anaerobik

LABORATORIUM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI

SMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2012/2013

PRAKTIKUM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI

MODUL : Pengolahan Anaerobik

PEMBIMBING : Dra. Dewi Widyabudiningsih, MT

Tanggal Praktikum : 13 Maret2013

Tanggal Penyerahan laporan : 20 Maret 2013

Oleh :

Kelompok : 3

Nama : Fauzi Ramadhan NIM. 11143010

Firstiselanisa NIM. 11143011

Fuji Surya Gumilar NIM. 11143012

Kelas : 2A

PROGRAM STUDI DIPLOMA III ANALIS KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2013

A. Tujuan

1. Menentukan konsentrasi awal kandungan organik (COD) dalam umpan dan

konsentrasi kandungan organik (COD) dalam efluen setelah percobaan

berlangsung selama seminggu

2. Menentukan kandungan Mixed Liquor Volatiel Suspended Solid (MLVSS) yang

mewakili kandungan mikroorganisme dalam reaktor

3. Mempersiapkan nutrisi dalam umpan bagi mikroorganisme pendegradasi air

limbah

4. Menghitung efisien pengolahan dengan cara menentukan persen (%)

kandungan bahan organik yang didekomposisi selama seminggu oleh

mikroorganisme dalam reaktor terhadap kandungan bahan organik mula-

mula

5. Menghitung total gas yang dihasilkan setelah proses berjalan selama

seminggu untuk mengetahui efisiensi pembentukan gas

B. Dasar Teori

Pengolahan air limbah secara biologi anaerob merupakan pengolahan air

limbah dengan mikroorganisme tanpa injeksi udara/oksigen kedalam proses

pengolahan. Pengolahan air limbah secara biologi anaerob bertujuan untuk

merombak bahan organik dalam air limbah menjadi bahan yang lebih sederhana

yang tidak berbahaya. Disamping itu pada proses pengolahan secara biologi

anaerob akan dihasilkan gas-gas seperti gas CH4 dan CO2. Proses ini dapat

diaplikasikan untuk air limbah organik dengan beban bahan organik (COD) yang

tinggi

Pada proses pengolahan secara biologi anaerob terjadi empat (4) tahapan

proses yang terlibat diantaranya :

1. Proses hydrolysis : suatu proses yang memecah molekul organik komplek

menjadi molekul organik yang sederhana

2. Proses Acidogenisis : suatu proses yang merubah molekul organik

sederhana menjadi asam lemak

3. Proses Acetogenisis : suatu proses yang merubah asam lemak menjadi asam

asetat dan terbentuk gas-gas seperti gas H2, CO2, NH4 dan S

4. Proses Methanogenisis : suatu proses yang merubah asam asetat dan gas-

gas yang dihasilkan pada proses acetogenisis menjadi gas methane CH4 dan

CO2

Keempat proses tersebut terjadi secara berurutan, ke empat proses

tersebut dapat digambarkan seperti berikut.

(sumber Ketut Sumanda, 2012)

Berdasarkan model pertumbuhan mikroorganisme, pengolahan air

limbah secara biologi anaerob dibagi menjadi 2 (dua) model yaitu :

1. Model Pertumbuhan Mikroorganisme Tersuspensi

Model pertumbuhan mikroorganisme tersuspensi, yaitu suatu model

pertumbuhan mikroorganisme yang tersuspensi (tercampur merata) didalam

air limbah. Model pertumbuhan mikroorganisme tersuspensi pada

pengolahan air limbah secara biologi anaerob seperti gambar berikut :

Tangki Digester


Pada tangki digester (anaerobic reactor) dilengkapi dengan

pengaduk yang bertujuan untuk mensuspensikan mikroorganisme dalam

digester. Pada bagian atas tangki terdapat lubang (man hole) agar

manusia bisa masuk kedalam tangki digester untuk maintenance

(pemeliharaan) dan juga lubang kecil untuk pengukuran tekanan didalam

tangki digester. Operasional pengolahan air limbah secara biologi

anaerob seperti terlihat dalam gambar berikut


Operasional instalasi pengolahan air limbah secara biologi anaerob

dengan model pertumbuhan mikroorganisme tersuspensi seperti

berikut

1. Pembiakan mikroorganisme dalam tangki digester, dan lakukan

pengadukan agar mikroorganisme tersuspensi

2. Alirkan air limbah kedalam tangki digester, besarnya aliran air limbah

diatur sesuai dengan waktu tiinggal dalam tangki digester

3. Pada proses pengolahan secara biologi anaerob akan dihasilkan gas-

gas seperti CH4, CO2 dan NH3, gas-gas ini akan memberikan tekanan

pada tangki yang dapat mengakibatkan pecahnya tangki digester

akibat tekanan gas. Dalam rangka mengatasi tekanan gas-gas tersebut,

maka dibutuhkan pengeluaran gas-gas tersebut secara kontinyu

4. Air limbah yang telah diolah, dialirkan kedalam tangki clarifier yang

bertujuan untuk memisahkan antara air limbah hasil pengolahan

dengan mikroorganismenya, air limbah hasil pengolahan mengalir

secara over flow dari bagian atas tangki clarifier sedangkan

mikroorganisme yang mengendap pada tangki clarifier dipompa dan

dialirkan kembali kedalam tangki digester.

Proses pengolahan dengan metode Anaerobic digestion dapat

dioperasikan dengan multi-stage process yaitu dua (2) atau empat (4)

tahapan tergantung pada hasil pengolahan yang akan dicapai dan

besarnya bahan organik dalam air limbah.

2. Model Pertumbuhan Mikroorganisme Melekat

Model pertumbuhan mikroorganisme melekat, yaitu suatu model

pertumbuhan mikroorganisme yang melekat pada suatu media porous.

Model pertumbuhan mikroorganisme melekat pada pengolahan air limbah

secara biologi anaerob seperti gambar berikut :


Operasional instalasi pengolahan air limbah secara biologi anaerob

dengan model pertumbuhan mikroorganisme melekat seperti berikut :

1. Pembiakan mikroorganisme dalam media trickling fliter, pembiakan

mikroorganisme dilakukan dengan mengalirkan mikroorganisme

kedalam trickiling filter melalui distributor, mikroorganisme akan

mengalir dari bagian atas kebawah dan menempel pada media porous,

setelah mencapai ketebalan tertentu dan merata pada media porous

aliran mikroorganisme dihentikan.

2. Alirkan air limbah kedalam trickling filter melalui distributor, pastikan

aliran air limbah mengenai media porous secara merata agar terjadi

kontak antara air limbah dengan mikroorganismenya.

3. Air limbah yang telah berkontak dengan mikroorganisme akan keluar

melalui bagian bawah trickling filter, aliran air akan mengandung

mikroorganisme dalam jumlah yang kecil, mikroorganisme ini dipisahkan

dalam tangki clarifier dan dialirkan kembali ke dalam trickling filter,

sedangkan air limbah hasil pengolahan akan mengalir secara over flow

dari bagian atas tangki clarifier.

4. Pada proses pengolahan secara biologi anaerob akan dihasilkan gas-gas

seperti CH4, CO2, NH3, gas-gas ini dikeluarkan dari bagian atas tangki

trickling filter.

5. Gas-gas yang dihasilkan pada pengolahan air limbah secara biologi

anaerob seperti CH4 dan CO2 dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar.

Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam operasional pengolahan

air limbah secara biologi anaerob ini adalah :

1. Laju alir air limbah masuk, laju alir air limbah yang masuk perlu dilakukan

pengendalian agar waktu kontak antara air limbah dan mikroorganisme

terpenuhi, laju alir air limbah yang terlalu besar dapat mengakibatkan

lepasnya mikroorganisme yang telah melekat pada media porous

2. Bahan media porous, bahan media yang dipergunakan harus porous agar

mikroorganisme dapat melekat dengan kuat dan tidak mudah lepas akibat

aliran air limbah

3. Penyusunan media porous, penyusunan media porous akan mempengaruhi

waktu kontak antara air limbah dan mikroorganisme. Media porous disusun

sedemikian rupa sehingga dapat memberikan waktu kontak yang agak lama.

Perbedaan mendasar pengolahan air limbah secara biologi anaerob

dengan aerob adalah :

Pada pengolahan air limbah secara biologi anaerob, bahan organik (COD)

dikonversi menghasil 90% menjadi gas CH4, dan CO2 dan 10% nya lumpur. Gas-

gas yang dihasilkan dapat dimurnikan dengan proses absorbsi gas CO2, sehingga

dihasilkan gas CH4 murni yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar.

Pada pengolahan air limbah secara biologi aerob, bahan organik (COD)

dikonversi menghasil 50% panas (gas CO2) dan 50% nya lumpur. Ini

menunjukan pada pengolahan air limbah secara biologi anaerob akan

menghasilkan lumpur jauh lebih kecil dibanding pengolahan secara biologi

aerob

Waktu pengolahan air limbah secara biologi anaerob lebih lama dibandingkan

dengan pengolahan air limbah secara biologi aerob

C. Alat dan Bahan

Alat

- Labu Erlenmeyer 250 mL 2 buah

- Corong gelas 2 buah

- Cawan porselen 1 buah

- Desikator 1 buah

- Neraca analitik 1 set

- Oven 1 set

- Furnace 1 set

- Hach COD Digester 1 set

- Tabung Hach 6 buah

- Dosimat 1 set

Bahan

- Sampel efluen

- Sampel lindi

- Kertas saring

- Indikator ferroin

- Ferro Ammonium Sulfat (FAS) 0,25 N

- Larutan K2Cr2O7 0,25 N

- Larutan pereaksi H2SO4

D. Langkah Kerja

a. Penentuan kandungan organik (Chemical Oxygen Demand/COD)

1. Memasukkan 2,5 mL sampel kedalam tabung Hach, kemudian

menambahkan 1,5 mL pereaksi kalium bikromat dan 3,5 mL pereaksi

asam sulfat pekat.

2. Memasukkan tabung Hach pada Hach COD Digester dan panaskan pada

suhu 150oC selama 2 jam.

3. Mengeluarkan tabung Hach dari Digester dan biarkan dingin pada udara

terbuka. Setelah tabung menjadi dingin titrasi dengan larutan Ferro

Ammonium Sulfat (FAS) 0,25 N menggunakan indicator ferroin (2 atau 3

tetes). Titrasi hingga terjadi perubahan dari warna hijau menjadi coklat.

4. Melakukan pekerjaan diatas untuk aquades sebagai blanko.

b. Penentuan kandungan Mixed Liquor Volatile Suspended Solid (MLVSS)

1. Memanaskan cawan pijar selama 1 jam dalam Furnace pada suhu 600oC

dan panaskan kertas saring selama 1 jam dalam Oven pada suhu 105oC

2. Menimbang sampai didapat berat konstan dari cawan pijar (a gram)

maupun kertas saring (b gram). Gunakan desikator untuk menurunkan

suhu cawan pijar maupun kertas saring selama penimbangan.

3. Menyaring 40 mL air limbah sampel dengan menggunakan kertas saring

yang sudah diketahui beratnya.

4. Memasukkan kertas saring yang berisi endapan kedalam cawan pijar dan

memanaskan dalam Oven pada suhu 105oC selama 1 jam.

5. Menimbang cawan pijar yang berisi kertas saring dan endapan sampai

didapat berat konstan (c gram)

6. Memasukkan cawan pijar yang berisi kertas saring dan endapan kedalam

Furnace pada suhu 600oC selama 2 jam.

7. Menimbang sampai didapat berat konstan (d gram)

E. Pengolahan Data

a. Penentuan kandungan organik (Chemical Oxygen Demand/COD)

Hasil Titrasi

SampelTitrasi

ke-

Volume

sampel (mL)

Volume FAS

(mL)

Rata-Rata

(mL)

Kadar COD

(mg/L)

Standarisasi dengan

K2Cr2O7 0,25N

1 10 10,51610,489 -

2 10 10,462

Blanko1 2,5 0,848

0,848 61,822 2,5 0,848

Efluen1 2,5 0,454

0,476 68,012 2,5 0,498

Lindi1 2,5 0,762

0,768 -2 2,5 0,774

Perhitungan konsentrasi FAS

= V K 2Cr 2O7×N K

2Cr

2O7

V FAS

= 10×0 ,2510,489

= 0,2383 N

Perhitungan kadar COD

COD (mgO2/L) ¿(a−b ) c x 1000x d x p

mL sampel

a= mL FAS untuk blanko

b= mL FAS untuk sampel

c= normalitas FAS

d=BE oksigen (8)

p= pengenceran

Efluen

= (0,848−0,476 )0,2383x 1000 x8 x50

2,5

=14183,616 mg/L

Lindi

= (0,848−0,768 )0,2383x 1000x 8 x50

2,5

=3050,24 mg/L

b. Penentuan kandungan Mixed Liquor Volatile Suspended Solid (MLVSS)

Data penimbangan

Volume

sampelPenimbangan

Massa

(gram)

Rata-

rata

a

gramCawan kosong

30,997630,997

330,9972

30,9972

b

gramKertas saring kosong

1,0826

1,08291,0830

40 mL 1,0830

c

gram

Cawan + kertas saring + endapan dalam

oven

32,4955 32,495

332,4950

d

gram

Cawan + kertas saring + endapan dalam

furnace

31,014431,014

531,0146

31,0145

Perhitungan

TSS (mg/L)

=(c−a )

mL sampelx 106

=(32,4953−30,9973 )

40x106

= 374479,17 mg/L

VSS (mg/L)

=(c−d )

mL sampelx 106

=(32,4953−31,0145 )

40x106

= 370187,50 mg/L

FSS (mg/L)

= TSS – VSS

= 374479,17 – 370187,50

=4291,67 mg/L

c. Pembahasan

d. Kesimpulan

e. Daftar Pustaka

anaerobik

Documents