Studi Penyisihan Fosfat dan Nitrat Menggunakan Resin Penukar Ion Tulsion A-23 dengan Sistem Fluidised Bed

Abstract

Water pollution caused by excessive nitrate and phosphate causes eutrophication in aquatic life. The removal of phosphate and nitrate in wastewater is necessary to maintain environmental and human health. This study aimed to know the ability of commercial ion-exchange resin Tulsion A-23 as adsorbent in the removal of phosphate and nitrate from anionic aqueous solutions in fluidised bed experiments. Adsorption studies were performed using columns 3 cm in diameter and 100 cm high with upflow. The variables used in this study were the effect of the initial concentration of phosphate (100-200 mg/l) and nitrate (150-350 mg/l) and bed height (3-9 cm) at a constant flow rate of 50 l/h. The adsorption capacity of removal phosphate and nitrate at height of 9 cm with phosphate concentration of 150 mg/l and nitrate concentration of 250 mg / l was obtained with the greatest adsorption equilibrium (qeq) of 7,909 mg/g P and 14,384 mg/g N. Capacity total adsorption and equilibrium increase with increasing initial concentration and resulting in faster breakhtrough time. Increase bed height results in more efficient removal. The largest phosphate and nitrate removal efficiency at 9 cm height was 29.87% for phosphate and 51.08% for nitrate removal. The breakthrough of Thomas model showed a smaller Ct/C0 ratio in the higher bed. The adsorption capacity decreases along with the bed height increased and results in a longer saturation of Tulsion A-23. The results show that Tulsion A-23 resins are more selective to nitrate removal.

Pencemaran air yang disebabkan oleh nitrat dan fosfat dalam jumlah besar dapat menyebabkan permasalahan yaitu eutrofikasi yang mengancam kehidupan dalam air. Penyisihan fosfat dan nitrat dalam air limbah perlu dilakukan untuk menjaga kesehatan lingkungan dan manusia. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan penukar anion komersial yaitu Tulsion A-23 sebagai adsorben dalam menyisihkan fosfat dan nitrat dari larutan air anionik pada sistem fluidised bed. Studi adsorpsi dilakukan menggunakan kolom berdiameter 3 cm dan tinggi 100 cm dengan arah aliran upflow. Variabel yang digunakan pada penelitian ini yaitu pengaruh konsentrasi awal fosfat 100 mg/l; 150 mg/l dan 200 mg/l sedangkan nitrat 150 mg/l; 250 mg/l; 350 mg/l dan tinggi unggun 3 cm, 6 cm dan 9 cm dengan laju alir konstan 50 l/jam. Kapasitas adsorpsi total dan kesetimbangan mengalami peningkatan seiring dengan semakin besarnya konsentrasi awal dan menyebabkan waktu breakhtrough resin lebih cepat. Kenaikan tinggi unggun menghasilkan penghilangan yang lebih efisien. Kurva breakthough dalam model persamaan Thomas menujukkan nilai rasio Ct/C0 yang lebih kecil pada variasi tinggi unggun 9 cm. Kapasitas adsorpsi mengalami penurunan seiring dengan kenaikan tinggi unggun dan menyebabkan resin Tulsion A-23 lebih lama jenuh. Hasil studi menunjukkan bahwa resin Tulsion A-23 lebih selektif terhadap penyisihan nitrat.