Laporan Lumpur Aktif

  1. A.     Tujuan Praktikum
  2. Menentukan konsentrasi awsal kandungan organik dalam lumpur aktif dan konsentrasi kandungan organik setelah percobaan berlangsung selama seminggu
  3. Menentukan kandungan Mixed Liquor Volatile Solid (MLVSS) yang mewakili kandungan mikroorganisme dalam lumpur aktif
  4. Menentukan konsentrasi nutrisi bagi mikroorganisme pendegradasi air limbah dalam lumpur aktif
  5. Menghitung efisiensi pengolahan dengan cara menentukan persen (%) kandungan bahan organik yang didekomposisi selama seminggu oleh mikroorganisme dalam lumpur aktif terhadap kandungan bahan organik mula-mula

 

  1. B.     Dasar  Teori

Pengolahan 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.

C. Langkah Kerja (terlampir pada laporan selengkapnya)

D. Perhitungan (terlampir pada laporan selengkapnya)

E. Pembahasan

 

Pada percobaan ini dilakukan pengolahan limbah dengan metode lumpur aktif. Kedalam sampel limbah ditambahkan nutrisi, nutrisi yang ditambahkan adalah sumber makanan untuk mikroorganisme yang akan mendekomposisi bahan organik, hal ini yang 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 ini yang diperhatikan adalah adanya oksigen (aerasi) sebagai sumber oksigen bagi mikroba untuk menghasilkan energi untuk mendekomposisi bahan organik.

Sebelum dilakukan pengukuran COD setelah proses pendekomposisian, kedalam sampel dimasukan sejumlah nutrisi sebagai sumber makanan untuk mikroba pendekomposisi. Nutrisi yang ditambahkan adalah glukosa, KNO3 dan KH2PO4. Untuk glukosa ditambahkan sebagai sumber karbohidrat atau gula, sedangkan KNO3 sebagai 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 H2SO4 dimana dalam keadaan asam ini berfungsi untuk mengasamkan larutan sehingga K2Cr2O7  dapat mengoksidasi Fe .

Berdasarkan percobaan terlihat bahwa nilai COD pada sampel limbah sebelum proses degradasi adalah tinggi yaitu sebesar 6691,72 mgO2/L. Nilai COD sebelum proses masih tinggi sehingga dilakukanlah proses dekomposisi bahan organik untuk menurunkan kandungan organiknya. Sedangkan nilai COD setelah proses selama 5 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, dimana penurunan kandungan organik ini disebabkan mikroorganisme yang mendekomposisi bahan organik tersebut menjadi CO2, H2O dan NH4 sehingga kandungan organik setelah proses menjadi turun. Besarnya penurunan kandungan organik ini menghasilkan efisiensi sebesar 95,89%, sedangkan berdasarkan literatur pengolahan limbah menggunakan lumpur aktif dapat menurunkan konsentrasi COD >85 % (Lestari, 2003). 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. Walaupun penurunan bahan organik dalam sampel limbah telah optimum, 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 ( Peraturan Menteri Kesehatan RI. 416/Menkes/Per/IX/1990), sehingga dapat dikatakan dari hasil COD setelah proses ini kandungan organiknya masih tinggi dan tidak memenuhi syarat kualitas air bersih. Maka hasil proses pengolahan ini bila diterapkan tidak dapat langsung dibuang ke lingkungan sehingga harus diolah kembali untuk menurunkan nilai COD hingga batas yang diperbolehkan.  Kandungan organik setelah proses dekomposisi yang masih tinggi dari nilai yang diperbolehkan diakibatkan karena pada percobaan ini kurangnya pengecekan lingkungan pada bak proses seperti pH dan suhu. Dimana kedua parameter ini tentunya harus selalu dicek secara rutin, untuk pH seharusnya pH dalam keadaan netral dimana mikroba dapat bekerja, serta temperatur tidak boleh terlalu tinggi ataupu terlalu rendah, sehingga temperatur berada pada suhu dimana mikroba dapat bekerja optimal. Selain pH dan temperatur yang harus diperhatikan adalah oksigen yang ditambahkan (aerasi), dimana keadaan aerasi ini seharusnya dicek secara rutin dimana adanya oksigen tidak boleh kurang (jika kurang oksigen tidak akan cukup digunakan oleh mikroba untuk mendekomposisi bahan organik) dan juga tidak boleh lebih (jika oksigen berlebih maka akan menjadi racun untuk mikroba itu sendiri), sehingga jumlah oksigen kedalam bak aerasi harus cukup mengingat bak aerasi dan dekomposisi ini adalah bak diam dan statis/tidak mengalir sehingga jumlah oksigen yang ditambahkan adalah faktor penting. Parameter-parameter ini merupakan kondisi yang mendukung untuk proses lumpur aktif, sehingga kemungkinan tidak optimalnya parameter ini memungkinkan mikroba yang mendekomposisi bahan organik tidak bekerja secara optimal yang menyebabkan efisiensi pengolahan belum efektif.

Sedangkan untuk pengukuran MLVSS dilakukan pada sampel limbah sebelum proses dimana nilai MLVSS sama dengan nilai VSS. Nilai VSS adalah bahan organik yang mudah teruapkan, dimana jumlahnya mewakili jumlah mikroorganisme yang ada didalamnya. Hal ini dikarenakan bahan organik yang mudah menguap seperti protein, karbohidrat, glukosa, dll. ada dalam bakteri sehingga jumlahnya mewakili banyaknya bakteri didalam sampel. Dari hasil percobaan nilai TSS dari sampel adalah sebesar 37.637,5 mg/L. Berdasarkan literatur, nilai TSS yang diperbolehkan adalah sebesar 50 mg/L (Pergub Bali No. 8 Tahun 2007).  Bila dibandingkan hasil percobaan dengan nilai literatur maka nilai TSS pada sampel, diatas nilai yang diperbolehkan sehingga padatan tersuspensi yang terendapkannya cukup tinggi. Sedangkan untuk mengetahui jumlah mikroba yang mendekomposisi bahan organik dilakukan dengan mengukur VSS dimana pengukuran VSS ini didapat dari berat yang dipanaskan pada oven dengan berat yang dipanaskan pada furnace, sehingga dapat diketahui berat yang teruapkan dimana berat ini menunjukan banyaknya mikroorganisme yang ada pada sampel. Dari hasil VSS didapat nilai VSS adalah sebesar. 37.596,25 mg/L. Hal ini mewakili banyaknya kandungan organik yang akan didekomposisi oleh mikroorganisme pada proses lumpur aktif. Dari nilai yang didapat, nilai VSS masih tinggi sehingga kandungan organik yang akan didekomposisipun tinggi, sehingga membutuhkan banyak mikroba untuk mendekomposisinya pada proses. Sedangkan untuk FSS atau padatan yang tidak mudah teruapkan yang didapat adalah sebesar 41,25 mg/L. Pada ketiga parameter tersebut baik nilai VSS, TSS maupun FSS masih tinggi dalam sampel limbah, hal ini dikarenakan belum adanya pengolahan bahan organik pada limbah yang menyebabkan masih tingginya kandungan padatan organik dan anorganik. Pada proses pengolahan limbah, padatan organik dalam sampel didekomposisi oleh organik sehingga bila MLVSS diukur setelah proses maka jumlah MLVSS akan berkurang (Kadarohman, 2004).

Sedangkan untuk pengukuran DO pada awal proses DO pada sampel air limbah adalah sebesar 5,4 mg/L dimana oksigen terlarut pada sampel masih kecil (bila dibandingkan dengan literatur SNI 01-3553-1996 dimana DO tidak boleh kurang dari 500 mg/L), bila nilai DO diukur setelah proses lumpur aktif maka seharusnya nilai DO akan meningkat, dimana dari hasil proses akan terjadi aerasi yang akan mengalirkan O2 kedalam sampel sehingga akan menghasilkan okigen yang akan larut dalam sampel (McKinney, 1962). sedangkan pH pada sampel limbah sudah netral.

 

Baca laporan selengkapnya disini🙂

 

Bales Dong

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: