III. METODOLOGI A. BAHAN DAN ALAT Bahan yang digunakan pada penelitian ini terdiri atas bahan uji dan bahan kimia. Bahan uji yang digunakan adalah air limbah industri tepung agar-agar. Bahan kimia yang digunakan adalah merkuri sulfat, kalium dikromat, asam sulfat, asam peroksida, campuran selen (K 2 SO 4 : CuSO 4 : Selenium 50 : 10 : 1), natrium hidroksida, asam klorida, indikator amonium assay, natrium isosianurat, sulfanil amide, asam fosfat, larutan dimetil-fenol, larutan asam askrorbat dan amonium molibdat. Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah reaktor aerobik yang terbuat dari bahan wadah dengan volume 20 liter, dapat dilihat pada Gambar 1. Peralatan yang digunakan untuk analisis adalah alat analisis untuk COD dan TKN, alat Visible Spektrofotometer untuk penerapan kandungan NH 3 -N, N -N, NO 3 -N dan PO 4 -P, ph meter, DO-meter, pengaduk magnetik, alat-lat gelas kimia B. WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN Waktu penelitian dilakukan pada bulan Januari 2008 sampai bulan November 2008. Tempat penelitian dilakukan pada di Instalasi Pengolahan Air Limbah Industri tepung agar-agar PT. Agar Sehat Makmur Lestari, Pasuruan, Jawa Timur.. C. TAHAP PENELITIAN 1. Karakterisasi Limbah Karakteristik limbah cair yang diuji diambil dari influen limbah yang diambil sebelum masuk ke reaktor lumpur aktif pada instalasi 19
pengolahan limbah cair (IPAL) PT. ASML. Beberapa parameter yang dilakukan pengujian saat karakteristik ini adalah COD (Chemical Oxygen Demand), MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) dan MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspended Solid). 2. Aklimatisasi Lumpur Aktif Sebelum dimasukan ke dalam reaktor, lumpur aktif yang dilakukan aklimatisasi untuk mengkondisikan dan mempercepat pertumbuhan mikroorganisme pada penelitian ini lumpur aktif yang digunakan diambil dari Unit pengolahan Limbah PT. Agar Sehat Makmur Lestari, Pasuruan. Aklimatisasi lumpur aktif dilakukan dengan cara memberikan aerasi pada lumpur aktif yang telah diberikan limbah cair dalam kondisi curah, penentuan kondisi oksigen terlarut (DO) yang harus dijaga lebih besar dari 2 mg/l, suhu ruang (27-31 o C) dan kisaran ph 7.5-8.5. pertumbuhan bakteri ditandai peningkatan MLSS dan MLVSS serta terjadi perubahan warna suspensi menjadi coklat kehitaman. 3. Start Up reaktor Start Up reaktor dilakukan dengan memasukan lumpur aktif yang telah teraklimatisasi sesuai dengan volume reaktor yang perbandingannya 3:1 (perbandingan limbah cair terhadap lumpur aktif yang menggunakan corong inhoff) supaya sesuai dengan kondisi lapangan dan dialiri limbah cair secara kontiyu dengan laju influen rata-rata 5 liter/hari. Kegiatan ini dilakukan hingga tercapai kondisi stabil ditandai dengan penurunan nilai COD yang relatif konstan. 4. Penentuan Optimasi Nilai F/M Penelitian dilakukan pada skala laboratorium digunakan itu menganalisis karakteristik limbah sebelum diaplikasikan pada istalasi 20
pengolahan air limbah (IPAL). Reaktor yang digunakan memiliki volume 20 liter dengan pengaturan nilai F/M 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, dan 0.5 dan HRT 0.5, 1, 1.5, 2, dan 2.5 hari. Penentuan nilai F/M yaitu dengan perbandingan antara substrat terhadap mikroorganisme, dimana bahan organik yang masuk kedalam instalasi pengolahan air limbah secara biologis merupakan makanan bagi mikroorganisme. Dalam pengaturan nilai F/M dilakukan dengan cara memperhatikan suplai makanan (zat organik), jumlah lumpur yang dibuang dan umur lumpur. Tabel 3. Komposisi penentuan nilai F/M Nilai F/M Di Si X V 0.1 8.5 298 2300 11 0.2 8.5 292 1200 11 0.3 8.5 300 720 11 0.4 8.5 300 540 11 0.5 8.5 306 430 11 Keterangan: Di = debit influen (l/hari) Si = Konsentrasi BOD influen (g/l) X = MLVSS (g/l) V = volume bioreaktor (liter) Sedangkan dalam pengamatan waktu detensi (HRT) dengan cara mengatur lamanya air limbah tinggal didalam kolam aerasi. Secara matematis dapat diketahui dari volume kolam aerasi dibagi dengan debit air limbah yang diolah. 21
INFLUEN Gambar 1. Bagan pengolahan limbah skala laboratorium 5. Aplikasi pada Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Tahapan aplikasi atau pelaksanaan dilapangan IPAL dengan cara mendapatkan nilai terbaik dari perhitungan nilai F/M (Food to Microorganism) sebelumnya, dengan mengubah laju alir pada HRT 0.5, 1, 1.5, 2, dan 2.5 hari. Cara pengaturan nilai HRT (waktu tinggal hidrolik) dilakukan dengan mengatur lamanya air limbah tinggal didalam kolam aerasi. Secara matematis dapat diketahui dari volume kolam aerasi dibagi dengan debit air limbah yang diolah. Untuk mendapatkan nilai HRT yang diinginkan, diperlukan pengaturan dengan memperhatikan debit air limbah yang akan diolah di kolam aerasi supaya nilai F/M terjaga sesuai dengan kondisi nilai F/M yang diinginkan. Karena dengan mengatur laju debit yang masuk ke dalam kolam aerasi, menjaga nilai F/M yang terbaik dengan variasi HRT yang berbeda-beda untuk mendapatkan efesiensi penyisihan nilai COD. 22
D. ANALISIS DATA Menurut Vertraete dan Vaerenbergh (1986), efisiensi penyisihan COD, NH3-N dan PO4-P dapat dituliskan dengan rumus sebagai berikut: Efisiensi (%) = ( C C ) o C o e x 100% Dimana, Co = Nilai sebelum limbah tepung agar-agar diproses lumpur aktif Ce = Nilai sesudah limbah tepung agar-agar diproses lumpur aktif Penentuan optimasi proses penyisihan COD pada kolam lumpur aktif adalah dengan menggunakan pendekatan grafik antara presentase penyisihan dan waktu tinggal hidrolik (HRT) 23