pengolahan limbah cair industri secara aerobic...
TRANSCRIPT
Company LOGO
Taufik Hadi Prabowo 2308100530
Asri Alfiana 2308100532
“PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI SECARA AEROBIC DAN
ANOXIC DENGAN MEMBRANEBIOREACTOR (MBR)”
Dosen Pembimbing:
Dr.Ir. Tontowi Ismail, Ms
Ir. Mulyanto, MT
Laboratorium Teknologi BiokimiaJurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknologi IndustriINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
Contents
Senyawa Organik
dan Nitrogen
Dampak Negatif pada
Lingkungan
Pengolahan secara
konvensional
Mempuyai beberapa kendala
Solusinya dengan
Teknologi MBR
LATAR BELAKANG
Proses biologis untuk pengolahan air limbah organik dengan aerobic
activated sludge merupakan pilihan yang baik. Kelemahan proses ini terletak
pada sering terjadinya ‘bulking sludge’ yang mengakibatkan gagalnya proses
pemisahan lumpur di tangki sedimentasi..
Komposisi polutan organik, N dan P perlu dikondisikan menurut komposisi
limbah yang ada untuk menjaga agar mutu dari lumpur tetap baik.
MBR sebagai pengembangan proses untuk mengatasi kelemahan proses
activated sludge, menunjukkan kemajuan yang menarik dimana kegagalan
pemisahan lumpur di sedimentasi dapat diatasi oleh membran. Namun
hambatan terjadi pada seringnya pembersihan membran yang harus
dilakukan.
RUMUSAN MASALAH
TUJUAN PENELITIAN
1
• Meneliti kinerja MBR dalam mendegradasi polutan organikdalam air limbah industri danpemisahan lumpur yang terjadi.
2
• Meneliti pengaruh kondisianoxic terhadap pengurangankandungan N dalam air limbahindustri.
1
• Dapat mengetahui efektivitas proses degradasipolutan organik dalam air limbah industri danpemisahan lumpur dengan menggunakan MBR.
2
• mengetahui pengaruh kondisi anoxic terhadappengurangan kandungan N dalam air limbahindustri.
MANFAAT PENELITIAN
BATASAN MASALAH
Penelitian ini dilakukan dalam skala laboratorium untuk
mengolah limbah cair industri yang berasal dari tangki
aerasi pengolahan limbah pada Surabaya Industrial
Estate Rungkut (SIER) dan pengolahan limbah
dilakukan dengan menggunakan Membrane Bioreactor
(MBR)
Reaksi yang terjadi pada proses aerob :
Organik terlarut + O2 + N + P cell + CO2 + H2O
+ sisa organik terlarut yang tak terurai
cell + O2 N + P + CO2 + H2O + sisa organik terlarut yang
tak terurai
Proses Biologis
Pada proses aerobik juga terjadi proses oksidasi biologis dari
amonia menjadi nitrit kemudian membentuk nitrat yang disebut
dengan proses nitrifikasi.
Reaksi :
2NH4+ + 3O2 2NO2
- + 4H+ + 2H2O (Nitrosomonas)
2NO2- + O2 2NO3
- (Nitrobacter)
Denitrifikasi
Reaksi :
NO3- + substrate N2 + CO2 + H2O + OH- + cell
Nitrifikasi dan Denitrifikasi
Variabel Penelitian
METODOLOGI PENELITIAN
1.BOD :
900 mg/lt, 1400 mg/lt dan 1800 mg/lt
2. MLSS :
2000 – 5000 mg/lt
Kondisi Penelitian
•Suhu operasi : 30oC
•pH : 6,5 – 7,5
•Volume reaktor anoxic : 10 L
•Volume reaktor aerobic : 30 L
•DO : DO > 2
PROSEDUR PENELITIAN
Membiarkan lumpur aktif sampai mengendap dan mengambil lumpur aktif yang telah mengendap.
Mengambil Lumpur aktifdari P.T. SIER Rungkut Surabaya
Melakukan pengamatan dan menganalisa awal Lumpur aktif untuk
mengetahui COD, MLSS, MLVSS, DO, Bioassay
Melakukan tahap aklimatisasi dengan menggunakan
limbah sintetis di tangki aerasi
Melakukan pengamatan dan menganalisa COD, MLSS,
MLVSS, DO, Bioassay.
Menghentikan tahap aklimatisasi apabila dari hasil
pengamatan COD dan MLSS menunjukan kondisi yang
stabil
Melanjutkan kedalam tahap percobaan
PROSEDUR PENELITIAN
Menambahkan limbah sintesis dengan rate sebesar 1,25
lt/jam ke dalam tangki anoxic.
Melakukan pengamatan dan enganalisa COD, MLSS, MLVSS, DO, Bioassay
setiap hari pada tangki aerasi.
Bila di tangki aerasi permukaan liquid limbah mengalami overflow ke sisi bagian
filtrasi yang terdapat membran ultrafiltrasi sampai terisi penuh, maka pompa
membran ultrafiltrasi dijalankan.
Melakukan pengamatan dan menganalisa DO kadar amonia pada tangki
anoxic.
Mengalirkan limbah dari tangki aerasi ke tangki anoxic dengan
menjalankan recycle.
Melakukan operasi seperti langkah-langkah diatas dengan
mengganti variabel yang telah ditetapkan
Melakukan pencucian balik atau backwashing pada membran
5 hari sekali
Melakukan pengamatan dan analisa BOD/COD, kadar amonia dan
Diagram Skematik MBR
(Catatan : (1) Tangki Anoxic; (2) Blower; (3) Air diffuser; (4) Tangki Aerobic; (5)
membran ultrafiltrasi; (6) Pipa recycle; (7) dan (8)Saluran Pengeluaran Sludge; (9)
Pompa; (10) Tangki Backwash; (11) Valve Pengatur(1, 2, 3, 4, 5)
(7) (8)
BLOWER
(2)
(3)
(4)
(1)
(6)
Air limbah
(2)
SELANG UDARA BLOWER
Gambar Alat
Hasil Penelitian
Grafik COD (mg/L) terhadap waktu(hari) pada tangki Aerobik dan Permeat.
Dari analisa yang didapatkan COD(mg/L) dan %Removal COD permeat tertinggi pada Variabel
900 mg/L. Hal ini dipengaruhi oleh F/M ratio yang merupakan perbandingan antara substrat
sebagai sumber energi dan karbon yang dibutuhkan untuk pertumbuhan mikroorganisme.
Hasil Penelitian
NO Variabel
Aerobik Permeat
COD(mg/L) %Removal COD COD(mg/L) %Removal COD
1 1800 mg/L 1420.3-520.4 60.55-85.54 975-473 72.92-86.86
2 1400 mg/L 1100-432.4 60.71-85.56 921.3-281.8 67.1-89.96
3 900 mg/L 1070-376 40.55-79.11 744-180 58.67-90
Hasil analisa COD(mg/L) dan %Removal COD di tangki Aerobik dan Permeat.
Hasil Penelitian
Grafik Penurunan konsentrasi NH3 pada BOD 1800, 1400, 900 mg/L
Data hasil analisa %Removal COD pada penambahan 135 mg/L NH3
1. 1800 mg/L sebesar 9.63 – 86.42%
2. 1400 mg/L sebesar 11.47 – 88.87 %
3. 900 mg/L sebesar 15.6 – 96.08 %
Hasil Penelitian
Backwashing
Backwashing
Grafik Flux (L/m2.jam) dengan Waktu (hari)
Pada BOD umpan 1800, 1400, dan 900 mg/L
Nilai Fluks membran(L/m2 .jam) :
1800 mg/L sebesar 8.03 – 7.99(L/m2 .jam)
1400 mg/L sebesar 8.03 – 8 (L/m2 .jam)
900 mg/L sebesar 8.051 – 8.017(L/m2 .jam)
Dalam pengoperasian membran ultrafiltrasi setiap 5 hari sekali dilakukan Backwashing selama
30 menit. Sehingga dihasilkan Fluks yang lebih baik.
Hasil Penelitian
Grafik %Removal turbidity (NTU) dengan waktu (hari)
pada BOD umpan 1800, 1400, dan 900 mg/L
Pengolahan limbah menggunakan lumpur aktif dan membran
ultrafiltrasi dapat mengurangi kekeruhan air limbah yaitu :
Nilai %removal Turbidity Air limbah :1800 mg/L sebesar 98.83% - 98.39%
1400 mg/L sebesar 98.83% - 98.48%
900 mg/L sebesar 98.67% - 98.47%
Hasil Penelitian
(a) (b)
Gambar (a) Sebelum Dilakukan Penyaringan
Dengan Membran
(b) Setelah Dilakukan Penyaringan
Dengan Membran
Pengolahan limbah menggunakan lumpur aktif dan membran
ultrafiltrasi dapat mengurangi kekeruhan(Turbidity) air limbah yaitu
Nilai Turbidity permeat Air limbah (NTU) :
1800 mg/L sebesar 5.7 – 7.7(NTU)
1400 mg/L sebesar 5.4 – 7.1 (NTU)
900 mg/L sebesar 6.2 – 7.1(NTU)
Kesimpulan
•Pada penelitian tentang kinerja MBR, alat pengolahan limbah ini mampu menurunkan COD dari awal umpan
3600 mg/L menjadi 520,4 mg/L ,2800 mg/L menjadi 432,4 mg/L dan 1800 mg/L menjadi 376 mg/L pada
tangki aerobik. Dan dengan menggunakan membran dapat diturunkan lagi menjadi 473, 281, dan 180 mg/L.
•Alat pengolahan limbah ini dapat menurunkan konsentrasi NH3 dari 135 mg/L menjadi 10,006; 6.600 dan
2,129 mg/L pada variable BOD 1800, 1400, dan 900 mg/L.
•Dengan menggunakan membran ultrafiltrasi didapatkan flux membran pada
BOD 1800 mg/L = 8,03 – 7,99 L/m2.jam dengan turbidity 5,7 -7,7 NTU
BOD 1400 mg/L = 8,03 – 8 L/m2.jam dengan turbidity 5,4 -7,1 NTU
BOD 900 mg/L = 8,051 – 8,017 L/m2.jam dengan turbidity 6,2 -7,1 NTU
•Removal COD dipengaruhi oleh konsentrasi MLSS dari 2000-3000 mg/L, konsentrasi DO 4,86 – 6,4 mg/L
dan removal ammonia juga dipengaruh oleh kondisi anoxic.