Pengaruh Variasi Massa dan Waktu Kontak Biochar Lumpur IPAL Teraktivasi NaOH terhadap Adsorpsi Cr(VI)

Brigita Karin Nainggolan; Danisa Dwi Anggraeni; Herawati Budiastuti; Lidya Risang Ayu

Authors

Brigita Karin Nainggolan Politeknik Negeri Bandung Author
Danisa Dwi Anggraeni Politeknik Negeri Bandung Author
Herawati Budiastuti Politeknik Negeri Bandung Author
Lidya Risang Ayu Politeknik Negeri Bandung Author

Keywords:

Biochar, Lumpur IPAL, Aktivasi NaOH, Adsorpsi, Cr(VI)

Abstract

Air limbah industri tekstil sering mengandung logam berat kromium heksavalen [Cr(VI)] yang bersifat toksik dan karsinogenik sehingga perlu diolah sebelum dibuang ke lingkungan. Penelitian ini mengevaluasi biochar teraktivasi NaOH berbahan baku lumpur IPAL industri makanan ringan sebagai adsorben Cr(VI). Biochar dibuat melalui karbonisasi lumpur IPAL kering pada suhu 500°C selama 2 jam, kemudian diaktivasi menggunakan larutan NaOH 2 M selama 24 jam. Proses adsorpsi batch dilakukan pada 100 mL larutan Cr(VI) 100 ppm dengan pH 2, variasi massa adsorben 3–7 gram, serta waktu kontak 30–90 menit. Morfologi biochar dikarakterisasi menggunakan SEM, sedangkan konsentrasi Cr(VI) dianalisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 540 nm. Hasil SEM menunjukkan bahwa aktivasi NaOH menghasilkan permukaan biochar yang lebih kasar, berongga, dan berdistribusi pori lebih merata dibandingkan biochar tanpa aktivasi. Efisiensi adsorpsi tertinggi sebesar 15,8% diperoleh pada massa adsorben 7 gram dan waktu kontak 60 menit, dengan kapasitas adsorpsi maksimum 0,2201 mg/g; biochar tanpa aktivasi hanya menghasilkan efisiensi 3,3% pada kondisi yang sama. Hasil ini menunjukkan bahwa aktivasi NaOH, massa adsorben, dan waktu kontak berpengaruh signifikan terhadap kinerja adsorpsi biochar lumpur IPAL, meskipun kadar abu dan daya serap iodin biochar masih belum memenuhi baku mutu karbon aktif sesuai SNI 06-3730-1995.

References

[1] D. N. Ramadhini, D. A. H. Taroepratjeka, and D. Marganingrum, “Efisiensi penyisihan logam krom (Cr) dalam limbah cair industri tekstil menggunakan MPMO dan Nutrient Broth (NB),” in Proc. FTSP Series: Seminar Nasional dan Diseminasi Tugas Akhir, Institut Teknologi Nasional Bandung, 2023, pp. 515–522.

[2] S. Banerjee, B. Kamila, S. Barman, S. R. Joshi, T. Mandal, and G. Halder, “Interlining Cr(VI) remediation mechanism by a novel bacterium Pseudomonas brenneri isolated from coalmine wastewater,” J. Environ. Manage., vol. 233, pp. 271–282, 2019.

[3] S. Akter, M. Shommi, M. A. Akbor, S. Yasmin, A. Nahar, S. Akhter, Y. N. Jolly, and M. K. Uddin, “Preparation and characterization of biochar: A case study on textile and food industry sludge management,” Case Stud. Chem. Environ. Eng., vol. 7, p. 100282, 2023.

[4] Z. Aliakbari, H. Younesi, A. A. Ghoreyshi, N. Bahramifar, and A. Heidari, “Sewage sludge-based activated carbon: Its application for hexavalent chromium from synthetic and electroplating wastewater in batch and fixed-bed column adsorption,” J. Environ. Manage., vol. 239, pp. 100–112, 2019.

[5] Y.-H. Fei, M. Li, Z. Ye, J. Guan, Z. Huang, T. Xiao, and P. Zhang, “The pH-sensitive sorption governed reduction of Cr(VI) by sludge-derived biochar and the accelerating effect of organic acids,” J. Hazard. Mater., vol. 423, p. 127205, 2022.

[6] M. S. Hafizuddin, C. L. Lee, K. L. Chin, P. S. H’ng, P. S. Khoo, and U. Rashid, “Fabrication of highly microporous structure activated carbon via surface modification with sodium hydroxide,” Polymers, vol. 13, no. 22, p. 3954, 2021.

[7] H. Budiastuti, N. S. Badarjihadi, T. D. Purnama, E. Widiastuti, “Carbonization of rice husk for adsorption of phosphate compounds: Influence of temperature and NaOH activator” in Proc. E3S Web of Conferences, 2024, 479, 04004, pp. 1-8, doi: 10.1051/e3sconf/202447904004.

[8] N. A. Berliany, N. A. Hidayat, H. Budiastuti, E. Widiastuti, “Pengaruh konsentrasi aktivator NaOH terhadap kinerja karbon aktif kulit kacang tanah sebagai adsorben fosfat dalam limbah laundry,” J. Teknik Kimia, vol. 29, no. 2, pp. 54-61, 2023, doi: 10.36706/jtk.v29i2.1148.

[9] M. Anastasiou, V. Sakkas, and M. Sleiman, “Activated biochar from sewage sludge: A sustainable solution for effective removal of emerging water contaminants,” Molecules, vol. 30, no. 17, p. 3514, 2025.

[10] M. Khitous and M. Trari, “Synthesis and characterization of sewage sludge-derived biochar for treating Cr(VI)-contaminated wastewater,” J. Indian Chem. Soc., vol. 103, no. 2, p. 102443, 2026.

[11] Badan Standardisasi Nasional, SNI 06-3730-1995: Arang Aktif Teknis. Jakarta: BSN, 1995.

[12] J. Fan, Y. Li, H. Yu, Y. Li, Q. Yuan, H. Xiao, F. Li, and B. Pan, “Using sewage sludge with high ash content for biochar production and Cu(II) sorption,” Sci. Total Environ., vol. 713, p. 136663, 2020.

[13] G. Pari, D. T. Widayati, and M. Yoshida, “Mutu arang aktif dari serbuk gergaji kayu,” J. Penelitian Hasil Hutan, vol. 27, no. 4, pp. 381–398, 2009.

[14] Ruliatima, “Studi kinetika adsorpsi Cr(VI) oleh karbon aktif dari tandan kosong kelapa sawit,” Tesis Magister, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, 2013.

[15] Siswanti, Y. Putri, and A. H. Oktaviana, “Adsorpsi zat warna Remazol Brilliant Blue R pada limbah industri batik menggunakan adsorben dari mahkota buah nanas,” Eksergi J. Ilmiah Teknik Kimia, vol. 21, no. 1, p. 10, 2024.

[16] F. Gorzin and M. M. B. Rasht Abadi, “Adsorption of Cr(VI) from aqueous solution by adsorbent prepared from paper mill sludge: Kinetics and thermodynamics studies,” Adsorpt. Sci. Technol., vol. 36, no. 1–2, pp. 149–169, 2018.

[17] X. Guo, A. Liu, J. Lu, X. Niu, M. Jiang, Y. Ma, X. Liu, and M. Li, “Adsorption mechanism of hexavalent chromium on biochar: Kinetic, thermodynamic, and characterization studies,” ACS Omega, vol. 5, pp. 27323–27331, 2020.

[18] S. S. Aji, N. M. S. Sunyoto, M. Z. B. M. H. Yusoff, H. Y. Setyawan, I. A. Dewi, S. Anggraini, and Hariana, “Aplikasi biochar ampas tebu teraktivasi KOH untuk adsorpsi kromium dan fitotoksisitasnya terhadap kacang hijau (Vigna radiata),” J. Teknologi Pertanian, vol. 26, no. 2, pp. 165–182, 2025.