TUGAS AKHIR Studi Kemampuan Spirulina sp. Dalam Membantu Mikroorganisme Menurunkan Chemical Oxygen Demand (COD) Pada Air Boezem Dengan High Rate Alga Reactor (HRAR) Oleh: Gwendolyn Sharon Weley Dosen Pembimbing: Ir. Mas Agus Mardyanto, ME., PhD
PENDAHULUAN Latar Belakang Kualitas air memburuk Pengolahan konvesional mahal Penelitian High Rate Algal Reactor (HRAR) sebelumnya belum ada yang menggunakan Spirulina sp. Dua sistem yang dapat mempengaruhi HRAR adalah aerasi dan mixing.
PENDAHULUAN Rumusan Masalah Belum diketahui persentase penurunan konsentrasi COD pada HRAR dengan variasi konsentrasi Spirulina sp. 0,5 mg/l, 0,75 mg/l, dan 1 mg/l. Belum diketahui persentase penurunan COD pada sistem mixing dan aerasi pada HRAR. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah: Menentukan persentase penurunan COD pada HRAR dengan variasi konsentrasi Spirulina sp. 0,5 mg/l, 0,75 mg/l, dan 1 mg/l. Menentukan persentase penurunan COD pada sistem aerasi dan mixing pada HRAR.
PENDAHULUAN Ruang Lingkup Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah air limbah artifisial yang karakteristiknya dibuat sama dengan karakteristik air Boezem Morokrembangan dan air dari Boezem Morokrembangan. Parameter yang diteliti dalam penelitian utama adalah nilai COD,MLSS, DO, ph, klorofil a, dan suhu. Penelitian dilakukan dengan metode batch dalam skala laboratorium. Reaktor yang digunakan adalah HRAR dan jenis alga yang digunakan adalah Spirulina sp. Variabel penelitian yang digunakan adalah sistem aerasi dan mixing, serta konsentrasi alga dengan variasi 0,5 mg/l, 0,75 mg/l, dan 1 mg/l.
TINJAUAN PUSTAKA Kondisi Air Limbah Perkotaan Menurut Hasriyani (2010), berubahnya fungsi drainase menyebabkan kondisi Boezem Mokrembangan menjadi tercemar, ditandai dengan warna air yang hitam, berbau, dan terjadi pendangkalan. Air limbah dari domestik biasanya juga mengandung bakteri patogen, suspended solid, nutrien (nitrogen dan fosfor), dan polutan organik lainnya. Karena berbahaya bagi lingkungan dan kesehatan masyarakat, polutan ini perlu diolah berdasarkan karakteristiknya dan dibuang secara aman agar dapat menurunkan kualitas bahan pencemar yang terkandung didalamnya. Pembuangan limbah yang aman adalah dengan menyesuaikan dengan batas yang diizinkan (Devi dan Dahiya, 2007; Musanif dan Sulaeman, 2009).
TINJAUAN PUSTAKA Peran Mikroorganisme dalam Air Limbah Mikroorganisme merupakan kelompok yang terpenting dalam stabilisasi limbah. Limbah cair rumah tangga atau jenis limbah lainnya yang kaya akan bahan organik mudah terurai merupakan media tumbuh mikroorganisme yang baik, karena mengandung berbagai zat organik dan inorganik yang esensial untuk menunjang pertumbuhan mikroorganisme.
TINJAUAN PUSTAKA Karakteristik Spirulina sp. Spirulina sp. termasuk dalam alga biru-hijau Merupakan organisme fotoautrotrof, dimana cahaya adalah faktor yang penting bagi Spirulina Sp. untuk bertahan hidup. Cahaya yang optimal membantu Spirulina Sp. untuk membuat makanannya sendiri. Spirulina sp. membutuhkan range yang spesifik untuk pertumbuhannya (Singh dkk, 2010) Karakteristik kondisi lingkungan tempat hidup Spirulina sp. sesuai dengan kondisi cuaca di Indonesia, yaitu ph cenderung basa, suhu 20-40ºC (Rachmania, 2008) Keuntungan Spirulina sp. Dapat bertumbuh optimal pada suhu tinggi, seperti suhu saat musim panas Dapat beradaptasi pada intensitas cahaya yang rendah Dapat mentolerir rasio N:P yang rendah dan akan terus bertumbuh walaupun N semakin menipis,nilai ph tinggi dan CO 2 rendah Spirulina Sp. dapat digunakan sebagai bioindikator adanya nutrisi yang tinggi (Bellinger dan Sigee, 2010)
TINJAUAN PUSTAKA HRAP Prinsip dari HRAP adalah penggunaan air limbah sebagai sumber nutrien bagi pertumbuhan alga. Alga menghasilkan oksigen bagi mikroorganisme untuk menguraikan zat organik. Alga menggunakan CO 2 yang dihasilkan mikroorganisme untuk berfotosintesis. (Grobbelar dkk., 1988). HRAP menjaga pertumbuhan alga. Limbah domestik mengandung elemen yang penting bagi pertumbuhan alga (Yuk dan Tam, 1997). Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi alga adalah cahaya, suhu, ph, CO 2, DO, nutrient, zooplankton dan patogen.
Proses Fotosintesis Alga TINJAUAN PUSTAKA
METODA PENELITIAN Ide Studi Identifikasi Masalah Studi Literatur Persiapan Alat dan Bahan Persiapan Wadah Persiapan Spirulina sp. Analisis Media Seeding Penelitian Utama Analisis Data Kesimpulan Next
Seeding- Non aerasi 38.00 33.00 28.00 23.00 18.00 Klorofil 13.00 8.00 3.00-2.00 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Seeding Aerasi 40.000 35.000 30.000 25.000 20.000 15.000 Klorofil 10.000 5.000 0.000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Back
METODA PENELITIAN Persiapan Wadah Dimensi = diameter 30 cm, dan tinggi 35 cm. Aerasi Mixing 0.5 mg/l 0.75 mg/l 1 mg/l 0.5 mg/l 0.75 mg/l 1 mg/l Ember 30 cm Diffuser Selang 35 cm 10 L limbah art 10 L limbah art 10 L limbah art 10 L limbah art 10 L limbah art 10 L limbah art 35 cm
METODA PENELITIAN Aerasi Mixing 0.5 mg/l 0.75 mg/l 1 mg/l 0.5 mg/l 0.75 mg/l 1 mg/l Ember 30 cm Diffuser Selang 10 L Air Boezem 10 L Air Boezem 10 L Air Boezem 10 L Air Boezem 10 L 10 L Air Boezem Air Boezem 35 cm
METODA PENELITIAN Aerasi Mixing 0 mg/l 0 mg/l 0 mg/l 0 mg/l 30 cm Diffuser Selang 10 L 10 L Kontrol Kontrol Limbah Art Air Boezem 10 L 10 L Kontrol Kontrol Limbah Art Air Boezem 35 cm Back
METODA PENELITIAN Metode Analisis Analisis COD menggunakan metode 5220 D Clossed Reflux, Titrimetric Method (APHA, 2005). Analisis biomassa dalam MLSS menggunakan metode TSS 2540 D Total Suspended Solid Dried at 103-105 o C (APHA, 2005). Analisis klorofil a menggunakan metode Spectrophotometric of Chlorofil (APHA, 2005). Analisis DO menggunakan Oxygen Meter Lutron DO-5510, Analisis suhu menggunakan termometer Analisis ph menggunakan ph meter.
0,5 mg/l Spirulina-Artifisial Aerasi 120.00 0.5 mg/l Spirulina-Aerasi Artifisial 0.400 0.350 100.00 0.300 COD COD dan MLSS (mg/l) 80.00 60.00 40.00 0.250 0.200 0.150 0.100 0.050 Klorofil (mg/l) MLSS Klorofil 20.00 0.000-0.050 0.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Hari ke- -0.100
0,5 mg/l Spirulina-Artifisial Mixing 0.5 mg/l Spirulina-Artifisial Mixing 200.00 2.500 180.00 160.00 2.000 140.00 COD dan MLSS (mg/l) 120.00 100.00 80.00 1.500 1.000 Klorofil a COD MLSS 60.00 Klorofil 40.00 0.500 20.00 0.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Hari ke- 0.000
0,5 mg/l Spirulina-Boezem Aerasi 180.00 0.5 mg/l Spirulina-Boezem Aerasi 1.8 160.00 1.6 140.00 1.4 COD dan MLSS (mg/l) 120.00 100.00 80.00 60.00 1.2 1 0.8 0.6 Klorofil (mg/l) COD MLSS Klorofil 40.00 0.4 20.00 0.2 0.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Hari ke- 0
0,5 mg/l Spirulina-Boezem Mixing 160.00 140.00 120.00 0.5 mg/l Spirulina-Boezem Mixing 2.00 1.80 1.60 1.40 COD dan MLSS (mg/l) 100.00 80.00 60.00 40.00 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 Klorofil (mg/l) COD MLSS Klorofil 20.00 0.20 0.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Hari ke- 0.00
Perubahan Konsentrasi COD Reaktor COD/ hari ke- (mg/l) 0 1 2 3 4 5 6 7 0.5AA 30,08 15,04 25,07 25,60 38,40 25,60 38,40 25,60 0.5AM 45,12 30,08 25,07 38,40 51,20 51,20 64,00 70,40 0.75AA 15,04 25,60 62,67 38,40 51,20 51,20 51,20 38,40 0.75AM 25,60 15,04 25,07 51,20 51,20 38,40 76,80 70,40 1AA 15,04 37,60 35,84 38,40 38,40 38,40 32,00 12,80 1AM 25,60 25,07 12,80 51,20 38,40 44,80 38,40 32,00 0.5BA 15,04 25,60 25,07 38,40 102,40 25,60 64,00 70,40 0.5BM 60,16 60,16 50,13 64,00 89,60 25,60 76,80 83,20 0.75BA 30,08 62,67 64,00 115,20 51,20 44,80 64,00 38,40 0.75BM 45,12 62,67 89,60 76,80 64,00 57,60 102,40 44,80 1BA 15,04 25,60 38,40 115,20 64,00 83,20 38,40 44,80 1BM 45,12 30,08 50,13 76,80 102,40 76,80 83,20 38,40 KLAA 15,04 25,60 25,07 12,80 25,60 12,80 38,40 25,60 KLAM 30,08 30,08 25,07 25,60 25,60 0,00 25,60 64,00 KBA 75,20 120,32 50,13 44,80 115,20 76,80 70,40 76,80 KBM 45,12 38,40 50,13 25,60 51,20 51,20 57,60 19,20
Efisiensi Rata-rata removal COD Efisiensi Removal COD (%) Reaktor 0--1 0--2 0--3 0--4 0--5 0--6 0--7 Rata-rata 0.5AA 50,00 16,67 14,89 0,00 14,89 0,00 14,89 15,91 0.5AM 33,33 44,44 14,89 0,00 0,00 0,00 0,00 13,24 0.75AA 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0.75AM 41,25 2,08 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 6,19 1AA 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 14,89 2,13 1AM 2,08 50,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 7,44 0.5BA 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0.5BM 0,00 16,67 0,00 0,00 57,45 0,00 0,00 10,59 0.75BA 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0.75BM 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,71 0,1 1BA 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1BM 33,33 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 14,89 6,89 KLAA 0,00 0,00 14,89 0,00 14,89 0,00 0,00 4,26 KLAM 0,00 16,67 14,89 14,89 100,00 14,89 0,00 23,05 KBA 0,00 33,33 40,43 0,00 0,00 6,38 0,00 11,45 KBM 14,89 0,00 48,94 0,00 0,00 0,00 66,67 18,64
KESIMPULAN Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah: Spirulina sp. dengan konsentrasi 0,5 mg/l, 0,75 mg/l, dan 1 mg/l tidak memberi pengaruh yang signifikan terhadap penurunan COD. Persentase penurunan COD berturut-turut pada: air limbah artifisial paling tinggi sebanyak 11,65%, -4,26%, dan -2,13%. air boezem paling tinggi sebanyak -8,05%, -11,45%, dan -11,45%. Persentase penurunan COD dengan sistem aerasi maupun mixing tidak memenuhi kriteria HRAR Rata-rata persentase penurunan COD pada HRAR berturut-turut pada: air limbah artifisial sebanyak 0,34% dan -14,09%. air boezem sebanyak -11,45% dan -12,78%.
SARAN Saran yang dianjurkan dari penelitian ini adalah: Sebaiknya tidak menggunakan Spirulina sp. murni dalam HRAR. Sebaiknya menggunakan jenis alga lain yang telah beradaptasi dengan air boezem
LAMPIRAN
LAMPIRAN
TERIMA KASIH