudkan untuk menyatakan “alkohol dari (bahan) kayu”, tetapi mereka melakukan kesalahan.
Kata methyl pada tahun 1840 diambil dari methylene, dan kemudian digunakan untuk mendeskripsikan “metil alkohol”. Nama ini kemudian disingkat menjadi “metanol” tahun 1892 oleh International Conference on Chemical Nomenclature. Suffiks [-yl] (indonesia {il}) yang digunakan dalam kimia organik untuk membentuk nama radikal-radikal, diambil dari kata “methyl”.
Pada tahun 1923, ahli kimia Jerman, Matthias Pier, yang bekerja untuk BASF mengembangkan cara mengubah gas sintesis (syngas / campuran dari karbon dioksida and hidrogen) menjadi metanol. Proses ini menggunakan katalis zinc chromate (seng kromat), dan memerlukan kondisi ekstrim —tekanan sekitar 30–100 MPa (300–1000 atm), dan temperatur sekitar 400 °C. Produksi metanol modern telah lebih effisien dengan menggunakan katalis tembaga yang mampu beroperasi pada tekanan relatif lebih rendah.
Penggunaan metanol sebagai bahan bakar mulai mendapat perhatian ketika krisis minyak bumi terjadi di tahun 1970-an karena ia mudah tersedia dan murah. Masalah timbul pada pengembangan awalnya untuk campuran metanol-bensin. Untuk menghasilkan harga yang lebih murah, beberapa produsen cenderung mencampur metanol lebih banyak. Produsen lainnya menggunakan teknik pencampuran dan penanganan yang tidak tepat. Akibatnya, hal ini menurunkan mutu bahan bakar yang dihasilkan. Akan tetapi, metanol masih menarik untuk digunakan sebagai bahan bakar bersih. Mobil-mobil dengan bahan bakar fleksibel yang dikeluarkan oleh General Motors, Ford dan Chrysler dapat beroperasi dengan setiap kombinasi etanol, metanol dan/atau bensin.
Dikutip dari berbagai sumber by Renald Moontri
Kami siap membantu anda sekarang! Tim Specialist kami siap berdiskusi via Chat WA dengan anda ketika online, Jika tim sedang melayani pelanggan lain, untuk pelayanan cepat silahkan kirim email ke: info@bmdstreet.com via help desk..
Dept. Marketing
Dep. Marketing
Dep. Marketing
Dep. Marketing
Umu Hanifatul - Head OfficeDept. Marketing
Rizkya - Head OfficeDep. Marketing
Shinta (AI)Account Executive
Andini Eryani - Head OfficeDep. Marketing