Penghapusan Dua Cationic Pewarna dari Limbah Tekstil olehFiltrasi-Adsorpsi Kayu Serbuk gergaji

DOI: http://dx.doi.org/10.1065/espr2006.08.331Silakan mengutip tulisan ini sebagai: Laasri L, Elamrani MK, Cherkaoui O(2007): Penghapusan Dua Cationic Pewarna dari Limbah Tekstil oleh Filtrasi-Adsorpsi Kayu Serbuk gergaji. Env Sci Pollut Res14 (4) 237-240abstrakLatar Belakang. Air limbah dari industri tekstil mengandung berbagai kontaminan seperti pewarna, surfaktan dan logam berat. pewarna tekstil memiliki asal sintetis dan struktur molekul kompleks aromatik yang membuat mereka sulit untuk terurai ketika habis dalam ekosistem. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menguji DECOLOURISATION dari limbah tekstil yang mengandung pewarna kationik dengan penyaringan-adsorpsi pada serbuk gergaji kayu dari dua asal yang berbeda; cemara sebagai contoh konifer pohon, dan beech sebagai contoh yang gugur, dan menjelaskan mekanisme adsorpsi.Metode. Proses penghapusan dye diaplikasikan sintetik limbah dalam modus batch. Percobaan adsorpsi dilakukan oleh menangguhkan serbuk gergaji dalam limbah dan menganalisis supernatan dengan spektrofotometri. Efektivitas proses pengobatan adalah dievaluasi dengan mengukur warna.Hasil dan Diskusi. Hasil penelitian menunjukkan signifikan potensi serbuk gergaji kayu, khususnya serbuk gergaji jarum, untuk menghapus pewarna kationik dari limbah tekstil. Kinetika adsorpsi dipengaruhi oleh konsentrasi awal zat warna, sifat dan jumlah Sorbent serta ukuran partikel sorben. Adsorpsi mengikuti semu kinetika orde pertama. Untuk kedua pewarna dasar, adsorpsi Langmuir persamaan menunjukkan lebih cocok daripada persamaan Freundlich.Kesimpulan. Filtrasi-adsorpsi menggunakan murah dan mudah tersedia biosorben memberikan pengobatan alternatif yang menarik untuk pewarna penghapusan, dan tidak menghasilkan polusi sekunder.Rekomendasi dan Perspektif. Penelitian laboratorium menyediakan perspektif yang menjanjikan untuk pemanfaatan serbuk gergaji kayu sebagai terbarukan adsorben untuk mengurangi polusi sekaligus meningkatkan penggunaan kembali limbah tekstil. Namun, proses pengobatan perlu diterapkan ke kelas pewarna tekstil lainnya agar dapat digunakan pada industri skala.

Kata kunci: pewarna kationik; DECOLOURISATION; filtrasi-adsorpsi;limbah sintetis; serbuk gergaji kayu

PengantarIndustri tekstil merupakan salah satu kegiatan ekonomi yang paling penting di Maroko dengan karakteristik pencemaran air yang signifikan. Hal ini membutuhkan penggunaan berbagai bahan baku, bahan kimia dan proses industri. The air limbah yang dihasilkan mengandung banyak unsur yang berbahaya dan senyawa, seperti padatan tersuspensi, bahan organik dan logam berat. Kehadiran pewarna tidak tetap dianggap sebagai salah satu masalah lingkungan utama air limbah tekstil, karena warnanya terlihat kepada publik bahkan jika konsentrasi zat warna lebih rendah daripolutan lainnya, dan kebutuhan karena itu harus dihapus dari air limbah sebelum dibuang. pengobatan konvensional teknik seperti koagulasi kimia, lumpur aktif dan adsorpsi karbon yang mahal dan telah ditemukan secara umum tidak efektif untuk mengobati berbagai pewarna dalam air limbah tekstil [1,2]. Sementara koagulasi menghasilkan lumpur kimia dan tidak menghilangkan asam dan reaktif pewarna berat molekul rendah, karbon aktif tidak bisa menyerap pewarna tersebar dan berpigmen, dan memiliki kelemahan dari biaya yang lebih tinggi dan masalah regenerasi. Filtrasi-adsorpsi menggunakan murah dan mudah tersedia biosorben memberikan pengobatan alternatif yang menarik untuk menghilangkan pewarna dari limbah: gambut dan serbuk gergaji kayu [3], gonggongan kayu putih [4] dan pinus serbuk gergaji [5]. Selanjutnya, hal ini tidak menghasilkan polusi sekunder dengan kemungkinan daur ulang air dan daur ulang energik filtrasi materiil.Tujuan dari penelitian laboratorium ini adalah penggunaan kayu serbuk gergaji, yang diperoleh dari cemara dan beech sebagai contoh konifer dan daun pohon, masing-masing, sebagai biosorben untuk kationik pewarna penghapusan dari limbah tekstil. Efek dari berbagai faktor-faktor seperti pewarna dan sorben karakteristik pada parameter adsorpsi dianggap.

Bahan dan Metode1.1 Persiapan sorbenPara sawdusts kayu yang diperoleh dari dua pohon yang berbeda (cemara, Abies alba dan beech, Fagus sylvatica), yang disaring dalam laboratorium untuk menetapkan ukuran butiran yang sesuai yang berhubungan dengan D80 (ukuran saringan di mana 80% serbuk gergaji kayu berlalu). Untuk beech serbuk gergaji yang Granular Ukuran berhubungan dengan 160 pM, dan serbuk gergaji cemara, yang sesuai Ukuran adalah 540 m. Kayu serbuk gergaji dihentikan dalam air suling dan dipelihara dengan pengadukan konstan untuk 3 jam untuk melepaskan kotoran. Suspensi kemudian disaring dan dikeringkan pada 105 C dengan berat kering yang konstan.2. zat warnaPewarna yang dipilih untuk penelitian ini adalah Basic Red 46 (monoazo) dan Dasar Kuning 28 (imina). Pewarna ini dibeli dari sebuah pabrik tekstil lokal dan digunakan tanpa pemurnian. Untuk setiap pewarna, solusi 1000mg/l saham disiapkan dan diencerkan untuk mendapatkan enam konsentrasi awal (C0) dalam berkisar 10-200 ppm.

1.3 Percobaan Adsorpsi percobaan adsorpsi dilakukan pada suhu kamar (25 2C). Sekitar 2 g serbuk gergaji kayu yang berbobot dalam 120 ml wadah kaca dan dibawa ke dalam kontak dengan 100 ml larutan pewarna dengan yang telah ditentukan awal konsentrasi pewarna C0 (10, 50, 100 150 dan 200 ppm). Suspensi yang diperoleh dipertahankan di bawah pengadukan magnetik konstan selama waktu yang diperlukan untuk mencapai kesetimbangan adsorpsi. Pada interval waktu yang teratur, aliquot dari suspensi larutan serbuk gergaji pewarna yang sampel dan disentrifugasi untuk analisis kimia lebih lanjut supernatan. Kali adsorpsi kesetimbangan untuk konsentrasi pewarna awal yang berbeda ditentukan dalam tes kinetik awal. Analisis kimia dilakukan dengan menggunakan spektrofotometri. Absorbansi pada 529 nm dan 439 nm direkam untuk dasar merah 46 dan dasar kuning 28, masing-masing, untuk determinate warna yang tersisa dalam larutan (Cr).

2 Hasil dan Diskusi2.1 Pengaruh sorben (jumlah dan ukuran partikel) Pengaruh kuantitas sorben pada penghapusan dye diilustrasikan pada Gambar. 1. persen removal dye meningkat dan waktu untuk mencapai keseimbangan menurun dengan meningkatnya kuantitas sorben untuk cemara dan beech serbuk gergaji. hasil yang sama telah dilaporkan untuk adsorpsi Methylene Blue on Serbuk gergaji rosewood India [6].Pengaruh ukuran partikel pada proses adsorpsi juga diperiksa. Penyerapan zat warna meningkat dengan penurunan

ukuran partikel, terutama karena luas permukaan yang lebih besar yang tersedia memungkinkan molekul dye lebih untuk terikat per gram substrat. Hasil yang sama partikel efek ukuran dilaporkan untuk adsorpsi zat warna pada tanggal diaktifkan lubang [7]. Fir serbuk gergaji dihapus sedikit lebih pewarna dibandingkan dengan beech serbuk gergaji terlepas dari ukuran partikel.

2.2 Pengaruh konsentrasi pewarna awalHasil tes kinetik awal yang ditunjukkan pada Gambar. 2.Perhatikan, bahwa penghapusan dye meningkat pesat dalam 10 menit dari kontak dan kemudian lebih lambat sampai kesetimbangan diperoleh. Hal ini dapat dijelaskan dengan daya tarik yang kuatkekuatan antara situs positif pewarna kationik dan anionik yang situs dari serbuk gergaji kayu. Pengamatan serupa yang dibuat oleh pekerja lain [8,9]. Keseimbangan dinamis adalah dipengaruhi oleh konsentrasi awal. Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai ekuilibrium adalah 20 menit untuk konsentrasi yang lebih rendah dari BY 28 (10 dan 50 ppm), dan 40 sampai 60 menit untuk konsentrasi yang lebih tinggi (100, 150 dan 200 ppm). Dalam kasus BR 46, waktu diambil untuk mencapai kesetimbangan adalah 20 sampai 60 menit untuk rendah Konsentrasi (10 dan 50 ppm), dan 90-150 menit untuk konsentrasi yang lebih tinggi (100, 150 dan 200 ppm). Untuk beech serbuk gergaji, waktu kesetimba mungkin dijelaskan oleh kedekatan antara pewarna dan sifat dari serbuk gergaji cemara dibandingkan dengan beech serbuk gergaji.2.3 kinetika adsorpsiData kinetik diperlakukan sesuai dengan Langergren duniapersamaan pseudo-Pertama-order:(1)

Dimana qe dan qt (mg / l) mengacu pada jumlah adsorpsi pada keseimbangan dan setiap waktu t (min). kad adalah adsorpsi menilai konstan. Plot log (qe - qt) Terhadap t memberi garis lurus yangdengan koefisien korelasi yang signifikan, menunjukkan penerapan pseudo-orde pertama kinetika. Hasilnya adalah dilihat Tabel 1.Data menegaskan bahwa proses adsorpsi dua pewarna kationik pada beech serbuk gergaji wereslower dari adsorpsi proses pada serbuk gergaji cemara. Hal ini mungkin karena berbeda afinitas BR 46 dan BY28 ke substrat. Itu afinitas BR 46 dan BY 28 sampai serbuk gergaji cemara tampaknya lebih tinggi karena sifat kimia pohon konifer dibandingkan untuk daun satu. Tingginya kandungan asam resinic dapat meningkatkan potensi adsorpsi zat warna kationik.2,4 isoterm adsorpsiIsoterm adsorpsi sangat penting untuk merancang sistem reaksi. Mereka menggambarkan bagaimana pewarna berinteraksi dengan sorben dan karena itu penting dalam mengoptimalkan penggunaan sorben materi.Isoterm adsorpsi diplot menggunakan persamaan Langmuir.(2)Bentuk linear dari persamaan Langmuir dapat dinyatakan demikian:qe: Konsentrasi fase sorbat padat pada kesetimbangan (mg / g)Ce: Konsentrasi fase sorbat air pada kesetimbangan (mg / l)KL: Konsentrasi isoterm Langmuir pada kesetimbangan (l / g)aL: Langmuir isotherm konstan (l / mg)KL / aL adalah kapasitas kejenuhan monolayer teoritis, Q0Isoterm pewarna kationik yang ditemukan linear atas rentang konsentrasi keseluruhan dan koefisien korelasi yang tinggi, yang diperoleh. Hasilnya dapat dilihat pada Tabel 2. Ini dapat tentatif dijelaskan oleh fakta bahwa adsorpsi terjadi terutama melalui interaksi ion-ion yang beroperasi antara pewarna kationik dan kelompok anionik dalam substrat (COO-) [10].Selulosa berperilaku sebagai asam yang sangat lemah dan akan mengionisasi sesuai persamaan disosiasi dasar yang normal:

Sel-OH + OH- Sel-O- + H2OSelulosa ion hidroksida anion CellulosatePersamaan menegaskan bahwa selulosa tidak memerlukan ekstrim alkalinitas untuk menghasilkan ion cellulosate, yang banyak kali lebih reaktif daripada selulosa sendiri [11].

Selain itu, kehadiran kelompok karboksilat (-COO-) di struktur hemiselulosa mungkin telah meningkatkan afinitas serbuk gergaji kayu untuk kationik molekul pewarna yang elektron kekurangan (yaitu positif terpolarisasi), sehingga adsorpsi Proses dapat dijelaskan oleh daya tarik elektrostatik antara dua ion kontra [12]Hemicell -COO- + Dye-N + Hemicell-COO-N-DyeDisarankan bahwa daya tarik Coulomb ireversibel dan ion pertukaran adalah mekanisme adsorpsi zat warna dasar dengan adsorben yang mengandung tingkat tinggi selulosa [13].

3 KesimpulanPenghapusan Dasar Red 46 dan Basic kuning 28 dari pewarna solusi menggunakan beech dan serbuk gergaji cemara telah diteliti di bawah kondisi percobaan yang berbeda dalam modus batch. Penelitian ini menilai potensi serbuk gergaji kayu terutama konifer kayu serbuk gergaji untuk menghilangkan pewarna kationik dari limbah tekstil.Tes kinetik dibuat untuk adsorpsi zat warna dari larutan dan menunjukkan bahwa penghapusan dye meningkat rapEquation R2 kad (min-1)BY28 Beech serbuk gergaji Y = -0,0605 x 2,1797 0,9849 0,139Fir serbuk gergaji Y = -0,0712 x 2,0314 0,9201 0,163BR46 Beech serbuk gergaji Y = -0,1207 x 2,1883 0,9758 0,131Fir serbuk gergaji Y = -0,0571 x 2,2423 0,9795 0.270Tabel 1: Hasil dari Langergren plot sesuai dengan adsorpsi zat warna kationik pada beech dan serbuk gergaji cemara adsorben adsorbatKL (l / g) aL (l / mg) Q0 (mg / g) Persamaan R2

iseng di awal terutama di 10 menit pertama hubungi dan kemudian lebih lambat sampai kesetimbangan (kuat Pasukan tarik antara situs positif pewarna kationik dan situs anionik dalam serbuk gergaji kayu). Kinetika adsorpsi dipengaruhi oleh pewarna awal konsentrasi, sifat, jumlah sorben, dan sorbent partikel ukuran. Adsorpsi mengikuti pseudo Pertama-order-kinetika. Persamaan Langmuir menunjukkan lebih cocok untuk adsorpsi kedua pewarna dasar. Perbedaan adsorpsi kapasitas mungkin karena perbedaan dalam struktur molekul molekul pewarna dan juga sifat kimia dari serbuk gergaji kayu. Fir serbuk gergaji dihapus sedikit lebih pewarna dari beech serbuk gergaji, dan dapat dijelaskan oleh fakta bahwa konifer pohon mengandung getah damar, yang mungkin telah meningkatkan potensi adsorpsi.Adsorpsi filtrasi menggunakan murah dan tersedia adsorben, dapat memberikan pengobatan alternatif yang menarik untuk menghilangkan pewarna karena tidak menghasilkan apapun sekunderpolusi dan dapat memberikan kemungkinan penggunaan kembali air dan daur ulang energik filtrasi materiil. penelitian ini telah menjanjikan untuk pemanfaatan kedua terbarukan adsorben pada skala industri

terdiri dari unsur C, O, H yang membentuk rumus molekul (C6H10O5)n,dengan ikatan molekulnya ikatan hidrogen yang sangat erat. Gugus fungsional dari rantai selulosa adalah gugus hidroksil. Gugus OH ini dapat berinteraksi satu sama lain dengan gugus O, -N, dan S, membentuk ikatan hidrogen. Ikatan H juga terjadi antara gugus OH selulosa dengan air. Gugus -OH selulosa menyebabkan permukaan selulosa menjadi hidrofilik. Rantai selulosa memiliki gugus-H di kedua ujungnya. Ujung C1 memiliki sifat pereduksi. Struktur rantai selulosa distabilkan oleh ikatan hidrogen yang kuat disepanjang rantai. Di dalam selulosa alami dari tanaman, rantai selulosa diikat bersama-sama membentuk mikrofibril yang sangat terkristal (highly crystalline) dimana setiap rantai selulosa diikat bersama-sama dengan ikatan hydrogen. Struktur kimia dari selulosa ditunjukkan pada Gambar 4.1 dimana terlihat bahwa antara molekul selulosa memiliki ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen antar molekul ini sangat kuat, hal ini menyebabkan selulosa tidak dapat larut dalam air walaupun memiliki banyak gugus hidroksil dan bersifat polar (Seymour, 1975). Sifat inilah yang dimanfaatkan untuk memisahkan lignin dengan selulosa pada bagian tubuh tumbuhan.