Proses Daur Ulang Limbah Logam Berat Cr(VI)

Proses Daur Ulang Limbah Logam Berat Cr(VI)

Dengan semakin pesatnya perkembangan industri dan semakin ketatnya peraturan mengenai limbah industri serta adanya tuntutan untuk mewujudkan pembangunan yang berwawasan lingkungan, maka teknologi pengolahan limbah yang efektif dan efisien menjadi sangat penting, khususnya untuk limbah yang bersifat B3. Salah satu limbah B3 yang berbahaya adalah yang mengandung logam berat Cr(VI), yang biasanya berasal ddari industri electroplating, cat/pigmen dan penyamakan kulit. Logam Cr(VI) menjadi begitu populer karena sifatnya yang karsinogenik.

Logam Cr di alam terdapat dalam dua bentuk oksida, yaitu Cr(III) dan Cr(VI). Uniknya hanya Cr(VI) yang bersifat karsinogenik sedangkan Cr(III) tidak. Toksisitas Cr(III) hanya sekitar 1/100 kali Cr(VI), bahkan menurut penelitian Cr(III) ternyata merupakan salah satu nutrisi yang dibutuhkan tubuh manusia dengan kadar 50-200 mikrogram per hari. Cr(VI) mudah larut dalam air dan membentuk divalent oxyanion yaitu kromat dan dikromat.

Cr(III) mempunyai sifat mudah diendapkan atau diabsorpsi oleh senyawa organik maupun anorganik pada kondisi basa, sehingga pengolahan limbahnya dapat dilakukan dengan metode presipitasi di mana akan terbentuk endapan senyawa hidroksida. Metode ini tidak bisa digunakan pada limbah yang mengandung Cr(VI), sehingga untuk limbaah yang mengandung Cr(VI) harus direduksi terlebih dahulu menjadi Cr(III). Hal ini karena pada kondisi basa akan terjadi reaksi kesetimbangan senyawa dikromat dan kromat seperti di bawah ini:

Cr₂O₇^2-  +  2OH^-            <=>         2CrO₄^2-   +    H₂O

Oranye                                             Kuning

Pada kondisi asam reaksi akan bergerak ke kiri menjadi dikomat, sedangkan pada kondisi basa kesetimbangan akan bergerak ke kanan.

Reduksi Cr(VI) menjadi Cr(III) harus dilakukan dalam suasana asam dengan langkah-langkah sebagai berikut. Pertama-tama air limbah dikondisikan pada pH 2.0 sampai 2.5 dengan asam sulfat, asam klorida atau asam lainnya. Kemudian direduksi dengan menggunakan sodium metabisulfit (NaHSO₃), gas SO₂, Na₂S, H₂S, garam ferro atau bahan pereduksi lainnya. Reaksi reduksi-oksidasi (redoks) berlangsung cepat dan ditandai dengan perubahan warna dari warna oranye/kuning menjadi hijau kebiruan. Perubahan warna ini menandakan telah terjadi perubahan ke senyawa Cr(III). Langkah berikutnya adalah dengan mempresipitasinya dengan menambahkan unsur OH^- yang biasanya dari NaOH atau kapur hidroksida pada pH 8.5 sampai 9.0. Pada kondisi ini akan terbentuk Cr(III) hidroksida sesuai dengan reaksi berikut:

Cr⁶⁺  +   Fe²⁺   ->   Cr³⁺  +  Fe³⁺                                      (proses reduksi)

Cr³⁺  +   3OH^-   ->   Cr(OH)₃                                           (proses presipitasi)

Pengolahan Cr(VI) bisa dengan cara lain yaitu dengan cara elektrolisa. Metode ini lebih cocok untuk cairan air limbah yang konsentrasinya tinggi, sesuai dengan reaksi berikut ini:

 Cr₂O₇^2-  +  14H⁺  +  6e   ->   2Cr³⁺  +  7H₂O

Metode lainnya yaitu dengan penukar ion meski jarang dilakukan karena memerlukan energi yang sangat tinggi dan bahan kimia yang sangat banyak. Untuk air limbah organik asam kromat digunakan resin penukar ion positif yang bersifat basa kuat. Metode lain yang juga dapat dipergunakan adalah reduksi fotokatalitik, di mana merupakan kombinasi proses fotokimia dan katalis yang terintegrasi untuk dapat melangsungkan suatu reaksi transformasi kimia yang berlansung pada permukaan bahan katalis semikonduktor yang terinduksi oleh sinar.