MODUL PRAKTIKUM TEKNIK PENGOLAHAN LIMBAH CAIR
LABORATORIUM TEKNIK SUMBERDAYA ALAM DAN LINGKUNGAN JURUSAN KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2014
PERATURAN DAN TATA TERTIB KEGIATAN PRAKTIKUM LABORATORIUM LINGKUNGAN 1. Setiap praktikan wajib memiliki buku petunjuk (modul) praktikum. 2. Setiap praktikan diwajibkan hadir tepat pada waktunya. Praktikan yang terlambat dari 15 menit,tidak diperkenankan mengikuti kegiatan praktikum,kecuali seizin koordinator asisten praktikum. 3. Sebelum memasuki laboratorium, praktikan wajib memakai jas lab terlebih dahulu. 4. Praktikan wajib menyerahkan tiket masuk praktikum sesuai topik yang akan dilaksanakan. 5. Selama diadakan pre/post test, praktikan tidak diperkenankan meminta/memberikan jawaban kepada praktikan lain. Jika hal tersebut terjadi,maka dilakukan pengurangan 5 point/kejadian contekan dari nilai seluruh kelompok. Bagi yang terlambat pre-test, tidak diberikan kompensasi (pre test tetap berlangsung dan praktikkan mengerjakan sesuai nomor pre-test yang dibacakan asisten). 6. Selama praktikum, praktikan tidak diperkenankan makan, minum dan melakukan kegiatan diluar kegiatan praktikum tanpa seizin asisten 7. Setelah melakukan praktikum, diwajibkan membersihkan alat-alat yang dipakai dan disimpan kembali pada tempat semula dalam keadaan bersih. Sampah harus dibuang ditempat sampah dan praktikan wajib menjaga kebersihan laboratorium. 8. Selama kegiatan praktikum, praktikan diwajibkan membuat Data Hasil Praktikum per kelompok dan mendapat persetujuan (acc) dari asisten yang bertugas. 9. Setiap kelompok atau mahasiswa wajib mengganti alat yang rusak atau hilang selama praktikum berlangsung. 10. Laporan praktikum dikumpulkan 1 minggu setelah praktikum dilaksanakan. 11. Keterlambatan pengumpulan laporan dikenakan pengurangan nilai (per jam minus 10) SANKSI 1. Bagi praktikan yang tidak mengumpulkan laporan praktikum, tidak diperkenankan mengikuti ujian akhir praktikum (UAP). 2. Bagi praktikan yang terlambat mengumpulkan laporan praktikum, nilai laporan dikurangi 10 per jam. 3. Kesamaan dalam pembuatan laporan praktikum akan dikenakan nilai NOL (0).
Materi I Aklimatisasi I.Tujuan 1.1 Mengetahui metode aklimatisasi mikroorganisme pada media II.Tinjauan Pustaka Aklimatisasi adalah proses adaptasi dari suatu mikroorganisme pada sebuah media sebagai lingkungan hidup barunya. Beberapa kondisi yang pada umumnya disesuaikan adalah suhu lingkungan, derajat keasaman (pH), dan kadar oksigen.Proses penyesuaian ini berlangsung dalam waktu yang cukup bervariasi tergantung dari jauhnya perbedaan kondisi antara lingkungan baru yang akan dihadapi, dapat berlangsung selama beberapa hari hingga beberapa minggu.Selama proses aklimatisasi,dapat diberikan nutrisi sebagai katalis pertumbuhan mikroorganisme di media. Proses aklimatisasi tersebut akan membentuk lapisan biofilm pada media.Ada 5 tahap dalam proses pembentukan biofilm. 1. Pelekatan awal: mikroba melekat pada permukaan suatu benda dan dapat diperantarai oleh fili (rambut halus sel) contohnya pada P.aeruginosa. 2. Pelekatan permanen: mikrob melekat dengan bantuan eksopolisakarida (EPS). 3. Maturasi I: proses pematangan biofilm tahap awal. 4. Maturasi II: proses pematangan biofilm tahap akhir, mikrob siap untuk menyebar. 5. Dispersi: Sebagian bakteri akan menyebar dan berkolonisasi di tempat lain. III.Alat dan Bahan 3.1 Alat -Bak Prototipe -Media -Aerator -Batu Aerator -Selang 3.2 Bahan -Starter -Air -NPK IV.Cara Kerja 1. Alat dan bahan disiapkan. 2. Batu aerator,aerator,dan selang di rangkai,kemudian di masukkan ke bak prototype. 3. Media di masukkan ke dalam bak prototype. 4. Air dimasukkan ke bak prototype. 5. Starter dimasukkan ke bak prototype. 6. Aerator dinyalakan
Materi II Pengamatan BOD, TSS, pH, Suhu dan Kekeruhan I.Tujuan 1.1 Mengamati efektifitas kinerja system instalasi pengolahan limbah cair oleh biofilm II.Tinjauan Pustaka 2.1 BOD Biological Oxygen Demand menunjukkan jumlah oksigen dalam satuan ppm yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk memecahkan bahan-bahan organik yang terdapat di dalam air. Pemeriksaan BOD diperlukan untuk menentukan beban pencemaran akibat air buangan penduduk atau industri. Prinsip pengukuran BOD pada dasarnya cukup sederhana, yaitu mengukur kandungan oksigen terlarut awal (DOi) dari sampel segera setelah pengambilan contoh dengan menggunakan DO meter, kemudian mengukur kandungan oksigen terlarut pada sampel yang telah diinkubasi selama 5 hari pada kondisi gelap dan suhu tetap (20oC) yang sering disebut dengan DO5. Ket : BOD DOi DO5
= Bological oxygen demand (mg/L) = Okesigen terlarut 0 hari = Oksigen terlarut 5 hari
2.2 TSS Total suspended solid atau padatan tersuspensi total (TSS) adalah residu dari padatan total yang tertahan oleh saringan dengan ukuran partikel maksimal 2μm atau lebih besar dari ukuran partikel koloid. Yang termasuk TSS adalah lumpur, tanah liat, logam oksida, sulfida, ganggang, bakteri dan jamur. TSS umumnya dihilangkan dengan flokulasi dan penyaringan. Prinsip analisa TSS dapat dilakukan sebagai berikut : Contoh uji yang telah homogen disaring dengan kertas saring yang telah ditimbang. Residu yang tertahan pada saringan dikeringkan sampai mencapai berat konstan pada suhu 103ºC sampai dengan 105ºC. Kenaikan berat saringan mewakili padatan tersuspensi total (TSS). Jika padatan tersuspensi menghambat saringan dan memperlama penyaringan, diameter pori-pori saringan perlu diperbesar atau mengurangi volume contoh uji. Untuk memperoleh estimasi TSS, dihitung perbedaan antara padatan terlarut total dan padatan total. TSS (mg/L) = (A-B) X 1000 / V A = berat kertas saring + residu kering (mg) B = berat kertas saring (mg) V = volume (mL) 2.3 Suhu Pengukuran suhu menggunakan termometer.Merupakan parameter yang sangat penting dikarenakan efeknya terhadap reaksi kimia, laju reaksi, kehidupan organisme air dan penggunaan air untuk berbagai aktivitas sehari – hari. Naiknya suhu atau temperatur air akan menimbulkan akibat berikut : Menurunnya jumlah oksigen terlarut dalam air. Meningkatkan kecepatan reaksi kimia. Mengganggu kehidupan organisme air. Suhu suatu badan air dipengaruhi oleh musim, lintang (latitude), ketinggian dari permukaan laut (altitude), waktu, sirkulasi udara, penutupan awan, aliran, serta kedalaman. Perubahan suhu mempengaruhi proses fisika, kimia, dan biologi badan air.
Peningkatan suhu mengakibatkan peningkatan viskositas, reaksi kimia, evaporasi, volatilisasi, dekomposisi bahan organik oleh mikroba, serta menyebabkan penurunan kelarutan gas dalam air (gas O2, CO2, N2, CH4, dan sebagainya). Kisaran suhu optimum bagi pertumbuhan fitoplankton di perairan adalah 20 oC – 30 oC. 2.4 Kekeruhan Kekeruhan dapat mempengaruhi masuknya sinar matahari ke dalam air. Sinar matahari sangat diperlukan oleh organisme yang berada didalam perairan untuk proses metabolisme. Bila suatu perairan keruh maka sinar matahari yang masuk akan sedikit karena terpencar-pencar oleh adanya partikel yang terlarut, dan bila air tidak keruh maka sinar matahari yang masuk akan banyak. Kekeruhan dapat dipakai sebagai indikasi kualitas suatu perairan. Air alami dan air buangan yang mengandung koloid dapat memudarkan sinar sehingga mengurangi transmisi sinar. Kekeruhan dapat mengurangi proses fotosintesis tanaman dalam air. Misalnya vegetasi perairan berakar dan ganggang, mengurangi pertumbuhan tanaman dan mengurangi produktifitas ikan. Kekeruhan dapat disebabkan oleh tanah liat dan lempung, buangan industri dan mikroorganisme. Upaya untuk mengurangi kekeruhan ini antara lain dengan penyaringan dan koagulasi. Tujuan dari pemeriksaan parameter ini adalah untuk mengetahui derajat kekeruhan air yang disebabkan oleh adanya partikel-partikel yang tersebar merata dan dapat menghambat jalannya sinar matahari yang melalui air tersebut. Dengan menggunakan alat turbidimeter perhitungan : Hasil pemeriksaan
x NTU x Pengenceran = …….. NTU Kekeruhan larutan standart
2.5 pH Keasaman air diukur dengan Indikator universal.Keasaman ditetapkan berdasarkan tinggirendahnya konsentrasi ion hidrogen dalam air. pH dapat mempengaruhi kehidupan biologi dalam air. Bila terlalu rendah atau terlalu tinggi dapat mematikan kehidupan mikroorganisme. Ph normal untuk kehidupan air 6 – 8. III.Alat dan Bahan 3.3 Alat -DO meter -pH Universal -Termometer -Kertas Saring 3.4 Bahan -Air IV.Cara Kerja 4.1 BOD 1. Alat dan bahan disiapkan 2. Sampel dihitung DO-nya dengan DO Meter ( ) 3. Sampel diinkubasi selama 5 hari pada kondisi gelap dan suhu tetap (20oC) 4. Sampel dihitung DO-nya dengan DO Meter (DO5 ) 5. Kadar BOD dihitung. 4.2 TSS 1. Alat dan bahan disiapkan 2. Sampel diambil sebanyak 100 ml
3. Sampel disaring dengan kertas saring 5. Cawan ditimbang 6. Kertas saring berisi sampel diletakkan di cawan. 4. Cawan dan sampel di masukkan ke oven dengan suhu 103-105 oC selama 60 menit. 5. Cawan dan sampel ditimbang 6. TSS dihitung. 4.3 Suhu 1. Alat dan bahan disiapkan 2. Termometer dicelupkan ke bak prototype 3. Suhu termometer diamati 4.4 Kekeruhan 1. Alat dan bahan disiapkan 2. Alat turbidimeter disambungkan dengan sumber listrik 3. Larutan standar diletakan pada tempat sample, lakukan pengukuran dan sesuaikan nilai pengukuran dengan cara memutar tombol pengatur hingga nilai yang tertera pada layar sesuai dengan nilai standar. 4. Sample dimasukan pada tempat pengukuran sample 5. Skala pengukuran kekeruhan dibaca (lakukan pengukuran 3 kali dengan menekan tombol pengulangan pengukuran untuk setiap pengulangan) 4.6 pH 1. Alat dan bahan disiapkan 2. Indikator universal dicelupkan ke bak prototype 3. pH diamati dengan membandingkan warna pada kertas indikator
Materi III Rekayasa dan Perancangan Unit Pengolahan Limbah I.Tujuan 1.1 Merancang dan merekayasa unit pengolahan limbah cair II.Tinjauan Pustaka 1. Pengolahan Secara Fisika Pada umumnya, sebelum dilakukan pengolahan lanjutan terhadap air limbah, bahanbahan tersuspensi dalam air limbah yang berukuran besar dan yang mudah mengendap atau bahan-bahan yang terapung disisihkan terlebih dahulu. Tahap penyaringan (screening) merupakan cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar biasanya dengan menggunakan sand filter dengan ukuran silica yang disesuaikan dengan bahan-bahan tersuspensi yang akan disaring. Bahan tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan. Pada proses ini bisa dilakukan tanpa tambahan bahan kimia tapi dalam kondisi tertentu, dimana bahan-bahan terususpensi sulit diendapkan maka akan digunakan bahan kimia sebagai bahan pembantu dalam proses sedimentasi. Pada proses ini akan terjadi pembentukan flok-flok dalam ukuran tertentu yang lebih besar sehingga mudah diendapkan. Proses flotasi banyak digunakan untuk menyisihkan bahan-bahan yang mengapung seperti minyak dan lemak agar tidak mengganggu proses pengolahan berikutnya. Flotasi juga dapat digunakan sebagai cara penyisihan bahan-bahan tersuspensi (clarification) atau pemekatan lumpur endapan (sludge thickening) dengan memberikan aliran udara ke atas (air flotation). 2. Pengolahan Secara Biologis Pengolahan air buangan secara biologis adalah salah satu cara pengolahan yang diarahkan untuk menurunkan atau menyisihkan substrat tertentu yang terkandung dalam air buangan dengan memafaatkan aktivitas mikroorganisme untuk melakukan perombakan substrat tersebut. Proses pengolahan air buangan secara biologis dapat berlangsung dalam tiga lingkungan utama, yaitu : * Lingkungan aerob, yaitu lingkungan dimana oksigen terlarut (DO) didalam air cukup banyak, sehingga oksigen bukan merupakan faktor pembatas; * Lingkungan anoksik, yaotu lingkungan dimana oksigen terlarut (DO) didalam air ada dalam konsentrasi yang rendah. * Lingkungan anaerob, merupakan kebalikan dari lingkungan aerob, yaitu tidak terdapat oksigen terlarut, sehingga oksigen menjadi faktor pembatas berlangsungnya proses metabolisme aerob. 3. Pengolahan Secara Kimia Pengolahan air buangan secara kimia biasanya dilakukan untuk menghilangkan partikelpartikel yang tidak mudah mengendap (koloid), logam-logam berat, senyawa fosfor dan zat organik beracun dengan membubuhkan bahan kimia tertentu yang diperlukan. Penyisihan bahanbahan tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan-bahan tersebut, yaitu dari tak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan (flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi, dan juga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi.
III.Alat dan Bahan 3.5 Alat -Bak Prototipe -Media -Aerator -Batu Aerator -Selang -Pompa 3.6 Bahan -Starter -Air -NPK IV.Cara Kerja Pada praktikum rekayasa dan perancangan, praktikan diberikan kebebebasan untuk merancang dan merekayasa system pengolahan limbah cair nya sendiri per kelompok.Per kelompok akan diberikan bak 3 prototype.Kemudian dilakukan pengamatan seperti pada materi ke dua.
(Contoh)
