Salah satu industri kertas terkemuka di Indonesia adalah PT. Indah Kiat Pulp and Paper di Serang dengan total produksi mencapai 1.305.000 ton/tahun. Keberadaan industri ini memberikan dampak positif bagi pemerintah dan masyarakat. Hal ini dikarenakan produk kertas dari industri tersebut dapat memenuhi kebutuhan kertas bagi masyarakat Indonesia serta menambah devisa negara karena sebagian dari produknya diekspor. Namun, belakangan ini, keberadaan industri ini menimbulkan permasalahan pencemaran khususnya bagi masyarakat disekitar sungai Ciujung. Hal ini dibuktikan dengan berubahnya air sungai Ciujung menjadi berwarna hitam dan banyaknya ikan yang mati. Dari berbagai pandangan, pencemaran yang terjadi di sungai Ciujung disebabkan dari limbah cair PT. Indah Kiat Pulp and Paper Serang yang mengeluarkan limbah sekitar 40.000 m3/hari atau 92,93 % dari total limbah berbagai industri yang dibuang di sungai Ciujung. Hal ini diperkuat dari hasil audit limbah yang dilakukan Kementrian Lingkungan Hidup yang menunjukan bahwa upaya pengolahan air limbah yang dilakukan PT. Indah Kiat Pulp and Paper Serang belum optimal. Proses pengolahan limbah cair pada industri ini menggunakan metode lumpur aktif. Namun, metode ini belum efektif untuk mendegradasi limbah cair industri ini. Tercatat bahwa karakteristik limbah cair setelah proses pengolahan limbah pada industri pulp dan kertas tersebut mengandung chemical oxygen demand (COD) sebanyak 26 % melebihi baku mutu yang ditetapkan oleh Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No. 51 Tahun 1995. Selain itu, limbah cair industri ini mengandung bahan berbahaya seperti senyawa organik terklorinasi (AOX) yang didominasi oleh senyawa klorofenol yang menye-babkan kematian pada ikan (Peng et al, 2007). Adanya senyawa klorofenol dalam effluen limbah cair industri pulp dan kertas ini disebabkan karena senyawa ini sulit disisihkan secara biologi (bersifat nonbiodegredable). Oleh karena itu, diperlukan metode alternatif lain untuk mengatasi masalah ini.

Fotokatalisis muncul sebagai salah satu alternatif metode yang menjanjikan dalam pengolahan limbah cair industri pulp dan kertas. Metode ini dapat mendegradasi hampir semua senyawa organik termasuk klorofenol yang sangat toksik serta tidak menghasilkan zat pencemar sekunder. Kelebihan fotokatalisis adalah efisiensi yang tinggi, harga yang relatif lebih murah, mudah dalam produksi dan penggunaannya serta berorintasi lingkungan. Selain itu, fotokatalisis memiliki potensi yang kuat untuk aplikasi skala industri dengan memanfaatkan cahaya matahari sebagai sumber energi yang ekonomis dengan meng-gunakan kolam terbuka (Kumar et al., 2011).

Dengan menggabungkan potensi adsorpsi karbon aktif dengan sifat fotokatalitik titanium dioksida adalah mungkin untuk membuat adsorben fotokatalitik terpadu (Gambar 1-13) dengan peningkatan potensi fotokatalitik. IPCAs dapat terdiri dari baik karbon aktif dilapisi dengan TiO2 atau TiO2 dilapisi dengan bahan karbon yang dipanaskan untuk membentuk karbon aktif. Sejumlah penelitian telah melaporkan efek sinergis antara campuran TiO2 dan AC (massa masing-masing secara terpisah ditambahkan ke solusi) berbeda dengan komposit (di mana kedua zat digabungkan bersama-sama) TiO2 dan AC.

Hal ini menyatakan bahwa AC memberikan efek sinergis (Cordero et al., 2007b, Foo dan Hameed, 2010a, Li Puma et al., 2008, Lim et al., 2011, Liu et al., 2007a, Wang et al., 2007) karena adsorpsi dari target polutan ke fase karbon aktif diikuti oleh transfer melalui interfase ke

fase TiO2, memberikan proses fotodegradasi. Literatur dikutip dalam bab ini tidak menawarkan bukti dari efek ini yang dapat bingung dengan adsorpsi ekstra karena adanya adsorben (lihat Bab 6).

Mekanisme yang diusulkan (s) untuk tindakan IPCA dan sinergi seperti yang dijelaskan dalam literatur diringkas di sini. AC di IPCA dikatakan berkonsentrasi polutan dekat permukaan fotokatalis yang memungkinkan penggunaan yang lebih efisien dari pasangan lubang elektron yang diciptakan oleh pencahayaan dari TiO2. Diagram proses ditunjukkan pada Gambar 1-14.

Proses ini belum sepenuhnya dijelaskan dalam literatur. Mungkin bekerja dengan transfer substrat dari solusi untuk situs adsorpsi di dekat dengan TiO2 saja atau mungkin bekerja dengan difusi substrat dari pori-pori AC ke permukaan TiO2. Hal ini juga mungkin bahwa kombinasi dari dua proses terjadi. Jika substrat tidak berdifusi keluar dari pori-pori ACS maka kapasitas adsorpsi dari IPCA tidak dapat sepenuhnya diregenerasi dan setelah kapasitas adsorpsi awal habis IPCA hanya akan efektif penghapusan substrat selama pencahayaan. Kurangnya difusi keluar dari pori-pori bisa memiliki beberapa penyebab:

1. kovalen ikatan dengan abu atau kelompok fungsional pada permukaan AC.2. Penyumbatan pori-pori dengan substrat, mencegah desorpsi.3. Karena energi aktivasi yang lebih tinggi dari desorpsi tingkat desorpsi selalu lebih

rendah dari adsorpsi sorbat ketika adsorben ditempatkan dalam air bersih karena itu untuk desorb tingkat adsorpsi lambat akan menyebabkan tingkat desorpsi lambat.

Beberapa faktor dapat mempengaruhi proses ini tergantung pada model mana yang benar. Kinetika desorpsi lebih cepat akan memungkinkan perpindahan lebih efisien substrat dari pori-pori AC untuk TiO2 sementara meningkat TiO2 loading pada permukaan AC dapat mengurangi jumlah situs adsorpsi yang tersedia sehingga menurunkan kapasitas adsorpsi.

   Kepentingan relatif dari setiap mekanisme harus dipertimbangkan. Jika substrat dapat berdifusi keluar dari pori-pori AC dalam jangka waktu yang wajar maka lapisan permukaan tipis TiO2 pada AC akan efektif untuk fotodegradasi sebagai substrat dapat berdifusi keluar dari pori-pori ke lapisan ini dan menjadi foto-terdegradasi. Jika adsorpsi permukaan yang lebih penting, sistem dengan area permukaan besar diperlukan untuk menyerap dan kemudian photodegrade polutan sebagai kapasitas adsorpsi lapisan permukaan TiO2 sangat rendah dibandingkan dengan pori-pori AC.

Limbah cair industri pulp dan kertas merupakan salah satu jenis limbah yang dapat membahayakan kesehatan manusia dan lingkungan. Salah satu industri pulp dan kertas terkemuka di Indonesia adalah PT. Indah Kiat Pulp and Paper di Serang dengan total produksi mencapai 1.305.000 ton/tahun. Keberadaan industri ini menimbulkan permasalahan pencemaran khususnya bagi masyarakat di sekitar sungai Ciujung. Hasil audit limbah yang dilakukan Kementrian Lingkungan Hidup yang menunjukan bahwa upaya pengolahan air limbah yang dilakukan PT. Indah Kiat Pulp and Paper Serang belum optimal. Proses pengolahan limbah cair pada industri ini menggunakan metode lumpur aktif. Namun, metode ini belum efektif untuk mendegradasi limbah cair industri ini. Karakteristik limbah cair setelah proses pengolahan limbah pada industri pulp dan kertas tersebut mengandung chemical oxygen demand (COD) yang melebihi baku mutu. Selain itu, limbah cair industri ini juga mengandung senyawa

berbahaya seperti senyawa organik terklorinasi (AOX) yang didominasi oleh senyawa klorofenol yang menyebabkan kematian pada ikan.