Efek Aerasi Terhadap Dominasi Mikroba Dalam Sistem High Rate Algae Pond (HRAP) Untuk Pengolahan Air Bozem Morokrembangan

Oleh:

Bellinda Ira Anggraeni

3307.100.012

Dosen Pembimbing

Prof. Ir. Joni Hermana, MScEs, PhD.

Jurusan Teknik LingkunganFakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

PENDAHULUAN

• Latar Belakang

NutrientBozem

Morokrembangan

Algae Bloom Oksigen

Zat Organik

Oksigen Kompetisi antarMikroba

Bakteri

Kondisi Septik

PENDAHULUAN

• Latar Belakang

HRAP

SimbiosisAlga Bakteri

AlternatifPengolahan

PENDAHULUAN

Perumusan Masalah

• Bagaimana efekaerasi terhadapdominasi mikrobadalam sistemHRAP untukpengolahan Air BoezemMorokrembangan

Tujuan

• Mengkajiefektifitas aerasiterhadap dominasimikroba dalamsistem HRAP untuk pengolahanAir BoezemMorokrembangan

PENDAHULUAN

• Ruang Lingkup PenelitianSample air limbah domestic yang akan digunakan dalampenelitian ini adalah air bozem morokrembangan.

Penelitian dilakukan dalam skala laboratorium.

Pola aliran yang digunakan adalah bacth

Variasi yang digunakan variasi aerasi (aerasi selama 12 jam, 24 jam dan tanpa aerasi) dan variasi konsentrasiCOD (50 mg/l, 100 mg/l, dan 150 mg/l)

Parameter utama : Biomass dalam MLVSS, konsentrasiCOD dan klorofil a. Parameter tambahan : pH dan DO

HIGH RATE ALGA PONDHigh Rate Alga Pond (HRAP) ditemukan Professor William Oswald di University of California di Berkeley tahun 1960.

HRAP adalah kolam kolam memanjang yang berbentuk seperti lajur m dengan kedalaman 0,2-1 m

Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan alga dan reduksi limbah dalam HRAP adalah Konstruksi kolam (Kedalaman dan Laju alir air), Nutrisi, Fotosintesis, pH dan O2

ALGA DAN BAKTERI

• ALGA– Alga merupakan organisme tingkat rendah yang

bersifat eukariot dan berklorofil, bersel satu (misalnya Cholrella dan Micratinium sp) maupun multiseluler misalnya seaweed, hidup di air baik tawar maupun laut bahkan air limbah.

– Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan algae adalah Salinitas, Suhu, pH intensitas cahaya, dan Aerasi

ALGA DAN BAKTERI

• BAKTERI– Bahan organik akan didegradasi oleh bakteri

menjadi CO2 dan H2O melalalui bantuan oksigen

– Oksigen dan temperatur merupakan faktor penting unutk pertumbuhan bakteri

– Senyawa organik juga menjadi sumber karbon dan tenaga bagi sebagian bakteri untuk keperluan sintesis sel baru

SIMBIOSIS ALGA BAKTERI

Alga O2

Sel-sel baru

Bakteri

CO2 , NH4+ , PO4

=

Bahan Organik

Sel-sel baru

fotosintesis

METODOLOGI PENELITIANLATAR BELAKANG

RUMUSAN MASALAH DAN TUJUAN

PERMASALAHANBagaimana efektifitas

aerasi terhadap dominasi mikroba dalam sistem High Rate Algae Pond (HRAP)?

TUJUANMengkaji efektifitas aerasi terhadap dominasi sistem

High Rate Algae Pond (HRAP)

METODE

KAJIAN PUSTAKA

- sebelum masuk ke badan air, limbah domestik (grey water) harus diolah terlebih dahulu agar tidak mencemari badan air.- PP no 82 tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air.- algae mengahsilkan oksigen yang berguna bagi biota perairan- HRAP merupakan pengolahan konvensional limbah domestik (grey water) yang efektif.-

REALITA SAAT INI

- saluran drainase merupakan saluran pembuangan limbah domestik (grey water) kota Surabaya- belum ada pengolahan limbah domestik (grey water) sebelum masuk ke badan air- algae menjadi penyebab pencemaran pada badan air.- alga hanya mampu memproduksi oksigen saat ada cahaya (matahari)

STUDI LITERATUR

- Limbah Cair Domestik (grey water)- Jenis dan sumber limbah cair domestik (grey water)- definisi, klasikfikasi, dan siklus hidup Algae- definisi High rate alga Pond (HRAP)- Faktor-Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan Algae dalam HRAP- keputusan menteri lingkungan hidup No.112 tahun 2003- SK Gubernur jatim no.24 tahun 2002

PERSIAPAN ALAT DAN BAHAN

- Peralatan laboratorium dan Bahan dalam analisis MLVSS- Peralatan laboratorium dan Bahan analisis COD- pH meter,DO meter, Turbidy meter, Termometer, Spektofotometer.

PEMBUATAN REAKTOR

- waktu pembuatan reaktor ± 1 minggu- reaktor terbuat dari bahan kaca setebal 3 mm- jumlah reaktor 9 buah- volume tiap reaktor 12 liter

HASIL YANG DIHARAPKAN

Mengetahui bagaimana dominasi mikroba dalam

sistem HRAP saat tidak ada aerasi, aerasi selama 12 jam dan aerasi selama 24 jam.

Serta mengetahui dominasi mikrobah dengan konsentrasi

yang berbeda

HASIL PENGAMATAN

PENUMBUHAN ALGAE DAN AKLIMATISASI

- alga yang akan ditumbuhkan berasal dari sungai depan Teknik Kimia- waktu penumbuhan algae dan aklimatisai ± 1 bulan- aklimatisasi dilakukan dengan 50% alga dan 50% air boezem, 75% alga dan 25% air boezem

><Gap

ANALISA AWAL KARAKTERISTIK AIR

LIMBAH

Menganalisa konsentrasi COD dalam air Boezem

Morokrembangan untuk menentukan barapa

penambahan konsentrasi dalanm air Boezem agar sesuai

dengan variasi konsentrasi COD yang telah ditentukan

PELAKSANAAN

Dilakukan selama 20 hari dengan 2 variasiVariasi Aerasi1. tanpa aerasi2. Aerasi 12 jam3. aerasi 24 jam

Variasi Konsentrasi COD1. 50 mg/l O22. 100 mg/l O22. 150 mg/l O2

PENGAMBILAN DATA(dilakukan setiap hari)

- Biomass dalam MLVSS- chlorofil a- konsentrasi COD- DO- pH- Suhu- Kekeruhan

ANALISIS DATA

1. menganalisis hubungan antara aerasi

dengan dominasi mikroba dalam sistem

HRAP 2. menganalisis pengaruh

konsentrasi COD terhadap dominasi

mikroba

PENAMPILAN DATA

Dalam bentuk grafik,tabel dan tullisan

PELAKSANAAN

• Penelitian dilakukan selama 20 hari dengan menggunakkan sistem aliran diam (batch)

• 2 variasi yaitu variasi waktu aerasi dan variasi konsentrasi COD.Waktu Aerasi

Konsentrasi COD

Tanpa Aerasi Aerasi 12 Jam Aerasi 24 Jam

COD 50 mg/l 1 2 3

COD 100 mg/l 4 5 6

COD 150 mg/l 7 8 9

REAKTORaerator

30 cm10 cm

20 cm

20 cm20 cm20 cm

pom

pa

30 cm10 cm

20 cm

20 cm20 cm20 cm

pom

pa

SEEDING

Seeding alga dilakukan hingga nilai konsentrasi chlorophyll a pada alga mencapai rentang 0,22-1,30 mg/l(Fallowfield,1999)

Hari ke-

Konsentrasi Chlorophyll a

1 0,046 mg/l2 0,071 mg/l3 0,89 mg/l4 0,72 mg/l5 0,104 mg/l6 0,122 mg/l7 0,17 mg/l8 0,156 mg/l9 0,146 mg/l

10 0,25 mg/l11 0,22 mg/l12 0,27 mg/l13 0,29 mg/l

AKLIMATISASI

25% air bozem : 75% seeding

ANALISA AWAL KARAKTERISTIK AIR LIMBAH DOMESTIK

No Tanggal Konsentrasi COD

Konsentrasi N

Konsentrasi P

1 27 April 2011 71 mg/l 127,87 mg/l 1,72 mg/l

2 31 Juli 2011 151,2 mg/l 32,79 mg/l 0,99 mg/l

3 11 Oktober 2011 170 mg/l 113,05 mg/l 1,75 mg/l

BanyakTerdapat Eceng

Gondok

Air Berwarna

Hitam

MusimPenghujan

Air BerwarnaHijau

MusimKemarau

Air BerwarnaHitam

BanyakSampahdan Bau

Tak sedap

MusimKemarau

27 April 2011

31 Juli 2011

11 Oktober 2011

HASIL ANALISA KLOROFIL -A

Pada percobaan aerasi 24 jam jumlah alga cenderung stabil sedangkan padapercobaan dengan aerasi 12 jam, alga yang dilihat dari jumlah konsentrasi

chlorophyll a mengalami fase pertumbuhan yang cepat akan tetapi

tidak bertahan lama.

Pada reaktor percobaan dengan aerasiselama 12 dan 24 jam terjadi fenomenadimana jumlah konsentrasi Chlorophyilla pada pagi hari lebih tinggi daripadasore hari. Hal tersebut dimungkinkan

karena kondisi cuaca yang terlalu panassehingga menyebabkan kematian alga

pada sore hari.

HASIL ANALISA MLVSS

Hasil penelitian menunjukkan jumlah biomass mengalami fluktuasi baik antara siang malam maupun dari hari ke hari. variasi konsentrasi COD 100 mg/l efek aerasi 12 jam dapat meningkatkan pertumbuhan mikroorganisme terutama bakteri.

HASIL ANALISA DO

Perlakuan aerasi selama 24 jam yang diberikan, ketika malam mampu menjaga kadar DO pada reaktor,

sehingga kadar oksigen untuk bakteri masih tetap terjaga.

Kondisi kesembilan reaktor pada malam hari memiliki konsentrasi DO yang lebih rendah daripada siang hari.

HASIL ANALISA pH

nilai konsentrasi pH sore hari memiliki nilai yang lebih tinggi dari pada pagi hari. Hal ini disebabkan

kandungan CO2 yang bersifat asam. Ketika malam hari alga melakukan respirasi dan

menghasilkan CO2 sehingga kadar CO2 dalam reaktor meningkat. Peningkatan kadar CO ini

menyebabkan nilai pH turun pada malam hari.

HASIL ANALISA ZAT ORGANIK

Penurunan konsentrasi PV yang terjadi pada semua reaktor walaupun nilai penurunan yang terjadi pada masing-masing reaktor berbeda satu dengan lainnya. Hal ini dikarenakan perbedaan kinerja mikroorganisme dalam menguraikan bahan organik yang terkandung dalam masing-masing reaktor.

HASIL ANALISA KONSENTRASI BAKTERI DENGAN ZAT ORGANIK

konsentrasi bakteri dan zat organik mengalami kenaikkan dan penurunan yang cenderung berlawanan

yaitu ketika konsentrasi bakteri naik, konsentrasi zat organik mengalami penurunan. Begitu pula sebaliknya

saat konsentrasi bakteri turun maka konsentrasi zat organik mengalami peningkatan.

HASIL ANALISA KONSENTRASI ALGA DENGAN OKSIGEN TERLARUT

Pada percobaan tanpa aerasi konsentrasi DO berbanding lurus dengan konsentrasi klorofil a.Sedangkan untuk percobaan dengan aerasi, konsentrasi klorofil a tidak mempengaruhikonsentrasi DO, hal tersebut dikarenakanpenambahaan kandungan oksigen oleh aerator.

HASIL ANALISA REMOVAL ZAT ORGANIK

Percobaan dengan aerasi selama 12 jam memiliki nilaipersentase removal yang lebih baik daripada tanpa

aerasi. Hal ini membuktikan bahwa peranan alga tidakmendominasi terhadap peranan bakteri. Saat siang

hari, umumnya alga berperan dalam menyuplai oksigenuntuk kebutuhan bakteri dalam mendegradasi zat

organik. Pemberian oksigen terlarut pada malam harimenyebabkan peran alga tergantikan oleh aerator.

KESIMPULAN SARANKesimpulan• Efek aerasi pada pertumbuhan alga yaitu untuk

12 jam aerasi pada malam hari alga dapattumbuh dengan cepat namun tidak dapatbertahan lama, sebaliknya dengan aerasi selama24 jam pertumbuhan alga relatif lambat namunjumlahnya relatif stabil.

• Percobaan dengan aerasi selama 12 jam padamalam hari memiliki kemampuan penurunan zatorganik terbaik.

– Untuk konsentrasi COD awal 50 mg/l nilaipersentase removal zat organik sebesar70%,

– Untuk konsentrasi COD awal 100 mg/l nilaipersentase removal zat organik sebesar72%

– Dan untuk konsentrasi COD awal 150 mg/l nilai persentase removal zat organiksebesar 89%,

• Aerasi selama 12 jam pada malam harimemberikan pengaruh positif terhadappenurunan zat organik, sehingga alga memilikiperanan penting dalam memberikan oksigenterlarut untuk proses biodegradasi.

Saran• Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan

sistem aliran kontinyu, sehingga dapat dilihatperanan alga dan bakteri secara alami padabadan air.

• Perlu dilakukan penelitian dengan variasi efekaerasi yang tetutup.

• Penelitian perlu dilakukan dengan sistemreaktor yang mampu menstabilkan suhu, sehingga alga dapat tumbuh lebih optimum dantidak mengalami kematian akibat suhu yang terlalu panas.

TERIMA KASIH