studi keterolahan dan kinetika reaksi...

i

No. Urut: 394/S2-TL/TPAL/2008

STUDI KETEROLAHAN DAN KINETIKA REAKSI

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR SECURITY PRINTING

DENGAN PROSES BIOLOGIS ANAEROB PADA

CIRCULATING BED REACTOR (CBR) DENGAN SISTEM

SEQUENCING BATCH REACTOR (SBR)

TESIS

Karya tulis sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung

Oleh

SIWI WIDJAJANTI

NIM: 25305005

Program Studi Teknologi Pengolahan Air dan Limbah

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2008

ii

ABSTRAK






Oleh

SIWI WIDJAJANTI

NIM : 25305005

Kinetika reaksi pada pengolahan limbah cair dari sebuah perusahaan Security Printing X dengan sistem sequencing batch reactor (SBR) dipelajari pada tesis ini. Satu siklus sistem SBR yang terdiri dari 5 (lima) tahap yaitu fill, react, settle, decant dan idle ini dijalankan selama 1 (satu) siklus dengan variasi waktu reaksi 12 jam, 36 jam, 54 jam, dan 125 jam dengan beban influen kurang lebih 20.000 mg/l COD. Penelitian utama tersebut didahului dengan penelitian awal berupa pembibitan (seeding) dan aklimatisasi mikroba agar terjadi pertumbuhan mikroba yang telah terkondisi dan teradaptasi dengan limbah cair tersebut. Pada seeding dan aklimatisasi, dipelajari mengenai perbandingan kosubstrat dengan substrat maksimal yang layak untuk dioperasikan dengan menggunakan kultur biomasa dari tangki septik, untuk digunakan pada penelitian utama. Seeding dan aklimatisasi dijalankan secara batch pada reaktor circulating bed reactor (CBR). Hasil penelitian awal menunjukkan bahwa penambahan kosubstrat dalam hal ini adalah larutan glukosa, optimal pada perbandingan 20%. Pada rasio substrat:kosubstrat = 80:20, diperoleh penyisihan senyawa organik sebesar 39,725%; waktu yang diperlukan untuk mencapai kondisi tunak adalah 35 hari; laju penyisihan substrat dS/dt = 258.4 mg/(L.hari); laju pertumbuhan biomasa dX/dt = 1.2 mg/(L.hari); laju penyisihan substrat spesifik, q = 0.10 1/hari; laju pertumbuhan substrat spesifik, μ = 0,04x10-2 1/hari. Untuk keseluruhan proses tahap seeding dan aklimatisasi, nilai Y = 0,1 mg VSS/mg COD dan nilai Kd = 0,01/hari. Pada proses pengolahan SBR anaerob tahap reaksi, waktu reaksi 54 jam memberikan nilai Y dan efisiensi penyisihan substrat tertinggi yaitu masing-masing 0,0584 mg VSS/mg COD dan 59,35 % dengan nilai Kd 0,001 jam-1. Laju pembentukan TAV tertinggi pada tahap reaksi adalah pada waktu reaksi 125 jam, yaitu 10,02 mg/l/jam. Pada tahap pengisian, Y bertanda negatif untuk seluruh variasi waktu reaksi. Nilai Y yang paling mendekati titik nol adalah pada waktu reaksi 36 jam (-0,162 mg VSS/mg COD) dengan k -0,1818 jam-1. Untuk tahap stabilisasi nilai Y terbesar dicapai pada waktu reaksi 36 jam (0,3377 mg VSS/mg COD) dengan efisiensi penyisihan substrat sebesar 3,86 %.

iii

Abstract

TREATABILITY STUDY AND THE KINETICS OF SPECIAL

SECURITY PRINTING WASTE WATER TREATMENT BY

ANAEROBIC SEQUENCING BATCH REACTOR (ASBR) ON

CIRCULATING BED REACTOR (CBR)

The kinetics of anaerobic sequencing batch reactor (ASBR) treatment of security printing wastewater is evaluated. One cycle of ASBR consist of 5 (five) steps i.e. fill, react, settle, decant and idle is run for different reaction times of 12 h, 36 h, 54 h, and 125 h. Concentration of COD in the influen is to be set at 20.000 mg/l. Before running of ASBR, seeding and acclimatization is conducted in order to maintain the microbial growth of biomass. On the seeding and acclimatization, the feasible maximum ratio of cosubstrate to subtrate is evaluated. The reaction is taken place on a batch circulating bed reactor (CBR). Biomass culture is taken from setic tank. The first experiment results maximum substrate to cosubstrate ratio of 80:20. At this condition, organic removal achieved is 39.72%; time needed to achieve steady state condition is 35 days; substrate removal rate (dS/dt) is 258.4 mg/l/day; biomass growth rate (dX/dt) is 1.2 mg/l/day; specific substrat removal rate (q) is 0.10 per day; specific biomass growth rate (μ) is 0,04x10-2 per day. Overall seeding gives yield coefficient (Y) of 0,1 mgVSS/mgCOD and the rate of bomass decay (Kd) of 0,01 per day. The reaction period on ASBR experiments results reaction time of 54 gives highest Y and substrate removal efficiency i.e. 0,0584 mg VSS/mg COD and 59,35 % respectively, with Kd of 0,001 jam-1. Highest total volatile acid rate shows by reation time of 125 i.e. 10,02 mg/l/jam. On the filling period, all Y value is negative. Y value which is close to zero is obtained at reaction time of 36 hour (-0,162 mg VSS/mg COD) with k of -0,1818 jam-1. While in idle period, reaction time of 36 hour gives the highest value of Y (0,3377 mg VSS/mg COD) with susbtrat removal efficiency of 3,86 %.

iv






Oleh

SIWI WIDJAJANTI

NIM: 25305005

Program Studi Teknologi Pengolahan Air dan Limbah

Institut Teknologi Bandung

Menyetujui

Tim Pembimbing

Tanggal ............................................

Ketua,

(Dr. Ir. Mindriany Syafila, MS.)

Anggota,

(Dr-Ing. Marisa Handayani, ST. MT.)

v

PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS

Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakan Institut

Teknologi Bandung, dan terbuka umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada

pada pengarang dengan mengikuti aturan HAKI yang berlaku di Institut

Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi

pengutipan atau ringkasan hanya dapat dilakukan seijin pengarang dan harus

disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya.

Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin

Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.

vi

Dipersembahkan untuk :

Perum Percetakan Uang Republik Indonesia, tesis ini merupakan buah pemikiran

yang semoga dapat dipetik manfaatnya

dan untuk keluarga tercinta, Qomaruzzaman, Ahmad Nabiel, Soewardi Hadiprajitno dan Siti Wahyuni

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat, hidayah, kemudahan, belas kasih, ke-Maha Besar-an, sehingga seluruh

rangkaian penelitian tesis magister ini dapat diselesaikan dengan baik.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah

memberikan dukungan dan bantuan, berupa ilmu, hasil pertukaran pikiran, saran,

bimbingan, dan nasehat selama proses penyelesaian tesis ini.

- Dr. Ir. Mindriany Syafila, MS. dan Dr-Ing. Marisa Handayani, ST. MT.

sebagai dosen pembimbing atas segala saran, bimbingan dan bekal ilmu dalam

penyelesaian tesis.

- Dr-Ing. Prayatni Soewondo, sebagai dosen wali yang banyak memberikan

bekal, nasehat dan perhatian yang besar kepada penulis.

- Dr. Ir. Agus Jatnika Effendi selaku Ketua Jurusan Teknik Lingkungan Institut

Teknologi Bandung.

- Dr. Ir. Indah Rahmatiah, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Lingkungan Institut

Teknologi Bandung.

- Seluruh dosen pengajar di jajaran Departemen Teknik Lingkungan ITB yang

telah membekali ilmu pengetahuan.

- Perusahaan Umum Percetakan Uang Republik Indonesia (Perum Peruri),

tempat penulis melabuhkan pengabdian karya, atas kesempatan dan bantuan

beasiswa untuk menempuh pendidikan Program Magister Teknik Lingkungan

pada Institut Teknologi Bandung.

- Direktur Utama dan dewan Direksi Perum Peruri yang memberikan

kepercayaan, kesempatan, perijinan dan dukungan kepada penulis.

- Bp. Islamet, selaku Direktur SDM dan Keuangan saat itu, atas ijin beliau

untuk menempuh studi pada Magister Teknik Lingkungan di ITB.

- Bp. Ir. Bambang Prayitno, MS, selaku Kepala Divisi Perencanaan Riset &

Pengembangan dan Labortaorium, atas pemberian motivasi, diskusi dan

masukan-masukan beliau selama penulis menempuh studi.

viii

- Bp. Ashari, ST, selaku Kepala Departemen Laboratorium Perum Peruri saat

itu, yang banyak memberikan masukan, ide-ide dan berbagi ilmu tentang

obyek penelitian.

- Bp. Yadi Trisetiadi, selaku Kepala Departemen Laboratorium Perum Peruri

saat ini, atas pengertian dan dukungan kepada penulis.

- Ibu Inbandiyah dan Ibu Suyanti, selaku atasan langsung penulis atas kerelaan

‘kehilangan’ anak buahnya selama menempuh pendidikan di Bandung, serta

para senior dan rekan-rekan pada Departemen Laboratorium, khususnya pada

Unit Pemeriksaan Tinta dan Bahan Pelengkap.

- Seluruh pejabat dan staff di lingkungan Departemen Diklat Perum Peruri dan

Bp. Karno di Departemen Diklat Perum Peruri, atas segala susah payah

mengurus berbagai hal demi kelancaran kegiatan studi dan perkuliahan;

- Seluruh staff di lingkungan pada Program Studi Teknik Lingkungan ITB atas

segala bantuan yang diberikan kepada penulis dalam hal keadministrasian,

ketersediaan buku-buku dan literatur, peralatan, bahan dan fasilitas

laboratorium untuk penelitian, hal-hal teknis dan non teknis, dan sebagainya;

- Seluruh rekan peserta program studi magister Teknik Lingkungan angkatan

2005 dan rekan-rekan kerja di Perum Peruri yang telah memberikan perhatian

dan saling mendukung, menyemangati dan menguatkan;

- Keluarga tercinta : Soewardi Hadiprajitno, Siti Wahyuni, Qomaruzzaman,

Nabiel, Akhlis Hanifudin dan keluarga, Asrul Ardianto dan keluarga, atas

perhatian, dukungan dan doa.

- Seluruh pihak yang telah membantu penyelesaian tesis magister ini.

Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan pada penulisan laporan tesis

magister ini. Oleh karenanya sangat terbuka kesempatan untuk adanya masukan,

pendapat dan saran perbaikan.

Bandung,

Penulis

ix

DAFTAR ISI

ABSTRAK …………………………………..……………………………... ii

ABSTRACT …………………………………..……………………………. iii

LEMBAR PENGESAHAN ……...………………………………..……….. iv

PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS …………………………………..… v

LEMBAR PERSEMBAHAN ……………………………………..……….. vi

KATA PENGANTAR ……….…………………………………..………… vii

DAFTAR ISI …………………………………..………………………… ix

DAFTAR LAMPIRAN …………………………………..……………… xiii

DAFTAR GAMBAR DAN ILUSTRASI ……………………………….. xiv

DAFTAR TABEL ……………………………………………………….. xviii

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG ……………………………… Xix

Bab I Pendahuluan ………………………………………………….. 1

1.1. Latar Belakang ………………………………………………… 1

1.2. Maksud dan Tujuan Penelitian ……………………………….. 4

1.3. Waktu dan Tempat Penelitian ………………………………... 5

1.4. Ruang Lingkup Penelitian ……………………………………. 5

1.5. Sistematika Penulisan ……………………………………….…. 6

Bab II Tinjauan Pustaka ………………………………………………. 7

2.1. Limbah Cair yang Digunakan sebagai Obyek Penelitian ……… 7

2.1.1. Karakteristik Limbah Cair yang Digunakan …………………… 7

2.1.1.1. Komposisi Kualitatif Limbah Cair …………………………… 8

2.1.2. Proses Produksi ……………………………………………… 12

2.1.2.1. Proses Cetak Intaglio ………………………………………… 12

2.1.2.2. Proses Penjernihan Larutan Penyapu dan Pengolahan Limbah

Cair …………………………………………………………… 13

2.2. Pengolahan Limbah Cair Secara Biologis ……………………. 13

2.3. Sistem pengolahan Anaerob ………………………………….. 16

2.3.1. Prinsip Umum Proses Anaerob ………………………………. 19

2.3.2. Tahapan pada Proses Anaerob ………………………………… 19

x

2.3.3. Kelompok Bakterti pada Proses Anaerob ……………………. 20

2.3.4. Alur Degradasi Komponen Organik Secara Anaerob ................. 24

2.3.4.1. Fermentasi Alkohol ..................................................................... 24

2.3.4.2. Fermentasi Laktat ........................................................................ 25

2.3.4.3. Fermentasi Butirat ....................................................................... 25

2.3.4.4. Fermentasi Propionat dan Suksinat ............................................. 25

2.3.4.5. Fermentasi Format ....................................................................... 26

2.3.4.6. Fermentasi Asetat ........................................................................ 26

2.3.4.7. Fermentasi Substrat Metanogenesa ............................................. 27

2.3.5. Potensi Biodegradabilitas Beberapa Senyawa Organik Tertentu

dalam Limbah Cair dengan Proses Anaerob …………………. 29

2.3.5.1. Surfaktan ……………………………………………………… 29

2.3.5.2. Minyak Lemak ……………………………………………….. 29

2.3.5.3. Fenol …………………………………………………………… 31

2.3.6. Penghilangan Warna pada Proses Anaerob ................................. 32

2.3.7. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses anaerob ..................... 33

2.3.6.1. Temperatur ................................................................................... 33

2.3.6.2. pH ................................................................................................ 35

2.4. Circulating Bed Reactor (CBR) .................................................. 36

2.5. Anaerobic Sequencing Batch Reactor (ASBR) ........................... 37

2.6. Kinetika Pengolahan Zat Organik pada SBR ............................. 38

2.6.1. Kinetika Pengolahan pada Periode Pengisian (Fill) .................... 39

2.6.2. Kinetika Pengolahan pada Periode Reaksi (React) ..................... 41

2.6.3. Kinetika Pengolahan pada Periode Stabilisasi (Idle) ………… 42

2.7. Penelitian Mengenai SBR Anaerob maupun Limbah Cair dari

Perusahaan Sejenis ...................................................................... 43

Bab III Metode Penelitian ................................................................. 48

3.1. Umum .......................................................................................... 48

3.2. Persiapan Awal ............................................................................ 48

3.2.1. Karakterisasi Limbah Cair ........................................................... 48

3.2.2. Persiapan Reaktor ........................................................................ 48

xi

3.2.2.1.

Rangkaian Reaktor Circulating Bed Reactor (CBR) Anaerob

pada Tahap Seeding dan Aklimatitsasi ....................................... 48

3.2.2.2.

Rangkaian Reaktor Sequencing Batch Reactor (SBR) Anaerob

pada tahap Running ................................................................. 49

3.2.3. Seeding dan aklimatisasi pada reaktor CBR ............................ 50

3.2.4. Tahap Pengoperasian reaktor SBR Anaerob ............................... 52

3.2.5. Parameter yang diukur ................................................................. 54

Bab IV Data dan Pembahasan ................................................................. 59

4.1. Umum .......................................................................................... 59

4.2. Karakteristik Limbah Cair ........................................................... 59

4.3. Tahap Seeding dan Aklimatisasi ................................................. 60

4.3.1. Pencapaian Kondisi Tunak dan Persentase Penyisihan Senyawa

Organik untuk Masing-Masing Variasi Penambahan Kosubstrat 64

4.3.2. Kinetika Laju Penyisihan dan Laju Pertumbuhan Biomasa pada

Masing-Masing Perbandingan ................................................... 65

4.3.3. Kinetika Laju Kematian Biomasa dan Faktor Hasil ................... 66

4.4. Pengoperasian SBR ..................................................................... 68

4.4.1. Kinerja SBR ................................................................................. 68

4.4.1.1. Pengaruh Variasi Waktu Reaksi pada Penyisihan Senyawa

Organik ........................................................................................ 68

4.4.1.2. Pengaruh Variasi Waktu Reaksi pada Konsentrasi Biomasa ...... 72

4.4.2. Kinetika ASBR ........................................................................... 74

4.4.2.1. Kinetika pada Tahap Pengisian ................................................... 75

4.4.2.2. Kinetika pada Tahap Reaksi ........................................................ 80

4.4.2.2.1. Kinetika Laju Penyisihan Senyawa Organik Spesifik ................. 81

4.4.2.2.2. Kinetika Laju Pertumbuhan Biomasa Spesifik ......................... 81

4.4.2.2.3. Penentuan Koefisien Yield (Y) dan Laju Kematian Biomasa

(Kd) pada Tahap Reaksi ............................................................ 82

4.4.2.2.4. Kinetika Laju Penyisihan Asam Volatil ..................................... 86

4.4.2.3. Kinetika pada Tahap Stabilisasi .................................................. 87

4.4.3. Hasil Analisa Identifikasi Mikroorganisme ................................. 92

xii

4.4.4. Hasil Analisa Komposis Gas ...................................................... 93

4.4.5. Hasil Analisa Konsentrasi Fenol, Surfaktan, Minyak-Lemak,

dan Amonia Bebas ....................................................................... 94

4.4.6. Hasil Pengujian Angka Tembus Pandang Warna ........................ 96

4.4.7. Perhitungan Nerasa Masa ............................................................ 97

Bab V Kesimpulan dan Saran ................................................................. 100

5.1. Kesimpulan .................................................................................. 100

5.1.1. Penentuan Rasio Substrat: Kosubstrat Maksimal

………………………………………………………..……….. 100

5.1.2. Pengolahan Limbah Cair dengan ASBR

…………………..………………..………………………….... 101

5.2. Saran ........................................................................................... 102

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 104

LAMPIRAN A. . ............................................................................................ 107

LAMPIRAN B. . ............................................................................................ 115

LAMPIRAN C. . ............................................................................................ 118

LAMPIRAN D. .............................................................................................. 120

LAMPIRAN E .............................................................................................. 122

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Data Hasil Analisa ............................................................... 107

A.1. Seeding dan Aklimatisasi ……………………………. 107

A.1.1. Seeding dan Aklimatisasi pada Kosubstrat 100% .... 107

A.1.2. Seeding dan Aklimatisasi pada Kosubstrat 80% ....... 107



A.1.5. Seeding dan Aklimatisasi pada Kosubstrat 0% ......... 108

A.2. Running ASBR …………………………….………… 109

A.2.1. Variasi Waktu Reaksi 12 jam ……………………. 109

A.2.2. Variasi Waktu Reaksi 36 jam ……………………… 110

A.2.3. Variasi Waktu Reaksi 54 jam …………………….... 111

A.2.4. Variasi Waktu Reaksi 125 jam …………………….. 112

A.2.5. Data COD Reaktor Kontrol ………………………... 113

A.2.6. Data Absorbancy……………………….................... 114

Lampiran B Metode Uji Chemical Oxygen Demand (COD) ………… 115

B.1. Metode .......................................................................... 115

B.2. Prinsip ........................................................................... 115

B.3. Pereaksi.......................................................................... 115

B.3.1. Lautan standar kalium dikromat 0,0167 M ............... 115

B.3.2. Pereaksi asam sulfat ................................................... 115

B.3.3. Larutan indikator ferroin ........................................... 115

B.4. Cara Kerja ................................................................... 116

B.5. Perhitungan 116

B.6. Sumber Literatur ........................................................... 116

B.7. Dokumentasi Peralatan dan Aktivitas Pengujian .......... 117

Lampiran C Metode Uji Volatile Suspended Solid(VSS) ......................... 118

C.1. Metode .......................................................................... 118

C.2. Prinsip ........................................................................... 118

C.3. Cara Kerja ..................................................................... 118

C.4. Perhitungan ................................................................... 118

xiv

C.5. Sumber Literatur ........................................................... 118

C.6. Dokumentasi Peralatan dan Aktivitas Pengujian .......... 119

Lampiran D Metode Uji Total Asam Volatil (TAV) ................................ 120

D.1. Metode .......................................................................... 120

D.2. Prinsip ........................................................................... 120

D.3. Cara Kerja ..................................................................... 120

D.3.1. Faktor Koreksi ........................................................... 120

D.3.2. Prosedur Utama ......................................................... 120

D.4. Perhitungan ................................................................... 121

D.5. Sumber Literatur ........................................................... 121

D.6. Dokumentasi Peralatan dan Aktivitas Pengujian

............................................................................................... 121

Lampiran E. Foto Rangkaian Proses SBR ................................................ 122

xv

DAFTAR GAMBAR DAN ILUSTRASI

Gambar I.1. Grafik produksi hasil cetak dari tahun ke tahun ................ 2

Gambar II.1. Skema komposisi limbah cair ........................................... 8

Gambar II.2. Skema aliran proses produksi ........................................... 15

Gambar II.3. Unit cetak intaglio ............................................................. 16

Gambar II.4. Skema proses cetak intaglio dan keberadaan larutan

penyapu (wiping solution) ................................................. 17

Gambar II.5. Skema aliran proses penjernihan larutan penyapu dan

pengolahan limbah cair ..................................................... 18

Gambar II.6. Skema proses anaerob : hidrolisa, asidogenesa, dan

metanogenesa .................................................................... 21

Gambar II.7. Aliran karbon dan hidrogen pada proses anaerob ............. 21

Gambar II.8. Kelompok bakteri metabolis pada proses anaerob ........... 23

Gambar II.9. Tahapan pembentukan metana .......................................... 28

Gambar II.10. Alur biodegradasi anaerob surfaktan ................................. 30

Gambar II.11. Alur degradasi benzoat dan fenol ...................................... 33

Gambar II.12. Alur degradasi fenol dan asam benzoat ............................. 34

Gambar II.13. Tahap operasi SBR ............................................................ 38

Gambar III.1. Skema tahapan penelitian .................................................. 49

Gambar III.2. Rangkaian CBR Anaerob untuk Tahap Seeding dan

Aklimatisasi ….................................................….............. 50

Gambar III.3. Rangkaian satu unit Reaktor SBR Anaerob untuk Tahap

Running ………………………………………………… 55

Gambar IV.1. Tahapan seeding dengan menggunakan reaktor CBR ....... 61

Gambar IV.2. Profil COD dan VSS pada perbandingan substrat :

kosubstrat = 0:100 ............................................................. 63


kosubstrat = 20:80 ............................................................. 64


kosubstrat = 20:80 ............................................................. 64

Gambar IV.5. Profil COD dan VSS pada perbandingan substrat : 64

xvi

kosubstrat = 60:40 .............................................................


kosubstrat = 80:20 ............................................................. 65


kosubstrat = 100:0 ............................................................. 65

Gambar IV.8 Rangkaian kegiatan pada tahap pengoperasian SBR ........ 67

Gambar IV.9. Grafik Konsentrasi COD pada Waktu Reaksi 12 jam ....... 69



Gambar IV.12. Grafik Konsentrasi COD pada Waktu Reaksi 125 jam ..... 71

Gambar IV.13. Efisiensi Penyisihan Substrat Tahap Pengisian, Reaksi, 71

Gambar IV.14. Grafik Konsentrasi VSS pada Waktu Reaksi 12 jam ........ 73



Gambar IV.17. Grafik Konsentrasi VSS pada Waktu Reaksi 125 jam ...... 74

Gambar IV.18. Grafik Penentuan nilai Y pada Tahap Pengisian untuk

Waktu Reaksi 12 jam ...................................................... 75

Gambar IV.19. Grafik Penentuan nilai Y pada Tahap Pengisian untuk

Waktu Reaksi 36 jam ...................................................... 75

Gambar IV.20. Grafik Penentuan nilai Y pada Tahap Pengisian

untuk Waktu Reaksi 54 jam ............................................ 76

Gambar IV.21. Grafik Penentuan nilai Y pada Tahap Pengisian

untuk Waktu Reaksi 125 jam .......................................... 76

Gambar IV.22. Grafik Penentuan Nilai Laju Penyisihan Substrat k untuk

Waktu Reaksi 12 jam ...................................................... 77


Waktu Reaksi 36 jam ...................................................... 78


Waktu Reaksi 54 jam ...................................................... 78


Waktu Reaksi 125 jam ...................................................... 79

Gambar IV.26. Nilai Y, k dan Efisiensi Penyisihan Substrat pada Variasi 80

xvii

Waktu Reaksi 12, 36, 54 dan 125 jam. ..............................

Gambar IV.27. Penentuan Y dan Kd untuk Waktu Reaksi 12 jam Beban

COD 20.000 mg/l Tahap Reaksi ....................................... 83






COD20.000 mg/l Tahap Reaksi ........................................ 84

Gambar IV.31. Nilai Y, Kd dan Efisiensi Penyisihan pada Tahap Reaksi

untuk Setiap Variasi Waktu Reaksi .................................. 85

Gambar IV.32. Profil Laju Pembentukan Asam Volatil pada Berbagai

Variasi Waktu Reaksi ........................................................ 87

Gambar IV.33. Penentuan Y dan Kd Tahap Stabilisasi pada Waktu

Reaksi 12 jam .................................................................... 90


Reaksi 36 jam .................................................................... 90


Reaksi 54 jam .................................................................... 91


Reaksi 54 jam .................................................................... 91

Gambar IV.37. Nilai Y, Kd dan Efisiensi Penyisihan Tahap Stabilisasi

Waktu Reaksi 12, 36, 54, dan 125 jam ............................. 92

Gambar IV.38. Skema Global Reaksi pada Tahap Fermentasi .................. 93

Gambar IV.39. Profil Konsentrasi Fenol pada Influen dan Efluen

Masing-Masing Waktu Reaksi ......................................... 94

Gambar IV.40. Profil Konsentrasi Surfaktan pada Influen dan Efluen

Masing-Masing Waktu Reaksi ......................................... 95

Gambar IV.41. Profil Konsentrasi Minyak Lemak pada Influen dan

Efluen Masing-Masing Waktu Reaksi

........................................................................................... 95

Gambar IV.42. Profil Konsentrasi Amonia Bebas pada Influen dan 96

xviii

Efluen Masing-Masing Waktu Reaksi

...........................................................................................

Gambar IV.43. Profil Angka Tembus Pandang Warna pada Waktu

Reaksi 12 jam ................................................................... 96


Reaksi 36 jam ................................................................... 97


Reaksi 54 jam ................................................................... 97


Reaksi 125 jam

........................................................................................... 98

Gambar IV.47. Skema Global Reaksi pada Tahap Fermentasi .................. 98

Gambar B.1. Peralatan dan proses analisa COD .................................... 117

Gambar C.1. Peralatan dan aktivitas pengujian VSS .............................. 119

Gambar D.1. Rangkaian alat untuk analisa TAV .................................... 121

Gambar E.1. Rangkaian kegiatan pada tahap pengoperasian SBR ........ 122

xix

DAFTAR TABEL

Tabel II.1. Korelasi tahap proses pada anaerobik dengan substrat,

produk, dan mikroorganisme Utama ................................... 20

Tabel II.2. Persentase komponen penyusun tinta intaglio ..................... 30

Tabel II.3. Kondisi penguraian bahan organik ....................................... 34

Tabel II.4. Data penelitian tentang ASBR ............................................ 46

Tabel III.1. Komposisi media untuk yang diperlukan untuk

pertumbuhan mikroorganisme ……………………………. 53

Tabel III.2. Komposisi trace mineral (untuk 10 g/L COD) untuk yang

diperlukan untuk pertumbuhan mikroorganisme …………. 53

Tabel III.3. Pengaturan waktu untuk operasi ASBR .............…………. 54

Tabel IV.1. Karakteristik limbah cair (Lab Air ITB, 2006) ................. 60

Tabel IV.2. Tabel laju penyisihan substrat (dS/dt) dan laju

pertumbuhan biomasa (dX/dt) ……………………………. 66

Tabel IV.3. Kinetika laju penyisihan substrat spesifik (q) dan laju

pertumbuhan biomasa spesifik (μ) …………………......... 67

Tabel IV.4. Perolehan Nilai Y dan k pada tahap pengisian ................... 79

Tabel IV.5. Laju pemakaian substrat spesifik tahap reaksi

.............................................................................................. 82

Tabel IV.6. Laju pertumbuhan biomasa spesifik tahap reaksi

.............................................................................................. 83

Tabel IV.7. Laju penyisihan asam volatil pada tahap reaksi .............. 86

Tabel IV.8. Laju Pemakaian Substrat Tahap Stabilisasi (t = 2 jam) …... 88

Tabel IV.9. Laju Pertumbuhan Biomasa Tahap Stabilisasi (t = 2 jam) ... 89

Tabel IV.10. Nilai Y dan Kd Tahap Stabilisasi (t = 2 jam) ....................... 91

Tabel IV.11. Kondisi pH Optimum untuk Reaksi Anaerob Tahap

Metanogenesa ....................................................................... 94

Tabel IV.12. Perhitungan Neraca Masa ..................................................... 99

Tabel A.1. Data COD dan VSS pada rasio kosubstrat:substrat = 100: 0 107

Tabel A.2. Data COD dan VSS pada rasio kosubstrat:substrat = 80:20 107


xx



Tabel A.6. Data pH, COD, VSS dan TAV RUN1 ……………………. 109








Tabel A.14. Data pH, COD, VSS dan TAV RUN9 …….……………… 112

Tabel A.15. Data pH, COD, VSS dan TAV RUN10 ……...…………… 112

Tabel A.16. Data pH, COD, VSS dan TAV RUN11 ………...………… 113

Tabel A.17. Data pH, COD, VSS dan TAV RUN12 …………...……… 113

Tabel A.18. Dat COD pada Reaktor Kontrol …………………………... 113

Tabel A.19. Data Absorbancy pada Waktu Reaksi 12 jam ...................... 114



Tabel A.22. Data Absorbancy pada Waktu Reaksi 125 jam ...............................................................................................

114

xxi

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG SINGKATAN Nama Pemakaian

pertama kali pada halaman

ASBR Anaerobic Sequencing Batch Reactor 3

BOD Biological Oxygen Demand 1

CBR Circulating Bed Reactor 4

CI Colour Index 11

COD Chemical Oxygen Demand 1

CSTR Continuous Flow Strirred Reactor 17

DAF Dissolve Air Flotation) 2

IPAL Instalasi Pengolahan Air Limbah 13

KAN Komite Akreditasi Nasional 48

MBAS Methylene Blue Alkyl Sulfonate 8

PFR Plug Flow Reactor 16

SBR Sequencing Batch Reactor 3

SRT Solid Retention Time 44

SCO Sulfonated Castor Oil 9

UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket 37

VSS Volatile Suspended Solid 5

LAMBANG

CH3COCOOH Rumus kimia asam piruvat 24

CH3CHOHCOOH Rumus kimia asam laktat 25

CH3CH2CH2COOH Rumus kimia asam butirat 25

CH3CH2COOH Rumus kimia asam propionat 25

CH3CH2OH Rumus kimia etanol 25

CH3COH Rumus kimia asetaldehid 25

CH3COOH Rumus kimia asam asetat 22

CH4 Rumus kimia metana 3

xxii

CO2 Rumus kimia karbon dioksida 3

C6H12O6 Rumus kimia glukosa 25

HCO3- Rumus kimia gugus ion karbonat 27

HCOOH Rumus kimia asam formiat 24

H2 Rumus kimia gas hidrogen 21

H2O Rumus kimia air 22

H2SO4 Rumus kimia asam sulfat 9

NaOH Kaustik soda 9

pH Derajat keasaman 1

Y Koefisien faktor hasil (yield) 39

k Laju penyisihan substrat pada tahap Fill 40

Kd Laju kematian biomasa 42

q Laju penyisihan substrat spesifik 41

μ Laju pertumbuhan biomasa spesifik 42

studi keterolahan dan kinetika reaksi...

Documents