PENERAPAN SEQUENCING BATCH REACTOR (SBR) DALAM AIR LIMBAH TEMPE TERHADAP PENURUNAN NILAI CHEMICAL OXYGEN DEMAND (COD)

Transkripsi

1 PENERAPAN SEQUENCING BATCH REACTOR (SBR) DALAM AIR LIMBAH TEMPE TERHADAP PENURUNAN NILAI CHEMICAL OXYGEN DEMAND (COD) Kelvin Avelinus Thendry ABSTRAK Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh laju alir, waktu, ph, dan tinggi karbon aktif terhadap nilai COD. Manfaat penelitian adalah sebagai masukan untuk menggunakan teknologi SBR dalam limbah cair tempe yang dihasilkan, untuk membuat standar nasional Indonesia dalam proses penanggulangan limbah cair industri tempe, dan,menambah khasanah ilmu pengetahuan khususnya SBR tentang pengolahan limbah cair industri tempe Metode penelitian ini terdiri atas dua tahap percobaan, yaitu percobaan pendahuluan dan percobaan utama. Pada percobaan pendahuluan yang dilakukan adalah pembuatan inokulum Bacillus Linchenisformis pada aquadest murni kemudian dilakukan proses Sequencing Batch Reactor (SBR) dengan suhu 25 o Cdengan laju alir yaitu 0,868 L/min, 1,5 L/min, dan 1,948 L/min dan waktu tinggal selama 2 jam, 4 jam, 6 jam, 8 jam, 10 jam, 12 jam. Dari percobaan pendahuluan diambil laju alir yang terbaik untuk dilakukan percobaan utama.percobaan utama dilakukan pada kondisi laju alir 1,5 L/min dengan suhu 25 O C selama 12 jam dimana ph yang digunakan adalah 5, 6, dan 7 dengan waktu 2, 4, 6, 8, 10, dan 12. Metode analisis COD yaitu titrasi ferro ammonium sulfat Dari hasil penelitian diperoleh bahwa laju alir terbaik adalah 1,5 L/min dimana laju alir tersebut digunakan untuk percobaan utama dan didapat nilai konsentrasi Chemical Oxygen demand (COD) yang terbaik yaitu 100 mg/l pada waktu 12 jam, nilai konsentrasi Biochemical Oxygen demand (BOD) yaitu 1266,72 mg/l, nilai konsentrasi Total Suspended Solid (TSS) yaitu 145,6 mg/l sedangkan untuk nilai ph yang terbaik yaitu 5 Kata kunci : analisis kimia, laju alir, ph, rancangan percobaan, tinggi karbon aktif, dan waktu ABSTRACT The objective of research is to study the effect of flow rate, time, ph, and high activated carbon to the COD value. The Benefits of the research is to use technology as an input in the SBR wastewater generated tempe, to make the Indonesian national standard in industrial wastewater management process tempe, and add to their repertoire of knowledge, especially SBR wastewater treatment to industry tempe. The methods consisted of two experimental phases, the preliminary experiment and the main experiment. In the preliminary experiments conducted is the manufacture of Bacillus inoculum Linchenisformis in pure distilled water and then do the Sequencing Batch Reactor (SBR) with 25 o C and a flowrate is L / min, 1.5 L / min, and L / min and residence time for 2 hours, 4 hours, 6 hours, 8 hours, 10 hours, 12 hours. From the preliminary experiments taken from the best flow rate for use in main experiment. Primay experiment performed at flow rate of 1.5 L / min with a temperature of 25 C for 12 hours, where ph used were 5, 6, and 7 with a time of 2, 4, 6, 8, 10, and 12. COD analysis method, namely ferrous ammonium sulfate titration. The experimental results showed that the best flow rate is 1.5 L / min flow rate which is used for the main experiment and Chemical Oxygen concentration values derived demand (COD) of the best of 100 mg / L at 12 hours, the concentration of Biochemical Oxygen demand (BOD) is mg / L, the concentration of Total Suspended Solid (TSS) is mg / L, while for the best ph value is 5 Keywords: chemical analysis, flow rate, ph, experimental design, high activated carbon, and time

2 PENDAHULUAN Kacang kedelai adalah salah satu tanaman polong yang menjadi bahan dasar banyak makanan, dimana bisa diolah menjadi susu kedelai dan tahu. Pengolahan air limbah tempe perlu dilakukan kerena nilai COD dan BOD yang berlebihan dan tidak sesuai dengan SNI dapat merusak ekosistem dari lingkungan hidup dan apabila tidak dilakukan penangangan yang benar maka lingkungan hidup akan tercemar polusi dan berbahaya untuk seluruh makhluk hidup. Pengolahan air limbah tempe dapat dilakukan dengan berbagai cara yaitu : 1. Sistem lumpur aktif Prinsip kerja sistem lumpur aktif terdiri atas dua unit proses utama, yaitu bioreaktor (tangki aerasi) dan tangki sedimentasi. Dalam sistem lumpur aktif, limbah cair dan biomassa dicampur secara sempurna dalam suatu reaktor dan diaerasi. Pada umumnya, aerasi ini juga berfungsi sebagai sarana pengadukan suspensi tersebut. 2. Sistem Kolam (Kolam Oksidasi) Prinsip kerja dari sistem kolam atau sering disebut juga sebagai kolam oksidasi merupakan salah satu sistem pengolahan limbah cair tertua, dan merupakan perkembangan dari cara pembuangan limbah cair secara langsung ke badan air. 3. SBR (Sequencing Batch Reactor) Prinsip kerja dari sistem SBR adalah suatu sistem lumpur aktif dengan operasi isi dan tuang. Satuan proses dalam sistem SBR identik dengan satuan proses dalam sistem lumpur aktif, yaitu aerasi dan sedimentasi untuk memisahkan biomassa. Seqeuncing Batch Reactor(SBR) merupakan suatu proses pengolahan yang bersifat siklus dan tiap siklus terdii atas fase pengisian (fill), reaksi (react), pengendapan(settle), pengurasan (draw), dan fase istirahat(idle), berikut ini merupakan siklus dari Sequencing Batch Reactor (SBR): 1. Fase Pengisian Pada fase pengisian air buangan dimasukkan ke dalam reactor sampai mencapai volume tertentu 2. Fase Reaksi Pada fase reaski aliran air buangan dihentikan, proses reaksi biologi yang sudah mulai berlangsung saat proses pengisian akan berlangsung sempurna. Pada periode ini sampai proses biodegradasi, BOD dan nitrogen dapat tercapai. 3. Fase Pengendapan. Pada fase pengendapan, SBR berfungsi sebagai clarifier. Pada fasa ini aerasi dihentikan untuk memberikan ksempatan pada biomassa untuk mengendap sehingga menghasilkan cairan supernatan yang terpisah dari lumpur. Pengendapan dapat berlangsung lebih sempuna karena kondisinya diam. Selama periode pengendapan tidak didapati adanya influen ataupun efluen pada reaktor untuk mencegah terjadinya turbulensi aliran 4. Fase Pembuangan. Fase decant bertujuan untuk mengeluarkan supernatan dari reaktor,dan bisa dilakukan dengan menggunakan pipa. Pada fase ini effluent dikeluarkan dan hanya menyisakan lumpur biomassa, biasanya volue liquid dalam jumlah sedikit 5. Fase Stabilisasi. Fase idle merupakan fase diam dan menunggu pengisian kembali. Fase idle tidak mutlak diperlukan, tapi terkadang perlu untuk menstabilkan lumpur biomassa sebagaimana yang terjadi dalam prose kontak stabilisasi. Siklus Sequencing Batch Reactor (SBR) METODE PENELITIAN Penelitian dilakukan dengan cara laju alir yang akan digunakan yaitu 0,868 L/min, 1,5 L/min, dan 1,948 L/min dimana ketiga laju alir tersebut didapat dengan menggunakan alat gelembung dan aerator yang dihubungkan ke bagian flowmeter. Flowmeter kemudian diatur dengan memutar tombol yang ada di bagian bawah flowmeter dan alat gelembung dimasukkan ke dalam tangki yang berisi limbah cair, setelah itu bandingkan dari ketiga laju alir yang terbaik, Alat gelembung dan aerator disiapkan Alat gelembung dan aerator dihubungkan ke bagian flowmeter Alat gelembung dimasukkan ke dalam tanki yang berisi limbah cair Atur flowmeter hingga laju alir yang diinginkan Kemudian hitung konsentrasi COD dan ph Diagram Penentuan laju alir untuk proses penelitian

3 COD mg/l Laju alir yang terbaik yang didapat kemudian dipakai untuk proses percobaan dimana alat gelembung dimasukkan ke dalam Limbah cair yang ada di tangki kemudian dialirkan menuju kolom karbin aktif dan setelah itu ditampung dengan menggunakan gelas kimia,setelah itu konsentrasi COD dan ph diukur, kemudian dialirkan ke kolom karbon filter dengan tinggi karbon aktif adalah 30 cm kemudian ditampung di gelas kimia dan diukur konsentrasi COD dan ph Alat gelembung dimasukkan ke dalam tangki dengan laju alir yang terbaik dialirkan menuju kolom karbon aktif dengan tinggi karbon aktif adalah 30 cm karena pertumbuhan mikroba yang telah berkembang biak dan karbon aktif yang berfungsi menyerap warna yang terdapat di limbah cair dan dapat dilihat laju alir 1,5 L/min merupakan laju alir yang terbaik karena nilai dari konsentrasi COD mendekati 100 mg/l-300 mg/l pada waktu 12 jam,hal ini sesuai dengan peraturan DEPDIKNAS tentang konsentrasi COD yang diizinkan untuk dibuang ke lingkungan. Pengaruh laju alir limbah cair (L/menit) terhadap penurunan konsentasi COD(mg/L) Waktu(Jam) COD (mg/l) 0,868 L/min 1,5 L/min 1,948 L/min , , ,62 405,88 552, ,13 280,16 509, ,47 266, ,16 131,6 335, , ,13 ditampung menggunakan gelas kimia Dalam proses ini kondisi yang dilakukan adalah laju alir terbaik yaitu sebesar 1.5 L/min, suhu 25 o C, dan konsentrasi inokulum yang digunakan sebesar 2.5 %v selama 12 jam dan didapat nilai COD awal sebesar 2101,12 mg/l T = 20 cm Analisis konsentrasi COD dan ph Diagram analisis Air Limbah Tempe D = 31 cm Tangki Flowmeter Laju alir 1,5 L/min dan COD awal = 2101,12 L/min Waktu (jam) COD (mg/l) ph limbah ,6 631, , ,51 610, , ,77 513,55 942, ,52 440,89 898, ,97 340,42 858, ,73 670,34 Aerator Listrik 1400 Pengukuran COD 1200 T = 51 cm D = 3.2 cm ph 5 ph 6 ph 7 Kolom karbon aktif Waktu (jam) Grafik penurunan COD terhadap ph Gelas kimia Gambar skema alat Dari grafik penurunan COD terhadap ph dapat dilihat bahwa nilai COD yang terbaik terletak pada ph 5, hal ini dikarenakan pada ph yang kecil mengakibatkan konsentrasi nilai COD akan kecil juga. HASIL DAN PEMBAHASAN Dari percobaan dapat diketahui bahwa limbah cair yang ada tiap satuan waktu terus berkurang dari kondisi konsentrasi awal COD. Hal ini disebabkan Penentuan BOD dilakukan dengan cara mengukur bekurangnya kadar oksigen terlarut di dalam air limbah yang disimpan di dalam botol tertutup rapat, setelah itu diinkubasi selama 5 hari pada temperature

4 20oC. Dari hasil yang dianalisis didapatkan hasil dimana nilai BOD dari limbah cair tempe adalah 1266,72 mg/l dan limbah cair pabrik tahu adalah 1464,96 mg/l. Untuk mendapatkan nilai TSS dapat dilakukan dengan cara air limbah dari tempe dan air limbah dari pabrik tahu diaduk sempurna kemudian disaring, residu dikeringkan dalam oven 103oC-105oC dan ditimbang, sampai bobot tetap.penambahan bobot dalam pinggan menunjukkan jumlah yang terlarut. Dari hasil yang dianalisis didapatkan hasil dimana nilai TSS dari limbah cair tempe adalah 145,5 mg/l dan limbah cair pabrik tahu adalah 577,5 mg/l. Dari data yang telah didapatkan akan dilakukan perbandingan antara limbah cair tempe dengan Standar Baku Mutu Indonesia (SNI) dimana perbandingan yang dilakukan yaitu konsentrasi COD, BOD, dan TSS. Perbandingan nilai konsentrasi COD, BOD, dan TSS dari tempe dan SNI Tempe SNI COD (mg/l) BOD (mg/l) 1464,96 50 TSS (mg/l) 145,5 200 KESIMPULAN 1. Laju alir yang terbaik untuk percobaan yaitu 1,5 L/min dengan konsentrasi 2,5 % volume dan suhu 25 O C. 2. Konsentrasi nilai COD yang terbaik yaitu 100 mg/l. 3. Waktu untuk mencapai nilai COD yang terbaik yaitu 12 jam. 4. ph yang terbaik unutk limbah cair yaitu Konsentrasi nilai BOD limbah cair pabrik tahu dan limbah cair tempe yaitu 1266,72 mg/l dan 1464,96 mg/l 6. Konsentrasi nilai TSS limbah cair pabrik tahu dan limbah cair tempe yaitu 577,5 mg/l dan 145,5 mg/l DAFTAR PUSTAKA 1. Amir Husin, (2008), Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Dengan Biofiltrasi Anaerob Dalam Reaktor FIX-BED, September Departemen Perindustrian, (2007), Pengelolaan Limbah Industri Pangan, diakses November 3. Nurhasmawaty, (2008), Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Dengan Proses Biofilter Aerobik, diakses Agustus 4. Healthy Articles, (2012), CaraPengolahan Air Limbah, diakses September 5. Junaidi, (2007), Pengaruh Waktu Reaksi Dan Waktu Tinggal Stabilisasi Pada Sequencing Batch Reactor Aerob Dengan Penambahan Karbon Aktif Terhadap Penurunan Chemical Oxygen Demand, Jurnal Presipitasi, Vol.3, No.2, Junaidi, (2007), Unjuk Kerja Modifikasi SBR Aerob Terhadap Penyisihan COD, Jurnal Presipitasi, Vol.2, No.1, Semarang, Lisa Darmayanti, (2006), Pengolahan Air Buangan Rumah Potong Hewan Dengan Menggunakan Sequencing Batch Reactor (SBR) Aerob, Jurnal Teknobiologi, Pekanbaru, Setiawan Putra, (2011), Pengolahan limbah Industri Tahu, diakses Agustus Hariiisna, (2011), Baku Mutu Air dan Limbah Cair, diakses September 10. Nyoman Semadi Antara, (1997), Aklimatisasi Biomassa Pada Pengolahan Limbah Cair Dengan Sistem Lumpur Aktif, Gitayana, Vol.3, No.1, Malang, Mindriany Syafila, (2007), Kajian Biodegradasi Limbah Cair Industri Biodiesel pada Kondisi Anaerob dan Aerob, PROC.ITB Sains & Teknologi, Vol.39 A, No.1&2, Bandung, Indriyati, (2003), Kinerja Sistem Lumpur Aktif Pada Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu, Majalah Ilmiah Teknologi Pertanian, Vol.2, No.1, Yogyakarta, Wignyanto, (2009), Bioremediasi Limbah Cair Sentra Industri Tempe Sanan Serta Perencanaan Unit Pengolahannya, Jurnal Teknologi Pertanian, Vol.10, No.2, , Malang, 2009.

5 14. Beauty S.D. Dewanti, (2010), Pengolahan Limbah Cair Industri Secara Aerobic Dan Anoxic Dengan Membrane Bioreactor (MBR), Prosiding Seminar Tantangan Penelitian Kimia, Malang, Maya Shovitri, (2012), Biodegradasi Limbah Domestik Dengan Menggunakan Inokulum Alami Dari Tangki Septik, Jurnal Sains Dan Seni ITS, Vol.1, No.1, Surabaya, 16. Peni Pujiastuti, (2009), Perbandingan Efisiensi Teknologi Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Secara Aerasi,Flokulasi,Biofilter, Anaerob Dan Biofilter Anaerob-Aerob Ditinjau Dari Parameter BOD Dan COD, Biomedika, Vol.2, No.1, Surakarta, Santoso, (2005), Teknologi Pengolahan Kedelai, diakses Agustus 18. Maya Shovitri, (2007), Pabrik Biogas Dari Limbah Cair Tahu Dengan Proses Fermentasi, diakses Oktober 19. Ulla Saarela. (2003), Modelling Of A Fed Batch Fermentation Process, Control Engineering Laboratory, Report A(21), Sitoresmi Triwibowo, (1996), Proses Pembuatan Tempe Kedelai, Cermin Dunia Kedokteran, No.109, Jakarta, Sri Moertinah, (2010), Kajian Proses Anaerobik Sebagai Alternatif Teknologi Pengolahan Air Limbah Industri Organik Tinggi, Teknologi Pencegahan dan Pencemaran Industri, Vol.1, No.2, Semarang, UPT Laboratorium Lingkungan, (2006), Prosedur Tetap Analisa COD Dengan Refluks Tertutup Secara Titrimetri, November 2012