lap-lmpur-aktif.pdf
-
Upload
febrina-putri-r -
Category
Documents
-
view
214 -
download
1
description
Transcript of lap-lmpur-aktif.pdf
-
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR DENGAN LUMPUR AKTIF
1. Tujuan
Menentukan efisiensi pengolahan limbah cair dengan proses lumpur
aktif
Memahami proses pengolahan secara biologi dengan lumpur aktif
2. Alat dan bahan yang digunakan
Alat yang digunakan
- Seperangkat Bioreaktor lumpur aktif- Drum/ember plastic- Botol sampel- Kertas saring- Pipet ukur- Porselen- erlenmayer 250 ml, 2 buah- pipet ukur 10ml,25 ml masing-masing 2 buah- labu ukur 100 ml ,1 liter, 2 buah - biuret
Bahan yang digunakan
- Limbah Industri- Air- Kertas PH- FAS 0,1N- K2Cr2O7 0,25N- H2SO4- AgSO4- HgSO4
3. Dasar TeoriPengolahan air limbah pada umumnya dilakukan dengan menggunakan
metode Biologi. Metode ini merupakan metode yang paling efektif dibandingkan
dengan metode Kimia dan Fisika. Proses pengolahan limbah dengan metode
Biologi adalah metode yang memanfaatkan mikroorganisme sebagai katalis untuk
menguraikan material yang terkandung di dalam air limbah. Mikroorganisme
-
sendiri selain menguraikan dan menghilangkan kandungan material, juga
menjadikan material yang terurai tadi sebagai tempat berkembang biaknya.
Metode pengolahan lumpur aktif (activated sludge) adalah merupakan proses
pengolahan air limbah yang memanfaatkan proses mikroorganisme
tersebut.Metode lumpur aktif banyak dikembangkan da lam pengolahan limbah
cair dengan kandungan bahan organik yang tinggi. Telah diteliti bahwa
penggunaan metode lumpur aktif dalam pengolahan limbah dapat menurunkan
BOD dan COD.Lumpur aktif (activated sludge) adalah proses pertumbuhan mikroba
tersuspensi. Proses ini pada dasarnya merupakan pengolahan aerobik yang
mengoksidasi material organik menjadi CO2 dan H2O, NH4 dan sel biomassa baru.
Proses ini menggunakan udara yang disalurkan melalui pompa blower (diffused)
atau melalui aerasi mekanik. Sel mikroba membentuk flok yang akan mengendap
di tangki penjernihan. Kemampuan bakteri dalam membentuk flok menentukan
keberhasilan pengolahan limbah secara biologi, karena akan memudahkan
pemisahan partikel dan air limbah. Metode lumpur aktif memanfaatkan
mikroorganisme (terdiri 95% bakteri, sisanya protozoa, rotifer, dan jamur)
sebagai katalis untuk menguraikan material yang terkandung di dalam air limbah.
Proses lumpur aktif merupakan proses aerasi (membutuhkan oksigen). Pada
proses ini mikroba tumbuh dalam flok (lumpur) yang terdispersi sehingga terjadi
proses degradasi. Proses ini berlangsung dalam reactor yang dilengkapi
recycle/umpan balik lumpur dan cairannya. Oksigen yang dibutuhkan untuk reaksi
mikroorganisme tersebut diberikan dengan cara memasukkan udara ke dalam
tangki aerasi dengan blower.Aerasi ini juga berfungsi untuk mencampur limbah
cair dengan lumpur aktif, hingga terjadi kontak yang intensif.Sesudah tangki
aerasi, campuran limbah cair yang sudah diolah dan lumpur aktif dimasukkan ke
tangki sedimentasi di mana lumpur aktif diendapkan, sedangkan supernatant
dikeluarkan sebagai effluen dari proses.
Bakteri merupakan unsur utama dalam flok lumpur aktif. Lebih dari
300 jenis bakteri yang dapat ditemukan dalam lumpur aktif. Bakteri tersebut
bertanggung jawab terhadap oksidasi material organik dan tranformasi nutrien,
-
dan bakteri menghasilkan polisakarida dan material polimer yang membantu
flokulasi biomassa mikrobiologi. Genus yang umum dijumpai adalah : Zooglea,
Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes, Bacillus, Achromobacter,
Corynebacterium, Comomonas, Brevibacterium, dan Acinetobacter, disamping itu
ada pula mikroorganisme berfilamen, yaitu Sphaerotilus dan Beggiatoa,
Vitreoscilla yang dapat menyebabkan sludge bulking. Dikarenakan tingkat oksigen
dalam difusi terbatas, jumlah bakteri aktif aerobik menurun karena ukuran flok
meningkat (Hanel, 1988). Bagian dalam flok yang relatif besar membuat kondisi
berkembangnya bakteri anaerobik seperti metanogen. Kehadiran metanogen dapat
dijelaskan dengan pembentukan beberapa kantong anaerobik didalam flok atau
dengan metanogen tertentu terhdap oksigen (Wu et al., 1987). Oleh karena itu
lumpur aktif cukup baik dan cocok untuk material bibit bagi pengoperasian awal
reaktor anaerobik.
4. Langkah Kerja1. Memasukkan Umpan berupa Limbah cair industry dengan konsentrasi
COD 1000-1500mg/l kedalam tangki umpan2. Mengkondisikan pH umpan pada pH netral3. Memasukkan lumpur aktif dari hasil seeding kedalam reactor lumpur
aktif4. Menghidupkan system aerasi5. Menghidupkan pompa umpan dan pompa resirkulasi lumpur6. Mengkontinukan system aliran dengan ditandai melimbahnya effluent
di klarifier7. Menetapkan waktu detensi antara 0,3-1,5jam8. Setelah system mendekati stabil atau setelah tiga kali waktu
detesi,maka ambil sampel dari effluent dan influent lalu ukur CODnya9. Menghitung efisiensi pengolahan: % Efisiensi Pengolahan : COD in-CODef/CODin x 100%
1. Penentuan COD sebelum proses pendekomposisian oleh mikrobaa. Standarisasi Larutan FAS
Pemipetan 25 mL K2Cr2O7 kedalamerlenmeyer
-
b. Penentuan COD
Sampel limbah
Pengenceran sampel 100x (pencampuran 1 mLsampel dengan 99 mL aquadest)
pengambilan sampel 2,5 mL kedalam tabunghach dan penambahan 3,5 mL K2Cr2O7
Penambahan 10 mL H2SO4 kedalamerlenmeyer
Penambahan indikator feroin 3 tetes
Penitrasian dengan larutan FAS darihijau menjadi coklat
-
2. Penentuan MLVSS sebelum proses pendekomposisian oleh mikroba
Penambahan 1,5 mL H2SO4 pekat
Pemindahan tabung Hach pada Hach CODdigester serta pemanasan 150oC selama 2 jam
Pemanasan cawan pijar selama 1 jam dalam furnace600oC dan kertas saring pada oven 105oC
Penimbangan kertas saring dan cawan pijar hinggakonstan
Penyaringan 40 mL air limbah dengan kertassaring yang diketahui beratnya
Pengeluaran tabung hach dari digester hinggalarutan sama dengan suhu ruang
penambahan indikator feroin 3 tetes danpenitrasian dengan larutan FAS dari hijau
menjadi coklat
-
3. Proses pendekomposisian oleh mikroba
Penambahan nutrisi yaitu glukosa sebanyak7,0384 gram, KNO3 sebanyak 2,5368 gram danKH2PO4 sebanyak 0,3088 gram kedalam sampel
limbah yang telah di aerasi
Pendiaman sampel hingga 5 hari
Pemindahan kertas saring kedalam cawan pijardan pemanasan pada oven 105oC 1 jam
Penimbangan cawan pijar yang berisi kertassaring dan endapan hingga konstan
Penimbangan cawan pijar yang berisi kertassaring dan endapan hingga konstan
Pemindahan cawan pijar yang berisi kertas saringdan endapan kedalam furnace dengan pemanasan
600oC 2 jam
-
5. Data pengamatan
Proses PengamatanStandarisasi FAS Ketika K2Cr2O7 ditambahkan larutan asam sulfat,
warnanya tidak berubah tetap berwarna orange.
Ketika ditambah feroin warnanya berubah
menjadi warna hijau dan ketika dititrasi warnanya
menjadi coklat (TA)Penentuan COD Ketika sampel ditambah K2Cr2O7 dan asam
sulfat larutan berwarna orange. Setelah direfluks
larutan terdapat 3 warna yaitu coklat kuning dan
orange. Ketika dititrasi dengan penambahan
indikator feroin awalnya larutan berwarna hijau
dan berubah warna menjadi coklat (TA)
-
6. Data percobaan dan Perhitungan
Pengukuran Keadaan Awal
- DO = 5,4 mg/L- pH = 7- Temperatur = 26,7
a. COD (Chemical Oxygen Demand)
1. Standarisasi K2Cr2O7NK2Cr2O7 : 0,2500 NVolume K2Cr2O7 : 10 mL
Titrasi ke- Volume (mL)1 10, 9002 11,104
NFAS xV FAS=N K 2Cr 2O 7 xV K2Cr 2O 7
- NFAS x10,900=0,2500 x 10
NFAS=0,2500 x1010,900
NFAS=0,2294N
- NFAS x11,104=0,2500 x10
NFAS=0,2500 x1011,104
NFAS=0,2251N
RataRata=0,2394N+0,2251N2
=0,2273N
2. Penentuan COD pada sampel
Pengenceran : 100 X
-
Titrasi ke- Volume (mL)
sampel1 0,8402 0,906
Rata-rata 0,873Blanko 1 0,952
2 0,978Rata-rata 0,965
COD (mg/L) =
( volumeblankovolume sampel) X NFAS X 1000 X pengenceranXBEoksigenmL sampel
COD (mg/L) = (0,965mL0,873mL ) X 0,2273 X1000 X 100 X 8
2,5mL
COD (mg/L) = 6691,72 mg/L
Nilai COD sebelum proses
lumpur aktif
Nilai COD setelah proses
lumpur aktif (hari ke-4)
6691,72 mg/L 275 mg/L
Efisiensi pengolahan = kandunganCOD awalkandunganCOD ak hir
kandunganCODawal X
100%
Efisiensi pengolahan = 6691,72275
6691,72100
Efisiensi pengolahan = 95,89 %
-
7. Analisa Percobaan
Percobaan ini bertujuan untuk menentukan efisiensi pengolahan limbah cair
dengan proses lumpur aktif dan memahami proses pengolahan secara biologi
dengan lumpur aktif. Lumpur aktif adalah lumpur yang kaya dengan bakteri
aerob, yaitu bakteri yang dapat menguraikan limbah organik dengan cara
mengalami biodegradasi (oxygen-demanding materials). Sehingga dari praktikum
yang telah dilakukan, dapat dianalisa bahwa pada pengolahan limbah dengan
menggunakan lumpur aktif ini, digunakan cara berupa metode biologi yang
menggunakan mikroorganisme sebagai pereduksi zat-zat yang mencemari suatu
limbah cair sehingga nantinya limbah yang terbuang tidak lagi mencemari
lingkungan dan habitat dari kelangsungan hidup dari makhluk hidup lain.
Pada sampel limbah ditambahkan nutrisi, nutrisi adalah sumber makanan
untuk mikroorganisme yang akan mendekomposisi bahan organik, hal ini
menyebabkan kandungan organik dalam sampel dapat diturunkan. Untuk
mengetahui efisiensi pengolahan maka dilakukan pengukuran kandungan organik
sebelum dan setelah proses sehingga dilakukan pengukuran COD sebelum dan
setelah proses. Sedangkan MLVSS untuk mengetahui kuantitas mikroba yang
mendekomposisi bahan organik. Pada proses pendokomposisian oleh mikroba
yang diperhatikan adalah adanya oksigen (aerasi) sebagai sumber oksigen bagi
mikroba.
Nutrisi yang ditambahkan adalah glukosa, KNO3 dan KH2PO4. Untuk
glukosa ditambahkan sebagai sumber karbohidrat atau gula, sedangkan KNO3sebagai sumber nitrogen dan KH2PO4 sebagai sumber posfor dimana perbandingan
yang diberikan adalah glukosa: KNO3:KH2PO4 100:5:1, hal ini dikarenakan
mikroba dapat tumbuh pada komposisi nutrien tersebut.
Pada percobaan dilakukan pengukuran COD yaitu untuk mengetahui
kandungan organik dalam sampel, pengukuran COD ini untuk mengetahui berapa
banyak oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi kandungan organik dalam
sampel, sehingga bila semakin banyak zat yang dibutuhkan untuk mengoksidasi
-
zat organik maka semakin banyak pula kandungan zat organiknya. Artinya
semakin tinggi nilai COD maka kandungan organik dalam sampel semakin
banyak atau kualitas air semakin buruk. Sebelum dilakukan analisis pada COD,
sebelumnya dilakukan terlebih dahulu standarisasi FAS oleh K2Cr2O7, dimana
reaksi yang terjadi reaksi redoks dalam keadaan asam karena penambahan H2SO4dimana dalam keadaan asam ini berfungsi untuk mengasamkan larutan sehingga
K2Cr2O7 dapat mengoksidasi Fe dengan reaksi:
Cr2O72- + 14H+ + 6e 2Cr3+ + 7H2O
Fe2+ Fe3+ + e
Cr2O72- + 14H+ + 6 Fe2+ 2Cr3+ + 7H2O + 6Fe3+
Berdasarkan percobaan terlihat bahwa nilai COD pada sampel limbah
sebelum proses degradasi adalah tinggi yaitu sebesar 6691,72 mgO2/L pH pada
sampel limbah sudah netral. Sedangkan nilai COD setelah proses selama 4 hari
adalah sebesar 275 mgO2/L. Nilai COD setelah proses ini lebih kecil dibanding
nilai COD sebelum proses. Hal ini menunjukan adanya penurunan kandungan
organik pada sampel limbah. Besarnya penurunan kandungan organik ini
menghasilkan efisiensi sebesar 95,89%, Bila dibandingkan dengan literatur, hasil
percobaan efisiensi penurunan COD sudah melebihi dari 85%, sehingga dapat
dikatakan bahwa proses ini sudah optimum untuk menurunkan COD dalam
sampel air limbah. Akan tetapi hasil akhir dari proses ini menghasilkan
kandungan organik yang masih tinggi dimana nilai ini masih lebih besar bila
dibandingkan dengan standar kualitas air bersih dimana batas COD adalah 100
mgO2/L. Kandungan organik setelah proses dekomposisi yang masih tinggi dari
nilai yang diperbolehkan diakibatkan karena kurangnya pengecekan pH dan
suhu. Kondisi yang dibutuhkan mikroorganisme untuk hidup,yakni tidak terlalu
asam ataupun terlalu basa atau netral dengan pH=7. Selain pH dan temperatur
yang harus diperhatikan adalah oksigen yang ditambahkan (aerasi), dimana
keadaan aerasi dilakukan secara terus menerus. Parameter-parameter ini
merupakan kondisi yang mendukung untuk proses lumpur aktif.
-
8. Kesimpulan
Dari percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan:
1. Konsentrasi awal kandungan organik atau nilai COD sebelum proses
adalah sebesar 6691,72 mg O2/L serta nilai COD setelah proses adalah
sebesar 275 mg O2/L 2. Nilai efisiensi pengoalahan adalah sebesar 95,89%. Berdasarkan litertur
efisiensi yang efektif untuk penurunan COD adaah >85% (Lestari, 2003)
sehingga penurunan COD pada percobaan ini sudah efektif3. Nutrisi yang ditambahkan pada sampel, glukosa sebanyak 7,0384 gram,
KNO3 sebanyak 2,5368 gram dan KH2PO4 sebanyak 0,3088 gram kedalam
sampel limbah yang telah di aerasi
9. Daftar Pustaka
Jobsheet.2015.Penuntun Praktikum Teknik Pengolahan Limbah.Politeknik
Negeri Sriwijaya ; Palembang.
GAMBAR ALAT