Download - Pengolahan Biologis
LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM LINGKUNGAN
MODUL VI
PENGOLAHAN BIOLOGIS DALAM TEKNIK LINGKUNGAN
Disusun oleh :
Khairina Damara 1306367965
Moetia Desshinta M 1306407602
Rendra Aulia H 1306404563
Asisten Praktikum : Elzavira FelazaTanggal Praktikum : 13 April 2015Tanggal Disetujui : Nilai :Paraf Asisten :
LABORATORIUM TEKNIK LINGKUNGAN
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS INDONESIA
2015
I. Maksud dan Tujuan Praktikum
Tujuan dari praktikum pengolahan biologis adalah sebagai berikut:
1. Memahami fungsi reaktor biologis dalam pengolahan airlimbah
2. Menggunakan prinsip keseimbangan massa untukmengestimasi produksi
lumpur
3. Menggunakan prinsip keseimbangan massa untukmengetahui rasio resirkulasi
lumpur ke reaktor
II. Dasar Teori
II.1 Definisi dan Prinsip Kerja Pengolahan Biologis
Dalam sistem pengolahan limbah cair, pengolahan biologis dikategorikan
sebagai pengolahan tahap kedua (secondary treatment). Pengolahan biologis ialah
pengolahan air limbah dengan memanfaatkan mikroorganisme/bakteri untuk
mendegradasi polutan organik.Tujuan dari pengolahan biologis ialah untuk
menghilangkan zat padat organik terlarut yang masih dapat di degradasi
(Biodegradable) dengan pemanfaatan mikroorganisme.
Pemanfaatan mikroorganisme/bakteri ini bertujuan untuk menggunakan
kembali zat-zat organik yang terdapat dalam air limbah (Eckenfelder, 2000).
Penggunaan kembali zat-zat organik yang terdapat dalam air limbah dikonsumsi oleh
mikroorganisme untuk membentuk biomassa sel baru dan memanfaatkan energi yang
dihasilkan dari reaksi oksidasi untuk metabolismenya. (Gunawan, 2006). Komponen
utama dalam proses pengolahan biologis ialah polutan organik (sebagai sumber
makanan mikroorganisme), sekaligus sebagai parameter BOD dan COD; dan
bakteri/mikrooganisme (sebagai pengurai polutan organik).
Selain komponen utama tersebut, terdapat faktor-faktor yang sangat
mempengaruhi unit pengolah biologis, diantaranya: kontinuitas feeding, pengendalian
temperatur dan pH, pengadukan, penambahan nutrient dan adaptasi mikroorganisme.
Faktor-faktor ini sangat penting diperhatikan selama proses pengolahan, dikarenakan
1 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
faktor-faktor tersebut menentukan kecepatan penguraian, kualitas air yang dihasilkan,
dan jenis mikroorganisme yang dipakai. Sedangkan jenis pengolahan biologis yang
digunakan bergantung pada: derajat pengolahan yang dikehendaki; jenis air limbah
yang diolah; konsentrasi air limbah; variasi aliran; volume limbah; dan biaya operasi
dan pemeliharaan.
Prinsip pengolahan limbah secara biologis dibedakan berdasarkan beberapa
faktor, seperti; Berdasarkan kebutuhan oksigen dan berdasarkan pola pertumbuhan
mikroorganisme. Berikut merupakan skema dari prinsip pengolahan limbah secara
biologis
gambar.1.
Prinsip
pengolahan limbah secara biologis
Dari skema diatas dapat dilihat proses pengolahan limbah secara biologis. Pada awal
pengolahan terdapat influent air limbah atau pemasukan air limbah ke dalam unit
pengolahan, selanjutnya terdapat bak pengendap 1 yang berfungsi untuk
mengendapkan air limbah dan memisahkan air limbah dengan partikel tersuspensi
2 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
Modul 5 Pengolahan Biologis Aerobik Sistem Tersuspensi dan Terlekat ITS
yang terdapat dalam air sehingga terdapat beberapa lapisan pada air limbah,yaitu
lapisan padatan organik dan lapisan air yang mengandung zat organik terlarut.
Padatan yang dihasilkan akan di olah dalam unit pengolahan lumpur, pada unit ini
terdapat proses pengeringan dan proses pemanasan untuk menghasilkan padatan
tanpa air atau biasanya kompos. Pada tahap selanjutnya terdapat bioreactor atau
tempat pembubuhan mikroorganisme untuk mendegradasi zat organik yang terlarut,
pada bioreactor ini tergantung dari jenis mikroorganisme yang dipakai dan pola
pertumbuhannya. Pada tahap terakhir ialah bak sedimentasi akhir, pada bak ini
berfungsi untuk memisahkan flok-flok yang terbentuk dari hasil bioreactor dengan
air limbah, sehingga effluent yang dihasilkan memiliki kualitas sesuai baku mutu.
Pada proses pengolahan biologis, jenis pengolahan dibedakan berdasarkan:
Berdasarkan kebutuhan Oksigen;
- Proses Aeorobik
- Proses Anoxic
- Proses Anaerobic
Berdasarkan pola pertumbuhan
- Sistem dengan pola pertumbuhan tersuspensi (suspended growth)
- Sistem dengan pola pertumbuhan terlekat (attached growth)
Pengolahan air limbah secara biologi beranekaragam, biasanya dipilih
berdasarkan tipe sumber limbah itu sendiri maupun ketersediaan ruang &
material.Sebagian besar pengolahan air limbah secara biologi menggunakan sistem
aerob (dengan injeksi oksigen), hal itu dikarenakan proses penguraian berjalan lebih
cepat, biaya operasional relative murah, serta tidak menimbulkan hasil sampingan
yang berbahaya (misal gas hidrogen sulfida yang merupakan hasil sampingan dari
pengolahan anaerob).
II.2 Definisi dan prinsip kerja MBBR
Moving Bed Biofilm Reactor atau biasa disebut MBBR merupakan salah satu
teknologi pengolahan air limbah domestic atau industri yang menggunakan konsep
3 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
fixed-film atau yang biasa dikenal yaitu prinsip attached growth. Konsep fixed-film
atau attached growth ialah salah satu prinsip kerja dalam suatu pengolahan
yangmemanfaatkan mikroorganisme yang menempel dan tubuh pada media yang
nantinya membentuk lapisan film untuk menguraikan zat organik yang terkandung
dalam air limbah, proses ini biasanya disebut dengan fix bed. Tujuan dari Moving Bed
Biofilm Reactor (MBBR) adalah untuk mengurangi jumlah zat organik yang terdapat
dalam air limbah sehingga mengurangi nilai BOD nitrifikasi dan denitrifikasi.
Moving bed biofilm reactormerupakan salah satu pengolahan air limbah dengan
tingkat pencemar yang tinggi dengan menggunakan mikroorganisme sebagai
pengurai zat organik yang berlebihan. Moving bed biofilm reactormemiliki banyak
keuntungan.
Keuntungan dari MBBRdiantaranya, yaitu:
- biaya operasi yang murah,
- tidak memerlukan ruang yang besar
- perawatan yang mudah
- tahan lama
- beban volume limbah yang tinggi
- dapat mengolah air limbah dengan tingkat pencemaran tinggi
- dapat dikembangkan dengan mudah
Pada reaktor MBBR terdapat media plastik yang mengambang di permukaan
air limbah atau biasa disebut dengan biocarrier. Jenis plastik yang digunakan untuk
biocarrier ialah jenis HDPE, polypropylene atau polyethylene. Pemakaian jenis ini
berdasarkan dengan massa jenis yang dimilikinya harus mendekati massa jenis air,
hal ini bertujuan agar media (biocarrier) tetap mengambang dan dapat bergerak
ketika diberikan udara (aeration). Selain itu plastik yang digunakan harus memiliki
rongga atau ruang diantara lapisan sehingga memungkinkan mikroorganisme
berkembang biak di dalam nya.Biomassa akan tumbuh pada permukaan tersebut
sebagai lapisan tipis dengan ketebalan berkisar antara 50-300 mikron. Biocarriers ini
4 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
bertahan cukup lama, dalam perawatan mudah dan untuk ketahananya dapat bertahan
selama lebih dari 20 tahun sebelum akhir terdegradasi
Gambar.2. Biocarrier
Prinsip kerja dari Moving Bed Biofilm Reactor ialah attached growth.
Attached growth ini merupakan memanfaatkanmikroorganisme yang tumbuh secara
melekat (attached growth)untuk mengolah zat organik yang merupakan polutan
denganmenjadikan zat organik tersebut sebagai bahan makanan sekaligus untuk
pembentukan biomassa barus, sehingga memenuhi persamaan:
C6H12O6 + O2 + mikroorganisme »CO2 + H2O + biomassa
Pada MBBR juga MBBR tidak menerapkan sistem return sludge flow,
sehingga tidak terkategori sistem lumpur aktif. Penerapan sistemattached growth
mengakibatkan produksi lumpur yang minimal. Namun seiring dengan perkembangan
teknologi, terdapat pula penerapan sistem attached growth dengan activated sludge
5 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
http://www.slideshare.net/ketanwadodkar/ppt-on-fab-mbbr
Gambar.3. Flowchart MBBR ( Moving Bed Biofilm Reactor )
Pada proses MBBR terdapat beberapa tahapan, pada tahap awal ialah intake
atau pengambilan air limbah ke dalam unit pengolahan. Pada tahap intake ini terdapat
fine screen yang berfungsi untuk memisahkan air limbah dengan limbah padat yang
tercampur.pada tahap selanjutnya ialah air limbah akan mengalir kedalam tanki
anoxic reactor pada tanki ini tidak ada oksigen yang disuplai ke dalam tangki,
dimana pada tanki tersebut tidak terjadi aktivitas biologis aerobik dan untuk terjadi
nya proses denitrifikasi. Proses denitrifikasi ini berlangsung dalam kondisi anoksik ,
dimana karbon yang terkandung dalam air limbah digunakan sebagai energi untuk
mendenitrifikasi nitrat sehingga jika konsenstrasi zat organic banyak maka kadar
karbon yang terkandung semakin banyak dan semakin cepat terjadinya proses
denitrifikasi. Pada tanki selanjutnya ialah tanki pengurangan kadar BOD,
pengurangan kadar BOD ini dilakukan dengan seiring berjalannya proses
denitrifikasi, dengan adanya mikroorganisme yang menempel pada media maka
6 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
Sumber: http://www.headworksinternational.com/biological-wastewater-treatment/MBBR-plant-upgrade.aspx
terjadi proses penguraian zat organik oleh mikroorganisme. Langkah selanjutnya
ialah proses nitrifikasi, dengan kadar nitrogen yang terbentuk dari tanki anoksik
digunakan untuk mengurai ammonia yang terkandung dalam air limbah dengan
bantuan suplai oksigen dari diffuser. Pada tahap selanjut nya, setelah kadar ammonia
habis, maka air akan memasuki tanki anoksik lagi dengan tujuan untuk mendegradasi
sisa karbon yang masih tersisa. Tahap selanjutnya ialah tanki clarifier, pada tahap ini
bertujuan untuk memisahkan flok-flok yang terbentuk selama proses dengan air yang
sudah jernih. Hasil dari MBBR ini ialah air yang sudah tidak berbau (kadar ammonia
berkurang) dan tidak keruh (kadar zat organik berkurang)
II.3 Tipe Pengolahan Biologis berdasarkan Pemanfaatan Oksigen
Tipe pengolahan biologis ditinjau dari pemanfaatan oksigennya maka dapat
dikelompokkan menjadi tiga kelompok, yaitu aerobic, anaerobic dan anoksid.
Pemanfaatan oksigen pada mikroorganisme ini bertujuan untuk dapat melakukan
aktivitas yang diperlukan untuk proses pengolahan
Pada proses pengolahan biologis secara aerob adalah pemanfaatan aktivitas
mikroorganisme aerob dalam kondisi aerob atau kondisi terdapatnya kandungan
oksigen terlarut dalam air yang berguna untuk mengurai zat-zat organic dan zat yang
berbahaya, serta untuk pembentukan biomassa baru. Jenis mikroorganisme aerob
merupakan jenis mikroorganisme yang paling banyak, karena hampir semua daerah
memiliki oksigen terlarut. Pada proses pengolahan limbah cair, biasanya
mikroorganisme jenis ini digunakan dalam trickling filter, aeration basin,activated
sludge, dan lainnya.
Proses anaerob adalah pengolahan biologis yang memanfaatkan
mikroorganisme dalam mendegradasi bahan organik dalam kondisi tidak didapatkan
atau sangat sedikit oksigen terlarut (Indriyanti, 2005).Dimana dalam kondisi ini tidak
terdapatnya penerima elektron dalam bentuk oksigen terikat maupun bebas atau
nitrat, dan sulfat. Pada proses anaerob terdapat empat proses penguraian zat organik,
pada tahap pertama ialah hydrolysis, proses ini bertujuan untuk memecah zat organik
7 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
(polimer, seperti polisakarida, protein dan lemak) menjadi zat organik yang lebih
sederhana(monomer, seperti gula, asam amino, dan peptide). Selanjutnya ialah
acidogenesis, proses ini betujuan untuk merubah zat organik hasil hydrolysis menjadi
asam lemak(asam asetat, butirat, dan propionate). Proses selanjutnya ialah
acetogenesis, proses ini bertujuan mengubah asam lemak menjadi asetat,gas H2, CO2
dan asam format. Tahap terakhir iala methanogenesis pada proses ini bertujuan untuk
mengubah hasil dari proses sebelumnya menjadi gas methane
Perbandingan antara pengolahan secara aerob dan anaerob (Eckenfelder,
1998) yaitu:
Parameter Aerob Anaerob
Kebutuhan energi Tinggi Rendah
Tingkat pengolahan 60-90 % 95%
Produksi lumpur Tinggi Rendah
Stabilitas proses terhadap
toksik dan perubahan
beban
Sedang-tinggi Rendah-sedang
Kebutuhan nutrient Tinggi untuk beberapa
limbah industry
Rendah
Bau Tidak terlalu berpotensi
menimbilkan bau
Berpotensi menimbulkan
bau
Kebutuhan alkalinitas Rendah Tinggi untuk beberapa
limbah industry
Produksi biogas Tidak ada Ada (dapat dimanfaatkan
sebagai sumber energi)
Start-up time 2-4 minggu 2-4 bulan
Temperatur Tinggi Sedang
pH 6.5 – 8.5 6.5 – 7.5
.
8 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
Sedangkan proses anoksik atau anoxic merupakan proses pengolahan biologis
dimana tidak ada nya oksigen bebas (O2) selama proses namun ada nya oksigen
terikat (NO2, dan NO3) dimana terjadi penguraian nitrogen (denitrifikasi):
NO3−¿→ NO3 → NO→ N 2O→ N2¿
II.3 Tahapan pengolahan biologis seeding feeding dan aklimatisasi
Dalam suatu unit pengolahan biologis diperlukan tiga tahapan yang harus
dilakukan agar pengolahan air limbah bekerja dalam kondisi optimum. Tiga tahap
yang diperlukan ialah seeding, aklimatisasi dan feeding. Pada tahap awal seeding
merupakan proses pengembangbiakan mikroorganisme kedalam reaktor. Tahap
seeding dilakukan untuk mengembangkan bakteri yang akan digunakan selama proses
pengolahan. Proses ini memerlukan waktu untuk mikroorganisme melekat pada tiap
media (biocarrier), lama nya waktu tergantung dari besarnya volume reaktor yang
digunakan.
Pada tahap selanjutnya ialah proses aklimatisasi atau adaptasi. Proses ini
merupakan pengadaptasian mikroorganisme terhadap ari buangan yang akan diolah.
pengadaptasian ini tidak dapat dilakukan secara langsung namun dilakukan secara
bertahap, hal ini dilakukan agar mikroorganisme tidak mati karena tidak dapat
beradaptasi secara langsung. Proses adaptasi dilakukan secara bertahap dengan cara
pergantian air mikroorganisme dengan air limbah, pergantian ini dilakukan dengan
pemasukan air limbah ke influen dan pembuangan air mikroorganisme.
Tahap terakhir ialah feeding, pada akhir dari proses aklimatisasi atau adaptasi
adalah ketika air limbah mikroorganisme 100% tergantikan dengan air limbah yang
ingin diolah. Proses feeding dilakukan dengan pemasukan air limbah sebagai influen
dari proses pengolahan air limbah
9 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
III. Alat dan Bahan
a) Alat
1. 1 buah reaktor MBBR skala lab
2. 1 buah cawan TSS
3. 1 buah pemanas
4. 1 buah oven
5. 1 buah timbangan
6. 2 buah tabung COD
7. 1 buah erlenmeyer
8. 3 buah pipet ukur 10 ml
9. 1 buah bulb
10. 1 buah buret
b) Bahan
1. Air sampel influen
2. Air sampel effluen
3. Larutan K2Cr2O7
4. Larutan AgSO4
5. Indikator Ferroin
6. Larutan FAS 0.0775 N
10 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
IV. Cara Kerja
11 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
V. Data Praktikum
Dari praktikum diatas didapat total FAS yang dibutuhkan sebagai berikut:
Tabel.1. Tabel pengamatan FAS
BotolVolume FAS 0,0775 N (mL)
Influent Effluent
Blanko 15-13,53= 1,47 mL
Sampel pukul 8.40 12,15-10,83= 1,32 mL 8,63-7,3= 1,33 mL
Sampel pukul 12.23 13,53-12,2= 1,33 mL 10,83-9,83= 1 mL
Tabel.1. Tabel pengamatan FAS
Dari praktikum pengukuran berat cawan didapat nilai sebagai berikut:
Tabel.2. Tabel pengamatan berat cawan
Sampel
Berat Cawan
Berat awal cawan
(gr)
Berat cawan
setelah pemanasan
1050 (gr)
Berat cawan
setelah pemanasan
5500 (gr)
Sampel pukul 8.40
-Influent 36,1250 gr 36,1450 gr 36,1388 gr
-Effluent 35,31 gr 35.4094 gr 35.3770 gr
Sampel pukul
12.23
-Influent 24,7669 gr 24,7738 gr 24,7704 gr
-Effluent 35,3739 gr 35,4646 gr 35,4400 gr
VI. Pengolahan Data
Mencari nilai COD dengan menggunakan rumus :
COD=( A−B)× N ×8000 × n
mL sampel
12 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
Dengan, A = volume larutan FAS yang dibutuhkan untuk blanko, mL
B = volume larutan FAS yang dibutuhkan untuk sampel, mL
N = normalitas larutan FAS
n = pengenceran yang dilakukan
-Untuk nilai COD influent pada sampel pukul 8.40sebesar :
COD=(1,47−1,32)×0,0775 × 8000× 3
2,5 mL=111,6
mgL
O2
Dan nilai COD effliuentnya sebesar:
COD=(1,47−1,33)×0,0775 × 8000 ×2
2,5 mL=69,44
mgL
O 2
- Untuk nilai COD influent pada sampel pukul 12.23. sebesar :
COD=(1,47−1,33)×0,0775 × 8000 ×3
2,5 mL=104,16
mgL
O 2
Dan nilai COD effliuentnya sebesar:
COD=(1,47−1)×0,075 × 8000× 2
2,5 mL=99,2
mgL
O2
Sedangkan untuk mencari nilai TS menggunakan rumus
TS (mg / L)=(A−B)× 1000
mL sampel
Dengan, A = berat cawan + filter + residu setelah pemanasan 105oC (mg)
B = berat cawan + filter kosong sesudah pemanasan 105oC (mg)
Sehingga didapat nilai TS pada sampel (pukul 8.40) influent sebesar:
TS (mg / L )= (36,1450−36,1250 )× 100025
=0,8 mg / L
13 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
Dan nilai TS pada effluentnya sebesar:
TS (mg / L )= (35,4094−35.31 ) ×100025
=3,976 mg / L
Untuk nilai TS pada sampel (pukul 12.23) influent sebesar:
TS (mg / L )= (24,7738−24,7669 )× 100010
=0,69 mg / L
Dan nilai TS pada effluentnya sebesar:
TS (mg / L )= (35,4646−35.3739 ) ×100025
=3,628 mg / L
Dan untuk mencari VS dengan menggunakan rumus:
VS (mg / L )= ( A−B )×1000mL sampel
=¿
Dengan, A = berat residu + filter +cawan sebelum pembakaran pada suhu
550oC, sesudah pemanasan 105oC (mg)
B = berat residu + filter + cawan setelah pemanasan 550oC (mg)
Sehingga didapat nilai VS pada sampel (pukul 8.40) influent sebesar:
VS (mg / L )= (36,1450−36,1388 )× 100025
=0,248 mg / L
Dan nilai VS pada effluentnya sebesar:
VS (mg / L )= (35,4094−35,3770 ) ×100025
=1,296 mg / L
Untuk nilai VS pada sampel (pukul 12.23) influent sebesar:
VS (mg / L )= (24,7738−24,7704 ) ×100010
=0,34 mg / L
14 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
Dan nilai VS pada effluentnya sebesar:
VS (mg / L )= (35,4646−35,440 )× 100025
=0,984 mg /L
Sehingga dari data diatas, dapat dibuat table sebagai berikut:
Sampel
Parameter
COD (Chemical
Oxygen Demand)TS (Total Solid) VS (Volatile Solid)
Sampel (pukul
8.40)
-Influent 111,6 mg/L O2 0,8 mg/L 0,248 mg/L
-Effluent 69,44 mg/L O2 3,976 mg/L 1,296 mg/L
Sampel (pukul
12.23)
-Influent 104,16 mg/L O2 0,69 mg/L 0,34 mg/L
-Effluent 99,2 mg/L O2 3,628 mg/L 0,984 mg/L
Dari data diatas, maka dapat kita cari nilai efisiensi penghilangan dari tiap parameter
dengan rumus:
Efisiensi Penghilangan (%) Cawal−CakhirCawal
X 100 %
Dengan, Cawal= konsentrasi parameter awal (mg/L)
Cakhir= konsentrasi parameter akhir (mg/L)
Sehingga didapat:
Efisiensi
Parameter
COD (Chemical
Oxygen Demand)TS (Total Solid)
VS (Volatile
Solid)
Sampel pukul 8.40 37,77 % -397 % -422,6 %
Sampel pukul 4,76 % -425,79 % -189,411 %
15 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
12.23
VII. Analisis
VII.1Analisis Percobaan
Percobaan Pengolahan Biologis merupakan serangkaian kegiatan untuk
memahami fungsi reaktor biologis dalam pengolahan air limbah dengan
menggunakan prinsip keseimbangan massa untuk mengestimasi produksi lumpur
dan untuk mengetahui rasio resirkulasi lumpur ke reaktor. Percobaan ini
menggunakan parameter COD, TS dan VS limbah cair untuk mengetahui efisiensi
reaktor pengolahan biologis.
Reaktor yang digunakan dalam percobaan adalah reaktor Moving Bed Biofilm
Reactor atau MBBR. Reaktor ini bekerja dengan bantuan mikroorganisme yang
melekat pada media (Biocarriers) untuk menguraikan zat-zat organik yang
terkandung dalam air limbah. Pada reakor yang digunakan dalam praktikum
terdiri dari 2 buah reaktor, yaitu reaktor kondisi anaerob dan kondisi aerob.
Prinsip kerja yang digunakan ialah attached growth pada tiap reaktor, pada kedua
reaktor sudah terdapat mikroorganisme aerob dan anaerob yang melekat pada
filter. Pada tahap awal proses ialah dengan proses pemasukan air (intake), air
yang digunakan selama proses pengolahan ialah air limbah daerah perairan
tanjung priok. Kemudian air akan memasuki reaktor anaerob untuk diolah dan
setelah itu memasuki reaktor aerob. Efisiensi dari tiap reaktor dapat diketahui
dengan cara membandingkan parameter-parameter tertentu dari air limbah saat
masuk (influent) dan pada saat keluar dari reaktor (effluent). Parameter yang
digunakan ialah COD, TS (Total Solid) dan VS (Volatile Solid).
Sampel yang digunakan selama percobaan ini terdiri dari empat sampel, yaitu
sampel influen dan efluen yang diambil pada pukul pukul 8.40, serta sampel
influen dan efluen yang diambil pada pukul pukul 12.23. Sampel yang praktikan
uji adalah efluen jam pukul 8.40 dari reaktor pengolahan biologis anaerob.
16 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
Pertama-tama praktikan menguji parameter COD atau Chemical Oxygen Demand
air limbah secara refluks tertutup untuk mengetahui keampuan reaktor dalam
megolah zat organik. Langkah pertama yang dilakukan dalam pengujian COD
adalah membilas semua alat-alat yang akan digunakan dengan air suling, lalu
mengencerkan sampel dengan 2 kali pengenceran, yaitu mengambil sampel efluen
pukul 8.40 sebanyak 10 mL dan menambahkan air suling sampai 20 mL di dalam
labu ukur, homogenkan dengan memutarkan labu ukur. Setelah itu praktikan
mengambil 2.5 mL sampel yang sudah diencerkan dengan pipet volum dan
memasukannya ke tabung reaksi COD, tidak lupa praktikan memberi label efluen
pukul 8.40 pada bagian atas tabung reaksi COD tersebut. Praktikan
menambahkan larutan K2Cr2O7 sebanyak 1.5 mL menggunakan pipet volum ke
dalam tabung reaksi COD. Langkah selanjutnya adalah menambahkan 3.5 mL
H2SO4+AgSO4 ke dalam tabung reaksi COD yang diletakan pada rak tabung
reaksi dan dilakukan di ruang asam karena cairan pada tabung reaksi COD akan
menjadi panas. Setelah ditambahkan larutan asam, praktikan mendinginkan
sampel dalam tabung reaksi COD dengan air yang mengalir. Saat tabung reaksi
sudah tidak panas, sampel dalam tabung reaksi COD dipanaskan dengan balok
pemanas pada suhu 105 oC selama kurang lebih 2 jam. Setelah selesai dipanaskan,
praktikan menuangkan larutan dari tabung reaksi ke dalam labu erlenmeyer dan
menyiapkan larutan untuk dititrasi. Siapkan larutan FAS dalam buret, lalu
jepitkan buret di statif dan letakan kertas putih dibawahnya agar dapat melihat
perubahan warna larutan dengan jelas. Setelah peralatan untuk titrasi siap,
praktikan menambahkan 3 tetes indikator ferroin ke dalam labu Erlenmeyer
sehingga larutan berubah menjadi warna biru. Setelah itu melakukan titrasi
dengan larutan FAS yang telah disiapkan hingga larutan berwarna merah bata.
Praktikan mencatatat volume awal dan akhir larutan FAS pada buret dan
menyelisihkannya. Setelah itu praktikan membandingkan volume larutan FAS
yang digunakan oleh sampel blanko dan larutan efluen dibandingkan juga dengan
sampel blanko.
17 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
Parameter yang kedua adalah TS (Total Solid) dan VS (Volatile Solid).
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui produksi lumpur yang dihasilkan di
reaktor biologis. Pada prinsipnya pengujian ini membandingkan berat cawan yang
terisi sampel dengan berat cawan tersebut setelah dimasukan oven/inicerator
Langkah pertama yang dilakukan oleh praktikan adalah menyiapkan cawan dan
membilas cawan tersebut dengan air suling. Setelah cawan dikeringkan, dengan
menggunakan capit cawang ditimbang. Setelah itu praktikan mengambil sampel
efluen pukul 8.40 sebanyak 25 mL menggunakan pipet volum dan dimasukan
kedalam cawan. Hal yang harus praktikan perhatikan adalah selalu menggunakan
capit untuk memindahkan cawan agar massa cawan tidak berubah dengan
kontaminasi partikel di tangan praktikan. Setelah itu cawan dipanaskan diatas
hotplate pada suhu 400o C selama beberapa menit hingga air yang terdapat dalam
cawan tinggal sedikit. Setelah itu cawan dipanaskan kembali dalam
oven/inicerator selama 1 jam dan setelah itu diletakkan kedalam desikator agar
uap air yang dihasilkan dari cawan tidak membasahi bagian cawan dan dalam
desikator terlindungi dari debu, karena pada tutup desikator terdapat gel yang
menjaga sampel dari kemungkinan masuknya debu. Sehingga tidak terjadinya
kesalahan pengukuran massa sampel. Kemudian cawan ditimbang untuk
mengetahui TS yang terkandung.
Setelah mengetahui nilai TS dari cawan maka dilakukan pemanasan
kembali oleh cawan untuk mengetahui berat cawan (fixed solid) yang nantinya
akan didapatkan nilai VS. Pemanasan atau pembakaran ini dilakukan dengan suhu
550O C selama 20 menit dan dimasukkan kembali ke dalam desikator selama 1
jam. Kemudian cawan ditimbang untuk mengetahui beratnya. VS merupakan
padatan yang hilang selama proses pemanasan, sehingga nilai VS didapat dari
selisih berat cawan.
VII.2Analisis Hasil
Pada percobaan kali ini, praktikan mendapatkan tiga nilai, yaitu nilai volume
FAS yang terpakai, nilai besar cawan setelah pemanasan 105o C (TS) dan nilai
18 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
besar cawan setelah pemanasan 550o C (VS). Nilai volume FAS yang didapat,
maka dapat diperoleh nilai COD yang terkandung dalam air limbah, dengan
rumus:
COD=( A−B)× N ×8000
mLsampel
Penggunaan volume FAS untuk blanko ialah 1,47 mL, sedagkan untuk besar
volume FAS pada sampel pukul 8.40 ialah 1,32 mL untuk nilai influen dan 1,33
mL untuk nilai efluen; dan pada sampel pukul 12.23 ialah 1,33 mL untuk nilai
influen dan 1 mL untuk nilai efluennya. Dengan menggunakan rumus diatas maka
didapat nilai COD sebagai berikut:
a. Sampel (pukul 8.40)
Influen : 111,6 mg/L O2
Efluent : 69,44 mg/L O2
b. Sampel (pukul 12.23)
Influen : 104,16 mg/L O2
Efluent : 99,2mg/L O2
Dari data hasil diatas dapat dicari nilai efisiensi pengurangan nilai COD pada
tiap reaktor, yaitu dengan rumus
Efisiensi Penghilangan (%) Cawal−CakhirCawal
X 100 %
Sehingga didapat nilai efisiensi penghilangan COD untuk tiap reactor, yaitu pada
sampel pukul 8.40 atau reaktor anaerob sebesar 37,77 % ; dan untuk sampel
pukul 12.23 atau reactor aerob sebesara 4,76 %
Sedangkan untuk nilai TS dan VS yang didapat dapat digunakan rumus:
TS (mg / L)=(A−B)× 1000
mL sampel
19 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
dan
VS (mg / L )= ( A−B )×1000mL sampel
Nilai TS yang pada sampel pukul 8.40 ialah 0,8 mg/L untuk influennya dan 3,976
mg/L untuk effluennya; dan pada sampel pukul 12.23 ialah 0,69 mg/L untuk
influennya dan 3,628 untuk nilai efluennya. Sedangkan nilai VS pada sampel
pukul 8.40 ialah 0,248 mg/L untuk influennya dan 1,296 mg/L untuk effluennya;
dan pada sampel pukul 12.23 ialah 0,34 mg/L influennya dan 0,984 mg/L untuk
effluennya.
Sehingga didapat nilai efisiensi untuk nilai TS sampel pukul 8.40 sebesar -
397% dansampel pukul 12.23 -425% ; dan efisiensi untuk nilai VS sampel pukul
8.40 sebesar -422,6% dan sampel pukul 12.23 sebesar -189.411%
Dari data hasil yang didapat diatas, dapat terlihat bahwa efisiensi pengurangan
COD pada sampel pukul 8.40 lebih baik dibanding pada sampel pukul 12.23, hal
ini membuktikan pada bahwa pada reactor anaerob, tingkat pengolahan nya lebih
besar dibanding dengan proses aerob. Sedangkan untuk nilai TS dan VS tidak
terjadi pengurangan padatan pada air limbah, hal ini dapat disebabkan oleh
adanya bakteri yang mati dan menyebabkan penambahan padatan dalam air dan
ada nya kemungkinan padatan tambahan pada media penampung.
VII.3Analisis Kesalahan
Pada percobaan ini memungkinkan terjadi nya kesalahan selama praktikum
dan menyebabkan data yang dihasilkan tidak representatif. Hal ini dapat
disebabkan oleh beberapa faktor, seperti:
1. Kesalahan dalam menentukan nilai COD, seperti kesalahan pembacaan
dan kesalahan dalam mentitrasi
20 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
2. Kesalahan ketika pengambilan sampel, memungkinkan adanya zat padat
yang masuk ke dalam air sampel.
3. Kesalahan ketika penampungan sampel, alat tampung sampel yang belum
dibersihkan dan jenis bahan media penampung yang mudah
mempengaruhi sampel sehingga padatan air sampel terkontaminasi dengan
zat padat lain
4. Kesalahan dalam pengukuran berat cawan, pengukuran berat cawan harus
dilakukan harus hati-hati, hal ini dikarenakan massa TS maupun VS
sangat kecil dan penimbang cawan yang sangat sensitif terhadap
penambahan atau pengurangan massa.
5. Kesalahan dalam pemindahan cawan setelah proses pemanasan, ketika
cawan yang dipanaskan, maka akan ada uap air yang dihasilkan jika
pemindahan tidak hati-hati dapat memungkinkan terjadinya kontaminasi
debu disekitar cawan.
VIII. Kesimpulan
Dari praktikum diatas dapat disimpulkan bahwa:
Nilai efisiensi pengurangan kadar COD pada reaktor anaerob sebesar 37,77% dan
pada reaktor anaerob sebesar 4,76%
Efisiensi pengurangan nilai COD atau BOD dalam reaktor anaerob lebih besar
dibanding kan dengan reaktor aerob
.Nilai efisiensi pengurangan kadar padatan TS dan VS pada reaktor anaerob yaitu
sebesar -397 % (TS) dan -422 % (VS) dan pada reaktor aerob sebesar -425 % (TS)
dan -189,411 % (VS), dimana tidak terjadi nya pengurangan padatan yang terlarut
dalam air limbah
Seharusnya nilai TS dan VS mengalami pengurangan namun dari hasil data yang
didapat sebalik nya, hal ini dapat disebabkan oleh kesalahan yang dilakukan selama
praktikum maupun pada saat pengolahan data
21 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s
Daftar Pustaka
1. http://sustainablewater.com/mbbr/ (diakses pada tanggal 16-04-2015, pukul
19.15)
2. http://www.headworksinternational.com/biological-wastewater-treatment/
mbbr.aspx (diakses pada tanggal 16-04-2015, pukul 19.35)
3. http://issuu.com/hmtlitb/docs/mbbr (diakses pada tanggal 16-04-2015, pukul
20.03)
4. http://digilib.unimus.ac.id/files/disk1/104/jtptunimus-gdl-istikomaha-5169-3-
bab2.pdf (diakses pada tanggal 17-04-2015, pukul 18.21)
5. http://www.airlimbah.com/2011/07/18/video-mbbr/ (diakses pada tanggal 17-
04-2015, pukul 19.22)
6. http://www.swrcb.ca.gov/water_issues/programs/owts/techonsite/chapter5.pdf
7. http://pelatihanguru.net/tag/proses-hidrolisis (diakses pada tanggal 17-04-
2015, pukul 19.25)
8. http://www.airlimbah.com/2010/08/15/pengolahan-aerob-vs-anaerob/ (diakses
pada tanggal 17-04-2015, pukul 19.33)
9. Instalasi Pengolahan Air Limbah oleh Sakti A.Siregar
10. modul labling
22 | P e n g o l a h a n B i o l o g i s