P
KAJIAN PROSES DEGRADASI BAAAN ORGANIC LlMBAX CAIR PADA KONDISI ANAEROBIK DENGAN KONSENTRASI GARAM TINGGI
Oleh MEGA AYU W S U F F34104051
2008 FAKCTLTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Mega Ayu Yusuf. F34104051. Kajian Proses Degradasi Bahan Organik Limbah Cair Pada Kondisi Anaerobik dengan Konsentrasi Garam Tiggi. Di bawah bimbingan Suprihatin dan M. Romli.
Hasil samping (limbah) berkadar garam tinggi biasanya sulit didegradasi oleh mikroorganisme. Hal ini d i i e n a k a n oleh konsentrasi garam tinggi pada lingkungan atau limbah dapat menghambat mikroorganisme mereduksi bahanbahan organik di dalamnya. Garam tinggi dapat menghambat fungsi bakteri metanogen dalam mereduksi bahan organik dan asam asetat menjadi gas atau metan. Reduksi sulfat dan metabolisme HZjuga dapat terhambat pada konsentrasi garam tinggi. Dalam ekosistem, fermentasi anaerobik dapat memproduksi C02, CH4 dan H2S. Tapi hal ini sulit dilakukan pada limbah berkadar garam tinggi dimana terdapat akumulasi VFA dan HZ. Ekosistem dengan kandungan garam yang tinggi pada umunya dapat menghambat dan membatasi perkembangbiakan bakteri ataupun mikroorganisme. Batas maksimal konsentrasi garam untuk vertabrata (Tilapia spp.) adalah sekitar 10 persen. Di atas level ini,hanya jenis ivertabrata seperti brine shrimp (Artemia salina) atau brine flies, kelompok alga (Dunaliella salina), bakteri (yang termasuk golongan Halobacteriaceae dan Haloanaerobiaceae, methanogen, dan lain-lain), dan cyanobacteria (Oscillatoria spp.) yang telah dietahui. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari proses degradasi bahan organik pada kondisi anaerobii dengan konsentrasi garam tinggi dan menentukan nilai parameter kinetika untuk limbah cair dengan konsentrasi garam tinggi. Penelitian utama dilakukan dengan tiga kondisi operasi dengan lurnpur aktif sebanyak 15 % dari total volume sampel kemudian diberikan berbagai perlakuan penambahan garam diiulai dari 0 mgkg (reaktor I), 32 mgkg (reaktor 2), dan 52 mgkg (reaktor 3). Penelitian dilakukan dengan liibah cair sintetik (lmtan molases encer) dengan inoMum berasal dari lokasi pembuatan garam. Kadar COD awal molases yang diencerkan adalah rata-rata dari dua kali pengujian adalah 400.000 mgA. Kadar COD yang diperlukan untuk penelitian ini adalah 4.000 mgA. Analisa yang dilakukan adalah analisa COD, MLSS, MLVSS dan produksi gas. Pada penelitian ini juga dianalisa pengaruh penambahan irace element pada laju degradasi bahan organik dan nilai parameter kinetika. Sebelum dilakukan penambahan nutrien dan trace element, didapatkan koefisien Yg = 0.05 mg MLVSSImg COD untuk liibah pada reaktor pertama, Yg = 0.03 mg MLVSSImg COD untuk limbah pada reaktor k e d q dan Yg = 0.01 mg MLVSSImg COD untuk liibah pada reaktor ketiga. Nilai koefisien p = 0.03 harC untuk limbah pada reaktor pertama, p = 0.02 hari-' untuk limbah pada reaktor kedua, dan p = 0.03 hari-' untuk limbah pada reaktor ketiga. NiIai koefisien Ks = 30220 mgA untuk liibah pada reaktor pertama, Ks = 1621 mgll untuk limbah pada reaktor k e d q Ks = 2335 mgll untuk limbah pada reaktor ketiga. Nilai koefisien b = 0.11 hari-' untuk liibah pada reaktor pertama dan b = 0.20 hari-' untuk limbah pada reaktor kedua. Sedangkan setelah dilakukan penmbahan nutrien dan trace element dalam liibah pada masing-masing reaktor menghasilkan koefisien Yg = 0.09 mg MLVSSImg COD untuk liibah pada
'
reaktor pertama, Yg = 0.1 mg MLVSSImg COD untuk limbah pada reaktor kedua, dan Yg = 0.28 mg MLVSSImg COD untuk l i b a h pada reaktor ketiga. Nilai koefisien p = 0.05 hari-' untuk limbah pada reaktor pertama, p = 0.04 ha~Y'untuk limbah pada reaktor kedua, dan p = 0.06 hari-' untuk liibah pada reaktor ketiga. Nilai koefisien Ks = 21849 mgll untuk limbah pada reaktor pertama, Ks = 11530 mgll untuk limbah pada reaktor kedua, Ks = 131646 mgll untuk limbah pada reaktor ketiga. Setelah itu dilakukan penambahan garam hingga pada reaktor pertama kadar garam yang dimiliki sebesar 1000 mgkg, reaktor kedua 2000 mgkg, dan reaktor ketiga 3000 mgkg. Dari hasil perhitungan pada reaktor 1 dengan kadar garam 1000 m a g didapatkan koefisien Yg = 0.05 mg ML.VSS/mg COD, koefisien p = 0.01 hari", dan Ks = 11966 mgll. Pada reaktor 2 dengan kadar garam 2000 mgkg dida atkan koefisien Yg = 0.03 mg MLVSSImg COD, koefisien p = 0.003 hari' , dan Ks = 6363 mgll. Pada reaktor 3 dengan kadar garam 3000 mgkg didapatkan koefisien Yg = 0.03 mg MLVSSImg COD, koefisien p = 0.003 harihari', dan Ks = 7875 mgll. Bahan organik terdegradasi sebelum penambahan nutrien dan trace element (mililiter biogaslg COD eliminasi) untuk reaktor I = 14.96, reaktor 2 = 5.81, dan reaktor 3 = 3.77. Sedangkan setelah penambahan nutrien dan trace element (mililiter biogaslg COD eliminasi) untuk reaktor 1 = 16.91, reaktor 2 = 18.73, dan reaktor 3 = 23.5. Bahan organik terdegradasi setelah penambahan garam sampai sebesar 1000 mgkg (rnililiter biogaslg COD eliminasi) pada reaktor 1 = 4.54, kadar garam 2000 mgkg pada reaktor 2 = 3.65, dan kadar garam 3000 mgkg pada reaktor 3 = 3.85.
P
Mega Ayu Yusuf. F34104051. Study of Degradation Process of Organic Liquid Waste Material in Anaerobic Condition with a High Level of Salinity Concentration. Supervised by Suprihatin and M. Romli.
SUMMARY Waste with high level of salinity is usually difficult for microorganism to degrade because the high level of saliity concentration in the environment or waste can hamper microorganism to reduce organic materials in it. High level of salinity can hamper the function of bacteria metanogen in reducing organic material and asetat acid to become gas or metan. Reduction of sulfate and metabolism H2 may also be hampered in high level of salinity concentration. In ecosystem, anaerobic fermentation can produce CO2, C& and H2S. However, this is hard to do in waste with high level of saliity where there is an acummulation of VFA and H2. Generally, ecosystem with high level of salidity can hamper and limit the growth of bacteria and microorganism. The optimum limit of salinity concentration for vertebrate (Tilapia spp.) is around 10 percent. Above this level, only invertabrate species such as brine shrimp (Artemia salina) or brine tlies, alga genus (Dunaliella salina), bacteria (wich belong to Halobacteriaceae and Haloanaerobiaceae, methanogen, etc.), and cyanobacteria (Oscillatoria spp.) which have been identified. This research was aimed at studying degradation process of organic materials in anaerobic condition with high level of salinity concentration and determining kinetic parameter value for liquid waste with high level of salinity concentration. The main research was conducted with three operation conditions with inoculum as much as 15 % out of total sample volume in which a number treatments in terms of adding salt fiom 0 mgkg (reactor l), 32 mgkg (reactor 2), to 52 mgkg (reactor 3). This research was used some synthetic liquid waste (molases) with inoculum came fiom salt made location. The initial COD content in molases which has been made into liquid is averagely out of two test was 400000 mg/l. The COD content required for this reserach was 4000 mg/l. The analyses conducted were those of COD, MLSS, MLVSS, and gas production. It also analysed caused of addition of trace element and the calculation of kinetic parameter. Before the addition of nutrient and trace element, the coefficient of Yg was 0.05 mg MLVSSImg COD for waste in the first reactor, the Yg was 0.03 mg MLVSSImg COD for waste in the second reactor, and the Yg was 0.01 mg MLVSSImg COD for waste in the third reactor. The coefficient value of p was 0.03 day-' for waste in the first reactor, the p was 0.02 day-' for waste in the second reactor, and the p was 0.03 day-' for waste in the third reactor. The coefficient value of Ks was 30220 mgA for waste in the first reactor, the Ks was 1621 mg/l for waste in the second reactor, and the Ks was 2335 mgll for waste in the third reactor. The coefficient value of b was 0.1 1 day-' for waste in the first reactor, the b was 0.20 day" for waste in the second reactor. After the addition of nutrient and trace element in waste in each reactor, the coefficient of Yg was 0.09 mg MLVSSImg COD for waste in the fust reactor, the Yg was 0.1 mg MLVSSImg COD for waste in the second reactor, and the Yg was 0.28
mg MLVSSlmg COD for waste in the third reactor. The coefficient value of p was 0.05 day-' for waste in the first reactor, the p was 0.04 day-' for waste in the second reactor, and the p was 0.06 day-' for waste in the third reactor. The coefficient value of Ks was 21849 mg/l for waste is the fust reactor, the Ks was 11530 mg/l for waste in the second reactor, and the Ks was 131646 mg/l for waste in the third reactor. After the addition of salt until the salinity level in reactor 1 was 1000 mgkg, reactor 2 was 2000 mgkg and reactor 3 was 3000 mgkg. In reactor 1 with salinity level 1000 mgkg, the Yg coefficient was 0.05 mg MLVSSlmg COD,u , coefficient was 0.01 day1 ,and Ks coefficient was 11966 mgll. In reactor 2 with salinity level 2000 mgkg, the Yg coefficient was 0.03 mg MLVSSImg COD,p coefficient was 0.003 day", and Ks coefficient was 6363 mg/l. In reactor 3 with salinity level 3000 mglkg, the Yg coefficient was 0.03 mg MLVSSImg COD,,u coefficient was 0.003 day-', and Ks coefficient was 7875 mg/l. For organic degradated material, before the addition of nutrient and trace element (mililiter biogaslg COD elimination)for reactor 1 was 14.96, reactor 2 was 5.81, and reactor 3 was 3.77. In the meantime, after the addition of nutrient and trace element (mililiter biogaslg COD elimination) for reactor 1 was 16.91, reactor 2 was 18.73 and reactor 3 was 23.5. For organic degradated material after additon of salt until 1000 mgkg in reactor 1 was 4.54, salt level 2000 mgkg in reactor 2 was 3.65 and salt level 3000 mgkg in reactor 3 was 3.85.
SURAT PERNYATAAN Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul :
KAJIAN PROSES DEGRADASI BAE4N ORGANIK LIMBAH CAIR PADA KONDISI ANAEROBIK DENGAN KONSENTRASI GARAM TINGGI adalah asli karya saya sendiri, dengan arahan dosen pembimbing akademik, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukamya.
Bogor, 16 Agusutus 2008 Yang Membuat Pemyataan
Nama
:Mega Ayu Yusuf
NRP
: F34104051
KAJIAN PROSES DEGRADASI BAHAN ORGANIK LIMBAEC CAIR PADA KONDISI ANAEROBIK DENGAN KONSENTRASI GARAM TINGGI
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANLAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh Mega Ayu Yusuf F34104051
2008 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
