Novitasari, Dian (2019) Oksidasi Elektrokimia dengan Menggunakan Anoda Boron-Doped Diamond (BDD) pada Lindi Terolah Secara Biologis. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
03211540000038-undergraduate_thesis.pdf Download (4MB) | Preview |
Abstract
Pengolahan lindi di Tempat Pemrosesan Akhir (TPA) Indonesia sebagian besar menggunakan sistem biologis. Salah satu TPA yang mengolah lindi secara biologis adalah TPA Ngipik, Gresik. Kualitas lindi hasil proses biologis dengan sistem Anaerobic Baffle Reactor (ABR) pada TPA Ngipik belum memenuhi standar baku mutu yang ditetapkan. Oleh karena itu, dibutuhkan alternatif pengolahan tambahan seperti oksidasi elektrokimia dengan kombinasi membran CEM dan AEM. Pengolahan fisik-kimia dengan menggunakan oksidasi elektrokimia mampu menurunkan polutan organik dan menyisihkan total-N dalam lindi pada saat yang sama. Proses oksidasi elektrokimia dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain densitas arus, konsentrasi elektrolit, pH, dan jenis anoda yang digunakan. Anoda Boron-Doped Diamond (BDD) dapat memfasilitasi pembentukan active species berupa klorida radikal (Cl2•-) dan sulfat radikal (SO4•-). Pembentukan senyawa active species berperan dalam menyisihkan polutan organik pada oksidasi tidak langsung. Tujuan penelitian ini adalah menentukan kebutuhan energi serta pengaruh perbandingan molar [SO42-] : [Cl-] terhadap efisiensi pengolahan elektrokimia menggunakan anoda Boron-Doped Diamond (BDD) untuk menurunkan kandungan polutan organik pada lindi terolah secara biologis, menentukan pengaruh densitas arus terhadap efisiensi penyisihan polutan organik dan total-N pada lindi terolah secara biologis, dan menentukan variasi molar rasio [SO42-] : [Cl-] dan densitas arus yang paling optimum dalam pemenuhan baku mutu. Penelitian ini dilakukan dalam skala laboratorium menggunakan reaktor elektrokimia yang terbuat dari akrilik dengan ukuran 5 cm x 10 cm x 2 cm pada kompartemen lindi dan 5 cm x 10 cm x 1 cm pada kompartemen buffer fosfat. Anoda yang digunakan yaitu Boron-Doped Diamond (BDD) dengan ukuran 2 x 4 cm. Sedangkan katoda yang digunakan adalah stainless steel dengan ukuran ukuran 2 x 4 cm. Lindi yang akan diolah sebesar 2 L dengan menggunakan sistem batch recirculation. Penelitian ini terdiri dari penelitian pendahuluan dan penelitian utama. Penelitian pendahuluan dilakukan untuk menentukan karakteristik awal lindi dan menentukan lama waktu operasi. Penelitian utama dilakukan variasi densitas arus dan perbandingan molar [SO42-] : [Cl-]. Variasi densitas arus yang digunakan adalah 25 mA cm-2; 37,5 mA cm-2, dan 50 mA cm-2. Variasi perbandingan molar yang digunakan adalah [SO42-] : [Cl-] yaitu 1:1, 1:2, 1:4, 1:8, dan 1:10. Parameter yang dianalisis meliputi COD, BOD5, pH, TDS, Total-N, Total Kjeldhal Nitrogen (TKN), Nitrat (NO3-), Nitrit (NO2-), Amonium (NH4+), Ion Klorida (Cl-), dan Ion Sulfat (SO42-). Kondisi optimum penyisihan COD dan total-N dicapai pada variasi perbandingan molar [SO42-] : [Cl-] = 1:4 dengan densitas arus 25 mA/cm-2 . Pada kondisi tersebut penyisihan COD sebesar 2,28 g (92%) dengan kebutuhan energi 0,0057 kWh/g dan penyisihan total-N sebesar 1,771 g (59%) dengan kebutuhan energi 0,00745 kWh/g. Dalam variasi tersebut nilai COD telah memenuhi baku mutu, sedangkan nilai total-N belum dapat memenuhi baku mutu.
=================================================================================================================================
Leachate treatment at Indonesia's municipal solid waste landfill mostly use biological systems. One of the landfill that processes leachate biologically is Ngipik Landfill in Gresik. The effluent quality of biological processed leachate using an Anaerobic Baffled Reactor (ABR) system at this landfill has not comply with the quality standards. Therefore, additional treatment alternatives are required. An electrochemical oxidation combined with CEM and AEM membranes is a suitable alternative because it can degrade organic pollutants and remove total-N in the leachate at the same time. The electrochemical oxidation process is influenced by several factors including current density, electrolyte concentration, pH, and the type of anode used. Boron-doped diamond anodes (BDD) facilitates the formation of active species such as radicals of chlorides (Cl•, Cl2•-) and sulfates (SO4•-). Active species participate in removing organic pollutants through indirect oxidation. The purpose of this study was to determine the energy consumption and to investigate the effect of [SO42-] : [Cl-] molar ratio on electrochemical treatment efficiency using BDD to degrade organic pollutants and to remove total-N content in biologically treated leachate. This research was conducted on a laboratory scale using an electrochemical reactor made of acrylic with a size of 5 cm x 10 cm x 2 cm for leachate compartment and 5 cm x 10 cm x 1 cm for phosphate buffer compartment. The anode used is BDD with a size of 2 x 4 cm, while the cathode used is stainless steel with a size of 2 x 4 cm. Each experiments treated a 2 L leachate sample using a batch recirculation system. This research consists of preliminary research and main research. Preliminary research was carried out to analyze the initial characteristics of biologically treated leachate and determine the duration of operation. The main study carried out to evaluate the effect of current density (25; 37,5; and 50 mA cm-2) and [SO42-] : [Cl-] molar ratio (1:1, 1:2, 1:4, 1:8, dan 1:10). The parameters analyzed included COD, BOD5, pH, TDS, Total-N, Total Kjeldhal Nitrogen (TKN), Nitrate (NO3-), Nitrite (NO2-), Ammonium (NH4+), Chloride Ion (Cl-), and Ion Sulfate (SO42-). The optimum condition for COD and total-N removals was achieved when [SO42-] : [Cl-] molar ratio was 1:4 with a current density of 25 mA/cm-2. Under this condition, COD removed was 2,28 g (92%) with energy requirement of 0,0057 kWh/g and total-N removal was 1,771 g (59%) with energy requirement of 0,00745 kWh/g. This condition lead to the fulfilment of COD effluent quality standard but not for N-total.
| Item Type: | Thesis (Other) |
|---|---|
| Additional Information: | RSL 628.43 Nov o-1 2019 |
| Uncontrolled Keywords: | Biological treatment, boron-doped diamond, electrochemical oxidation, leachate, sulfate ion |
| Subjects: | T Technology > TD Environmental technology. Sanitary engineering > TD420 Water pollution T Technology > TD Environmental technology. Sanitary engineering > TD433 Water treatment plants T Technology > TD Environmental technology. Sanitary engineering > TD480.5 Electrodialysis T Technology > TD Environmental technology. Sanitary engineering > TD795.7 Sanitary landfills. Leachate--Purification. |
| Divisions: | Faculty of Civil Engineering and Planning > Environment Engineering > 25201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | Dian Novitasari |
| Date Deposited: | 20 Mar 2024 04:06 |
| Last Modified: | 20 Mar 2024 04:06 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/65943 |
Actions (login required)
 |
View Item |