LAPORAN TAHUNAN HASIL PENELITIAN HIBAH BERSAING IX/1 TAHUN Bioreaktor Membran Anaerob Untuk Pengolahan Limbah Cair Industri Minyak Sawit

Transkripsi

1 LAPORAN TAHUNAN HASIL PENELITIAN HIBAH BERSAING IX/1 TAHUN 2001 Bioreaktor Membran Anaerob Untuk Pengolahan Limbah Cair Industri Minyak Sawit Ketua Peneliti: Adrianto Ahmad, SSi, MT Dibiayai Oleh Proyek Pengkajian dan Penelitian Ilmu Pengetahuan Terapan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional Sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Penelitian Hibah Bersaing Nomor: 024/P2IPT/III/2001

2

3 LEMBAR IDENTITAS DAN PENGESAHAN LAPORAN AKHIR HASIL PENELITIAN HIBAH BERSAING A. JUDUL PENELITIAN : Bioreaktor Membran Anaerob Untuk Pengolahan Limbah Cair Industri Minyak Sawit B. Ketua Peneliti a. Nama Lengkap clan Gelar : Adrianto Ahmad, MT b. Jenis Kelamin : Laki-laki c. Pangkat/Golongan/NIP : Penata Muda Tk. I/III(b)/ d. Bidang Keahlian : Pengolahan Limbah Cair Secara Biologi e. Fakultas/Jurusan : PPAU Bioteknologi ITB f. Perguruan Tinggi : I nstitut Teknologi Bandung C. Tim Peneliti No. Nama Bidang Keahlian Fakultas/Jurusan Perguruan Tin i 1. Dr. Ir Tjandra Setiadi Teknik Bioreaktor Fak.Tek.lndustri/ ITB clan Pengolahan Teknik Kimia Limbah Cair 2. Dr. Ir IG. Wenten Teknologi Membran Fak.Tek.lndustri/ ITB Teknik Kimia 3. Lita Analis PPAU Bioteknologi ITB ITB 4. Eka Gunawan Teknisi PPAU Bioteknologi ITB ITB D. Pendanaan clan jangka waktu penelitian Jangka waktu penelitian yang diusulkan : 3 tahun Biaya total yang diusulkan : Rp ,00 Biaya yang disetujui tahun 2000 : Rp ,00 ii

4 Bandung, 30 November 2001 (Ir. Edwan Kardena, Ph.D) (Adrianto Ahmad, MT) NIP NIP 'raft: Dr~ I~ adi Suwono) 14(P iii

5 RINGKASAN DAN SUMMARY Penelitian ini dimaksudkan untuk meningkatkan kinerja proses anaerob dalam mengolah limbah cair industri minyak savvit dengan mengembangkan teknik pengendalian wash-out biomassa anaerob dalam rangka memperpanjang waktu tinggal biomassa dalam bioreaktor. Teknik yang digunakan adalah teknik pemisahan padatan biomassa dan cairan yang dilewatkan melalui suatu membran mikrofiltrasi. Padatan yang tertahan dikembalikan ke dalam bioreaktor anaerob sedangkan cairan yang lolos keluar melalui saluran pembuangan. Teknologi tersebut merupakan salah satu teknologi terbaru yang sangat baik dibandingkan dengan teknik lainnya dalam proses pengolahan limbah cair industri minyak sawit. Penelitian ini diarahkan untuk penyempurnaan kinerja proses anaerob dengan mengoptimalkan kondisi-kondisi proses yang meliputi laju pembebanan dan peningkatan kinerja membran yang mencakup frekuensi/intensitas backflushing sehingga diharapkan efisiensi pengolahan menjadi bersaing dengan sistem bioreaktor lainnya. Penelitian ini menggunakan limbah cair sintetik yang komposisinya menyerupai limbah cair industri minyak kelapa sawit. Mikroorganisme yang dipergunakan berasal dari lumpur biomassa instalasi pengolahan limbah cair industri minyak kelapa sawit skala laboratorium. Proses membran yang digunakan adalah mikrofiltrasi crossflow dengan modul hollow fiber terbuat dari polipropilen, ukuran pori 0,2 Am dan luas permukaan membran 0,025 M Z. Proses pengolahan berlangsung pada waktu tinggal cairan (WTC) 20, 14 dan 12 hari untuk waktu tinggal padatan (WTP) 30 hari dan WTP 30, 50, 80 dan 100 hari untuk WTC 12 hari. Hasil penelitian tahun 1 (2001) menunjukkan bahwa kombinasi proses bioreaktor membran anaerob dapat digunakan untuk mengolah air limbah sintetis minyak sawit yang mempunyai COD awai mg/l. Stabilitas fluks dapat dipertahankan dengan pengaturan kondisi optimum proses membran dan teknik backflushing. Kondisi optimum proses membran diperoleh pada tekanan 0,6 bar. Kondisi optimum backflushing diperoleh pada selang waktu 1,5 menit, lama backflushing 1 detik, dan tekanan 1,6 bar. Kondisi optimum yang diperoleh mampu mempertahankan fluks sebesar 0,75 L/(m'-.jam) pada berbagai WTP. Pada keadaan tunak, didapatkan MLSS semakin meningkat seining dengan meningkatnya WTC dan WTP. Konsentrasi COD keluaran semakin kecil, dengan peningkatan WTC dan WTP. Efisiensi penyisihan COD juga semakin meningkat dengan semakin besarnya WTC dan WTP. Efisiensi penyisihan COD yang dapat dicapai 90,57-94,89 %. Akibat pemakaian membran, ukuran flok bakten anaerob mengecil dan jarak antar flok berkurang %. Hasil isolasi dan identifikasi bakteri anaerob dalam bioreaktor didominasi Methanobacterium ruminantium dan Flavobacterium odoratum. iv

6 PRAKATA Atas rahmat Tuhan Y.M.E, penulisan laporan akhir penelitian Hibah Bersaing IX/1 dapat terwujud. Laporan ini bensikan hasil penelitian yang telah diselesaikan pada tahun pertama (2001) clan rencana penelitian tahun anggaran Pada penelitian tahun pertama ini, sasaran yang telah tercapai mencakup: karakterisasi membran, start-up bioreaktor anaerob, kinerja kombinasi bioreaktor anaerob dengan membran polipropilen pada sistem satu tahap (fasa tunggal). Hasil penelitian tahun pertama ini telah clipublikasikan pada Seminar Nasional "Rekayasa Kimia clan Proses 2001" di Universitas Diponegoro, Semarang, Juli 2001 dengan Judul " Fenomena perubahan flok bakteri dalam sistem bioreaktor membran anaerob", clan publikasi berikutnya pada Seminar Nasional Fundamental clan Aplikasi Teknik Kimia di Institut Teknologi Surabaya, Surabaya 8-9 November 2001 dengan Judul, "Penerapan kombinasi bioreaktor anaerob dengan membran polipropilen untuk pengolahan limbah cair industri minya kelapa sawit'. Pada kesempatan ini penulis m,engucapkan terima kasih kepada Pemerintah Indonesia cq DIKTI DEPDIKNAS selaku penyelenggara Hibah Bersaing. Penulis juga berterima kasih atas saran clan kritik selama penelitian berlangsung clan selama penulisan laporan akhir dari Sekretaris Lembaga Penelitian clan ketua PPAU Bioteknologi ITB, Bandung. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Reni Desmiarti clan Sumihar Hamonangan D.S yang telah terlibat dalam penelitian ini, dalam rangka menyelesaikan tugas akhir pada program Magister Teknik Kimia di ITB. Semoga hasil penelitian ini bermanfaat dalam khasanah ilmu pengetahuan khususnya dalam pengendalian pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh limbah cair industri minyak sawit. Bandung, 30 November 2001 Tim Peneliti

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20