""'.|;ii+. PROSIDINGi.',.I S SBVTTNAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSBS 2OOO? ' , ' l I S S N : 1 4 l l - 4 2 1 6'�*

BIOREAKTOR BERPEI\IYEKAT A|.{AEROB UNTUKPENGOLAIIAN LIMBAII CAIR INI}TISTRI YANG MENGANDUNG

MINYAK DAN LEMAK:Kajian Dinamik Bioreaktor Dengan Pembebanan Organik Rendah

Adrianto Ahmad', Tjandra Setiadi" , Mindriany Syafila"dan Oei Ban Liang"* Jurusan Teknik Kimia-Universitas Riau

** PPAu-Bioteknologi ITBe -m ail : tjandr a@che. ac.i d

AbstrakLinbah cair indastri y'ang mengandtmg miryak dqr lemak pada umumnya ditemui pada

in&tslri makomn don minuman antarq lqin industri minyak sawit, industri nsa, indastri keju dan lainsebagairyn. Limbah cair yang mengan&tng nirynk don lemak lebih sulit untuk diuraikandibandinglan dengan limbah cair yang mengemdung karbohidtal atau protein. Upaya tersebut dapaldilakukan dengan peramgcman secqra anaerob yang memmtfaatkan sistem bioreahor berpenyekat.Penggwnut sistem ini memherikan keunhngan antara lain mamJnr meninglatkan konsenlrasibiomass clan memperpanjang waktu tinggal hiomoss- Nanun demikian, Kcqra umum prosesanaeroh mempmyai beberapa kelemqhan qntara lain ilart-up bioreaHor membultthlant wah.u yangcafup lan4 laju perfimbuhan biomasm lambot dan waha pengolahnt a*up lsma. Untuk mengatasikelemahan ini diupayalcan untuk menentulann slrategi yang menguntunglun dalan meloksanakststort-up bioreqktor berperryekat anaerob. Proses gart-up bioreaktor sangat tergqntutlg lcepadakqrakteristik limbah cair, telorik inokulum, kondisi proses dan pemilihan beban organik. Penelitian inibertujuan untuk mengkaji dinomika bioreaktor selqma proses starhtp dengan pemilihan leknikirtokuhrm secara batch, kondi.ti proses optimum da n bebm organik rendah

Hasil penelitint menunjuklrrat bahwa proses.stnrt-up birtreaktor berlangvng selama 4A horidengan kandisi operasi snhu 35 0C don pn ratu-ratq 6,a. Pado keadoan nnoi 6ti"ay state) dapatdicapai efsiensi penyisihan COD sebesr 88'% dengan pembehannt organik 0,5 kgCODrn3-hari.Konsentrasi biomasv pada setiap rucmg berpenyekat berbeda-bedn yahni 3. 142 mgl'SSIL pada nungpenyelrat prtama, 1.666 ngVSS/L pada ruang penyekat kedaa, 1.342 mgVSS/L pada ruang perryekatkeliga, dan I-278 mgVSS/L pada ruang penyekat terakhir. Kentampuan sistem ini unhtk mencegahlehilangan biomossa vngal baik, kareno kehilangan bioma*sa dari sistem ffingat rendah berkisr160 mgVSSfi.. Biogas yang dihasil sebanyk 0,2 m"ikgC.OD tersisihkan dengan konsentrasi gas metan

sebesar 75 %o padawaWu linggal bkmassa I54,5 hni.

MTA KIINCI: bioreaktor berpertyekat anaerob, minyak-lemak, proses anaerob, start-up bioreoktor

Pendahuluan

. Paranganan limbah cair industri yang mengandung minyak dan temak dapat dilakukan secara biologisyakni dengan proses aerob alau, pros€s anaerob. Penanganan secara aerob mempunyai beberapa kelemahanantara lain membuhrhkan biaya untuk aerasi dan penanganan lumpur. Kelemahan ini dapat diatasi oleh sistemanaerob dengan kelebihan antara lain tidak membutuhkan biaya untuk aerasi, lumpur yang dihasilkan relatifsedikit dan menghasilkan gas metan yang dapat digunakan sebagai sumber enersi untuk pemanasar\pembakaran dan lain sebagainya, ,,r , . . l' Meskipun prosCs anaerob mempunyai beberapa ke.unggulan akan tetapi juga mempunyai beberapakelematran antara lain sart-ap'biorealtor membutuhkan waktu yang cukup lama (30-60 hari), lajupertumbuhan biomassa larnbat dan waktu pengolahan cukup lama (1.5 hari hingga 20 hari). Nampaknya,masalah yang ada sesungguhnya adalah-sulitnya pengandalian konsentrasi biomassa dan pencegahankehilangan biomassa dari sistern. ; i ,

Upaya yang telah dilakukan d.aArn dengan merancang unit reaktor sedemikian rupa dangan tujuanmemperpanjarrg waktu tinggal sel dalam bioreaktor. Memperpanjang waktu tinggal sel ini, pada hakekatnyaadalah mencegah agat biomassa tidak mengalami wizslvutt dari sistern. Cara yang dilakukan pada umumnyadengan resirkulasi biomassa ke dalam biorealdorlritau menjebak biomassd pada media pendukung. Teknikresirlcrlasi padatan biomassa pada umgpya aUnrtan.paaa-unit biorealtor seperti tontaL, sedangkanpenjebakan biomassa, pilalgr\4g; pe44,"!ioreaktor, {uidisasi;_anaerob,,biorgaktortunggun diain (fixed bed)

JURUSAN TEKT{IK KIMIA FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

7

$t

il**

. c ,si ri.

i*

tii

,Ji

anaerob dan bioreaktor hybrid anaerob Nalnul demikian, hasir yang diperoleh berum memuaskan karena;:ffiiliii#:.trdung

padatan t".'u'p"*i i"[-o,"h;;1"f iuo']ia,u,uri dengan menggunakan bioreaktorBiorealrtor berpenyekat anaerob tetah banyak digunakan untuk mengolah berbagai jenis l.imbah cairantara lain limbah peternakan babi (Yang

1T in* -tnGl,'rt;iq11^yr

;""d;;T'*r"ot"h whisky',(Boopathv dkk' 198s) dan limbah ""it'*otJs lnoopathy dan t'til;,' r 990). Menurut yang dan ehqu ( I 985)bahwa kelebihan bioreaktor uerpenvetat an*,-ti

=1;4h;;;;;;"goperasian karena iakru start-uptebihsingkat dibanding bioreaktor nrtet L""roulinaerouic firter bioreaci-1, ,ia* mudah i"i.r*tut dibandingkan;:Hffff::bj?:f,hff:i*il;*";

R,ia,",i, tid"k;;;ur.ln auu, urang rumpur, ridak memerrukanMengingat kelebihan-kelebihan bioreaktor. berpenyekat anaerob dari sistem bioreaktor lainnya danpenggunaannya dalam mengolah berbagai limbah "ulr inauri.; ortl^ii9"u" untuk mengembangkan bioreakrorini dalam mengolah lybah cair inauJri v*g t"ns-dung minyak dan remak. Kebirhasilan bioreattor inidalam mengolah limbah cair tersebut ;c;t;rg*tung kep;a Jr"r"g, merakukan start-upbioreaktor. .s,hrl-up bioreaktor berpenvekat

.ay9rob. u".t,r;"u" untuk-menge*urr*-Lirr.* bakteri -u"rob di dalam sistembiorea}:tor sehingga ainerorg galroi "iu-JJ yung terbiasalnemur#"u*un minyak dan lemak sebagai substrar.Kemirmpuan mengembang-biakan bakteri un"oou aur"r p-r*.';;;rpbioreaktor sangat dipengaruhi orehrffifi,l

antara lain karakteristik riruJ'"";., i"ok;t"Jy;;iti""u.o kondisi prorJ, dan beban organikMakalah ini bermaksud untuk mensl3ikal tentang strategi yang ditakukan daram upaya untuk

ilHrX#,li,rlerlangsungnva proses shft -,; bi orcah;; ;; ,n"ffi ;

- af"rik" b;*h; sehma proses

Metoda PenelitianKarqkteristik Limbah Cair

Tabel l. Limbah cair yang digunakan adalah limbah cair sinterik dengan karakteristik seperti ditampilkan pada

lJ

rt '

Ii il r

t '

r : 't !

;.;1 ,

t ,

Petnbibitan dan Akti maisasiBakteri anaerob yang digunakan berasal

{3ri lumpur biomassa instalasi pengolah limbah cair industriminvak satvh skalapilot pt""I'ri^p*u;"."Lai".uil;;;;J;ia- airu-uahkan setiap trari sebanyai500 rnl limbah cair vang mengandung minyak o*_19*ut ."i;i;l;"rehingga diperoreh vol,me bibit 10 L.Bibit bakteri an3erob sebanyak ro r- aiutri,nutt;*i;;.il,u membuang cairan bibit sebanyak I Ldan menambahkan limbah

T:vu"q;";g;"dr;;.Tnyuk d*|",i;k Jiunyup I L. proses ini .rilakukan serama:-Ttffij]-

tyil- tut'waiitit t""iJili"tri*atisasi dengan baik terhadap limbah cair tersebur (chen

Tabel I Karakte,-istik Limbah Cair yPARAMNTf,R ung Minvek darr I onoL

S A T T ] ^ N RENTANG-pilmgLTotal asam lem:lr volo*;t 6,8 - 7,3

5 1 4 71 1voraql t ersuspensi men 1 .008 ,7 - I . 602l:4915,7 -2.430

Padatan Tersuspensi Total mg/LMinyakJemak

mg/LCOD total J.JUU -O.J9U

rti.g/L 2.678 - 2.688

i j

JURUSAN TEKNIK'KIMI,{ FMUNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG '' ;

4^ : t

: ] J1ia.ill

,,'fl.t{

f,

Penyekat-penyekat dipasang secara vertikal memaksa agar aliran limbah cair yang masuk dari bagianatas mengalir sesuai dengan bentuk pola aliran di dalam ruang berperryekat. Perjalanan aliran limbah cairtersebut kembali memaksa melewati bagran atas penyekat dan begitu seterusnya sehingga mengalir keluar daribioreaktor. Bakteri anaerob di dalam bioreaktor cenderung terangkat dan terendapkan kembali akibatterbentuk biogas selama proses biodegradasi secara anaerob. BaLteri anaerob tersebut akan bergerak secaraperlahan ke arah horizontal sehingga terjadi kontak antara biomassa aktif dengan limbah cair yang ma-sukdalam jumlah besar dan aliran keluar relatifbebas dari padatan biomassa.

Ailaptasi Buktsi Anaerob Dalam BioreaHor, Lumpur bibit dimasukkan ke tiap ruang penyekat sebanyak I L dan diikuti dengan penambahan I L

limbah cair yang mengandung minyak dan lemak. Kemudian dibiarkan selama 3 hari untuk mengendapkanlumpur pada set'r,ap ruang penyekat. Setelah itu, diumpankan limbah cair secara bertahap hingga mencapaipembebanan organik sebesar 0,8 kg/m"-hari dan ini dianggap sebagai awal proses start-up bioreaktor.

Stort-up Bioreaktor Berpenyekal AnoerobStot-up bioreaktor dipilih dengan tingkat pembebanan rendah sebesar 0,8 kg/m'-hari dengan kondisi

operasi pada suhu 35 oC dan pH diatur pada pH 6. Teknik sttrr-up yang dipitih adalah metoda batch dandibantu deng;an resirkulasi dari ruang penyekat akhir ke ruang penyekat pertama. Proses start-up berlangsunghingga tercapai keadaan tumk(steady stale) denganfluktuasi efisiensi penyisihan COD sekitar 10 9/0.

MaodaAnalisaParameter yang diamati selatna proses start-up biorepktor antara lain pH, total asarn lemak volatil,

COD total, padatan tersuspensi total, padatan total, padatan volatil total dan konsentrasi biomassa sebagai,/S.S, minyak dan lemak (APH'\ AWWA WCF, 1992). Sedangkan volume gas dengan metoda penampungandengan larutan NaCl jenuh dan komposisi biogas dianalisa dengan gas khromatografi.

Hasil Dan PembahasanHasil pengamatan selama berlangsung prases slart4tp bioreaktor berpenyekat anaerob diketengahkan

dengan melihat hubungan antara waktu start-up terhadap pH dan konsentrasi total asam lemak volatil, waktuslort-up terhadap penyrsihan dan efisiensi penyisihan COD, waktu start-up terhadap I'SS dan 7S.S keluaran,wakJ;u slart-up terhadap produk biogas dan data pengamatan pada keadaan fimak (steady state).

pH dan Total asam lemak volatilPerubahan nilai pH dan konsentrasi total asam lemak volatil selama berlangsung proses start-up

ditampilkan pada gambar 2.

Gambar2. Hubungan Waktu Start-up Tlhadln nH dan Total asam lemakvolatit

Gambar 2 menunjulJcan bahwa pada hari p*"." Oro* sttrt-up tedihat bahwa pH sistern sekitarpH 7,1 selanjutnya terjadi penurunan pH dan kemudian relatif konstan pada nilai pH 6 menjelang 40 haripros€s start-up. Nlai pH relatif konstan pada pH 6 didukung oleh pengaturan pH limbah cair yangmengandung minyak dan lernak dengan larutan NaOH 5 N agar tetap konstarr ,

Sementara itu, bila diamati konsentrasi total asam lemak volatil yang terbentuk sebagai produk antaradalarn proses anaerob ternyata terlihat bahwa nilai total asam lemak volatil sangat berfluktuasi hingga l0 hari

JURUSANTEKNIKKIMIAFAKULTASTEKNIKJi1, ' ' ] - : I ' I ' I / ,TJ"!} I . I ' .1J trT{I ' >i '7 ' ; t : iD.I5-3'5I ' { ,

UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG ,)7:t'.h|'.1{3t. tt 'At>'.) 4 t'{ rll(.l t.t"Ti.i.i 't.4't $v" i

300

3 r r9 r *E r *t r00Eq s 0c ' - ' , ; 1t o

Proses slcrrt-ry) berlangsung. Selanjutnya mulai hari ke I I hingga hari ke 40 menunjukkan kecenderunganmsnurun' setelah itu. teramati mulai hari ke 40 sampai hari ke 16 memperlihatkan nilai yang relatif konstan.untuk memastikan keadaan tunak (steady state) .telihtei'ffi pior"r'.t-t-up diperpanjangselama zj han.Hasil pengamatan perpanjangan w-akta .vtsrt-,rp- r1i menunjru.* uJ*" nilai-total ara* t#at volatil yangdiperoleh relatif konstan sebesar 93 mglLberarti tidak terjadi p"ruu"i"n v*g signifikan.

Penyhihan dan Efisiensi penyisihan Bshan OrganihNilai coD dianggap sebagai indikator pencemaran air oleh bahan-bahan organik yang terkandungdalam limbah cair industri. Perubahan nllai C(jD r"turo p-r";'-;;;rnp bioreakror berpenyekat anaerobditampilkan pada gambar 3.

Jd,EEo|q

a!

oo()

1000

800

600

400

200I

a lV.t . ._-

0 1 0 2 0 30 40 50 60

WAKTU(hari)

Gambar 3. Hubungan Waktu Stan-up Terhadap COI) keluaran

: i : r . i , , , ' J l : t t ' : t i r r r ; r i i i j i i r I t : . , i i ; . 1 . ' , i , . l . f , i l r ? i r g , . . , - i t , , . : r ; t . t t . r r . , , i 1 ' _ r { i r i t i : t ; i . 1 i . , r . : i r

. , - , . 1 : i . , | , r : - . : . . . : . . ..

' r t l

i;ii;...i::ii i.il.i:.l, 1ri&r., C i: i Ii.,l ':1.1,;i, , , ; : . , r r , L r , . . . : : j , - J \ . i : . ' l . . . j n r ,

i i -r,lij:;;: ::i:Jfiri.-l ;-ri airi:,; ll;,.;;1..' jr.lm,ii ;ti.iti..ii ii,t,,.i *i,, i . , ; i . - , r l : 1 1 ; ' t r . , l , . r l i

i i r . i l ,J l ; , f r l11r ' -a ) ; ; : : : : : ; i ; l r l r ; i r ) . ' : l tnnl l t r ] - l r . - r i - { ; ; i ; , j : i r i t ; r , i , , , i . l i t l 1 i , : , ; , . , ,1 i i l i i , . r i ; .1. : , . : r : . . , ,. r f i : j l ' ' : , r . i i , . ; . . : , : l . ' : i . , : _ . 1 . i " i r . , . i 1 . , . . . t . t _ , , , , , , , . . 1 _ i , : , i . .

!j

70 80 90 100

Gambar tersebut diatas menunjukkan bahwa pada awal srsrt-up bioreallor berpenyekat anaerobbahan organik yang disisihkan relatifrendah dan berfluktu"si, setanlutnya menjelang hari ke 40 ternyata bahanorganik yang disisihkan- semakin meningkat dan relatif&onrtu". ii*ju*vu mulai dari hari ke 40 hingga hanke 77 terlihat bahrva bahan organik v*g tersisihkan relatif konstan ;;;g* harga rata-rata sebesar 0,7 kg/m3-

Sejalan dengan hal tersebut diatas, terlihat bahwa efisiensi penyisihan bahan organik jugamemperlihatkan tingkat yang relatif rendah dan berfluktuasi. Namun setelah proses start-up bioreaktorberlangsung 40 hari' baru-menunjukkan tingkat efisiersi penyisrran uarran organik relatif tinggi. pengamatandilan-iutkan hingga hari ke 77 , temyata tingkat e.fisiensi p""ylrilrun u^r,* orgunik relatif konstai-d"ngun tingkatefisiensi penyisihan bahan organik sebesarlg %

Akrifiw Bakteri Anaerob DsIail Sistemuntuk menggambarkan aktivitas bakteri anaerob dalam mendegradasi limbah cair yang mengandungminyak dan lemak diuraikan hal-hal sebagai berikut.

Kehilangan Biomassa (wash-out)Konsentrasi bakteriianaerob di datam sistem fioreaktor berpenyekat anaerob diwakili olehkonsentrasi vss (volatite saspended'xilid) a oaurn bior"ukt;;.

-Kehilangan biomassa anaerob selamab;rlanSzune prosesstqrt-up dapat dilihat

f*i,r*lg4l .-1,

-

.-

-'

. , i . - ; ) : J : ; r : f i i

1 i . . t t l , :. :, ,.i r") j

l---.-CODe lil l i

I

I

JURUSAN{TEKNIKKIMIAFAKULTASTEKNIK I , , "X . I i - i l , I . i , i } i I , ' ] I r . ] i / i IX N : . / . >TUNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANC

Anaerob

Gambar 4 menunjukkan bahwa pada awal proses slail-ap terjadi kehilangan biornassa yang

signiftan. Hal ini disebabkan bibit bakten anaerob yang diadaptasikan pada biorealitor berpenyekat anaerobsebagian mampu membentuk flok dan sebagian lagi tidak mampu membentuk flok. Bakteri anaerob yang tidakmembentuk flok terbawa aliran keluar dan terukur sebagai I/S'S dari keluaran bioreaktor.

Namun demikiarL hal yang menarik untuk dicerarati adalah menjelang hari ke 40 terlihat bahwakehilangan biomassarelatifrendah dan konstanberarti telahterjadi pembentukan flokbakteri yang sangat baiksehingga bakteri yang terbawa aliran menjadi lebih kecil. Kehila:rgan biomassa yang terukur sebagai I/,SSkeluaran diperoleh sebesar 160 mgVSS/L.

Hal menarik yang perlu diamati adalah bahwa persentase kehilangan biomassa terhadap konsentrasibiomassa pada penyekat pertama lebih kecil dari l0 Voberwtt kehilangan biomassa sangat rendah dan sistemini sangaf baik-menahan'biomassa (Grobicki dan Stuckey, l99l). Disamping itu, padatan tersuspensi total(TllS, Wal saspended solid) terlihat lebih tinggi dari pada harga I/SS. Secara umum, harga padatan tersuspensitoral (TSS) lebih besar sekitar 40 yo darl pbdatan volatil tersuspensi (VSS). Hal ini dapat dipahami karenadalam padatan biomasss anaerob terdapat juga padatan-padatan lain selain padatan organik yang berasal daribakteri anaerob. Dengan menggunakan metoda pengukuran TSS tenrkur padatan organik mudah menguap danpadatan organik lainnya.

Produksi IliogasAktivitas balaeri anaerob dapat juga ditinjau dari produksi biogas. Produksi biogas yang teramati

selama-berlangsung proses starttqbioraktor berpe.nyekat anaerob ditampilkan pada gambar 5..

; l i i^ ; i i :1. , . , i .' -

n:J5rr;:: innr., ia' " ' J i l i l i t i , i t . nr i i i in

:ii;fiuli findi"tt,I-a

f ,1 !r g3f 6 :ift'ilri;fafib".

: d: lil'i$rri.l{iib rl{5 l l

; t r , ' i i , r ' : l l .O 1t ; " : ; : , . : )

N; . i r i - ; i r r l ) i f i i r f : j :1. : : . : .

i r : , i r i : ; i l ' t i6 i r i r i i i - i r ' ' , , i

;UN IVERSITAS :DIPONEGORO SEMARANG

:*t!tu"k hari ke 40 hingga hari ke '1? ter\ihat bahwa produksi biogas relarif konstan sekitar t.800 ml-lhari.Peningftatan produksi bi9sa1 selama proses *art-up berlangsun! menunjukkan bahwa aktiyitas bakterianaerob dalam mendegradasi limbah cair yang mengandung minyat Jan bmakcularp baik

Konseatrasi Biomassa Anaerob Didalam SistemPertumbuhan bakeri anaerob dapat dilihat dorgan peningkatan konsentrasi biomassa di dalam sistem.

Konsentrasi biomassa dalam bioreaktor berpenyekat "n.urot diJmati setelah tercapai keadaan tunak (steaclyslate) karcna selama berlangsung proses sart-up bioreaktor tidak dilakukan pengamatan konsentrasibiomassa- Hal ini dapat dipahami karena pengambilan padatan biomassa selama proses slfft4p ak11y,mengurangi kuantitas bakteri anaerob sedangkan penrbartukan padatan biomassa yang baru relatif lama dalamjumlah yang sedikit sekitar 10 % dari CoD yang disisihkan graaiina dan potrland, iri;. xonr"ntrasi biomassapada rn&sing-masing ruang penyekat dari biorealtor anaerob ditampilkan pada gambar 6.

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

' l6 l{

EE

ato

=I@

5

4 - o .

2

2

1a

SEKAT

Gambar 6. Konsentrasi Biomassn Keadaan tuntk (steadjt stare\)

Gamber ini menunjull<an bahwa konsentrasi biomassa pada keadaan tunak (sleacly stat) denga,tkonsentrasi biomassa pada saat awal start-up tidak jauh berbeda. Hal ini menarik untuk ditirijau karena bibitanaerob yang dimasukkan telah teraklimatisa-si dengan baik terhadap limbah cair yang digunakan. Selama bibitberadaptasi dalam proses slart-up bioreaktor berpenyekat anaerob merurnjukkanL"rti"" Jebagian besar bakteriaryerob tahan terhadap kondisi operasi. Bakteri anaerob yang bertahan hidup, nantinya mJnjadi cikal bakalbakteri yang mampu mendegradasi limbah cair industri y*g rningandung minyai dan l#ak.

HaJ menarik yang dapat diamati adalah aktivitas bakteri *u"tob pada setiap nrang penyekatbioreaktor. Konsentrasi baktgri anaerob pada setiap ruang penyekal berbeda-Ueda dengan kd"a;"g;konsentrasi biomassa p-ada ruang penyekat pertama lebih beiar bari pada konsentrasi pulu *ung penyekatterakhir. Hal ini dapat dimengerti karena pada ruang penyekat pertama merupakan tempat y*g pAing U*vuf.mendapatkan mrtrisi sedangkan pada ruang penyekat terakhir lebih rendab kualitas nuttiS

-vang diperotetr

sehingga pertumbuhan -bakteri anaerob pada_ ruang penyekat pertama lebih baik JiU*ai"gx* dengan

pertumbuhan bakteri pada ruang penyekat terakhir. IIal lain yang teranrati adA*, nilai pH pada lumpur bugli*dasar tiap ruang penyekat menunjukkan nilai konstan pada pH rata-rata 5,6, nilai io

'reiiam lebih rendah

dibandingkan dengan cairan dibagian pernnrkaan bioreaktor yang berkisar paaa jU o,o. i., ,

Kcadaan Tunak (steidy stete) ' - *- i'-- -lq-- ' - -.-., r r"' j; i

Keadaan funak dapat di<iapai setelah berlangsurg proses siarl-up setama.+O 'h*i,

nrrrun demikianuntuk mernastikan bahwa Proses sturt-up telah berjalan dengan baik diuji.qotarrarllperigoftasiannya hinggamencapai 77 hml Selama periode 40 hari hngga--7l nari iaat terjaai"peiirUanan;6;["tfik"n sehinggadiletapkan bahwa lu-lny3.ltgSs WFnp bioreaktor berpenyekat-a"aeiou tringga terld;-keadaan tunakdilempuh selama 40 harilHasit ya6[ dipirodh ini lebih"lamuut ab*aiogk"ti <t?ngan vuog,a1"r.uUn or"r,9:bio[

dan Stuckeyj(leel), oamun lebih cepatdibdndingkan dri ;-;Jff-p"";itiiil 16; ditunjukkandalamtabel2. I

- t'

Relatif singkafiva-tr{al$ll r?ns aibutrFrn p3dr .��,"*r. r*6ttlJ"t . u"u"r"pa har antaralain karakteristik dan karidingeri niiiiisi virii'i'eriipai iioi titituati caii. iii:,uirt- *i y"ng.*"ng-dung nutrisi*:.ll*fl,ry.9_f.Y *ry m.eT,PgLTPqt !t:St stot"-lpbioreal4ol..Ligrbatr ""qa"!sin,k-"d*gan nutrienvjf_tTP:fl9."Try1 rybo"' ry.rgselqry rg'SJ dengen rasio CoD :,N :,F.sebeiaq,l00: (rSl):;(5-l) dapat,:r,it"f1.",1ff9?jap*lfl-f,f"l,-,{'tP, b[1TFol,,,ry49ng*g gg]{.l mineral .yans. sangat-l.dibututrtan;:.dalam ."*:r,

ruRUsg,trEKNrKKrMrAFAKULrASrEKNrK./,,r:,:i';:r3il;ililffi;r*;{]p,UIYM\SITAS DIPONEGORO SEMARANG ,;r,i.i lt v szoxoi)JihO,llg ,*l,.rr.tx:;t\/r.t.,

p€rrumbuhan bakteri anaerob antara lain besi (Fe), nikel (Ni), kobal (Co) dan molibdat Mo) (Weiland danifozzi. 1991). Ikndung;an nutrisi dan mineral tersebut diatas sebagian besar terdapat pada model linrbah cairyang digunakan. Limbah cair yang digunakan ankup mememrhi untuk pertumbuhan bakteri anaerob karenamengandung nitrogen sebesar 650 mgll-, fosfor 120 mg&, Fe sebesar f 17 mg& dan Co sebesar 0,05 mg/L.

TebeJ 2 Proses ̂ Bioreaktor Anaerob Limbrh CairJenis

BiorealdorLimbah Beban Organik Efisiensi Penyisihan

Organik ( "/" )Durasiftari)

Pustaka

DSA Minvak sawit t2-6 75 67 Gail dan Barfsrd i1984)BUFAN Mnvak sawit 88 48 Arief(I992)BIIFAN2 tahap

Minvak sawii 1,6-2,4 93 70 Ahmad (1992)

HBAR Peternakan babi 45 Yane dan Chou (1985)

ABR Sintetik t2 83-84 25 Crrobicki dan Stuckey(l991)

ABR ScotchWhiskv 2.2 90 Boopatiry dkk (1988)

MBR Petemakan babi 50 Boopathy dan Sierarsfl991)

BIOPAN Minvali sawit 1.83 93 68 Faisal (1994)

BIOPAN Mim'aksawit 6.37 92 69 Retnowati (1996)

BIOPAN MimakJemak 0,8 88 40 Pcnelitian iniDSA: digester semi-kontinu anaerobik; BUFAI{ = bioreaktor unggun fluidisasi anaerob;IIABR = hybrid anaerobic baffled reactor; ABR = anaerobic bafled reactor;MBR - modified bamed reactor; BIOPAN = bioreaktor berpenyekat anaerob;

Faktor lain yang mempercepat waktu slartap bioreaktor adalahsumber inokulum yang digunakan.Inokulum yang digunakan dalam proses start-up bioreaktor berpenyeku anaerob berasal dari bibit anaerobyang terbiasa mendegradasi limbalr cair industri minyak sawit yang mempunyai kandungan minyak dan lemakcukup besar sekitar 6.390 mgil. Pemilihan bibit anaerob yang digunakan ini b'erdasarkan pada surnber bibit itusendiri karena bibit yang berasal dari instalasi yang mengolah limbah cair yairg sama akan mernpercepat tahapstart-up dibandingkan dengan bibh yang berasal dari instslasi yang mengolah [mbah cair berbeda (Weiland danRozzi, l99l; tlckey dldq 1991). Sementara ihr" menurut tfckey dkk (1991) bahwa junrlah inolculumyangdapat memberikan aktivitas dan adaptasi yang tinggi adalah sebesar l0 % hingga 30 %. Jurnlah inolculum yangdigunakan pada start-up bioreaktor berpenyekat anaerob ini adalah sebesar 4O Yo deng;an teknik inokulasisrnrr:a batch. Heijnen dkk. (1986, 1989) menyatakan bahwa teknik inokulasi juga mempengaruhi proses srdil-np biorealrtor. Teknik inokulasi yang sering digunakan antara lain inolulasi secara batch dan secara kontiniu.Inokulasi secara kortiniu tidak menguntungkan karena membutuhkan bfuit yang cukup banyak.

Disamping itu, pengenrbang-biakan bakteri anaerob di dalam proses start4.p bioreaktor berpenyekatanaerob sangat terganhmg pada kondisi proses dan teknik pembebanan organik yang dipilih, Kondisi optimumuntuk proses nonmetan (hidrolisis, asidogenesis,dan asetogenesis) berkisar pada^pH 5,0 hingga pH 6,5sedangkrn subu'uniuli tbtompon Une"i mesofilik berkisar pada suhu 33 hingga 37 oC (Malina dan Pohland,1992). Serrentare itrl pembdanan organik yang umum digunakan antara .lain.pecrdekatan laju pembebananorganik rendah dan laju penrbebanan organik tingg Pembebanan organik rendah,lebih'menguntungkandibandingkan deng;an. pgmbelAql,,organik tinggi karena tidak mernbutulftan penarnbahan senyawa:alkaliselama proses tiyrll.-tp'berlarigsi.lig. Namun demikian, kelebihan lpembebanan:iorganik tinggi perlu;jugdiperhatikqn karena props staTtap berlangsung febih cepat. .Batasan penrbebanan'rendah'berkisar dibawahI kgCODn€VSS:hari G{etjndn dk\ 1986; Hickey dldq 1991; W-qilnnd dan.Rozzr, '1991): Kondisi proses danpembebanan,organik,yang dipilih untuk mempercepat proses $an-up bioreaktor ditampilkan pada tebelbef i lUt . . : , , , t L: t1-c i l l t t i - r r . l l i ; l i ;mi \ { ' i . r i : : "

' i . ' " , . 1 ' . "1 "" . "" ' ! ] "11 i i r ; r ' . '

' :

Tebct 3 Kondisi Keadean Tunak Bioreaktor Anaercb'KONDISIOPERASI . SATUAN:r' EARGA PARAMETER SATUN{ HARGAoH i '

: r ' I 6 0 'Total asam lemak itolatil mofl 93Suhu ! '1 ' . :11i . ' : ' r ' ' ' ' ; : ' i i i 'sr t r h , i u 6 . , r , ' , ' ' " ' - 3 5 ' ' COD ef luen' ' ' " ' : " msll- 330Beban kdrn'-bari 0.8 BiomassaFflane msJL 160Hit IJhari

' ; r r l i t r : r l ; ' . , : l - '

3 Biogas: -CIIa'co"- Yoo/o

7S25

Volume Reaktor L l0 COD tersisih kelm'-hari 0.7Waktu Tinqcal Biomassa I{sri 154.5 Efisiensi a/o 88

@ FAKU LrAs r",ffi :;i;:,"!r:iri;,?#iJ .il i !UNTVERSITAS DTToNEG9RO SEMARANG

- : i

KesimpulanDari hasil penelitian dan pembahasan dapat diambil suatu kesirnpulan sebagai berikut:I f_roses start'apbioreaktor berpenyekat anaerob berrangsung serarna 40 hari.2' Konsenfitsi biomassa yang diperoleh orkup tinggi sebJsar I, r+i mgvssn pada ruang pe,nyekat pertsmq1.666-mgVSSlL pada ruang penyekar kedu4-i.342 mgVSSlL pada ruang penyeliat ketiga dan 1.27gmg\rSSlL pada ruang penyekat terakhir.3' Beban organik yang disisitrkan relatif besar sehtar 0,? Kglm3-hari dari beban sebesar 0,g Kg/m3-haridengan edsiensi penyisihan bahan organik sebesar gg%.4. Kualitas gas rnetan yang dihasilkan relatif baik sekitar 7S%.5' Sistem bioreahor berpenyekat anaerob mampu mengolah limbah cair yang mengandung minyak danlemak dan mampu. mencegah terjadinya kehilangan 1ii*-ou4 uiornurru sena mempunyai waktu retensibiomassa yang panjang selama 154,5 hari.

Daftar Pustakatll Ahmad, A, (1992>, Kineria Bioreaktrtr Unggun hlaidisosi Anaerrthik Dua 'l'ahup

Datqm MengolahLimbah Cair IndustiMiwvk Kelapa.law4 Laporan Magang, peu-giotehnologi ITB, BandungI2J Arie{ M., (1992), Pengolatnn t'inbah

!ryt;f, MntA FLiryt sau,it Dnian Eiireaktor (hrygunFluidis.si Anoeroblr, Thesis Magister ITB, Bandung

t3l APHA' AwwA & wCF, (1992), Stanclord Me*&t 7* the F.xamination of Woter and wastewqter,American Public Health Association, Washington DCt4l Booparhy, & Larsen" v-F dan senior, E., (r9E8), Performance of Anaerobic Bafred Reactor (ABR) inTreating Dstillary wastewater from a Scotch whisky Facto ry., Biomass,l6, 133-143t5l Boopathy, R dan Siwers, (1991), Performance ora trrtoaigei Anae.robic Bamed Reactor (ABR) to TreatSwine Waste , Transactions of the ASAE. 34(6)16l Boopathy' R dan Tilche, (1991), enaerou;lgigestion of High strength Molasses wastewater usingHvbrid Anaerobic BaffredReacror (ITABR), wair Res., zslviits-troUl Chen' J'S, c'T Li lan w K Shietr, (19s5), Perficrnrrance i'rratuation of The Anaerobic Fluidized BedSysterrs: l. Substrat Utilisation and Gas Producrion, J. Chem Tech. Biotech. 35, 101-109l8l Faisal' (1994) Pengolalun Air Lhnbah Industri Mirvwk Kelapa fuwit Dengan Bioreaktor BerparyekatAnqerobik. Thesis Magister ITB, Bandungt9l Grobicki, A dan Stuckey' D-c., (1991), P"rfo**c" of the Anaerobic Baffled Reactor under SteadyState and shock Loading condition, Bioteclmor. And Bioeng.,3J,344-issil01 Heqine',, J- J., A M{9"f w Eogo, p.A Lourenq A.; Keijrers dan F.w.J.M.M Hoeks (t986),Application of Anaerobic Fluidized Bed Reactors ln iiotogca wm"*ut", Treatment, starch/starke.,38(12), 419428[I l] Heiinen, J, J., A ]!rlder' w. Enger dan F.W.J.M-M Hoeks. (1989), Reriew on The Application ofAnaerobic Ftuidized Bed Reactors in wastewater Trearnent, wojo i;; , it(r D i;;;:1 ,;8[12] Hickev, R'F, w.M wu, M.c veiga aan R

-J,o1es,^(]?ll, 4;-;p, ll#to'i]igil;"9ft of,nigh-rateAnaerobio Treatment-systerns, l{ater Sci. Ibcn.,, Z+1t1; iO7 -ASS' .[13] Lenra, J.M et al.; (r99r), chemicar Engineedng ci,i".p, y.'on"*tgl.

lnd.p*iq procesi,enaiiobic

IVastewaterTreatmentj Water Sci. fecn.,Z+15y,19-g6 ,' i:::,.;:! '[14] Retnourati" E:I,{1996),'Pengaruh'Laiu Peibebanan'dd;Restrtailasi,l*'.rcfaf bibia4.t1,rt *,- - -. !-"!gfu Limtuh,c:tr !rysli Mirryah tuwii,Thesis raagister rrB,'Bandung ;

.psl Weiland,,P:,dan Ai;Rozzi,,(t9el),'tihs Staarp;Operuii

" -; ffi#jp, ;g i*gh_il[J,A,ii1;d6.',,

-.-. ,TreatmentSystems:DscusserRepo4.,WaterSci.Tebh.: '2a8\!zi l .zlzoi lc-ra�� � � � � � �[16] Yang, P,Y dan chor4'c.Y.,'(19s5), Horizontal:Brfi"i'A#4i"3*dat:f."r.Tieating b;1tg..S;r;..

.irlVastern'.ater,"AgricalutralWaste,'14,'Z2l-23i i!'','i .::;l; 1;.x;.'ri..':,';l--ni.;?,ij^i,lJil-:i91 ; W . a D I O V V 4 I G I - ' " A g n C U M f f A I W A S t e , l 4 , ' 2 2 , 1 - 2 3 9 ! ' ' : ' � r . . . . . . i ; , ' ! . ' � r i i , ' i r i . r i ' t ' � 1 . . r / . i , d i ; ^ r i ' r r . ' r - i - . : ! " f . r ^ . - . \ . " 1 r ' l

.l?.c,1ib''q,i1s,{tiqr'5r..,,1|i.lt,;-!r':;:1;i;1^rr.}i:i1������l�i��������������������������������������������������������������

"- t V.ly. +ry9 ekr.u K rii u il'FA K u iffi riix lri/;u P.is+lir' iX: - ! I 'EATJU}IAq AI I I:UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

) t i . _ a r | / , t ( ! t / i , . J t ,

iln Afl Lt{,w attQ'J:r'Ao.I ic ?ATt zfi : vt rr r,