=F/TlN ;l-0ad 0\'7\ MEMPELAJARI PENGARUH ph DAN KANDUNGAN BAHAN ORGANIK PADA PROSES PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI KARET SECARA AEROBIK MENGGUNAKAN REAKTOR CURAH (BATCH) Oleh YUDIANSYAH F03496009 2000 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
YUDIANSYAH. F03496009. Mempelajari Pengaruh ph dan Kandtmgan Bahan Organik pada Proses Pengolahan Limbah Cair Karet Secara Aerobik Menggunakan Reaktor Curah (Batch). Di bawah bimbingan Dr. Ir. Anas Miftah Fauzi, MEng dan Ir. Andes Ismayana, MT RINGKASAN Limbah cair karet merupakan limbah cair yang secara umum memiliki kandungan bahan organik linggi, bau menyengat, dan berwama. Limbah cair karet mempunyai kal1.dungan bahan organik dan nutrien yang tinggi, ini disebabkan oleh proses pengolahan karet yang banyak menggunakan bahan kimia seperti t>.%oh sebagai antikoagulan dan desinfektan, CH,COOH sebagai koagulan, sehingga memill"lgkinkan diolah secara biologi. Salah satu pengolahan secara biologi adalah proses aerobik dengan menggunakan lumpur aktif, yaitu proses pemartfaatan mikroorganisme yang dapat menguraikan senyawa organik dalam limbah cairo Penelitran ini bertujuan untuk mempelajari proses penyisihan senyawa organik dan nutrien pada pengolahan limbah cair industri karet secara aerobik. Selain itu, bertujuan untuk mengkaji pertumbuhan mikroorganisme yang terjadi pada proses aerobik. Tahapan penelitian meliputi karakterisasi limbah cair karet, aklimatisasi lumpur aktif dan penelitian utama dilakukan secara batch untuk mempelajari pengaruh kondisi awal ph (5.5 dan 7.0) dan COD (1000 dan 2000). Pengamatan dilakukan setiap empat jam selama 24 jam. Parameter yang diamati meliputi ph, COD, N}h-N, P04-P, No,-N, MLSS, MLVSS dan volume lumpur aktif. Hasil analisis memperlihatkan bahwa limbah cair karet mempunyai karakteristik COD 2591-6045 mg/l, TKN 204.23-445.82 mg/l, NH,-N 133.37-313.76 mg/l, N03-N 4.46-12.66 mg/l, P04-P 58.71-119.73 mg/l, ph 4.85-6.14, MLSS 141-552 mg/l dan ML VSS 61-500 mg/i. Pada proses aklimatisasi, selama empat hari terjadi peningkatan MLSS dari 7310 mg/l sampai 24960 mg/l dan MLVSS dari 4810 mg/l sampai 13720 mg/l, dengan rasio MLVSS/MLSS rata-rata 0.55. Perbedaan ph pada kondisi awal berpengaruh nyata terhadap NH3-N akhir, No,-N akhir, laju penurunan COD, dan berpengaruh sangat nyata terhadap COD dan ph akhir. Perbedaan COD pada kondisi awal berpengaruh nyata terhadap COD akhir yang dihasilkan. Sedangkan interaksi antara ph dan COD pada kondisi awal tidak berpengaruh terhadap kualitas limbah yang dihasilkan. Berdasarkan standar baku mutu limbah cair untuk industri karet, maka hasil terbaik dicapai pada kondisi perlakuan ph 7.00 dan COD 1000 mg/l. Pada perlakuan ini dihasilkan COD 109 ± 33 mg/l ( 86 ± 9 persen penyisihan ), Nfu-N 8.36 ± 3 mg/l (89 ± 3 persen penyisiltan) dan 15.35 ± 0 PO.-P (19 ± 5 persen penyisihan). Nilai ph akhir yang dicapai adalah 8.90 ± 0.10, N03-N 45.68 ± 2.88 mg/l, MLVSS 2588 ± 458 mg/l dengan rasio ML VSS/MLSS sekitar 0.64.
MEMPELAJARI PENGARUH ph DAN KANDUNGAN BAHAN ORGANIK PADA PROSES PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI KARET SECARA AEROBIK MENGGUNAKAN REAKTOR CURAH (BATCH) Oleh YUDIANSYAH F03496009 SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor 2000 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTASTEKNOLOGIPERTANIAN MEMPELAJARI PENGARUH ph DAN KANDUNGAN BAHAN ORGANIK PADA PROSES PENGOLAHAN LIMBAH CAIl<' INDUSTRI KARET SECARA AEROBIK MENGGUNAKAN REAKTOR CURAH (BATCH) SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh YUDIANSYAH F03496009 Dilahirkan pada tanggal15 Juli 1976 Di Bogor Tanggallulus: 22 Agustus 2000 Dr. IT. Anas Miftah Fauzi" MEng Dosen Pembimbing I IT. Andes Isrnayana, MT Dosen Pembim.bing II
KATA PENGANTAR AThamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah S"VT, atas karunia dan nikmat-nya, sebingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Skripsi ini merupakan hasil penelitian dengan judul Mempelajari Pengaruh ph dan Kandungan Bahan Organik pada Proses Pengolahan Limbah Cair Industri Karet Secara Aerobik Menggunakan Reaktor Curah (Batch). Penelitian dilakukan selama empat bulan, dari bulan 1 Maret sampai 31 Juni 2000 di Laboratorium Teknik dan Manajemen Lingkungan, Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Dr. Ir. Anas Miftah Fauzi, MEng sebagai dosen pembimbing I, atas bimbingan dan pengarahannya. 2. Bapak Ir. Andes Ismayana, Mf sebagai pembimbing II, atas bimbingan dan pengarahannya. 3. Bapak Prof. Dr. Ir. Djumali M, DEA selaku dosen penguji, atas masukan dan koreksinva. 4. Ibu, Bapak, Kakak, adik, Fahra & Fahri yang senantiasa memberikan dorongan dan bantuan. 5. Devi, at as bantuan, perhatian dan pengertiaimya. 6. Bapak Ir. Tanto, Ir. Wagiman, Yogi, atas bantu an dan kesediaannya untuk berdiskusi. 7. i\(asta, Pelog, Edo, Yomi, Ari, Rangga, Aldi, Eka, Tit;, Tyas, Ita, Ian, Didu, Budut, Dul, Fajar dan teman-teman TINERS '33 atas kebersamaannya. 8. Pak Gun, Edi, Ibn Ega, Sri, Intan, Kas, dan teman-teman atas bantuaimya. Semoga skripsi ini bergtma dan dapat menambah wawasan bagi yang membaca dan menggtmakaimya. Bogor, Agustus 2000 Yudiansvah IV
DAFTAR ISTILAH Bahan Organik Organic Matter. Zat yang pada umumnya merupakan bagian dari binatang atau tumbuh-tumbuhan dengan komponen utamanya karbon, protein dan Iemak/lipid. Benda organik ini mudah sekali mengalami pembusukan oleh bakteri dengan menggunakan oksigen terlarut dalam limbah. BOD Biochemical Oxygw Demand. Banyaknya oksigen (mg/i) yang diperlukan untuk menguraikan bahan-bahan organik oleh bakteri. COD CJzemikal Oxygw Demand. Banyaknya oksigen (mg/l) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan-bahan organik secara kimia dengan K2Cr207 dalam suasana asam. MLSS MLVSS Nitrifikasi SV SVI TKN Mixed Liquor Suspended Solids. Jumlah berat lumpur kering (mg/i) yang ada dalam bioreaktor setelah mengalami penyaringan dengan kertas saring berukuran 0.45 mikron. Mixed Liquor Volatile Suspwded Solids. lvilss yang telah dipanaskan pada suhu 600 oc sehingga bahan volatilenya menguap. Nitrificatioll. Pemberian oksigen pada amonia untuk diubah menjadi nitrit dan nitrat oleh mikroorganisme. Sludge Volu1lle. Volume lumpur dalam bioreaktor. Silldge Volullle Illdex. Nilai yang menyatakan banyaknya volume lumpur (ml) dalam setiap gram MLSS. Total Kjeldahl Nitrogw. Nilai yang menyatakan banyaknya kandungan senyawa nitrogen dengan metode kjeldahl. v
DAFTARISI KATAPENGANTAR... DAFTARISTILAH... DAFTARISI... Halaman DAFTAR TABEL........................ viii DAFTAR GAMBAR............................ DAFTAR LAMPIRAN............................ 1. PENDAHULUAN..................... 1 A. LATAR BELAKANG.................. 1 B. TUJUAN... 2 C. RUANG LINGKUP...... 2 II. TINJAUAN PUSTAKA........................ 3 A. LIlvrBAH CAIR............ 3 1. Karakteristik Limbah Cair Karet... 6 2. Parameter Kualitas Limbah Cair Karet...... 8 B. PENGOLAHAN LIMBAH CAIR...... 8 C. PENGOLAHAN LIMBAH CAIR SECARA BIOLOGI......... 11 1. Proses Penambahan Oksigen... 12 2. Proses Pertumbuhan Bakteri...... 12 - D. PROSES LUMPUR AKTIF......... 13 1. Degradasi Senyawa Karbon... 16 2. Nitrifikasi... 17 3. Penyisihan Fosfat... 20 III. BAHAN DAN METODE............ 22 A. KERANGKA PEMIKlRAN...... 22 B. BAHAN DAl'J ALAT.................. 22 1. Bahan... 22 2. Alat... 23 iv v vi jx x VI
C. METODE PENELITIAN... 23 1. Penelitian Pendahuluan... 23 2. Penelitian Utama...... 24 3. Perlakuan... 25 4. Rancangan Percobaan... 25 D. ANAUSIS DATA... 26 1. Efisiensi Penyisihan..... 26 2. Laju Penurunan COD dan Kandungan Nutrien (k)... 26 3. Laju Pertumbuhan Biomasa (11)... 27 4. Konversi Pertumbullan Biomasa Berdasarkan Penggunaan Substrat dan Nutrien.... 28 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 29 A. ANAUSIS KARAKTERlSTIK UMBAH CAIR KARET RSS... 29 B. AKLIMATISASI LUMPUR AKTIF...... 30 C. ph... 31 D. COD... 33 E. Nl-b-N DAN NO,-N....... 36 F. P04-P... 41 G. PERTUMBUHAN BIOMASA...... 43 H. EFISIENSI PENGGUNAAN SUBSTRAT......... 45 V. KESIMPULAN DAN SARAN.............................. 47 A. KESIMPULAN...... 47 B. SARAN... 48 DAFTARPUSTAKA... 49 LAtvlPlRAN.............................. 53 VII
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Skema Pengelompokan Bahan yang Terkandung eli dalam Limbah Carr... 4 Gambar 2. Skema Proses Pengolahan Limbah Carr... 9 Gambar 3. Konfigurasi Reaktor Aerobik... 24 Gambar 4. Kurva MLSS dan ML VSS selama Aklimatisasi...... 31 Gambar 5. Kurva ph pada Proses Aerobik...... 32 Gambar 6. Kurva COD pada Proses Aerobik...... 34 Gambar 7. Kurva N:I'l3-N dan N~-N pada Proses Aerobik... 38 Gambar 8. Kurva P04-P pada Proses Aerobik...... 41 Gambar 9. Kurva MLVSS pada Proses Aerobik... 44 IX