Pemulihan Fenol dari Limbah Cair

Fenol merupakan salah satu komponen dalam air limbah yang sangat berbahaya. Fenol bersifat karsinogen pada tubuh manusia bahkan pada konsentrasi rendah. Fenol sangat korosif dan diserap cepat melalui kulit. Kontak luar di daerah kecil pada tubuh dapat berakibat pada kematian. Gejala pertama pada kontak luar adalah pemutihan kulit. Fenol bersifat korosif dan kontak dengan kulit akan menyebabkan kulit terbakar, collapse, hypotensi, koma, diare, mual, dan muntah. Di samping kerugian yang ditimbulkan, fenol merupakan senyawa yang memiliki banyak kegunaan, sehingga pemulihan fenol dari air limbah merupakan hal yang menarik. Penggunaan utama fenol adalah pada industri resin fenolik dan plastik. Penggunaan lain meliputi pembuatan bahan peledak, pupuk, cat, karet, tekstil, bahan perekat, obat, kertas, sabun, dan bahan pengawet kayu. Fenol juga merupakan desinfektan yang efektif untuk toilet, kandang, tangki septik, dan lantai. Selain itu fenol adalah salah satu produk antiseptik yang penting (www.atsdr.cdc.gov). Berdasarkan kebutuhan tersebut, selama kurun waktu 5 tahun (1998-2002), Indonesia mengimpor fenol rata-rata 32.090 ton/tahun senilai US $ 24,55 juta dan resin fenolik rata-rata 20.570 ton/tahun atau senilai US $ 16,71 juta (Biro Pusat Statistik, 2002).

Pengolahan limbah yang mengandung fenol dapat dilakukan dengan metode penghilangan (removal) dan metode pemulihan (recovery).
Metode penghilangan biasanya dilakukan melalui proses biologi. Sedangkan metode pemulihan dapat dilakukan memalui berbagai cara, antara lain :

1. Adsorpsi karbon aktif

Adsorpsi karbon aktif (activated carbon adsorption) dapat digunakan untuk mengambil berbagai kontaminan dari aliran berupa cairan maupun gas. Proses ini biasa digunakan pada komponen organik, walaupun bisa juga untuk komponen anorganik. Sebagian besar proses menggunakan karbon aktif granular dalam reaktor kolom. Karbon dapat diperoleh dari batubara atau kayu yang telah melalui proses dehidrasi, karbonisasi sehingga menghasilkan bahan dengan adsorbansi tinggi karena luas permukaannya luas dan jumlah pori meningkat. Keberhasilan proses adsorpsi karbon tergantung pada suhu, pH, waktu kontak, dan jumlah kolom karbon. Kapasitas proses ditentukan oleh karakteristik kontaminan dan karakteristik karbon itu sendiri. Karbon umumnya diregenerasi dengan mengeluarkan komponen teradsorbsi menggunakan kukus dan thermal. Metode ini akan menguapkan komponen organik yang telah teradsorbsi ke dalam karbon. Pemulihan fenol dengan karbon aktif sering digunakan sebagai perlakuan akhir pada proses pengolahan limbah atau bisa juga dilakukan jika konsentrasi fenol dalam limbah relative rendah. Kondisi optimum untuk adsorpsi maksimum yang diidentifikasi meliputi waktu pengadukan, jumlah adsorben, dan konsentrasi adsorban.

Data adsorbsi didasarkan pada persamaan Langmuir pada rentang konsentrasi yang diuji. Pemulihan fenol yang teradsorbsi dalam karbon aktif dilakukan dengan air suling, NaOH, dan larutan HCl. Berdasar percobaan dapat disimpulkan bahwa karbon aktif dapat digunakan untuk memulihkan fenol dari air limbah. Fenol yang teradsorb dapat diambil untuk dimanfaatkan kembali di industri.

2. Ekstraksi cair/cair

Ekstraksi cair/cair (LLE) merupakan proses pemisahan fisika, yang memisahkan konstituen larutan melalui kontak dengan cairan lain yang tidak saling larut. Konstituen tersebut tidak akan berubah secara kimiawi. Penerapan ekstraksi cair/cair terutama dilakukan untuk mengolah fenol dari air limbah seperti pada industri pengilangan minyak, coke-oven, dan resin fenolik. Pelarut yang biasa digunakan antara lain benzen, toluen, isopropyl ether, dan methyl isobutyl ketone. Namun, dari hasil percobaan yang dilakukan oleh Greminger (1988) pelarut methyl isobutyl ketone terbukti lebih baik untuk digunakan karena koefisien distribusinya tinggi dan sifat fisiknya sesuai untuk memulihkan pelarut sisa dari rafinat melalui vacuum steam stripping. Fenol yang telah berpindah ke fase pelarut dapat diambil lagi dengan menggunakan kostik soda.

3. Steam stripping

Steam stripping merupakan suatu proses fisika dimana molekul terlarut berpindah dari cairan menuju gas atau uap yang mengalir. Gaya dorong perpindahan massa adalah gradien konsentrasi antara fasa cairan dan gas, dengan molekul terlarut yang berpindah dari cairan menuju gas hingga kesetimbangan tercapai. Steam stripping menggunakan kukus sebagai fasa gas. Dalam kasus ini, kesetimbangan uap cair antara air dan komponen organik merupakan kunci hubungan kesetimbangan. Proses ini telah berhasil diterapkan untuk menghilangkan komponen organik berbahaya dari air limbah.

Dalam proses pemulihan fenol dari limbah cair, biasanya steam stripping dirangkai atau digabungkan dengan nonfiltrasi. Mula-mula air limbah dipecah dengan proses filtrasi menjadi konsentrat ammonium dan ion yang mengandung aliran solut. Selanjutnya, konsentrat tersebut dipecah lagi dalam kolomsteam stripping.

4. Membran cair emulsi

Membran cair emulsi biasanya berupa emulsi ganda air/minyak/air. Hasil emulsi tersebut disebar dengan pengadukan perlahan dalam larutan umpan untuk memperoleh emulsi ganda. Jadi, proses perpindahan massa dipercepat dengan adanya area permukaan yang luas antara larutan umpan dan butiran emulsi. Masalah utama yang dihadapi dalam penggunaan teknologi membran cair emulsi adalah mengenai stabilitas emulsi. Emulsi harus diformulasikan agar dapat bertahan terhadap gangguan yang ditimbulkan oleh pengadukan. Namun di sisi lain emulsi juga harus mudah dipecah untuk mengambil kembali zat terlarut serta me-recycle dan memformulasi ulang emulsi. Kedua faktor tersebut harus seimbang. Perbedaan tekanan osmotik juga terjadi apabila terdapat ion logam berkonsentrasi tinggi di dalam emulsi. Hal ini dapat menyebabkan air dari fase umpan melarut menuju fase internal atau biasa disebut osmotic swelling. Osmotic swelling dapat menyebabkan butiran emulsi pecah dan proses pemisahan gagal.

Pustaka :

www.tutorbene.com/index.aspx?PageID=92
http:/fisika.brawijaya.ac.id
NN., 2008, Toxicological Profile For Phenol, www.atsdr.cdc.gov .