OLEH : WARSIDI SUDARMA ( ) PASCA SARJANA TEKNIK LINGKUNGAN ITS

Transkripsi

1 TESIS : Pengolahan Ammonium Nitrogen (NH 4+ - N) Pada Lindi TPA Benowo dengan Presipitasi Struvite (Magnesium Ammonium Phosphat) Menggunakan Continuous Flow Stirred Tank Reactor OLEH : WARSIDI SUDARMA ( ) PASCA SARJANA TEKNIK LINGKUNGAN ITS 1

2 PENDAHULUAN LATAR BELAKANG Surabaya saat ini memiliki sebuah TPA di Benowo dengan beban timbulan sampah sekitar m 3 /hari Lindi yang dihasilkan langsung diolah menggunakan ABR. Menurut beberapa peneliti NH4 + yang tinggi pada lindi bersifat toksik terhadap bakteri methanogenesis. Muncul ide untuk meremoval NH4 + yang ada, dengan presipitasi struvite (magnesium ammonium phosphat) menggunakan CFSTR, sebagai pre-treatmen pengolahan biologi. 2

3 Tujuan Mengkaji efisiensi removal Ammonium Nitrogen dari lindi TPA Benowo dengan presipitasi struvite menggunakan CFSTR. Menganalisis faktor-faktor yang mempengaruhi penyisihan NH 4+ -N dari presipitasi tersebut. Mengkaji kondisi optimum yang mempengaruhi operasional CFSTR pada penurunan ammonium nitrogen lindi TPA Benowo, seperti ratio molar, beban aliran, dan, resirkulasi 3

4 TINJAUAN PUSTAKA Ammonium nitrogen Bersifat toksik bagi bakteri methanogenesis, yg bertugas mendekomposisi materi organik (Kim et al., 2006; Uygur and Kargi, 2004) Mulai dikembangkan pengolahan kimia dengan Presipitasi Struvite 4

5 Presipitasi Struvite Reaksi kimia : Mg 2+ + NH 4+ + PO H 2 O MgNH 4 PO 4.6H 2 O Di beberapa negara sudah banyak yang menerapkan untuk mengolah limbah yang dominan mengandung ammonium atau phosphat, seperti pada lindi, air limbah industri penyedap rasa, limbah industri kulit, limbah industri pakan ternak, limbah pertanian, limbah semi konduktor. 5

6 METODOLOGI PENELITIAN Ide Tesis (Penelitian) Tinjauan Pustaka Persiapan Percobaan dan Uji Pendahuluan 1. Penyiapan Bahan dan Reaktor 2. Karakteristik Lindi : ph, NH 4 + -N, PO 4, BOD, COD, Cl -, TSS. 3. Uji pengaruh ph terhadap perubahan Ammonium menjadi Ammonia Percobaan secara Batch 1. Penentuan ph Optimum : Variasi ph ( phex ph10 ) 2.Penentuan waktu pengadukan optimum: Variasi waktu (15 90 menit) 3. Penentuan Molar Ratio Optimum: Variasi molar ratio [Mg 2+ ]:[ NH 4 + ]:[PO 4 ] ; 1:18:1, 2,5:18:1, 5:18:1 Percobaan secara Kontinyu 1. Variasi Debit Lindi (52 ml/menit, 70 ml/menit, 103 ml/menit) 2. Variasi Molar Ratio Mg 2 : NH 4 + :PO 4 ; 1:18:1 dan 2,5:18:1 3. Variasi Debit Resirkulasi 10%, 20%, 30%. Analisis dan Pembahasan 1. Analisis Hasil Penelitian 2. Intepretasi Hasil Penelitian Kesimpulan dan Saran 6

7 Percobaan secara Batch Penentuan ph dan waktu pengadukan optimum : [Mg 2+ ]:[ NH4 + ]:[PO4 ]= 1:18:1 Pengaruh ph terhadap penyisihan ammonium : 1200 Konsentrasi ammonium (NH 4 + ) (mg/l) ,4% 36,1% 41,5% 43,5 % ph 8,15 (ex) ph 8,5 ph 9 ph Waktu (menit) 7

8 Pengaruh penambahan magnesium : [Mg 2+ ]:[ NH4 + ]:[PO4 ] = 1:18:1, 2,5:18:1, 5:18:1 Penyisihan Ammonium : 1400 Konsentrasi ammonium (NH 4 + ) (mg/l) ,5 % 54,5 % 58,9% 1:18:1 2,5:18:1 5:18: Waktu (menit) 8

9 Percobaan secara kontinyu 85,1% 82,3% 79,0% 89,4% 84,6% 81,7% 9

10 Percobaan Secara Kontinyu dengan Resirkulasi 100 Ratio Molar 2,5: 18 : 1 94,3 91,9 Efisiensi Penyisihan (%) 80 89,2 88,6 85,4 84,6 85,8 82,6 81,7 84,7 83,0 78,3 NH4+-N PO4 60 0% 10% 20% 30% 0% 10% 20% 30% 0% 10% 20% 30% Beban Aliran (ml/menit) 10

11 KESIMPULAN 1. Effisiensi penyisihan ammonium pada lindi TPA Benowo dengan menggunakan MgSO4.7H2O sebagai presipitant agent, dengan proses batch mencapai 41,5%, pada ph 9 dan waktu pengadukan 45 menit, dengan ratio molar [Mg 2+ ]:[NH 4+ ]:[PO 4 ]= 1:18:1. Sedangkan proses kontinyu dengan CFSTR pada ratio molar dan ph yang sama diperoleh effisiensi removal ammonium 89,1% dengan beban aliran 52 ml/menit. 2, Pembentukan struvite sangat dipengaruhi oleh ph, beban aliran dan molar ratio Mg:NH 4+ :PO 4 yang dibuktikan dengan analisis kemurnian endapan dimana diperoleh ratio presipitat yang tidak jauh berbeda dengan molar ratio influen. 3. Kondisi optimum penyisihan ammonium nitrogen pada lindi TPA Benowo dengan proses kontinyu CFSTR : a. Beban aliran optimum adalah 52 ml/menit. b. Pada ratio molar Mg:NH 4+ :PO 4 = 1:18:1 diperoleh penyisihan ammonium nitrogen sebesar 85,1%. Dengan penambahan magnesium berlebih yaitu 2,5:18:1 diperoleh peningkatan penyisihan menjadi 89,2%. c. Pengaruh resirkulasi menunjukkan bahwa resirkulasi 10% pada beban aliran 52 ml/menit mampu menaikkan effisiensi ammonium dari 89,2% menjadi 94,3%. 11