MODUL PRAKTIKUM TEKNIK PENGOLAHAN LIMBAH
Dosen Pengampu: Dr. Ir. J. Bambang Rahadi W, MS.
LABORATORIUM TEKNIK SUMBERDAYA ALAM DAN LINGKUNGAN JURUSAN KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2015
KATA PENGANTAR Alhamdulillahi Robbil ’alamin, segala puji bagi Allah SWT karena atas kasih, rahmat dan hidayah-Nya modul praktikum Mata Kuliah Teknik Pengolahan Limbah ini dapat rampung. Pencemaran lingkungan meningkat dengan meningkatnya jumlah penduduk, bertambah dan beraneka ragamnya industri. Namun prasarana untuk mengolah limbah tidak berkembang sepesat pertambahan limbah. Masalah yang sering timbul adalah bahwa pengelolaan limbah dianggap akan menambah biaya tanpa disertai manfaat yang dapat diukur secara kuantitatif. Di sektor industri, makin tingginya kriteria baku mutu air, makin berfungsinya unit pengolah limbah cair industri, makin ketatnya kontrol terhadap pencemaran air, maka akan makin menambah kuantitas limbah padat (lumpur) hasil proses pengolahan limbah cair, yang menunggu untuk dikelola lebih lanjut. Sedangkan di perkotaan, pertambahan penduduk yang demikian pesat telah mengakibatkan meningkatnya jumlah sampah. Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik (rumah tangga) yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomis. Alam memiliki kemampuan untuk mengatasi limbah. Berbagai siklus yang terdapat di alam seperti siklus hidrologi mampu mengatasi limbah. Meningkatnya konsentrasi limbah yang terlalu cepat akan menyebabkan siklus yang ada tidak mampu bekerja dengan baik. Pada konsentrasi tertentu, kehadiran limbah dapat berdampak negatif terhadap lingkungan dan bagi kesehatan manusia, sehingga perlu dilakukan pengolahan terhadap limbah. Tingkat bahaya keracunan yang ditimbulkan oleh limbah tergantung pada jenis dan karakteristik limbah (Sugiharto, 1987). Teknik pengolahan limbah adalah cara untuk mengurangi pencemaran limbah di lingkungan. Berdasarkan uraian tersebut maka praktikum Teknik Pengolahan Limbah ini dilaksanakan untuk memenuhi SKS mata kuliah Teknik Pengolahan Limbah juga memberikan kesempatan kepada mahasiswa untuk mengaplikasikan teori pengolahan limbah padat dan cair yang didapatkan di ruang kuliah. Dengan adanya praktikum Teknik Pengolahan Limbah ini diharapkan mahasiswa dapat memahami cara mengolah serta menguji kualitas limbah padat dan cair agar sesuai dengan baku mutu pada peraturan perundang-undangan yang berlaku. Asisten menyadari bahwa modul yang telah dibuat masih jauh dari kesempurnaan, maka dari itu asisten mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang dapat memberikan perbaikan agar menjadi lebih baik lagi. Akhir kata asisten mengharapkan modul ini dapat berguna bagi siapa saja yang membaca terutama untuk praktikan dan asisten sendiri.
1
PERATURAN DAN TATA TERTIB KEGIATAN PRAKTIKUM TEKNIK PENGOLAHAN LIMBAH 1. 2.
Setiap praktikan wajib memiliki buku petunjuk (modul) praktikum. Setiap praktikan diwajibkan hadir tepat pada waktunya. Praktikan yang terlambat 15 menit atau lebih dari jadwal praktikum yang ditentukan, tidak diperkenankan mengikuti kegiatan praktikum, kecuali seizin koordinator asisten praktikum. 3. Sebelum memasuki laboratorium, praktikan wajib memakai jas lab dan mengkancingkannya terlebih dahulu. 4. Praktikan wajib menyerahkan tiket masuk praktikum sesuai topik yang akan dilaksanaka. 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 4 hari setelah praktikum dilaksanakan. 11. Keterlambatan pengumpulan laporan dikenakan pengurangan nilai (per jam minus 10) 12. Peraturan dan tata tertib yang tidak tercantumkan diatatas akan dijelaskan pada saat brifing dan/atau dijelaskan secara langsung oleh asisten praktikum pada saat sebelum praktikum dimulai dan/atau pada saat praktikum sedang berlangsung dan/atau pada saat praktikum sudah selesai. 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 poin per jam. 3. Kesamaan dalam pembuatan laporan praktikum akan dikenakan nilai NOL (0).
2
MATERI I PIROLISIS I. Pendahuluan Sampah merupakan masalah yang umum terjadi di Indonesia. Berdasarkan data Kementerian Lingkungan Hidup (Meneg LH, 2008) produksi sampah di Indonesia mencapai 167 ribu ton perhari dengan komposisi sampah plastik di Indonesia adalah 11%. Dalam pengelolaan sampah plastik, di Indonesia masih sulit dilakukan karena sulit untuk mengotomatisasi penyortiran sampah plastik yang apabila dibakar sampah plastic akan menghasilkan asap beracun yang berbahaya bagi kesehatan dan jika ditimbun maka dibutuhkan waktu 1000 tahun agar plastik dapat terurai secara sempurna (Radar Sulteng, 2009). Isu yang berkembang saat ini adalah adalah mengubah sampah plastik menjadi bahan bakar cair airternatif dengan cara pirolisis. Dengan cara ini dapat dihasilkan minyak dan gas yang bisa digunakan sebagai bahan bakar alternative pengganti bahan bakar fosil (Bhattacharya, 2009). II. Tujuan Praktikum Adapun tujuan dari praktikum ini yaitu: a. Mengetahui perancangan desain alat pirolisis b. Mengetahui proses pirolisis plastic dan destilasi c. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kuantitas dari bahan bakar yang dihasilkan III. Tinjauan Pustaka 3.1 Pirolisis Pirolisis adalah suatu proses penguraian material organic secara thermal pada temperature tinggi tanpa adanya oksigen (Bhattacharya P et al 2009) pirolisis berasal dari Bahasa Yunani “pry” artinya api dan “lysis” artinya memisahkan. Produk yang dihasilkan dari proses pirolisis adalah padatan, minyak dan gas. Paddatan mempunyai struktur seperti grafit. Padatan tersusun atas karbon murni pada temperature tinggi. Struktur ini bias juga ditemukan pada membrane fuel cell. Minyak yang dihasilkan pada proses pirolisis dapat dibandingkan dengan minyak tanah dan minyak ini merupakan sumber dari bahan kimia yang berharga misalnya alkohol, asam organic, eter, karbone, aliphatic dan hidrokarbon aromatic dengan gas yang dihasilkan berupa Cox, NOx, H2 dan alkane (Aydinli, B & Caglar, A,. 2010). 3.2 Plastik Plastik adalah suatu material organic sintetik atau material organic semi sintetik. Plastic berasal dari Bahasa Yunani yaitu “platikos” artinya kemudahan untuk dibentuk atau dicetak atau “platos” artinya dicetak, karena sifat plastic yang mudah dicetak atau kekenyalannya dalam dalam pembuatan yang membuatnya mudah dibuat. Ada 3 macam tipe plastic yaitu:
3
1. Thermoplastics Thermoplastics adalah plastik yang tidak mengalami perubahan komposisi kimia ketika dipanaskan dan apat dicetak kembali. Contohnya: polyethylene, polystryrene, polyvinyl chloride dan polytetrafluoroethylene (PTFE). 2. Thermoset Thermoset adalah plastic yang dapat dicairkan dan dibentuk tetapi hanya sekali. 3. Polypropylene Polypropylene adalah plastic tidak jernih atau berawan, lebih kuat, ringan, daya tembusa yang rendah, ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil pada suhu tinggi, mengkilap, aman untuk menyimpan makanan dan minuman. Plastik Polypropylene ini mempunyai rumus molekul (C3H6)n (Caglar, A. & Aydinli, B. 2009). 3. 3 Parameter yang Berpengaruh Pada Prose Pirolisis Parameter utama yang mempengaruhi pirolisis adalah sebagai berikut: 1. Kadar Air Kadar air berpengaruh terhadap proses pirolisis. Energi dari luar yang seharusnya digunakan untuk proses pirolisis digunakan sebagian untuk proses pengeringan kadar air dalam bahan. Akibatnya, pada bahan dengan kadar air yang lebih tinggi akan diperoleh padatan yang lebih banyak atau dengan kata lain proses dekomposisi pada bahan dengan kadar air yang tinggi membutuhkan energi yang lebih besar (Chaurasia & Babu, 2015). 2. Ukuran Partikel 3. Laju Pemanasan 4. Temperatur 5. Bahan 6. Tipe Pirolisis 3.4 Destilasi Distilasi merupakan suatu perubahan cairan menjadi uap dan uap tersebut didinginkan kembali menjadi cairan. Unit operasi distilasi merupakan metode yang digunakan untuk memisahkan komponen-komponen yang terdapat dalam suatu larutan atau campuran dan tergantung pada distribusi komponen-komponen tersebut antara fasa uap dan fasa air. Semua komponen tersebut terdapat dalam fasa cairan dan uap. Fasa uap terbentuk dari fasa cair melalui penguapan (evaporasi) pada titik didihnya. Syarat utama dalam operasi pemisahan komponen-komponen dengan cara distilasi adalah komposisi uap harus berbeda dari komposisi cairan dengan terjadi keseimbangan larutan-larutan, dengan komponenkomponennya cukup dapat menguap. Suhu cairan yang mendidih merupakan titik didih cairan tersebut pada tekanan atmosfer yang digunakan. IV. Alat dan Bahan 1. Kaleng besar dan Kaleng kecil 2. Pipa alumunium 3. Selang plastik 4. Lem Plastic Steel (dextone) 5. Botol kaca 4
6. Plastik PET yang sudah digunting kecil-keci 900 gram 7. Es Batu 8. Gelas ukur 9. Gelas beker 10. Termometer 11. Kompor dan LPG 12. Korek api 13. Gunting V. Cara Kerja 1. Siapkan alat dan bahan. 2. Buat rangkaian Reaktor Pirolisis dan Destilator menggunakan kaleng, pipa aluminium dan selang plastik. 3. Masukan plastik PET (dari botol plastik sekali minum) yang sudah digunting kecilkecil sebanyak 900gr dengan keadaan kering ke dalam reaktor pirolisis. 4. Letakan raktor pirolisis diatas kompor dan masukan es batu pada destilator. 5. Nyalahkan kompor selama 1,25jam (1jam 15 menit) dan ukur suhu pada destilator. Tampung cairan yang keluar menggunakan botol kaca. 6. Cairan yang telah didapatkan selama 1,25 jam diukur volumenya. 7. Bakar cairan tersebut sampai padam apinya dan ukur volume sisa cairan yang tidak terbakar. 8. Hitung minyak yang didapatkan dari proses tersebut dengan menghitung selisih volume cairan awal dengan volume setelah cairan dibakar. VI. Gambar Bahan dan Rangkaian Alat
Minyak hasil pirolisis
Lem Plastic Steel
Botol palstik PET yang telah digunting kecil-kecil
Destilator
5
Reaktor Pirolisis
Rangkaian Alat
6
MATERI II PENGOMPOSAN I. Pendahuluan Pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk yang terus meningkat seiring peluang usaha yang semakin ketat serta untuk mendapat modal usaha sulit di Indonesia menyebabkan pertambahan konsumsi energi di segala sektor kehidupan seperti transportasi, listrik, dan industri meningkat. Sehingga secara langsung menimbulkan permasalahan sampah di perkotaan, yaitu sampah organik atau sampah anorganik yang pada khususnya dihasilkan pasar-pasar tradisional. Di pasar tradisional biasanya banyak ditemukan sampah-sampah organik seperti sisa-sisa sayuran, buah, dll. Sampah-sampah tersebut hanya dibuang dan dibiarkan begitu saja di tempat pembuangan sampah tanpa ada pemisahan antara masingmasing jenis sampah. Lama-kelamaan pasti akan timbul bau dan dijadikan sarang bagi hewanhewan tertentu. maka dari itu perlu pengolahan yang tepat untuk mengurangi tumpukan sampah organik tersebut melalui pengomposan. Di mana hasil dari pengomposan ini akan menjadi pupuk organik yang berguna bagi pertumbuhan tanaman. Bahkan dapat dikembangkan menjadi peluang bisnis di masyarakat. II. Tujuan Praktikum Adapun tujuan dari praktikum ini yaitu: a. Mengurangi timbunan sampah organik agar tidak mencemari lingkungan b. Mengetahui proses pengomposan dan manfaat kompos c. Mengetahui pengaruh penggunaan bakteri aktivator terhadap lama pengomposan III. Tinjauan Pustaka Kompos adalah pupuk alami (organik) yang terbuat dari bahan bahan hijauan dan bahan organik lain yang sengaja ditambahkan untuk mempercepat proses pembusukan, misalnya kotoran ternak atau bila dipandang perlu, bisa ditambahkan pupuk buatan pabrik, seperti urea (Wied, 2004). Pengomposan adalah proses dimana bahan organik mengalami penguraian secara biologis, khsususnya oleh mikroba-mikroba yang memanfaatkan bahan organik sebagai sumber energi. Dalam pengomposan terjadi proses dimana bahan organik mengalami penguraian secara biologis. Khususnya oleh mikroba-mikroba yang memanfaatkan bahan organik sebagai sumber energi. Membuat kompos adalah mengatur dan mengontrol proses alami tersebut agar kompos dapat terbentuk lebih cepat (Niniek Nuryanto, 2008). Menurut Unus (2002) banyak faktor yang mempengaruhi proses pembuatan kompos, baik biotik maupun abiotik. Faktor – faktor tersebut antara lain : 1. Pemisahan bahan : bahan-bahan yang sekiranya lambat atau sukar untuk didegradasi/diurai, harusdipisahkan/diduakan, baik yang berbentuk logam, batu, maupun plastik. Bahkan, bahan -bahan tertentu yang bersifat toksik serta dapat menghambat pertumbuhan mikroba, harus benar-benar dibebaskan dari dalam timbunan bahan, misalnya residu pestisida. 2. Bentuk bahan : semakin kecil dan homogen bentuk bahan, semakin cepat dan baik pula proses pengomposan. Karena dengan bentuk bahan yang lebih kecil dan homagen, lebih 7
luas permukaan bahan yang dapat dijadikan substrat bagi aktivitas mikroba. Selain itu, bentuk bahan berpengaruh pula terhadap kelancaran difusi oksigen yang diperlukan serta pengeluaran CO2 yang dihasilkan. 3. Nutrien : untuk aktivitas mikroba di dalam tumpukan sampah memerlukan sumber nutrien Karbohidrat, misalnya antara 20% - 40% yang digunakan akan diasimilasikan menjadi komponen sel dan CO2, kalau bandingan sumber nitrogen dan sumber karbohidrat yang terdapat di dalamnya (C/N -resio) = 10 : 1. Untuk proses pengomposan nilai optimum adalah 25 : 1, sedangkan maksimum 10 : 1. 4. Kadar air bahan tergantung kepada bentuk dan jenis bahan, misalnya, kadar air optimum di dalam pengomposan bernilai antara 50 – 70, terutama selama proses fasa pertama. Kadang - kadang dalam keadaan tertentu, kadar air bahan bisa bernilai sampai 85%, misalnya pada jerami. Disamping persyaratan di atas, masih diperlukan pula persyaratan lain yang pada pokoknya bertujuan untuk mempercepat proses serta menghasilkan kompos dengan nilai yang baik, antara lain, homogenitas (pengerjaan yang dilakukan agar bahan yang dikomposkan selalu dalam keadaan homogen), aerasi (suplai oksigen yang baik agar proses dekomposisi untuk bahan -bahan yang memerlukan), dan penambahan starter (preparat mikroba) kompos dapat pula dilakukan, misalnya untuk jerami. Agar proses pengomposan bisa berjalan secara optimum, maka kondisi saat proses harus diperhatikan. (Unus, 2002) IV. Alat dan Bahan 1. Limbah padat organik (sisa sayur-sayur) 2. Pencacah sampah / Pisau 3. Plastik / Terpal / Koran bekas 4. Starter (kompos yang sudah jadi) 5. Timbangan 6. Pupuk urea 7. Air 8. Gelas ukur 9. Media pengomposan (komposter) 10. Dedak 11. Aerator 12. Sarung tangan 13. Masker 14. Termometer V. Cara Kerja 1. Kumpulkan sampah-sampah organik dari sampah pasar (sisa sayuran) . 2. Timbang beratnya untuk diambil 3 kg. Kemudian sampah tersebut dicacah dengan mesin pencacah hingga ukurannya lebih kecil. Semakin kecil ukuran materi, maka akan mempercepat proses pengomposan. Ditimbang lagi sampai 3 kg. 3. Tambahkan starter (kompos) sebanyak 3 kg pada sampah yang sudah dicacah. 4. Tambahkan dedak secukupnya (0,5 – 1 Kg). Kemudian campuran bahan diaduk rata. 8
5.
Tambahkan air secara merata pada campuran tersebut sampai kelembaban bahan mencapai 60%. 6. Pasang aerator pada media komposter. 7. Masukkan campuran bahan ke media komposter. 8. Aerator dinyalakan. Dan diukur suhu awal. 9. Diamkan 3 hari dan tambahkan pupuk urea secukupnya (50 – 100 Gram). Kemudian campuran bahan diaduk kembali sampai merata. 10. Ukur suhu campuran setiap hari dengan termometer. Pengukuran suhu dilakukan di 3 titik, yaitu permukaan atas, bawah dan tengah selama 1 minggu. 11. Kemudian dari 3 data tersebut dicari rata – rata suhu untuk campuran bahan tersebut. Pada awal pengomposan, suhu akan beranjak naik sampai pada titik tertentu, selanjutnya akan turun dan menunjukan keadaan konstan pada suhu ruang. 12. Lakukan pengamatan secara fisik mengenai warna, tekstur dan bau sebelum dan sesudah pengomposan.
9
MATERI III 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. 1. 2. 3.
Cara Kerja Alat dan bahan disiapkan. Batu aerator,aerator,dan selang di rangkai,kemudian di masukkan ke bak prototype. Media di masukkan ke dalam bak prototype.
4. Air dimasukkan ke bak prototype. 5. Starter dimasukkan ke bak prototype. 6. Aerator dinyalakan
10
MATERI IV PERANCANGAN REKAYASA UNIT PENGOLAHAN LIMBAH CAIR
I.
PENDAHULUAN Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik yang memiliki konsentrasi tertentu pada setiap pembuangannya. Limbah secara garis besar dibedakan menjadi tiga yaitu limbah padat, limbah cair, dan gas buang. Limbah cair merupakan cairan buangan yang berasal dari sisa suatu proses, dan mengandung bahan-bahan atau zat yang dapat membahayakan kehidupan manusia serta mengganggu kelestarian hidup. Limbah cair pada dasarnya dapat diolah menjadi limbah yang tidak membahayakan bagi lingkungan. Metode pengolahan limbah cair dibedakan menjadi tiga metode yaitu: pengolahan secara fisika, kimia, dan pengolahan secara biologi.
II.
III.
TUJUAN PRAKTIKUM
Merancang dan merekayasa unit pengolahan limbah cair
Mengetahui desain rancangan rekayasa unit pengolahan limbah cair
Mengetahui metode setia unit pengolahan limbah cair TINJAUAN PUSTAKA III.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). III.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:
11
III.3
Lingkungan aerob, marupakan lingkungan dimana oksigen terlarut (DO) didalam air cukup banyak, sehingga mikroorganisme aerob yang ada pada limbah dapat mendegradasi bahan organic dengan baik. Lingkungan anaerob, merupakan kebalikan dari lingkungan aerob, yaitu tidak terdapat oksigen terlarut, sehingga oksigen menjadi faktor pembatas berlangsungnya proses metabolisme mikroorganisme dalam mengurai zat organic yang ada pada limbah.
Pengolahan Secara Kimia Pengolahan air buangan secara kimia biasanya dilakukan untuk menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid), logam-logam berat, senyawa fosfor dan zat organik beracun dengan membubuhkan bahan kimia tertentu yang diperlukan. Penyisihan bahan-bahan 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.
IV.
ALAT DAN BAHAN Alat -Bak Prototipe -Media -Aerator -Batu Aerator -Selang -Pompa
Bahan -Air limbah -Kaporit -Tawas
12
V.
CARA KERJA Alat dan bahan
Rangkai kerangka unit pengolahan limbah
Masukan sampel limbah ke dalam kerangka unit pengolahan limbah
Operasikan rangkaian unit pengolahan limbah
Hasil
13
MATERI V ANALISA KUALITAS LIMBAH CAIR HASIL PENGOLAHAN I. Latar Belakang Tujuan utama sistem pengelolaan air limbah adalah untuk menghilangkan bahan pencemar baik senyawa organik maupun senyawa anorganik. Di dalam metoda pengolahannya umumnya dilakukan secara kimia untuk menghilangkan senyawa anorganik, sedangkan untuk penghilangan bahan pencemar organik biasanya dilakukan dengan proses biologis atau kimia. Dengan demikan, dalam penentuan jenis dan tahapan pengeolahan limbah perlu diketahui terlebih dahulu karakteristik limbah cair yang akan diolah dan kualitas limbah cair hasil olahan yang diharapkan. Hal tersebut dapat dilakukan dengan menguji dan menganalisa limbah cair sebelum dan sesudah pengolahan. Limbah cair yang telah diolah pada unit IPAL harus dianalisa kualitas fisik, kimia maupun biologisnya untuk mengetahui efesiensi dan efektifitas unit IPAL yang digunakan. Pengujian kualitas limbah cair ini juga bertujuan untuk memastikan limbah yang dialirkan ke badan air sudah aman dan sesuai dengan baku mutu yang berlaku. Selain itu, pengujian kualitas limbah cair ini dapat dijadikan bahan evaluasi untuk memperbaiki unit IPAL yang ada. II. Tujuan Praktikum Tujuan dilaksankannya praktikum Teknik Pengolahan limbah Cair materi Analisa Kualitas Limbah Cair Hasil Pengolahan ini antara lain. 1. Menganalisa kualitas limbah cair sebelum dan sesudah pengolahan. 2. Mampu menggunakan alat pengukuran kualitas limbah cair. 3. Menganalisa efektifitas unit pengolahan berdasarkan lama pengolahan (detention time). 4. Membandingkan kesesuaian kualitas limbah cair hasil pengolahan dengan baku mutu yang berlaku. III.Tinjauan Pustaka 3.1 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
14
Keterangan: A = berat kertas saring + residu kering (mg) B = berat kertas saring (mg) V = volume (mL) 3.2 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. 3.3 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. 3.4 pH Keasaman air diukur dengan Indikator universal.Keasaman ditetapkan berdasarkan tinggi- rendahnya 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.
15
III. Alat dan Bahan Suhu Termometer pH pH universal Kekeruhan 1. Gelas ukur 2. Pipet 3. Turbiditymeter TSS 1. Kertas saring 2. Cawan 3. Corong 4. Erlenmeyer 5. Oven 6. Gelas ukur 7. Timbangan digital 8. Penjepit kayu IV. Cara Kerja Suhu 1. Alat dan bahan disiapkan 2. Termometer dicelupkan ke bak prototype 3. Suhu termometer diamati pH 1. Alat dan bahan disiapkan 2. Indikator universal dicelupkan ke bak prototype 3. pH diamati dengan membandingkan warna pada kertas indikator
Kekeruhan 1. Alat dan bahan disiapkan 2. Alat turbidimeter disambungkan dengan sumber listrik 3. Larutan standar diletakan pada tempat sample 4. Tombol ON/OFF dan MODE ditekan secara bersamaan 5. Tombol ON/OFF dilepas terlebih dahulu dilanjutkan dengan dilepasnya tombol MODE 6. Tombol tanda seru ditekan hingga muncul angka 0,1 7. Larutan standar 0,1 dimasukkan 8. Tombol READ ditekan, kemudian ditunggu hingga muncul angka 20, 200, 800
16
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. Selisih massa cawan+sampel dan cawan merupakan nilai TSS
17
