Studi Atas Kinerja Biopan dalam Reduksi Bahan Organik: Kasus Aliran Sirkulasi dan Proses Sinambung

Transkripsi

1 Jurnal Teknologi Proses Media Publikasi Karya Ilmiah Teknik Kimia 6() Januari 7: 7 ISSN Studi Atas Kinerja Biopan dalam Reduksi Bahan Organik: Kasus Aliran Sirkulasi dan Proses Sinambung Maya Sarah Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Medan 55 mayasharid@yahoo.com Abstrak Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja biopan pada pengolahan limbah cair dengan aliran sirkulasi dan proses sinambung. Sebagai sumber C digunakan limbah glycerin pitch sintetik yang diencerkan. Umpan dengan beban organik awal sebesar. mgcod/l diumpankan ke dalam biopan yang memiliki tiga buah kompartemen dengan volume kerja sebesar,75 L, laju alir volumetrik.7 ml/detik dan perbandingan volume inokulum dan sumber C pada awal pengolahan sebesar 5:75. Penelitian menunjukkan bahwa penelitian dengan aliran sirkulasi lebih baik karena menghasilkan efisiensi penyisihan COD yang lebih baik, yaitu sebesar 6% dibandingkan dengan proses sinambung yang hanya menghasilkan efisiensi penyisihan COD sebesar 53%. Ditinjau dari jumlah biomassa yang dihasilkan, maka jumlah biomassa yang dihasilkan pada aliran sirkulasi lebih kecil jika dibandingkan dengan proses sinambung. Keunggulan aliran sirkulasi yang lain adalah memiliki harga ph yang cukup stabil. Kata kunci: biopan, inokulum, glycerin pitch, sirkulasi, sinambung. Pendahuluan Biopan adalah reaktor berbentuk ruang-ruang bersekat (disebut kompartemen) yang dirancang untuk menghasilkan proses anaerobik kecepatan tinggi [a] [c]. Cairan mengalir dari satu kompartemen menuju kompartemen berikutnya melalui rongga antarkompartemen. Penyekatpenyekat disusun sedemikian rupa, agar memudahkan cairan yang diolah mengalir menuju dan/atau meninggalkan kompartemen. Rancangan yang sederhana memungkinkan modifikasi biopan untuk pengolahan limbah yang lebih spesifik. biopan pernah dilakukan dalam penelitian terdahulu dengan efisiensi penyisihan bahan organik 6% dengan konsentrasi awal 5. mgcod/l[b]. Untuk meningkatkan efisiensi penyisihan bahan organik, maka dalam penelitian ini dilakukanlah modifikasi proses pengolahan dengan aliran sirkulasi dan sinambung. Sebagai sumber C digunakan limbah glycerin pitch sintetik yang memiliki komposisi antara lain gliserin, NaCl, Na SO 4, Na CO 3, NaOH, asam lemak, ester-ester, air, dan sisanya abu dengan konsentrasi awal. mgcod/l. Pengolahan limbah cair industri oleokimia yang mengandung glycerin pitch menggunakan

2 8 Maya Sarah / Jurnal Teknologi Proses 6() Januari 7: 7 Metodologi Material. Inokulum: kultur campuran dari unit pengolahan limbah domestik yang diaklimatisasi dengan limbah oleokimia yang dikondisikan secara anaerobik.. Limbah oleokimia yaitu glycerin pitch sintetik yang memiliki komposisi sebagai berikut: TABEL : Komposisi glycerin pitch sintetis Komponen Fraksi massa Gliserin,3 NaCl,35 Na SO 4, Na CO 3,4 NaOH, FFA (As. Palmitat), Air,89 Total, TABEL : Hasil analisa glycerin pitch sintetik COD(mg/l) ph Densitas (gr/ml), 9 o C Warna 7.,53,7 Kuning pucat Alat. Unit biopan aliran sinambung. Unit biopan aliran sirkulasi Percobaan dilakukan dalam buah biopan berdimensi 48 cm x 5 cm x cm, terbuat dari kaca transparan dengan ketebalan,6 cm, masing masing memiliki tiga buah kompartemen yang semua penyekatnya menyudut 45 o pada bagian bawah. Untuk setiap kompartemen, ukuran ruang pertama adalah setengah ukuran ruang berikutnya. Volume kerja kedua biopan adalah,7 L. Biopan aliran sinambung dilengkapi dengan umpan, sedangkan bioreaktor aliran sirkulasi dilengkapi dengan umpan dan sirkulasi aliran dengan rasio :. Laju volumetrik aliran umpan dikalibrasi pada,7 ml/detik dan temperatur disesuaikan dengan suhu kamar. Pada bagian atas kedua biopan terdapat aliran keluaran gas yang dihubungkan pada unit perangkap gas. Gambar kedua biopan dapat dilihat pada Gambar dan. GAMBAR : Rangkaian peralatan biopan aliran sirkulasi Perangkap biogas umpan Perangkap keluaran biogas keluaran Kompartemen 3 Kompartmen 3 Komparetmen Kompartmen Kompartemen Kompartmen umpan GAMBAR : Rangkaian peralatan biopan proses sinambung sirkulasi GAMBAR : Rangkaian peralatan biopan aliran sirkulasi

3 Maya Sarah / Jurnal Teknologi Proses 6() Januari 7: 7 9 Metode Limbah cair oleokimia diumpankan ke dalam biopan yang telah berisi mikroorganisme yang telah diaklimatisasi, untuk keadaan awal perbandingan volume limbah dan mikroorganisme adalah 75: 5, kemudian umpan dialirkan dengan laju volumetrik,7 ml/detik untuk kedua unit biopan, pada tiap kompartemen biopan diambil sampel untuk dianalisa kandungan COD, ph, MLSS dan volume biogas yang dihasilkan secara menyeluruh pada biopan. Prosedur kerja ini dilakukan untuk kedua jenis biopan. Analisa dan pengamatan pada tiap kompartemen biopan dilakukan hingga parameter-parameter yang diamati stabil. Hasil dan Pembahasan a. Kinerja Pengolahan Limbah dengan Proses Sinambung Kinerja pengolahan limbah dengan proses sinambung disajikan pada Gambar 3. Berdasarkan hasil penelitian diketahui bahwa proses degradasi bahan organik pada kompartemen dan berlangsung dengan laju yang relatif sama dan berlangsung hingga hari. Memasuki hari ke-9, seluruh bahan organik yang bersifat biodedradable telah habis terkonversi menjadi biomassa dan biogas. Kompartemen ke- mengindikasikan dominasi tahap hidrolisis dari bahan organik yang diumpankan ke dalam biopan, sedangkan proses pada kompartemen ke- didominasi oleh tahap asidogenesis yang diindikasikan oleh penurunan ph dalam kompartemen tersebut. Dominasi proses pembentukan biogas berlangsung pada kompartemen ke-3, di mana sebagian dari produk tahap asidogenesis dikonversi menjadi gas metana. Salah satu indikasi berlangsungnya tahap metanogenesis ini adalah nilai ph yang netral. Meskipun laju hidrolisis dan asidogenesis tidak sebanding dengan laju metanogenesis, namun secara umum proses reduksi bahan organik pada proses ini mampu menghasilkan efisiensi penyisihan bahan organik sebesar 53% atau pada konsentrasi sekitar 9.8 mgcod/l. Hasil yang diperoleh ini jauh lebih baik dari efisiensi yang diperoleh dari pengolahan dengan proses curah yang hanya mampu mencapai efisiensi penyisihan bahan organik maksimum sebesar 43% [b]. b. Kinerja Pengolahan Limbah dengan Aliran Sirkulasi Kinerja pengolahan limbah dengan aliran sirkulasi disajikan pada gambar 4. Penambahan aliran sirkulasi meningkatkan laju degradasi bahan organik pada keseluruhan kompartemen sehingga diperoleh laju penyisihan bahan organik sebesar 6% pada hari ke- atau pada konsentrasi 8. mgcod/l. Hingga memasuki pengamatan di hari ke-, laju degradasi bahan organik pada seluruh kompartemen masih tinggi, sehingga diprediksi efisiensi laju penyisihan bahan organik dapat meningkat hingga kestabilan tercapai. Aliran sirkulasi dalam pengolahan ini juga membantu menstabilkan alkalinitas sistem sehingga diperoleh ph yang lebih stabil. Sehingga secara keseluruhan pengolahan dengan aliran sirkulasi lebih stabil. Laju hidrolisis sebanding dengan laju asidogenesis dan sebanding dengan laju metanogenesis.

4 Maya Sarah / Jurnal Teknologi Proses 6() Januari 7: 7.5 x COD (mg/l).5 MLSS (mg/l) ph 8 6 Biogas (ml) GAMBAR 3: Kinerja pengolahan dengan proses sinambung

5 Maya Sarah / Jurnal Teknologi Proses 6() Januari 7: 7 COD (mg/l) x MLSS (mg/l) ph Biogas (ml) GAMBAR 4: Kinerja pengolahan dengan aliran sirkulasi Kesimpulan Pengolahan dengan aliran sirkulasi lebih baik karena menghasilkan efisiensi penyisihan COD yang lebih baik, yaitu sebesar 6% dibandingkan dengan proses sinambung yang hanya menghasilkan efisiensi penyisihan COD sebesar 53%. Ditinjau dari jumlah biomassa yang dihasilkan, maka jumlah biomassa yang dihasilkan pada aliran sirkulasi lebih kecil jika dibandingkan dengan proses sinambung. Keunggulan aliran sirkulasi yang lain adalah memiliki harga ph yang cukup stabil. Daftar Pustaka Barber W.P. and Stuckey D.C The Used Of An Anaerobic Baffled Reactor (ABR) For Wastewater Treatment: A Review, Water Res. Sarah Maya Pengolahan Limbah Cair Industri Fatty Alkohol Secara Anaerobik. Thesis Magister. Institut Teknologi Bandung. Setiadi T. dan Faisal Palm Oil Mill Effluent Treatment by Anaerobic Baffled Reactors: Recycle Effects and Biokinetic parameters. Elsevier Science Ltd.