Kinetika pembentukan struvite kristal menggunakan zeolit alam sebagai adsorben pada aeration cone column crystallizer

Abstrak

Air limbah industri pupuk banyak mengandung PO43- dan NH4+. Ion-ion ini membentuk endapan yang seringkali menyumbat aliran pipa yang menyebabkan penurunan efisiensi pompa di instalasi pengolahan air limbah. Kandungan PO43- dan NH4+ berkonsentrasi tinggi ini dapat dijadikan sumber sekunder untuk membuat pupuk PO43- dengan melakukan recovery sebagai senyawa struvite (MgNH4PO4.6H2O). Pada penelitian ini, struvite dibentuk menjadi kristal menggunakan Aeration Cone Column Crystallizer (ACCC) dengan adsorben zeolit alam yang telah dimodifikasi menggunakan ion magnesium (Zeo-Mg). Penelitian juga dilakukan dengan menggunakan proses batch, yang hasilnya dijadikan basis variabel pada sistem ACCC. Pengaruh pengaktifan zeolit, penambahan Zeo-Mg (10–30 g), rasio reaktan PO43- dan NH4+ (1:1–1:3), perubahan pH larutan (6–9), dan lamanya waktu reaksi (0–60) menit terhadap persentase penyisihan PO43- menjadi parameter yang dianalisis pada proses kristalisasi struvite. Zeo-Mg dan struvite yang dihasilkan dianalisis menggunakan scanning electron microscopy dan energy dispersive X-ray spectroscopy. Penelitian menggunakan ACCC menghasilkan persentase penyisihan PO43- dengan adsorben Zeo-Mg sebesar 65% dalam 16 menit dan mengikuti persamaan kinetika reaksi orde satu, dengan konstanta laju reaksi 0,21 min-1. Penyisihan PO43- mencapai kesetimbangan pada pH 8,10 setelah 28 menit. Proses pemisahan PO43- dengan adsorben Zeo-Mg menjadi struvite secara berkesinambungan pada sistem ACCC merupakan proses baru pengolahan air limbah. Selain itu, proses pemanfaatan kembali PO43- ini dapat diterapkan ke dalam skala industri karena kemudahan dalam pengoperasiannya.