BIOOKSIDATORDalam proses produksi sebuah industri akan didapatkan hasil produksi, namun terdapat hasil samping dalam proses produksi tersebut yaitu limbah. Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik (rumah tangga). Limbah tersebut tidak bisa langsung dibuang karena sangat membahayakan bagi masyarakat. Sehingga dilakukan proses pengolahan limbah agar dapat memenuhi syarat untuk di buang atau dialirkan kembali ke alam. Salah satunya metode biologis (sekunder) dengan pemanfaatan lumpur aktif. Proses pengolahan limbah dengan metode biologi adalah metode yang memanfaatkan mikroorganisme sebagai katalis untuk menguraikan material yang terkandung di dalam air limbah dengan memanfaatkan mikroorganisme. Alat yang digunakan dalam proses ini disebut biooksidator.Pengolahan sekunder (secara biologis)Pengolahan sekunder (secara biologis) pada prinsipnya adalah pemanfaatan aktivitas mikroorganisme seperti bakteri dan protozoa. Mikroba tersebut mengkonsumsi polutan organik dan mengkonversi polutan organik tersebut menjadi karbondioksida, air dan energi untuk pertumbuhan dan reproduksinya. Oleh karena itu, sistem pengolahan limbah cair secara biologis harus mampu memberikan kondisi yang optimum bagi mikroorganisme, sehingga mikroorganisme tersebut dapat menstabilkan polutan organik secara optimum.Upaya yang dilakukan untuk mempertahankan agar mikroorganisme tetap aktif dan produktif, mikroorganisme tersebut harus dipasok dengan oksigen yang cukup, cukup waktu untuk kontak dengan polutan organik, temperatur dan komposisi medium yang sesuai. Sistem pengolahan limbah cair yang dapat diterapkan untuk pengolahan sekunder limbah cair industri pangan skala antara lain adalah sistem lumpur aktif (activated sludge), trickling filter, Biodisc atau Rotating Biological Contactor (RBC), dan Kolam Oksidasi. 1. Sistem Lumpur AktifSistem lumpur aktif adalah salah satu proses pengolahan air limbah secara biologi, dimana air limbah dan lumpur aktif dicampur dalam suatu reaktor atau tangki aerasi. Padatan biologis aktif akan mengoksidasi kandungan zat di dalam air limbah secara biologis, yang di akhir proses akan dipisahkan dengan sistem pengendapan. Proses lumpur aktif mulai dikembangkan di Inggris pada tahun 1914 oleh Ardern dan Lockett (Metcalf dan Eddy, 1991), dan dinamakan lumpur aktif karena prosesnya melibatkan massa mikroorganisme yang aktif, dan mampu menstabilkan limbah secara aerobik.

Prinsip dasar sistem lumpur aktif yaitu terdiri atas dua unit proses utama, yaitu 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. Suspensi biomassa dalam limbah cair kemudian dialirkan ke tangki sedimentasi (tangki dimana biomassa dipisahkan dari air yang telah diolah). Sebagian biomassa yang terendapkan dikembalikan ke tangki aerasi, dan air hasil proses dibuang ke lingkungan

Gambar 1. Skema proses lumpur aktifDalam sistem tersebut, mikroorganisme dalam biomassa (bakteri dan protozoa) mengkonversi bahan organik terlarut sebagian menjadi produk akhir (air, karbon dioksida), dan sebagian lagi menjadi sel (biomassa).

Aliran umpan air limbah atau subtrat, bercampur dengan aliran lumpur aktif yang dikembalikan sebelum masuk rektor. Campuran lumpur aktif dan air limbah membentuk suatu campuran yang disebut cairan tercampur (mixed liquor). Memasuki aerator, lumpur aktif dengan cepat memanfaatkan zat organik dalam limbah untuk didegradasi. Kondisi lingkungan aerobik diperoleh dengan memberikan oksigen ke tangki aerasi. Pemberian oksigen dapat dilakukan dengan penyebaran udara tekan, aerasi permukaan secara mekanik, atau injeksi oksigen murni. Aerasi dengan difusi udara tekan atau aerasi mekanik mempunyai dua fungsi, yaitu pemberi udara dan pencampur agar terjadi kontak yang sempurna antara lumpur aktif dan senyawa organik di dalam limbah.Pada tangki pengendapan (clarifier ), padatan lumpur aktif mengendap dan terpisah dengan cairan sebagai effluent. Sebagian lumpur aktif dari dasar tangki pengendap dipompakan kembali ke reaktor dan dicampur dengan umpan (subtrat) yang masuk, sebagian lagi dibuang.2. Parit Oksidasi (Oxidation ditch)

Oxidation ditch adalah bak berbentuk parit yang digunakan untuk mengolah air limbahdengan memanfaatkan oksigen (kondisi aerob). Kolam oksidasi ini biasanya digunakan untuk proses pemurnian air limbah setelah mengalami proses pendahuluan. Prinsip kerja dari reaktor ini sama dengan proses lumpur aktif hanya aliran limbahnya dibuat seperti aliran pada parit yang bergelombang. Bedanya reaktor ini biasanya untuk mengolah limbah yang relatif lebih encer.Gambar 2. Parit Oksidasi (Oxidation ditch)Kelebihan : Biaya rendah

Kekurangan : Membutuhkan lahan yang luas, efisiensi penurunan zat organik sangat terbatas, (influen + 200 mg/lt BOD, efluen + 50 mg/l BOD) dan masih mengandung zat padat tersuspensi yang tinggi dari adanya algae (100 200 mg/l), efisiensi tidak stabil (menurun pada malam hari) karena proses photosyntesa terhenti.3. Filter menetes (Tricling Filter)

Prinsip kerja dari reaktor ini adalah melewatkan air limbah yang dialirkan melalui tumpukan masa yang berpori pori atau bahan yang berongga yang berlaku sebagai penyangga mikroorganisme. Bahan tersebut dapat berupa potongan potongan batu, silika, atau arang. Permukaan batuan ini mengandung lapisan (film) mikroorganisme biasanya, bakteri Zoogloea ramigera dan spesies protozoa bersilia (seperti Carchesium, Chilodonella, Opercularia dan Vorticella). Oksigen yang diperlukan untuk menjaga suasana aerobik pada seluruh biomasa yang diperoleh secara ventilasi ilmiah.Gambar 3. Filter menetes (Tricling Filter)Kelebihan : tidak memerlukan lahan yang luas serta mudah pengoprasiannya. Kekurangan : tidak bisa diisi dengan beban volume yang tinggi mengingat masa biologi pada filter akan bertambah banyak sehingga bisa menimbulkan penyumbatan filter. Disamping itu karena suplay oksigen secara alamiah maka akan ada bagian yang tidak terkena oksigen secara langsung yang akan berakibat timbulnya kondisi yang anaerobik. Hal ini bisa berakibat timbulnya bau yang tidak sedap.

4. Rotating Biological Contactors (RBC)

Rotating Biological Contactor (RBC) adalah suatu proses perngolahan air limbah secara biologis yang terdiri atas disc melingkar yang diputar oleh poros dengan kecepatan tertentu. Unit pengolahan ini berotasi dengan pusat pada sumbu atau as yang digerakkan oleh motor drive system dari diffuser yang dibenam dalam air limbah, dibawah media.

Cara Kerja: Mekanisme aerasi terjadi ketika mikroba terpapar oksigen di luar air limbah sehingga terjadi pelarutan oksigen akibat difusi. Sesaat kemudian, mikroba ini tercelup lagi ke dalam air limbah sekaligus memberikan oksigen kepada mikroba yang tersuspensi di dalam bak. Bersamaan dengan itu terjadi juga reintake material organik dan anorganik yang merekat didalam biofilm. Tetesan air berbutir-butir yang jatuh dari media plastik dan bagian biofilm yang merekat dipermukaan plastik juga memberikan peluang reaerasi. Begitu seterusnya secara kontinyu 24 jam sehari, ada yang bagian terendam, ada bagian yang terpapar oksigen.

Gambar 4. Rotating Biological Contactors (RBC)Kelebihan : Mudah dioperasikan, mudah dalam perawatan, tidak membutuhkan banyak lahan dan beberapa variasi parameter dapat di kontrol seperti kecepatan putaran disc, resirkulasi, dan waktu detensi.

Kekurangan : Kerusakan pada materialnya seperti as, coupling, bearing, rantai, gear box, motor listrik, Biaya kapital dan pemasangan mahal dan biaya investasi mahal jika debit airnya besar.Parameter Kualitas Air1. BOD

BOD singkatan dari Biological Oxygen Demand adalah kebutuhan oksigen biokima yang menunjukkan jumlah oksigenyang digunakan dalam reaksi oksidasi oleh bakteri. Sehingga makin banyak bahan organik dalam air. Air yang bersih adalah yang BOD nya kurang dari 1 mg/l atau 1 ppm, jika BOD nya di atas 4ppm, air dikatakan tercemar.Tabel 1. Tingkat pencemaran perairan berdasarkan nilai BOD

Tingkat PencemaranParameter BOD (ppm)

Rendah0-10

Sedang11-20

Tinggi25

2. CODCOD, singkatan dari Chemical Oxygen Demand adalah kadar oksigen yang terlarut dalam air limbah yang diperlukanuntuk menguraikan zat organic tertentu secara kimia karenasukar dihancurkan secara oksidasi. Oleh karenanya dibutuhkanbantuan reaksi oksidator yang kuat menjadi suasana asam. Nilai COD selalu lebih besar daripada nilai BOD. Nilai COD pada perairan yang tidak tercemar biasanya kurangdari 20 mg/L, sedangkan pada perairan tercemar dapat lebih dari200 mg/L dan pada limbah industri dapat mencapai 60.000mg/L .3. TSS

Total Suspended Solid (TSS), adalah salah satu parameter yang digunakan untuk pengukuran kualitas air berdasarkan total solid yang tersuspensi dalam air tersebut. Keberadaan padatan tersuspensi masih bisa berdampak positif apabila tidak melebihi toleransi sebaran suspensi baku mutu kualitas perairan yang ditetapkan oleh Kementrian Lingkungan Hidup, yaitu 70 mg/L.4. % Transmitan

Sama seperti TSS, %T adalah salah satu parameter yang digunakan untuk pengukuran kualitas air berdasarkan total solid yang tersuspensi dalam air dengan mengukur % transmitan pada alat spektrofotometer, dimana semakin besar % transmitan maka srmakin kecil nilai solid yang tersuspensi.MAKALAH

OPERASI TEKNIK KIMIA

Disusun Oleh :Noranda Jelfano

(1114025)

Thufail

(1114032)

Samsul Arif

(1114035)

Kurniawan TTW

(1114036)JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL

MALANGJUNI 2013KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami sampaikan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat Karunia-Nya kami dapat menyelesaikan makalah ini.

Makalah ini kami buat dan kami susun dengan maksud untuk memenuhi tugas yang diberikan serta untuk menambah pengetahuan pembaca tentang Biooksidator pada mata kuliah OTK I.

Kami haturkan terima kasih kepada dosen pembimbing mata kuliah OTK I, yang telah membimbing kami dalam mempelajari mata kuliah OTK I, kemudian kepada teman-teman yang telah membantu kami dalam penyelesaian makalah ini.

Kami menyadari bahwa makalah ini masih banyak kekurangan. Tetapi kami berharap makalah ini dapat bermanfaat bagi siapapun yang membacanya.

Oleh karena itu, kami mohon maaf atas segala kekurangan dalam penyajian makalah ini, maka dari itu kritik dan saran sangat kami harapkan.Malang, Juni 2013

Penulis