Karakterisasi Nano Ziolit Teraktifasi ZnCl 2 dan Aplikasinya pada Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit
Deddi Midwar 1* , Syaifullah Muhammad 2 , Muhammad Faisal 3 , Ida Hasmita 4
1 Program Studi Magister Teknik Kimia Program Pascasarjana Universitas Syiah Kuala, Jln. Teungku Syeh Abdul Rauf No.7 Darussalam, Banda Aceh.
2,3 Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala Jln. Teungku Syeh Abdul Rauf No.7 Darussalam, Banda Aceh
4 Prodi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Serambi Mekkah Banda Aceh
* Koresponden Email : deddiasdier80@gmail.com
Masuk: 18 Maret 2018       Disetujui : 10 April 2018
Abstract. The industrial liquid waste is very dangerous because it still contains elements of pollutants with a relatively large waste parameters. One way that can be used is by the method of adsorption or absorption. In this research the absorbent used is Natural Zeolite in nano meter scale. Zeolitewith nano meter size is obtained by smoothing using ball mill for 15 - 20 hours. Furthermore, nano zeoliteis activated physically and chemically. Nano zeolite will be characterized using X-ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infarared (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), and characterization of N 2 adsorption desorption. Results of the study obtained the highest adsorption capacity and percent removal is performed by ziolites that are activated with nano-size ZnCl 2 with a value of 440.5 mg/g for adsorption capacity and 65.9% for percent removal. In this study, the equation for calculating the zeolite performance in lowering the COD content in the effluent was used Langmuir’s isotherm equation. The determinant coefficient (R 2 ) of the Langmuir isotherm equation for 35 μm zeolite and non-activated nano meter performance were 0.9974 and 0.9983, respectively. While unzaked zeolitefor size 35μm and nano meter are respectively equal to 0,9977 and 0,9197.
Keywords : Liquid Waste, adsorption, nano ziolite, COD, XRD
Abstrak. Limbah  cair  industri  sangatlah  berbahaya  karena  masih  mengandung  unsur-unsur  pencemar dengan parameter limbah yang relatif sangat besar. Cara yang digunakan untuk menghilangkan unsur- unsur pencemar tersebut adalah dengan metode adsorpsi atau penyerapan. Dalam penelitian ini adsorben yang digunakan adalah Ziolit Alam dalam skala nano meter. Ziolit dengan ukuran nano meter diperoleh dengan penghalusan menggunakan ball mill selama 15 - 20 jam. Nano ziolit diaktivasi secara fisik dan kimia. Nano ziolit dikarakterisasi menggunakan X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infarared (FTIR),  Scanning  Electron  Microscopy  (SEM), serta karakterisasi N 2 adsorption  desorption. Hasil penelitian diperoleh kapasitas adsorpsi dan persen removal tertinggi dilakukan oleh ziolit yang teraktifasi dengan ZnCl 2 berukuran nano dengan nilai sebesar 440,5 mg/g untuk kapasitas adsorpsi dan 65,9 % untuk persen removal. Persamaan untuk menghitung kinerja ziolit dalam menurunkan kadar COD pada limbah digunakan persamaan isoterm Langmuir. Koefisien determinan (R 2 ) persamaan isoterm Langmuir untuk kinerja ziolit yang berukuran 35µm dan nano meter yang tidak teraktifasi adalah masing-masing sebesar 0,9974 dan 0,9983. Sedangkan ziolit yang tidak teraktifasi untuk ukuran 35µm dan nano meter adalah masing masing-masing sebesar 0,9977 dan 0,9197.
Kata Kunci : Limbah cair, adsorpsi, nano ziolit, COD, XRD
1. Pendahuluan
Pabrik minyak kelapa sawit (PMKS) membutuhkan 1 Ton tandan buah segar (TBS) untuk mengolah minyak kelapa sawit mentah (CPO)  120−200  Kg.  Pembangunan  pabrik industri kelapa sawit akan menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan berupa pencemaran. Limbah cair yang ada pada pabrik kelapa sawit dapat mencemari lingkungan antara lain berbau, berwarna, mengandung nilai COD, BOD serta padatan tersuspensi yang tinggi. Bila limbah tersebut langsung dibuang ke wadah penerima, akan mengendap, terurai secara perlahan, mengkonsumsi oksigen terlarut, menimbulkan kekeruhan, mengeluarkan bau yang tajam dan dapat merusak ekosistem wadah penerima (Nasution, 2004).
Sumber limbah cair pabrik minyak kelapa sawit berasal dari : perebusan, pengepresan, inti sawit. Sedangkan limbah yang dihasilkan untuk proses pengolahan minyak kelapa sawit mentah 120-200 Kg adalah 230-250 Kg tandan kosong kelapa  sawit  (TKKS),  130-150  Kg  serat/  fiber, 60-65 Kg cangkang, 55-60 Kg kernel, dan 0,7 m 3 limbah cair (Harihastuti, 2015).
Limbah  cair  industri  minyak  kelapa  sawit mengandung bahan organik yang sangat tinggi yaitu BOD 25.500 mg/l, dan COD 48.000 mg/l, sehingga kadar bahan pencemaran akan semakin tinggi, dalam 1 ton minyak sawit yang akan diolah akan menghasilkan limbah cair sebanyak 5 ton dengan kadar BOD 20.000 – 60.000 mg/l (Wahyudi dkk, 2011).  Oleh karena itu diperlukan sistem pengolahan yang baik untuk mengolah limbah cair dari proses produksi minyak kelapa sawit mengingat dapat memberikan dampak serius bagi lingkungan (Mahajoeno E dkk., 2008).
Dalam Industri pengolahan minyak kelapa sawit dapat menghasilkan tiga jenis limbah, yakni limbah cair, limbah padat dan gas. Adapun Limbah  gas  keluar  dari  cerobong  asap  boiler, kemudian limbah padat berupa solid, cangkang, sabut  dan  abu.  Limbah  padatan  yang  berupa abu dan solid bisa dimanfaatkan untuk pupuk, sementara sabut dan cangkang dapat digunakan untuk penimbunan jalan dan sebagian dapat
digunakan untuk bahan bakar boiler. Diantara limbah pabrik minyak kelapa sawit yang menjadi pokok permasalahan adalah limbah cair karena jumlahnya cukup banyak (Azwir, 2006).
Pada  Limbah  cair  kelapa  sawit  atau  yang dikenal dengan palm  oil  mill  effluent (POME) merupakan suspensi koloid yang mengandung 95-96% air, 0,6-0,7% minyak, dan 4-5% lemak dan padatan total (Solikah dkk, 2014).
Teknik yang sering dilakukan sekarang untuk mengolah limbah cair salah satunya dengan adsorpsi. Adsorpsi merupakan suatu proses penyerapan oleh padatan tertentu terhadap zat tertentu yang terjadi pada permukaan zat padat karena adanya gaya tarik atom atau molekul pada permukaan zat padat tanpa meresap ke dalam.
Proses adsorpsi dapat terjadi karena adanya gaya tarik atom atau molekul pada permukaan padatan yang tidak seimbang. Adanya gaya ini, padatan cenderung menarik molekul-molekul yang lain yang bersentuhan dengan permukaan padatan, baik fasa gas atau fasa larutan ke dalam permukaannya. Akibatnya, konsentrasi molekul pada permukaan menjadi lebih besar dari pada dalam fasa gas atau zat terlarut dalam larutan.
Adsorpsi dapat terjadi pada antar fasa padat cair, padat-gas atau gas-cair. Molekul yang terikat padabagian antarmuka disebut adsorbat, sedangkan permukaan yang menyerap molekul- molekul adsorbat disebut adsorben. Pada adsorpsi, interaksi antara adsorben dengan adsorbat hanya terjadi pada permukaan adsorben (Tandy dkk., 2012).
Adsorpsi  fisik  ( physical  adsorption ), yaitu berhubungan dengan gaya van der Waals dan merupakan suatu proses bolak-balik apabila daya tarik menarik antara zat terlarut dan adsorben lebih besar daya tarik menarik antara zat terlarut dengan pelarutnya maka zat yang terlarut akan diadsorpsi pada permukaan adsorben. Sedangkan adsorpsi kimia ( chemisorption ), yaitu reaksi yang terjadi antara zat padat dan zat terlarut yang teradsorpsi (Mufrodi dkk., 2008).
Faktor-faktor yang mempengaruhi mekanisme adsorpsi adalah agitasi, karakteristik adsorben, ukuran molekul adsorbat, pH larutan, temperatur
(CPO)  120−200  Kg.  Pembangunan  pabrik
Limbah cair yang ada pada pabrik kelapa sawit
kelapa  sawit  (TKKS),  130-150  Kg  serat/  fiber,
Limbah  cair  industri  minyak  kelapa  sawit
Limbah  gas  keluar  dari  cerobong  asap  boiler,
sabut  dan  abu.  Limbah  padatan  yang  berupa

## Pada  Limbah  cair  kelapa  sawit  atau  yang palm  oil  mill  effluent
Adsorpsi  fisik  ( physical  adsorption
chemisorption
dan waktu kontak. Ukuran molekul merupakan bagian yang penting dalam adsorpsi karena molekulharus memasuki micropore dari partikel karbon untuk diadsorpsi. Tingkat adsorpsi biasanya meningkat seiring dengan semakin besarnya ukuran molekul dari adsorbat.
Kebanyakan limbah terdiri dari bahan- bahan campuran sehingga ukuran molekulnya berbeda-beda. Pada situasi ini akan memperburuk penyaringan molekul karena molekul yang lebih besar akan menutup pori sehingga mencegah jalan masuknya molekul yang lebih kecil (Kasam dkk., 2005).
Waktu kontak merupakan hal yang sangat menentukan dalam proses adsorpsi. Gaya adsorpsi molekul dari suatu zat terlarut akan meningkat apabila waktu kontaknya dengan karbon aktif makin lama. Waktu kontak yang lama memungkinkan proses difusi dan penempelan molekul zat terlarut yang teradsorpsi berlangsung lebih baik (Kasam dkk., 2005). Namun karakteristik daripada adsorben menjadi hal yang patut dipertimbangkan.
Selama ini telah ada studi yang mengkaji dan menguji kinerja ziolit sebagai adsorben untuk mengolah limbah cair. Penggunaan ziolit merupakan upaya untuk memanfaatkan bahan adsorben dengan harga murah dan aman. Ziolit alam yang telah diaktivasi mempunyai kemampuan sebagai adsorben yang baik. Proses aktivasi dapat dilakukan secara kimia maupun  fisika.  Yang  dimaksud  dengan  aktivasi adalah suatu perlakuan terhadap arang yang bertujuan untuk memperbesar pori yaitu dengan cara memecahkan ikatan hidrokarbon atau mengoksidasi molekul-molekul permukaan sehingga arang mengalami perubahan sifat, baik fisika  maupun  kimia,  yaitu  luas  permukaannya bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya adsorpsi (Napitupulu, 2009)
Aktivasi secara kimia dapat dilakukan dengan menggunakan asam-asam mineral atau basa-basa kuat.  Perbandingan  Si/Al  dapat  dimodifikasi menggunakan asam-asam mineral. Perbandingan Si/Al  dapat  dimodifikasi  menggunakan  asam- asam mineral mendapatkan bahwa perlakuan
asam pada clinoptilolit dapat meningkatkan porositas dan kapasitas adsorpsi untuk molekul- molekul yang relatif besar. Polaritas ziolit bergantung pada perbadingan Si0 2 /Al 2 0 3 yang terkandung dalam ziolit. Polaritas menurun dengan meningkatnya perbandingan Si0 2 /Al 2 0 3, ziolit  biasanya dilengkapi lebih dari satu sisi untuk pertukaran kation. Jumlah ekuivalen elektrokimia kation yang dibutuhkan untuk keseimbangan muatan anionik lebih kecil daripada jumlah total yang dapat digunakan.
Aktivasi  secara  fisika  dilakukan  dengan pamanasan pada suhu tinggi. Pemanasan ini akan melepaskan air yang terangkap pada pori- pori  kristal  ziolit.  Aktivasi  secara  fisika  ini akan meningkatkan luas permukaan pori-pori zeolit pemanasan ziolit juga akan meningkatkan porositas (Ahmadi, 2009).
Ziolit alam merupakan material berpori yang telah dimanfaatkan dalam bidang industri sebagai adsorben, katalis, penyaring molekuler, penukar ion dan padatan pendukung. Ukuran pori ziolit alam mayoritas adalah kurang dari 20 Å sehingga kemampuan adsorpsi terhadap molekul berukuran besar menjadi tidak optimal. Salah satu upaya meningkatkan efektivitas kemampuan tersebut dapat  dilakukan  dengan  memodifikasi  ukuran pori ziolit alam (Bukit, 2011).
Ukuran partikel ziolit juga mampu mempengaruhi daya serap limbah yang akan diolah. Ukuran nanometerpartikel menjadi pilihan yang diunggulkan pada saat ini. Nanometerpartikel diartikan sebagai partikel berbentuk padat dengan ukuran sekitar 10 – 1000 nm. Zat aktif dapat terlarut, terperang- kap, terenkapsulasi, atau tertempel pada matriks nanometerpartikel. Pembuatan nanometerpartikel dapat menggunakan beberapa metode seperti metode  penguapan  pelarut,  metode  emulsifikasi dan metode gelasi ionik. Di antara metode- metode tersebut, metode gelasi ionik dinilai sebagai metode yang paling mudah dilakukan (Iswandana dkk., 2013).
Nanometer partikel merupakan sistem koloid dengan ukuran antara 10 nm sampai 1000 nm. Nanometerpartikel merupakan bahan dengan
ukuran partikel pada skala nanometermeter. Beberapa bahan nanometerpartikel dengan ukuran partikel di atas     100 nm telah berhasil disintesis untuk produk yang berasal dari bahan alam antara lain untuk kurkumin, paclitaxel dan praziquantel dengan ukuran partikel masing– masing  adalah 450 nm, 147,7 nm, dan > 200 nm, sehingga nanometerpartikel dapat juga diartikan sebagai  sistem  koloid  submikronik  (<1  μm) (Rismana dkk., 2006).
Di skala nanometer, beberapa fenomena unik dapat diamati pada sifat-sifat magnetik, mekanik, listrik, termal, optik, kimia dan biologi. Ketika ukuran butir atau domain suatu bahan magnetik diperkecil hingga skala nanometer (1- 20nm), bahan feromagnetik berubah menjadi bahan superparamagnetik. Salah satu sifat mekanik bahan adalah kekuatan luluh yaitu batas maksimum kekuatan suatu bahan sebelum mengalami deformasi plastis (berubah bentuk) (Trenggono, 2008).
Penelitian terdahulu tentang nanometer partikel terhadap pengolahan limbah Industri Benang Karet Dalam  nanometerteknologi, suatu partikel  digambarkan  sebagai  satu  obyek kecil yang bertindak secara unit keseluruhan dalam hal transport dan sifat-sifatnya. Dengan nanometerteknologi,  material  dapat  didesain sedemikian  rupa  dalam  orde  nanometer, sehingga dapat  memperoleh  sifat  dan  material yang  kita  inginkan  tanpa  melakukan pemborosan atom-atom yang tidak diperlukan. Aplikasi nanometerteknologi akan membuat revolusi baru dalam dunia industri dan diyakini pemenang persaingan global di masa yang akan datang adalah negara-negara yang dapat menguasai nanometer teknologi (Emalia, 2013).
Beberapa penelitian mengenai penggunaan ziolit sebagai adsorben telah dilakukan. Nursanti dkk (2013) menggunakan ziolit untuk menurunkan kadar BOD yang ada pada limbah cair minyak kelapa sawit yang kemudian dapat digunakan sebagai pupuk NPK yang sesuai standar nasional. Widiastuti dkk (2013) telah melakukan penelitian tentang penggunaan ziolit untuk mengadsorpsi zat kimia berbahaya yang
terkandung pada greywater . Greywater adalah limbah  cair  yang  berasa  dari  aktifitas  rumah tangga, contohnya limbah yang dihasilkan dari kegiatan mencuci baju dan mencuci piring yang menggunakan komponen utama yaitu detergen. Ismail dkk (2013) meneliti tentang kinerja ziolit untuk pengolahan limbah palm  oil  mill effluent (POME). Dalam penelitiannya, Ismail dkk menghasilkan persen penyisihan COD sebesar 54,5%, BOD 78%, dan turbidity 80,5%. Penelitian ini mempelajari kapasitas dan efisiensi nano zeolit dalam menurunkan parameter limbah COD (Chemical Oxygen Demand) dalam limbah cair pabrik minyak kelapa sawit, dan kemudian dilakukan perbandingan antara kinerja ziolit ukuran mikron dan ziolit ukuran nano untuk menurunkan kadar COD pada limbah minyak kelapa sawit.
Adapun batasan dari penelitian ini meliputi pengetahuan tentang karakterisasi nano ziolit sebelum  atau  sesudah  aktifasi  secara  fisik  dan kimia serta menguji kinerja adsorpsinya terhadap limbah cair pabrik minyak kelapa sawit. Selain itu  juga  membandingkan  efisensi  ziolit  alam berukuran nano dan mikro sebagai adsorben dalam menurunkan kadar COD.
2. Metodelogi Penelitian
2.1 Prosedur Penelitian
Bahan yang digunakan adalah limbah cair dari pabrik minyak kelapa sawit dan ziolit alam yang diperoleh dari Desa Ujong Pancu, Kecamatan Peukan Bada, Kabupaten Aceh Besar. Peralatan- Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: tube  furnace (Nabertherm Split-Type Tube Furnace 1300 o C RSH  50/1000/13) , shaker  (M200  Electro- Magnetic Sieve Shaker) , filter  0,45 µm, Stuart Reciprocating  Shaker , NP-100  Thinky  Nano Pulverizer (wet milling type), XRD ( 6000/7000 L  Type merek  Lab  X),  SEM  ( Jeol  JED-2200 Series , Jepang), PCOD-810  Portable  Water Treatment Equipment (Dongrun, Cina).
Penelitian ini terdiri dari dua tahapan, yaitu pembuatan nano ziolit dan pengolahan limbah cair pabrik minyak kelapa sawit. Nano ziolit
sebagai  sistem  koloid  submikronik  (<1  μm)
palm  oil  mill effluent
turbidity

## Penelitian ini mempelajari kapasitas dan efisiensi
(Chemical Oxygen Demand)
sebelum  atau  sesudah  aktifasi  secara  fisik  dan
itu  juga  membandingkan  efisensi  ziolit  alam
tube  furnace (Nabertherm Split-Type Tube Furnace 1300 o C RSH  50/1000/13) shaker  (M200  Electro- Magnetic Sieve Shaker) , filter  0,45 µm, Stuart Reciprocating  Shaker NP-100  Thinky  Nano Pulverizer (wet milling type), 6000/7000 L  Type merek  Lab  X),  SEM  ( Jeol  JED-2200 Series PCOD-810  Portable  Water Treatment Equipment
dibuat dari bahan baku ziolit alam. Nano ziolit dibuat mengunakan ballmill (Fritsch Puluerisette 6)  dan  proses  aktivasi  secara  fisika  (kalsinasi dengan temperatur 550 o C selama 5 jam) dan secara kimia (impregnasi ZnCl 2 pada permukaan ziolit), kemudian nano ziolit tersebut digunakan sebagai adsorben untuk mengolah limbah cair pabrik minyak kelapa sawit.

## 2.2 Variabel Penelitian
2.2.1 Pembuatan Nanometer Ziolit
Variabel yang ditetapkan pada penelitian ini adalah jumlah ziolit 100 gr dan waktu penggilingan 20 jam, setelah diaktivasi secara fisika dan kimia, ziolit di variasikan ukuran mikron dan nanometer.
Tahapan kerja Pembuatan Nanometer Ziolit terdiri atas : persiapan sampel, Menghaluskan sampel dilakukan dengan cara ballmill sampai ukuran <35µm. Selanjutnya diaktivasi secara fisika yaitu sampel ditempatkan pada wadah sampel, kemudian dimasukkan ke dalam furnace. Alat furnace dinyalakan selama 5 jam dengan temperatur 550 ° C. Proses aktivasi dimulai. Setelah proses aktivasi selesai, sampel di keluarkan dari furnace .
Kemudian terakhir sampel diaktivasi secara kimia dengan cara dimasukan ke dalam 250 ml larutan ZnCl 2 0,1 N, diaduk dan didiamkan selama 24 jam pada suhu kamar. Sampel disaring dan dicuci dengan aquadest agar ziolit yang dihasilkan netral dari sifat ZnCl 2 dan dikeringkan pada suhu 100 ° C selama 1 jam. Kemudian dihilangkan kadar airnya dengan cara pemanasan dalam kolom dan menyimpan di dalam wadah tertutup. Selanjutnya sampel di analisa untuk pengujian
XRD (X-Ray  Diffractometer) dan uji SEM ( Scanning Electron Microscopy ).
2.2.2 Pengolahan Limbah Cair Pabrik

## Minyak Kelapa Sawit
Variabel tetap pada penelitian ini terdiri dari jumlah volume limbah 200 ml, waktu proses adsorpsi 8 jam, kecepatan putaran shaker 60 rpm dan berat adsorben 0.5 gr. Sedangkan untuk variabel peubah yang dilakukan adalah kecepatan pengadukan 60 rpm, massa ziolit 0,5 gram, ukuran ziolit 35 µm dan nano, ziolit sebelum dan sesudah teraktifasi, volume limbah 200 ml, waktu adsorpsi selama 480 menit, konsentrasi awal limbah 1668, 66 mg/L.
Bahan limbah cair PMKS diperoleh dari salah satu PMKS di Aceh. Limbah cair yang diambil adalah limbah cair pada kolam 5-9. Diambil limbah cair dengan menggunakan gayung, menyaring dengan menggunakan penyaring, dan dimasukkan ke dalam jerigen. Selanjutnya mengendapkan limbah cair
Gambar 1 . Hasil analisa SEM ziolit ukuran 35 µm pembesaran (a) 3.500 kali (b) 10.000 kali dan ziolit ukuran nano meter pada pembesaran (c) 3.500 kali dan (d) 10.000 kali.
Gambar 2 . Hasil analisa FTIR perbandingan perbedaan ukuran ziolit
PMKS selama beberapa hari. Membuang kotoran yang mengapung.
Selanjutnya dilakukan Analisis COD menggunakan SNI 6989.2:2009. Pengambilan sampel pada interval waktu  adsorpsi tertentu sebanyak 0.5 ml dengan menggunakan pipet tetes dan memasukkan ke dalam botol sampel. Menyaring sampel dengan menggunakan filter 0,45 µm.

## 3. Hasil Dan Pembahasan
3.1 Karakterisasi Ziolit
3.1.1 Struktur Morfologi Ziolit
Peninjauan morfologi ziolit dilakukan dengan
menggunakan SEM ( Scanning Electron Microscopy ) dengan pembesaran 3.500 kali dan 10.000 kali. Hasil amatan struktur morfologi ziolit ukuran 35 µm dan nano size dapat dilihat pada Gambar 1 :
Berdasarkan pengamatan dari hasil SEM di atas maka dapat disimpulkan bahwa ukuran aktual dari ziolit 35 µm adalah 1-10 µm sedangkan ukuran aktual dari nano ziolit adalah 0,5-5 µm. Besarnya kapasitas penyerapan dapat dipengaruhi oleh ukuran partikel dari ziolit. Semakin besar ukuran ziolit maka semakin luas permukaan ziolit untuk berkontak dengan bahan yang akan diserap.
Gambar 3 . Hasil analisa FTIR Perbandingan ziolit nano meter sebelum dan sesudah aktifasi
Gambar 4 . Hasil analisa XRD ziolit
Gambar 5. Kapasitas penyerapan terhadap waktu yang dilakukan oleh ziolit berukuran 35 µm tidak teraktifasi dan ziolit berukuran 35 µm yang telah teraktifasi ZnCl 2
Gambar 6. Kapasitas penyerapan terhadap waktu yang dilakukan oleh ziolit berukuran nano meter tidak teraktifasi dan ziolit berukuran nano meter yang telah teraktifasi ZnCl 2
sampel dengan menggunakan filter 0,45 µm.
nano size

## 3.1.2 Analisa Gugus-Gugus Penyusun dan Jenis Ziolit
Untuk mengetahui gugus penyusun dari ziolit dilalukukan dengan menggunakan FTIR ( Fourier Transform Infared). Hasil analisa FTIR dari ziolit dapat dilihat pada Gambar 2.
Ziolit merupakan kristal aluminosilikat yang terbentuk dari hidratasi logam alkali dan alkali tanah dengan struktur tiga dimensi. Berkemampuan untuk menyerap dan melepaskan air seperti pertukaran ion tanpa merubah struktur nyatanya (A Arfan dkk, 2009). Berdasarkan pengamatan dari hasil FTIR di atas pada ziolit terdapat gugus –C-NO 2 (nitro
aromatik) yang ditandai dengan adanya puncak pada panjang gelombang 1300-1400 cm -1 . Selain gugus nitro aromatik, pada ziolit juga mengandung gugus -OH (alkohol) yang ditandai puncak pada panjang gelombang 3550-3650 cm -1 dengan 80% transmitan. Gugus –OH yang ada pada ziolit dapat mengoptimalkan proses penyerapan ion logam akan tetapi untuk menyerap ion logam berat performanya kurang optimal (Solikah dan Utami, 2014).
Dari Gambar 3. tampak jelas perbedaan antara ziolit nano yang telah teraktifasi dengan yang belum teraktifasi. Pada ziolit nano yang telah teraktifasi, gugus –C-NO 2 (nitro aromatik) mengalami penurunan dibandingkan dengan ziolit nano yang belum teraktifasi. Sedang gugus -OH (alkohol) mengalami peningkatan yaitu sebesar 88 % transmitan. Oleh karena itu, kinerja dari ziolit nano yang telah teraktifasi jauh lebih unggul dibandingkan kinerja dari ziolit nano yang belum teraktifasi.
Untuk  mengidentifiksi  jenis  atau  senyawa penyusun bebatuan seperti ziolit dapat dilakukan dengan menggunakan X-Ray Diffraction (XRD). Hasil analisa XRD ziolit dapat dilihat pada Gambar 4.
Berdasarkan hasil analisa XRD seperti yang terlihat di atas, sekilas terdapat perbedaan antara ziolit ukuran 35 µm dengan ziolit ukuran nano dalam intensitasitasnya. Hal ini dikarenakan dalam proses penghancuran ziolit menjadi nano, timbul kenaikan suhu dalam mill. Sehingga mineral-mineral yang terdapat pada ziolit berkurang. Dari hasil pola difraksi yang terbentuk menunjukkan bahwa ziolit ini merupakan jenis modernit. Karena terdapat puncak pada sudut difraksi 2Ɵ = 22,3 o dan 2Ɵ = 25,6 o (A Arfan dkk, 2009).
3.2 Pembahasan 3.2.1 Pengaruh Aktifasi Ziolit Pada Kapasitas Penyerapan
Kapasitas penyerapan adalah nilai yang menyatakan kemampuan adsorben dalam menyerap zat yang ingin diserap. Kapasitas adsorben tergantung pada luas permukaan pori adsorben. Jika luas pori adsorben lebih besar dari
Gambar 7 . Persen removal terhadap waktu yang dilakukan oleh ziolit dan ziolit teraktifasi pada ukuran 35 µm
Gambar 8. Persen removal terhadap waktu yang dilakukan oleh ziolit dan ziolit teraktifasi pada ukuran nano.
ukuran relatif molekul yang diserap, maka akan terjadinya proses adsorpsi (Harihastuti dkk, 2015). Salah satu cara untuk memperbesar pori adalah dengan  metode  aktifasi  secara  fisika  biasanya melalui proses kalsinasi dan secara kimia dengan menempelkan zat lain pada permukaan adsorben sehingga memaksimalkan kinerja adsorben.
Berdasarkan Gambar 5. dan Gambar 6 dapat dilihat bahwa penurunan kadar COD terjadi pada 20 menit pertama waktu adsorpsi. Hal ini dikarenakan di awal menit pertama terjadinya proses adsorpsi driving force antar adsorben dan adsorbat sangat besar. Semakin besar driving force yang terjadi pada proses adsorpsi maka semakin cepat pula proses terjadinya adsorpsi.
Ziolit berukuran nanometer memiliki kinerja lebih unggul dibandingkan ziolit berukuran 35 µm. Hal ini tentu saja didasarkan bahwa semakin kecil ukuran adsorben maka semakin besar pula luas permukaannya. Sedangkan adsorben yang paling unggul adalah ziolit yang telah teraktifasi dengan ZnCl 2 yang berukuran nanometer. Kapasitas penyerapan yang dilakukan oleh ziolit yang teraktifasi oleh ZnCl 2 berukuran nano memiliki nilai paling tinggi yaitu pada waktu adsorpsi 480 menit dengan kapasitas adsorpsi sebesar 440,5 mg/g.

## 3.2.2   Pengaruh Ukuran Ziolit Terhadap Persen Removal
Persen removal menyatakan persentase zat yang diserap oleh adsorben yang dapat ditinjau dari penurunan jumlah kadar COD. Persen removal yang dilakukan oleh ziolit dan ziolit yang telah teraktifasi ZnCl 2 ditunjukkan pada Gambar 7. dan Gambar 8. berikut:
Berdasarkan hasil pengamatan dari Gambar 7. dan Gambar 8., persen removal tertinggi dilakukan oleh ziolit yang telah teraktifasi ZnCl 2 berukuran nano yaitu sebesar 65,9 % dengan waktu adsorpsi selama 480 menit. Hal ini dikarenakan aktifasi ziolit mempengaruhi besarnya luas permukaan dan memperbesar pori pada ziolit sehingga lebih optimal dalam menyerap. Ziolit yang berukuran nano lebih optimal dalam menyerap karena luas permukaannya lebih besar dibandingkan dengan ziolit yang berukuran 35 µm.

## 3.2.3   Isoterm Adsorpsi
Untuk mengetahui mekanisme dari adsorpsi yang terjadi pada limbah PMKS yang dilakukan oleh ziolit, maka dapat ditinjau dari isoterm adsorpsi atau kesetimbangan yang terjadi antara jumlah zat yang terserap pada permukaan adsorbennya.
Isoterm adsorpsi adalah hubungan kesetimbangan antara konsentrasi dalam fase fluida dan konsentrasi di dalam partikel adsorben pada suhu tertentu. Pada adsorpsi limbah PMKS ini, digunakan persamaan isoterm Freundlich dan isoterm Langmuir (Tandy dkk., 2012).
Riset ini menguji kinerja ziolit dalam menyerap limbah PMKS dengan menggunakan dua model persamaan. Persamaan Langmuir dan persamaan Freundlich. Tingkat akurasi diukur berdasarkan koefesien determinasi (R 2 ) yang muncul pada persamaan grafik dari masing-masing persamaan. Persamaan  isoterm  Langmuir  menyatakan bahwa setiap adsorben hanya dapat menyerap satu molekul adsorbat yang berarti juga mengemukakan setiap adsorben memiliki luas permukaan pori sama ( monolayer ) pada setiap adsorben (Handayani dkk, 2009)
Langmuir juga menjelaskan bahwa peristiwa
Tabel 1 . Rangkuman isoterm Langmuir
Tabel 2 . Rangkuman Isoterm Freundlich
dengan  metode  aktifasi  secara  fisika  biasanya
driving force
driving force
antara konsentrasi dalam fase fluida dan konsentrasi
Freundlich Langmuir persamaan. Persamaan Langmuir dan persamaan
persamaan grafik dari masing-masing persamaan.

## Persamaan  isoterm  Langmuir  menyatakan
monolayer
Langmuir juga menjelaskan bahwa peristiwa
adsorpsi melalui pendekatan kinetika atas dasar kesetimbangan proses adsorpsi dan desorpsi. Adsorpsi terjadi di tempat terbatas dengan proses reversible (dapat balik) pada satu lapisan atau monolayer (Halim, 2011).
Kurva linearitas persamaan isoterm Langmuir:
(1)
dimana:
C e = Konsentrasi kesetimbangan adsorbat (mg/L) q e = Jumlah logam teradsorpsi per gram adsorben
pada kesetimbangan (mg/g)
Q = Kapasitas monolayer maksimum (mg/g) b = Konstanta Langmuir Isotherm (L/mg)
Sedangkan persamaan isoterm Freundlich menyatakan bahwa setiap permukaan adsorben memiliki lebih dari satu lapisan ( multilayer ) dan setiap permukaannya yang aktif untuk menyerap adsorbat memiliki luas permukaan yang berbeda- beda, sehinga kemampuan untuk masing- masing adsorben untuk menyerap adsorbat pada permukaan berbeda-beda pula.
Adsorpsi zat terlarut (dari suatu larutan) pada padatan adsorben merupakan hal yang penting. Pendekatan isoterm adsorpsi yang cukup memuaskan dijelaskan oleh H. Freundlich. Menurut Freundlich, jika y adalah berat zat terlarut per gram adsorben dan c adalah konsentrasi zat terlarut dalam larutan (Handayani dkk, 2009). Freundlich mengasumsikan bahwa permukaan adsorben adalah heterogen dan sangat sesuai untuk larutan encer dan campuran (Halim dkk, 2013).
Kurva linearitas persamaan isoterm Freundlich:
(2)
dimana:
Q e =  Jumlah  logam  teradsorpsi  per  gram adsorben pada kesetimbangan (mg/g) K f = Konstanta Freundlich (mg/g)
C e = Kesetimbangan konsentrasi adsorbat (mg/L)
n = Intensitas adsorpsi
Kinetika adsorpsi merupakan salah satu
aspek yang sering diteliti untuk mengevaluasi karakteristik dari adsorben yang dipakai terutama dalam rehabilitasi lingkungan. Ada banyak model kinetika adsorpsi yang telah dikembangkan untuk dapat digunakan sebagai sarana memprediksi laju adsorpsi suatu adsorbat pada adsorben tertentu (Holle dkk.,2013)
Model kinetika order satu semu secara umum dinyatakan dengan persamaan berikut:
........................(3)
dimana : qe  = kapasitas adsorpsi pada saat kesetimbangan qt  = kapasitas adsorpsi pada waktu t, k   = konstanta laju order pertama pseudo t    = waktu ketimbangan
Dari hasil evaluasi, ditentukan bahwa menghitung kinerja ziolit untuk menyerap COD pada limbah PMKS digunakan persamaan isoterm Langmuir.  Hal  ini  didasarkan  pada  koefesien determinan (R2 yang dihasil dari seluruh variabel kinerja ziolit >0,9 yang dihasilkan dari persamaan langmuir). Rangkuman pengujian isoterm adsorpsi dari kedua jenis adsorben dengan ukuran adsorben 35 µm dan nano meter yang ditunjukkan pada Tabel 1 dan Tabel 2.

## 4. Kesimpulan
Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa ziolit merupakan jenis modernit. Ziolit yang teraktifasi ZnCl 2 yang berukuran nano lebih unggul dan memiliki kapasitas adsorpsi sebesar 440,5 mg/g. Hal ini juga dapat dibuktikan dengan nilai persen removal yang dihasilkan yaitu sebesar 65,9% pada waktu adsorpsi selama 480 menit. Untuk menghitung kinerja ziolit mengadsorpsi COD pada limbah PMKS digunakan persamaan isoterm Langmuir.

## 5.  Daftar Pustaka
A Arfan Sani, N Atiek Rostika, dan Rakhmawaty D, 2009. Pembuatan Fotokatalis TiO2-Zeolit Alam Asal Tasikmalaya Untuk Fotodegradasi Methylene Blue. Jurnal Zeolit Indonesia. Vol 8(1).p: 6-14.
Ahmadi K G S, 2009. Kinerja Zeolit Alam Teraktivasi Pada Penjernihan Minyak Bekas Penggorengan Keripik Tempe. Jurnal Teknologi Pertanian. Vol. 10 (2). p:136– 143 Azwir, 2006. Analisa  Pencemaran  Air  Sungai Tapung  Kiri  oleh  Limbah  Industri  Kelapa Sawit PT. Peputra Masterindo di Kabupaten Kampar. Tesis. Program Magister Ilmu Lingkungan,  Program  Pasca  Sarjana, Universitas Diponegoro. Semarang Bukit N, 2011. Pengolahan Zeolit Alam Sebagai Bahan Pengisi Nano Komposit Polipropilena Dan Karet Alam Sir -20 Dengan Kompatibeliser Anhidrida Maleat-Rafted- Olipropilena. Disertasi Program Doktor Ilmu Kimia Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Sumatera Utara , Medan.
Emalia W C, 2013. Penggunaan Kitosan

## Nanopartikel sebagai Adsorben Pada Limbah
Cair Industri Benang Karet untuk menurunkan kadar  Ion  Logam  Zn  Dan  Na,  Nilai  COD, BOD 5 TSS, dan TDS. Tesis Magister Sains dalam Program Studi Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Handayani M dan Sulistiyono E. 2009. Uji Persamaan  Langmuir  dan  Fruendlich  Pada Penyerapan Limbah Chrom (VI) Oleh Ziolit.
Prossiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir, PTNBR-Batan, Bandung. Halim A A, Abidin N N Z, Awang N, Ithnin A, Othman M S dan Wahab M I, 2011. Ammonia And Cod Removal From Synthetic Leachate Using Rice Husk Composite Adsorbent. Journal of Urban and Environmental Engineering. Vol. 5(1). p:24-31. Harihastuti N. 2105. Potensi Air Limbah Industri Kelapa  Sawit  (CPO)  Sebagai  Sumber Bioenergi  Terbaharukan.  Seminar  Nasional Pangan  Lokal,  Bisnis,  dan  Eko-Industri.
Semarang, 1 Agustus 2015.
Holle R B, Audy D, Wuntua dan Meiske S. Sangi.
2013 Kinetika Adsorpsi Gas Benzena Pada Karbon Aktif Tempurung Kelapa. Jurnal MIPAUnsrat Online. Vol. 2 (2). p:100-104
Ismail S H M, Dalang S, Syam S dan Izhar S. 2013. A  Study  on  Zeolite  Performance  in Waste Treating Ponds for Treatment of Palm Oil Mill Effluent. Journal of Water Resource and Protection . Vol 5. p:18-27
Iswandana, Raditya, Anwar E dan Jufri M, 2013. Formulasi Nanopartikel Verapamil Hidroklorida dari Kitosan dan Natrium Tripolifosfat dengan Metode Gelasi Ionik. Jurnal Farmasi Indonesia, Vol. 6(4). p:201- 216
Kasam A Y  dan Titin  Sukma,  2005.  Penurunan COD ( Chemical  Oxygen  Demand ) dalam Limbah  Cair  Laboratorium  Menggunakan Filter Karbon Aktif Arang Tempurung Kelapa. LOGIKA. Vol. 2(2). p:3-17 Mahajoeno  E,  Lay  B  W,  Sutjahjo  S  H,    dan
Siswanto, 2008. Potensi Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit untuk Produksi Biogas.
Biodiversita. Vol. 9(1). p:48-52 S ISSN: 1412-033X.
Mufrodi Z, Widiastuti N, dan Kardika R C, 2008. Adsorpsi Zat Warna Tekstil dengan Menggunakan Abu Terbang (Fly Ash) untuk Variasi Massa Adsorben dan Suhu Operasi. Prosiding Seminar Nasional Teknoin 2008. Bidang Teknik Kimia dan Tekstil. p:90-93 Napitupulu A, 2009. Impregnasi Karbon Aktif Dengan Sulfida Untuk Mengikat Ion Tembaga (Ii) Dan Kadmium (Ii) Di Dalam Air, Tesis Magister Sains dalam Program Studi Kimia Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara Medan.
Nasution  D  Y,  2004.  Pengolahan  Limbah  Cair Pabrik  Kelapa  Sawit  Yang  Berasal  Dari Kolam Akhir Final Pond) Dengan Proses Koagulasi Melalui Elektrolisis. Jurnal Sains Kimia Vol 8(2). p:38-40.
Nursanti  I,  Budianta  D,  Napoleon  A,  Parto  Y,
2013. Zeolite  Utilization  as  a  Catalyst  and Nutrient Adsorbent of an Organic Fertilizer Process form Palm Oil Mill Effluent as Raw Material. Journal Tropical Soils Vol 18(3). p: 177-184.
Rismana, Eriawan, Kusumaningrum S, Rosidah I,  Nizar  dan  Yulianti  E.  2013.  Pengujian
Analisa  Pencemaran  Air  Sungai Tapung  Kiri  oleh  Limbah  Industri  Kelapa Sawit PT. Peputra Masterindo di Kabupaten Kampar. Lingkungan,  Program  Pasca  Sarjana,
Nanopartikel sebagai Adsorben Pada Limbah kadar  Ion  Logam  Zn  Dan  Na,  Nilai  COD,
Persamaan  Langmuir  dan  Fruendlich  Pada Penyerapan Limbah Chrom (VI) Oleh Ziolit.
And Cod Removal From Synthetic Leachate
Potensi Air Limbah Industri Kelapa  Sawit  (CPO)  Sebagai  Sumber Bioenergi  Terbaharukan.  Seminar  Nasional Pangan  Lokal,  Bisnis,  dan  Eko-Industri.
A  Study  on  Zeolite  Performance  in

## Waste Treating Ponds for Treatment of Palm
Oil Mill Effluent.

## Kasam A Y  dan Titin  Sukma,  2005.  Penurunan Chemical  Oxygen  Demand
Limbah  Cair  Laboratorium  Menggunakan
Kelapa. LOGIKA. Vol. 2(2). p:3-17 Mahajoeno  E,  Lay  B  W,  Sutjahjo  S  H,    dan Potensi Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit untuk Produksi Biogas.

## Dengan Sulfida Untuk Mengikat Ion Tembaga
Nasution  D  Y,  2004.  Pengolahan  Limbah  Cair Pabrik  Kelapa  Sawit  Yang  Berasal  Dari
Nursanti  I,  Budianta  D,  Napoleon  A,  Parto  Y, Zeolite  Utilization  as  a  Catalyst  and Nutrient Adsorbent of an Organic Fertilizer Process form Palm Oil Mill Effluent as Raw Material.
I,  Nizar  dan  Yulianti  E.  2013.  Pengujian
Stabilitas Sediaan AntiacneBerbahan Baku Aktif Nanopartikel Kitosan/Ekstrak Manggis–Pegagan. Bul. Penelit. Kesehat, Vol. 41(4). p: 207–216 Solikah S dan Utami B, 2014. Perbedaan Penggunaan  Adsorben  Dari  Zeolit  Alam Teraktivasi dan Zeolit Terimmobilisasi Dithizon Untuk Penyerapan Ion Logam Tembaga (Cu 2+) .
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia VI. Surakarta, 21 Juni 2014.
Tandy E, Hasibuan I F dan Harahap H, 2012.

## Kemampuan Adsorben Limbah Lateks Karet
Alam terhadap Minyak Pelumas dalam Air. JurnalTeknik Kimia USU, Vol. 1(2). p:34-38
Trenggono, Adhitya, 2008. Ilmu dan Teknologi Nano untuk Pembangunan Indonesia. Bamus 2008 PPI Perancis, Marseille, 29 Nopember 2008.
Wahyudi H, Kasry A, dan Purwaningsih, 2011. Pemanfaatan  Limbah  Cair  Pabrik  Kelapa Sawit untuk Memenuhi Kebutuhan Unsur Hara dalam Budidaya Tanaman Jagung ( Zea mays l.). Jurnal Ilmu Lingkungan, Vol. 1(2).
p:94-102
Widiastuti N, Wu H, Ang M, and Zhang D, 2013. The  Potensial  of  Natural  Zeolite  for Greywater. Elsivier (Desalination), Vol. 218 (2008). p:271-280.