o/
STUDIKINBTIKA PtrNYISIHANORGANII{PADAStrQUENCTNG BATCH REACTOR(SBR)AtrROBDtrNGANPARAMtrTER RASIOWAKTU I'trNGISIANTtrRI{ADAI'WAKTU RtrAI(SI KINETICSSTUDYON ORGANICREMOVALUSINGAtrROBIC BATCHRtrACTOR(SBR)WITI{ PARAMtrTtrR SEQUENCING FILL TIMtr-RtrACTIONTIMtr RATIO M i n d r i a n y S y a f i l : r l )T, j a n d r a S c t i n d i ? )P, i n g l < a nA d i t i a r v a t i i )c l a nW i n a r d i r ) t U u r u s n nT c t i n i k L i n g k u n g a r-r I T B ' l J u r u s a nT c h n i k K i r r r i a- I T I ] t U u . u s a n B i o l o g i- I T B
I I
I
Abstrak
r d
n n
asam analisisCOD, kandungan air buanganorganikpadaSBR aerobditelitiberdasarkan Srudikinetikapengolahan Studikinetikaini dilakukandenganrnenggunaka tahapmeranogenesa. anaerob volatiledannonvolatiledari bioreaktor : reaksi dan4E00nrg/lCOD)danvariasirasiorvaktupengisian yaituvariasibeban(600,1800,3400 duamacamvariasi pendukrrng TAV, danparatneter yaituCOD,VSSdanpenyisihan parameter utatna, (2:2,2:4,2:8) menggunakan dengan kinetikapcrtunrbuha untuktnerulttuskan diartalisis dan pH. Datayangdiperoleh yaitugas CO2,DO, temperatur, peranbiomassa, padaberbagaikondisioperasi.Untuk meliha(sejauhruana substrar dankinetikapenyisihan biomassa (Y) sebesar yield pengisian diperoleh koefisien periode Selama aktivitas.biomassa. melibatkan kontrolditakukantanpa (Y) yield sebesar 0,39-0,9ig VSS/g koefisien reaksidiperoleh selama'periode g VSS/gCOD. Sedangkan 0,42-0,88 jam''. (Kd) sebesar 0,0038-0,0169 CODdanlajukematian
I
). o I1
rl
)le al 1-
thanvasbasedon usingartificialwastewater Kineticstudyon organic."houutby aerobicrr* #1if:::^"rby in methanogenesis stage.This an anaerobic bioreactor the volatileand non volatileacidcontentfrom COD anatysis, (600, a800 COD) and m/l variations 1800,3400 loading variations, namely kineticstudywasdoneusingtwo kind of volatile VSS and total pararneters, namely COD, main by investigating and 2:8) variations(2:2,2:4, andfill-reactratio andpH. The obtaindatawasthen DO, temperature acid (TVA), besidetheotherdatasuchasCO1,gasconcen(ration, conditions. And removalkineticson all kind of operating groMhandsubstrate microorganisrn to formulate be analyzed with theabsence of biontass. Duringfilling period,thc controlrvasconducled theroleof microorganisrn, to investigate was0,39-0,93gVSS/gCOD Duringreactingperiod,theyield coefficient gVSS/gCOD. was0,42-0,88 yieldcoefficienr (Kd)0,02I hour''. decayrateconstant andspecificbiomass
1. PENDAHULUAN
i
SBR telah digunakandiarval dasarvarsa1960-an tuntuk pengolihan air buangan secara biologi6i. SBR merupakan reaktor cyclic yang dirancang proses tahapan beberapa berdasarkan (pengisian/y'//, reaksi/react, pcttgendapan/settle, yarrg idle), pengeluaran ldecant/draw, datt operasi berlangsungdalanr satu reaktor. lvlode SBR adalahdiskontinu,olelt karcrtaitu equalisasi dapatdicapai dan pcngendapan aliran,pengolahan daiam satu reaktor sehingga rnengelirninasi kebutuhanclarifier6l,di sarnpingkcuntunganlain dalamsegi fleksibilitasdalam pengoperasian. Dari ke-5 siklus SBR tersebtrt,pcnyisihatrbeban terjadipadasikluspengisian palingmemungkinkan
dan reaksi. Penyisihansubstratsangatdipengaruhi oleh pertumbuhanbiomassapada kedua periode tersebut.Sehinggastudi kinetika yang dilakukan meliputi kinetika penyisihan substrat dan pertrr nrbuhanb ionrassa.
Kinetika pada periode pengisianmengacupada sisterrifeed batch, dituatradalanl reaktor terjadi pernasukan aliran tanpa adanya pengeluaran Koellsien hasil atau yield yarrg tttettgekspresika konsep hubungarr kuantitatif a(ltara konsunrsi biotrtassaselartta substrat dcngart perturttbttltatt periodepengisianditentukandettgartpersantaan:
X:X:
+ Q,T,.,5,,1
(t)
Sedangkanlaju pcnyisihansttbstratpada pcriodc pcrrgisian ditctttukandcnganPcrsanlaart:
S t u d i K i n c t i k a P e n y i s i f t a nO r g a n i k P a d aS c q u c n c i n gB a t c l rR e a c l o r( S B I ] ' )A c r o b Dengan Parameter Rasio Waktu PcngisianTerhadap Waktu Rcaksi ( M i n d r i a n y s y a f i l a , T j a n d r a s c t i a d i , P i n g k a nA d i t i a r v a t id a n w i n a r d i )
Q) dS'/dt: OSo-uX/Y,s substrat' pemakaian laju bila u/YZ k merttpakan
(2) menjadi: makapersamaan dS'/dt: e.So_kX, dS'/dt: Q.So-k(X'o + Q.So.Y".t1 Integrasilersanlaatl
(j)
(4)
di atas akan menghasilkan
Persanlaan:
3' =.S'o + (Q.So- k.X'o).t k.Q.So.f'"- / 151 reakii dikembangkan periode Kinetika pia. berdasarkanproses tertutup' Selanra proses ini berlangsung,tidak terdapataliran masuli maupun keluar darireaktor. Dalam siklus SBR, periode reaksi berlangsung setelah periode pengisian berakl'rir, sehingga konsentrasi substiat dan biomassapaaa aitrir pengisian mertrpakantitik arval(to) bagi periodereaksi. Laju p.nlu-k"iun substrat pada P!ri99e reaksi (6) Aihitungdenganpersamaan:q:(ds/dt)U/n dengan Laju f"ttuttUuttun biomassa dihitung (7) p""r.u*u"nt u: (clX/dQ(/X) Lju kematian(K6) dan yield (Y) dapatditentukan dari persamaanberikttt:
(dx/d\1/x) =Y(ds/dt)Q/n - b
(8)
(8) di atasdapatdiubahmenjadi'.-.^. Persatnaau t \9) u=Yq-Kd adalal yang lerjadi reaksi ini, periode Dalam akan dihasilkan yang produk -produk konsekuiif dimana Reaksi lainsl' bereaksilagi rnengtiasilkan yangterjadi adalahsebagaiberikut, Kt
+ Oz------> CHTCHOHCOOH 2COr + HzO
CHsCOOH + (t0)
kt ---> 2CH3COOH+2Oz
{ i 'i
I
3COr + CFL{+2HrO (l l) Laju penyisihanlaktat dan asetat masing-masing dinyaiakandenganPersartaan'l (12) ,, J -d [LoktaqTdt danrz: -d[Asetat|/dt k' penyisihan' kinetika . Sedangian ionstartta dinyatikandenganPers'*"an'l: -, i -r1 : k1 x [konsentrasi toju UUot yaig bireaksi : Iaktat yang bereaksiJ -r2: k2 x [konsentrasi Laiu isetit yang bereal<si: (13) oiu,o,yorg'beial<siJ Ditnana, re al<siJ : [kons enlr asi I aktat yang be 'Jko,,."rt ^i taktat awil konsentrasi laktat akhir (14) reaksiJ bereakli].:[konsentrosi fkonsintrasi asetat yang 'osetat dari laktot aselat + konsenlrasi awal aselat akhir real<siJ (15) konsentrqsi selama Konsentrasias€tatyang berasaldari laktat dari stoikiometri secara p"ti"a. reaksi ditentukarr reaksi(10)persamaan -'12 JurnalPuritikasi,Vol.2,No'Z,Maret 2001: 67
?. BAI{AN DAn- METODE adalah Bioreaktor aerob yang digunakan (CBR)' Pengadukan Z'irrutntlrg Bect Reactor oksigen melalui mengalirkan dilakukan dengan reaktor terbuat Seltrruh tpnrgu di dasar reaktor' dengan tabtrng $ l2 cnt i^ril,Wrgtnss, berbenttrk darttinggi40 cnt (Cambarl )'
R KOIIPRESO
TA-\CKI
PO.\(PA
UITPAN C&brr
l. tuod
AEROE
R'AXTOR du
Pcrlca3Lrpucyr
batch' Seedingdarr aklimatisasidilakukansecara g.nil, 6ion',assa diambil dari septic larr't sebanyak iOO nrtl 3 I volunrereaktor'Benih ditumbuhkart kurangdari dalarnkondisiaerobdenganDO tidak 6'5-8'5 ; m/f padastrltu20"C' pH dijaga sekitar Na:Co:. Asetat dan laktat digunakan l.;;" sebagai s.Ur'gui sttrnber Carbon' Sedangkan berturut-turut Plrosfor dan ,u*6.r. N itrogen 2H1O' digunakanNH4CIdanNazHPOa
3. HASIL DAN DISKUSI Kineliko Podo Periode Pengisian koefisien Dari persarnaan( I ) dapat ditentukan pengisian dengan mencari f ield selama periode (mg) hubungart arltara jumlah sub-stral' Q'So't jurllah biomassa, X' (*s)' sehingga ;;;;;; yang tid' dipJrolelrpersamaangarisdengan-slope Hasil Y'r'' yield' iuin nle.upakan koefisien adalahsebagaiberikut: selengkapnya Tabel I KoefisienYield dan r] Y,7,(g VSS/g No
2 J
4
Beban ( mQ./l)
600 I 800 3400 4800
coD) 2.0437 0.8801 0-5556 0.4288
0.8937 0.9?86 0.9481 0-9919
yield (Y) pada Dari Tabel I, dapatdilihat bahwa untuk beban 600 mg/l' i*i"a" p"ngiriu,i, kecuali COD l{asil ini ;;;kitr antfra 0,42-0,88gVSS/g yatl[') yield <Jcrtgan kocfisien scsuai
direkornendasikan oleh Metcalf ct Eddy, l99l unrukacrivated studge yangberkis;;;;t;'0,;_;,; gVSS/gCOD. Bernei"i.at,"ZOOO, ur"fuporkarr 1,,g1' -fenelitiannya yield yu.ng diperoleh dalani menqgunakan ph.lgl_sebagaisubsirut, sebesar 0.,?7-9,52. _eVSS/gCOD. Sjr,.rgf.",.r tbruhinr & Abasheed,1995i
rnenunjtrkkanlralrrva pcrnakaiarr substrat pada periodc kedua rvak(u pcngisian lcbih besar dibandirrgkan periodeperranralSehinggadi aklrir periode kedua jurnlalr substrar nre-njadilebilr . rendalrdari yang seharusnya.
Dari buat unruk ;,;"'il"^,I1.:,lril*,l*l?_lffl; koefisien yield seb^esar 0,5 gVSS/gCO; Me'urur
Crady& Lir', 1980, yietd aia"r",,il[tlu -. ";;;;; aerobik heterorrop berada d"il,;0,4_0,6 gVSSigCOD.
Sementara Berrefield-& Randal, I 980, rnerekomendasikan_1oiSo-Vi",i u',.buunron domesriksebesar 0,3s_0,50. H;,i;:i;";. rersebur merupakanhargayang diperolef; anf".,.r.r kondisi aerobuntukberbagai nlacanl substa(. Hasilyangdiperolelr nrerrunjukkan, sernakin kecil beban,maka yield,uto,.,,J',.,uk;;;' ;;;., arri'ya lebilr kecil r,g,,."rrr,ror :*l^,9:b"n relatif ,yu.lg. ),ans orgunakan tebilrsedikitdiba,rOingkan laju pertunrbuhanselnvl, Seirirrg 0.,lg"; naiknya beban j urnIatr subsirat r;;" ;;i. ^,::j.'.::'j',
r,jupe,t um;,il;il J::.-.';[:ili'ij,jffi,*jl
Tabel I terl.iharbahrva laju penyisihan l i ng-ri nggi rerjadi pactabe6anI 800 nre/t. ::i?.::':,,.o" crotrgak.lr.cnabcban lg00 rng/l lrrcrtrpakarr bcdarr optinrur:rdari suatu prosesleroblr. Seterarriru semakin besar beban {erdapat kecendenrnsan bahrva harga k ser'aki, naik r;;;-";;; penyisilransubstrat rnenjadi semakin sigttifcottt selanraperiode pengisiari.Diduga tlot l,ri ierjadi lringga .nrencapaisuattr beban i.rt.ntu. Dinrana setelalrbebanlersebuttercapai,penarnbahan bebatr justnr a.kannrenyebabkan to1,,'p.,lfirii.,un s.,bstrat jl]:,f:l.di berkurang..Lebih j:r-uh'akandicapai suaru urlKdllnanayarrgdonrinanpadasaat itu adalalrlaju penarnbalransubstrat,selrirrgga laju penyisihatr subsrrar jauh lebih fecil-.iiba,.,'di,.,gkan laju penarnbalran substratnya, selringgabisa diabaikan a.taudiarrggaptidak terjadi.eokiip",ryisihan.pada t i t i kt e r s e b u t h a r g ak a k a r rb e r r r i l asi 0 .
dibandingkan laiu penyisilian -'tio,,ru.ru substrarnya. .. ' Fenomenaini teriadi tui.nu yang Sebaliknyahasilyang diperolehdari teraklimatisasi oada beban f.frif.r'"i*r. grafik kontrol punya untuk_ kecenderungan rnasing-nrasing untuktunrbulrlebihlanrbat beb.an,nenunl,ikkan har-eak nanturl kemampuanrnendegradasi 1,angbernilainesa(if.Artinya laju penyisilrarr j-aulr r,,trrr*i"iioit., baik lebilrkecil dibarriingxarr dibandingbiomassa..yang taltrpenarrrbahan rcraklirnatisasi subsrrat pada selarla. pcriode perrgisianberlangsung. beban yanglebihkecil. Dalarn pemakaian substrat (k) l"jy direnrukan persam: berdasarkan dctrgattpengeplotan jumlahsubsrrar s' ,.J,:l..,-(:)' pengisian.
serengkapnl,, oi*"ri'llff: ilili
Hasil
Tabel2.penenruan Nilai k dan 12 padapenyisiiran Substrat
bahrva trarg?k harga K 1T',interprerasi ;il:^ j,,Ti":l_T"nunjukkan dari stooe ";ri;';;;:'dalam *v. persamaan t
ben, iLi o"'iiir,1,.,i,i," seIama :::,lTj'li'l:y,l"rr, pengisian rolu p"nfisr,,;; ilffii'i:il; f:1"_d:,, o.:",0 inskan ru.; up"',"'ni,;i;;
9I i karena L:ti: i rerjad pro.",
; il;:,l Hi
v",*' o;;,,"o'*""n" ::rT;]
1 proses aerob dan bebanyang diniasukkan relatif kecil. Harga k yang beinilai O"ri,if jrgo
kondis.i. ini penyrsrhan yang terjadi lianya disebabkan oleh pengenceran. pengarufr pengenceranpada kontrol dapat dililrat dengan . hargak, yarrgnegatif unrr:kseluruht""ir"l beban. k. yang negatif ini juga rnengarrdung ..1tgo arti balrrvadiarvalprosespengiiiai, katak"anlah dalarn periode pertama wa.k1up",rgisiun, f.ng.,.,."run berperandalarnpenyisirran su6strat'no'*u,.r seiring dengan pertambatlanbeban penyisirran subsrrat oleh pe'genceransenrakin,n"nloii iiaut -p.nyisihan u.ru.ti. Dan di aklrir periode pengisian fn;u substrat terhadap penambahan .lun.rloirsubsrrat sangat kecil. Meskipun deinikian ,.;;; kese.luruhan prosespenyisilrantur",.ro f.ngenceran masilrcukupberperan.
Kiuetika pocla periode Reaksi Besarnyarata-rataraju penrakaia. substratuntuk berbagaivariasi waktu reaksi dan bebarrumpan dihiturrg dengan persamaan Hasil dt selengkapnyadiilustrasikandalarn iarnbar :(a) dan 2(b). Dari Garnbar2(a) terrirrat, sernakinrarna reaksi, laju pemakaiansubsrrat sernakin )"o\1, kecil, rntenurun r r c r r r r r u nssecara e cksponcnsial.I-lal i,.ri
";"";, k-, ; ;; ; ; y:: ;:, ; ;; fi:i ti:;iIJH:i:; (M ffm :Ii: : rj an:d:r, indria nv l:,:l: Sva r,ra, ras"(i..ri:;' ;;;;."T;.;1il1,;l|l;:: iTll"1l.,,
s t u d i K i n e t i k ap e n y i s i l r a or rr g a ' i r i . a c r a Rar rt ^c rh,;R: "c:a- c ( o r( S B R ) D e n g a np o r " n , . t . . ' n l s i n w o L . r , , r ) ^ . . ^ : ^ :S c ol uuccnncci ni nggB Aeiob
'yattg berkaitan dengan konsentrasi strbstrat semakin lanra sernakin berkurartg. Korrsentrasi substrat yang berkurang akan bcrpengaruh terlradappertunrbuhanbionrassa-Biomassayattg diawal periode reaksi sudalt hampir beradapada secaratajatu fasestaiionermttlai turun.Penurttnan jam waktu reaksi' terjadi dari 2 santpaidengan4 Seiangkan dari 4 sartrpaidetlgarr8 jam, arrgka pemakiian substrat relatif lebih kecil tnengingat jurnlah substratpada ktrrtrnrvakttttersebutsudalt sangatterbatas. Dari Grafik 2(b) terlihat laju pernakaiansubstrat cenderungnaik seiring dengan kenaikarrbeban' Karena dengan jumlah beban yang lebih besar, akan memperbesarkernungkinanbiotttassauntuk dapat tumbttlt dengan lebih besar lagi' Angka pertumbuhanyar'lg lebih besar pada gilirarrnya terpengaruh terhadap laju konsuntsi substrat' Namun tidak tertutup keniungkinatr kenaikan bebandapat mengltambatlaju pernakaiansubstrat' Keadaanini berkaitandengattkonsentrasibeban optiruum yang dibtrttthkanoleh biorlassa' Laju pertumbulran biotnassa untuk berbagai variasi rvaktu reaksi datl beban umpan dihhtrng berdasarkanpersarnaan(7) yang diihstrasikatt dalamCambar2(a) dan2(b). 0,3 0,25 o,2 0 , 15 (a)
0,1 0,05 0 ualru rcaksi (jam) gq
(1d8rt) trur (148m)
0,2 0.15 0,1
c)
0,05 0 600
1800 3400 4800
bcbcnuarpan (mgA COD) trqr(l{am) trur(l{am)
Waktu Reaksidan Beban Cambar2. Pengarulr Laju Penyisihan Rata-rata Umpan terhadap Biornassa(ur) (qr) Pertumbuhan dan Substrat Hasil yang diperoleh menunjukkan, laju pertumb;ha; bionrassa turun seiring detrgan penambahanwaktu reaksi. Hal ini menunjukkan I t
-72 JurnalPurifikasi,Vol-2,No.Z,Marct 2OQlz 67
t ,l ;
:l L
lajtr adanya htrburrgan anlara p"nut'''tut' pertunrbulrarrbiomassa dengan perlurtlllatl lajtr strbstrat.Karena ketika periode reaksi i.or',st,,',tsi dinrulai sebenarnyafase pertumbtrharrbionrassa sudah berada pada fase declinirlg akltir atau memasukifase itasioner.Grafik 2(a)' nrenyatakan bahwa di arral rvaktu reaksi laju perttrntbultan biomassa sebesar 0,06 = 0, artinya laju darl padasaatitu strdahsangatlarrrbat pertuntbulran seiring aka,rberta,nbih larnbatmendekatikotlstatr rvaktureaksi'Padasaatrvakttr denganpenarttbaltatr ltattya reak-sid janr laju pertumbuhattbionrassa angKa tajanl penurtlllalr sebesar 0,0i . Terjadi jarn waktu 4 dari i sampaidengan pertuntbuhan B reaksidibandirrgkanperiode4 sanrpaidengarr pada jaur. Diduga ftaf ini l ang menyebabkan subtratlllellrlrtlll periode)'angsalllalaju pemakaiatt secaradrastis. 600' Kenaikanbeban unlpan berturut-turutdari laju meningkatkan 1800 dan 3400 mgl terus utnparl biomassa'Bila beball pertuntbuhan konsentrasi4800 mgll lajtr hingga dinaikkan pertumbultanbio,lrassaakatrturutr' Diduga karctta teban 4800 mg/l telah nrelewatibeban optinturn laju sehinggakenaikanbebanjustru mengganggu rekomendasi pertumbuhan' sesuai dengatt secaraaerobutttuk bebanyang tidak pengolalran ieUiirdari4000 mg/l COD]I' Kinetika Laju Kenwtian Biounssa (Ka) dan Yield (r) kematian biomassa dan koefisien yield L;, jumlah biomassa hubungan ditentukanberdasarkan (9)' sehingga danjunrlahsubstratpadaPersamaan dipeiolehslope yang merupakanY dan intersepnya dala' mlrupakun nitui Ka' Berdasarkanscatler beban terdapat dua kecenderunganyaitu untuk dalam seperti mg/l 600-i800 mg/l dan 34004800 diperolerGu,r,bu. 3. Dari gambar tersebut beba' = untuk 0'0169 f"rr,*uun garis y i'g2g4x= untuk 0'0038 0,390?x ,ng/t Oun y bOO-tSOo 600beban beban3400i800 mg/l' Artinya untuk = 0'0169 iSOOmg/t laju - kernatianbiomassa'(Ka) = 0'9294 (Y) yield iun koefisien -i;i 'gVSSIgCODSedangkanuntuk beban 3400-4800 (Ka) : ire/t ;ip.rot.t' laju kematian biomassa (Y) : 0'3907 o,6O:r lu*-' dun-koefisienyield EddY' l99l ' Metcalf & gvsS/gboD. harga laju kernatianbiornassa il"r"ko-,r.r",,dasikan glukosa pada utrttrk nrixculturederrgarrsubstrat jarn''' Masilr dari i"rnf"ru,ut i0"C sebcsar0,021 diperolehdari sutlber yang sama,hargaK6 yang trrlggas daging pertrrosesan penelitianpada industri
1l
sebesar 0,030 jarn-r rJan untuk air buangau jaulr lcbih kecil yarrgberkisar dornestiklrarganya jaru't. Sectarrgkarr antara 0,0020-0,0029 nlcnurut Benefield & Randal, 1980, harga.K6 untuk air buangandomestiksebesar0,00208-0,004 l7 jarn''. Laju kematian(Kd) bebari600-1800nrg/l lebih besardibandingkan beban3400-4800nrg/|.Hal ini terjadi karena beban 600-I 800 nrg/l junrlalr lebih kecil dibandingkanbeban3400substratnya 4800 nrg/l. Sedangkanharga Y yang diperolehunruk bebarr 600-I800 mg/l sebesar 0,9294 gVSS/gCOD nrendekatilrarga Y yang direkonrendasikau olelr Metcalf & Eddy untuk proscs activatedsludge untuk linrbah donrestik sebesar 0,4-0,8 gVSSigCOD denganlrarga optinrunrsebesar0,6 gVSS/gCOD.HargaY yang diperolehunrukbebarr 1400-4800 rng/l sebesar 0,3907 gVSS/gCOD. Harga ini ternrasukdalam range harga Y yang direkornerrdasikan olelr Benefield& Randal,1980, untuk air buangan donrestik sebesar0,35-0,50 gVSS/gCODdan hargaY yang direkornendasikan oleh Grady & Linr, 1930, untuk sistenr3erobik Ireterotropsebesar0,4-0,6gVSS/gCOD. - \
r:f
0,r5 0 , 12 s y = 0 . 9 2 9 4 x - 0 . 0 1 6 9 0l 0 , 1 B e b c n6 0 0 - 1 8 0m 0,0?5 0,05 o,o2s
scbcsar 0,5 gVSS/gCOD. llcnrct ct al. 2000, rnelaporkan yicld dalartr pengolalran phenol bcrkonscrrtrasi tirrggi dalanr SBlt acrob bcrkislr antara0,27-0,52gVSS/gCOD.Perbcdaan hargaY jenis satu sanra lain disebabkanolelr perbedaan rur ikroorgau isuredan subslratnya. Kiuctika Pcttyisilntt itsuttt Nrstt V
I 200
t I 000 € :
| - |
vi c
800 600 400 200 0 4
6
naktu rcaksi(am) y--55,191x+1175,2
U
0
0.025 0,05 0,075 0,1 0,12 q (l/jam)
0,03 0,025
Tabel i Laju Penyisihan(r1)dan KonstantaLaju (k1)AsarnNon Volatile pada Penyisihan PeriodeRcaksi
o,02 ra
Garnbar4. Waktu reaksiterhadapkonsentrasi asan.lnon volatiledalanrpeuerrtuan L,aju P e n y i s i l r aAns a mN o n V o l a t i l e
0 , 0I 5 0,0I 0,005
= 0 , 3 9 0 ? x' 0 . 0 0 1 8 llcban J.{00-J800mg/t
No 2
0 0
0,025
0,05 0,075 q (t/jan)
0,1
Carnbar3. Grafik Laju Pcrtunrbulran (u) Bionrassa terhadapLaju Pernakaian Substrat(q) dalarn Penentuan KoefisienYield (Y) darrLaju Kcnratian (Kd) Bionrassa & Abasaed, rlelaporkau yield glukosa dalaur suatu operasrSBR secaraaerotr
4
K o n s .B c b a n (nrar'lCOD)
600 t1.t00 3400 4800
r l
m
cl (me/l)
Rl
(l/iam)
49.1 5 0 . 71
316.94 l2{.06
55.t9
I I q.Zt
0.20 t2|
56.45
J!O-t I
0 .| ? 2 7 5I
0.r549r9
0.ri48r7
Dari data yang diperolehterlilratbahrvasemakin besarbebarrrnakalaju perryisilran asarnnonvolatile scnrakirrtinggi. I-lal ini rrrerrdukrrrrg ferrornerra s e b e l u r n n ydai r n a n al a j u p c n y i s i l r aC n OD sernakin besarseirirrgdengankenaikanbeban.Disebabkan asanrnonvolatilenrerupakan fraksi tcrbesardalarri b e b a nu r r r o a n .
S ( u d i K i n e ( i h a P c n fi s i h a n O r g : r n i l < ' P a dS a c q u c n c i n g[ ] : r t c hR e l c t o r ( S L ] t f )A c r o b D c n g a nP a r a n r c t c rR a s i oW a l i t u P c r r g i s i a nT c r h a d a p W a l < t uR c a l i s i ( M i n d r i a n y S y a f i l : rT , j a r r d r a S c ( i a d i ,P i r r g l i a nA d i ( i a r v a ( id a n W i r r : r r d i )
/ Kinetika Penyisihan Asam Volatile BerdasarkanPersamaan( I2b), bila konsentrasi asam volatile (nrg TAV/I) diplotkan terhadap garis waktu reaksi(jam) akandiperolehpersamaan dengan slope grafik yang ntenyatakan laju penyisihan asanr volatile (r,o,"1)selanra periode reaksi. Ada dua nlacarn laju pen;'isihanyang terjadi,yaitu laju penyisihan yang disebabkan oleh aktivitas biomassayang mengubahasam volatile nrenjadi gas (r:) dan laju penyisihankarena penguapan(rlouoor). (l3b) Sehinggadari Persanraan dapat ditentukan konstantalaju penyisihanasartr volatilemenjadigas (k2).Hasil perhitunsan un(uk seluruhbebandapatdilihatpadaTabel4 berikut. Tabel4.Laju Penyisihan (r1)danKonstanta Laju Penyisihan(k,) Asarn Volatile padaPeriodeReaksi Kons. tt No Bcban L' r (m/l N'
coD) I
ll
T N
2
]N
4
J
N
.rY
600 I 800 3400 4800
(me TAV/I.iam)
t.9 t.2 r . 8 5 0.1
msTAV/l
l/iam)
0-?
223-3
0.003 r
r.55
212.0.r 0.006?
i . 5t
r.35 2.t6
t t\
t.05
2.1
209.86 2 41 . 8 5
0 . 0t 0 3
0.01r2
iI
N .{
:.1 .'N
N . r\1
It $
N
Seperti halnya asarn nonvolatile,semakin besar bebanumpan maka laju penyisihanasamvolatile semakin tinggi, karena pada beban yang besar konsentrasi asarn volatile juga lebih tinggi. Sehingga akan memperbesar kemungkinan biomassauntuk turnbuh5,angpadagilirannyaakan berpengaruh terhadap l"j, penyisihan substrat dalam hal ini asam volatile. Konstanta laju penyisihanasam volatile menjadi gas (k2) jauh lebih kecil dibandingkankonstantalaju penyisihan asarnnonvolatilemenjadiasam volatile(kr). Hal ini ada ltubungannyadengan komposisi asanr volatiledan nonvolatiledalamreaktor.
4. KESIMPULAN .
Selama periode pengisiandiperolehkoefisien yield berkisarantara0,40-0,88g VSS/g COD. Sernakin kecil beban nraka yield yang diperolehsemakinbesar,artinya untuk beban yang lebih kecil laju substratyang dieunakan relatif lebih sedikit dibandingkan laju pertumbuhanbiomassanya. Selarnaperiodeini harga laju penyisilran subslrat, k, bernilai positif menunjukkan bahrva selama pcriode pengisianlaju penyisihansubstratlebih besar dibandingkanlaju penambahan substrat.Dapat juga disimpulkanbah'uva pcmakaiansubstrat
Jurnal Purifikasi,Vol.2,No.Z,N'lare(2001: 6'l -'12
.
pada periode kedua rvaktu pengisianlebih periodepertama.Sehingga besardibandirrgkan di akhir periodekeduajurnlahsubstratmenjadi lebihrendalrdari yangseharusnya. Selarrraperiodc reaksi,seurakinlanra rvaktu reaksilaju penrakaiansubstratsernakinkecil, dan laju pertunrbuhanbiornassajuga turun seirirrgdenganperranrbahan waktu reaksi.Hal ini rnenunjukkan laju penyisilran substrat sangatrdiperrgartrhioleh laju pertunrbulran bionrassa. Seirirrgdetrgankenaikanbebanlaju penrakaiansubstrat cenderungnaik. Dapat disinrpulkab n e b a no p t i n r u nar d a p a d as e k i t a r beban 3400-4800 nrg/I. Pada periodereaksi diperolehlaju kematian(K6) sebesar0,00380,0169jam-' dan koefisienyield sebesar 0,390,93 gVSS/gCOD. Semakin besar beban unlpalrlaju penyisihanasam rronvolatiledan asanrvolatile juga semakinbesar.Konstan(a laju penyisihanasarnvolatilernenjadigas(kr) l e b i l r k e c i l d i b a n d i n g k a nk o n s t a n t a l o j perryisilran a s a n l n o n v o l a t i l cm c n j a d i a s a r u volatile (k1).
UCA PAN TERIIVIA I(AS II{ Penulisntengucapkan terimakasihkepadaDervan Riset Nasional dan Kanror MNRT yang telah mendanaipenelitian ini yang merupakanbagian n UT VII. d a r ip e n e l i t i a R
DAFTAR PUSTAKA B e n e f i l d ,L . D . , a n d R a n d a l l ,C . W . 1 9 8 0 . B i o l o g i c a l P r o c e s sD e s i g nf o r W a s t e r v a t eTr r e a t m e n t . Prentice-Hall,Inc., EnglervoodCliffs, N.J. B e m e t ,N . , D e l g e n e sN, . , A k u n n a ,J . C . , D e l g e n e sJ,. P . , M o l e t t a , R . 2 0 0 0 . C o n r b i n c c lA n a e r o b i c Aerobic SBR for Thc Treatnrentor Piggcry Wastovater. Warer Research34(i 6 l t - 6l 9 . Djajadiningrat, A., dan Wisjnuprapto. 1990. Bioreaktor PengolahLimbah Cair. Pusat Antar Univcrsitas Bioteknologi, Institut T e k n o l o g iB a n d u n g . Grady, P. L., and Lim, H.C. 1980. Biological Wastervatcr Treatnrent, Teory and Applications. Marcel Dekker, Inc., Nerv York. I b r a h i r n ,G . , a n d A b a s a e e dA , . E . 1 9 9 5 .M o d c l l i n g o l Scqucncing Ba(ch Rcactors. Water Researc2 h 9 ( ' 7) , l 7 6 | - 1 76 6 . M e t c a l f a n d E d d 1 , .I 9 9 1 . W a s t e r v a t e rE n g i n e c r i n g : T r c a t m e n t , D i s p o s a la n d R c u s e .M c C r a r v l l i l l B o o k a n dC o . , S i n g a p o r c .
