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

Grafik %removal NH3 pada BOD 1800, 1400, 900 mg/L

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.

Company LOGO