Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-4 Yogyakarta, 28 Oktober 2015
ISSN:2477-3298
PRETREATMENT METHOD OF TANNING WASTEWATER BY ANAEROBIC PROCESS Sartamtomo dan Nur Zen Balai Besar Teknologi Pencegahan Pencemaran Industri Jl. Kimangunsarkoro No 6, Semarang
[email protected]
ABSTRACT Tanning wastewater,arising mainly from main and additive materialsresidue, contains high organic and chemical contaminants. Anaerob technology, using Upflow Anaerobic Stage Reactor (UASR), was applied to treat the wastewater using a specifically immobilized anaerobic microbe. This work aims at investigating the tanning wastewater treatment using UASR, especially in degrading cyclic and long chain organic compounds. The performance of UASR, dominated by methanation, was characterised in terms of COD removal efficiency. Accordingly, two UASR reactors were developed with an active volume of 28.5 L and 35.6 L in the experimental run with varied Organic Loading Rate (OLR) and Hydraulic Retention Time (HRT) ranging from 1.660 to 7.740 g COD/L.day and 10.75 – 50.90 h, respectively. Results showed that the optimum performance was achieved at two separated stages, acetogenesis followed by methanation, and able to treat wastewater with OLR of 4.28 gr COD/L.day, HRT of 31.4 h, and COD removal efficiency of 89.55%. However, another post-treatment is neededto comply the COD limit upon wastewater dischargeinto the aquatic environment, such as activated sludge or bioremediation by constructed wetlands.
Keywords: wastewater, tanneries, anaerobic, immobilization, upflow
261
Pre-Treatment Limbah Cair Penyamakan Kulit ....., Sartamtomo
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-4 Yogyakarta, 28 Oktober 2015
ISSN:2477-3298
PRE-TREATMENT LIMBAH CAIR PENYAMAKAN KULIT DENGAN TEKNOLOGI PROSES ANAEROB Sartamtomo dan Nur Zen Balai Besar Teknologi Pencegahan Pencemaran Industri Jl. Kimangunsarkoro No 6, Semarang
[email protected] ABSTRAK Limbah cair dari industri penyamakan kulit mengandung polutan organik dari bahan baku dan polutan kimia dari bahan tambahan. Untuk mengatasi pencemaran dari limbah cair tersebut, digunakan teknologi anaerob, khususnya Upflow Anaerobic Stage Reactor (UASR), dengan menggunakan mikroba yang telah terimobilisasi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kinerja UASR dalam mengolah limbah cair tersebut, terutama dalam mendegradasi komponen organik rantai siklik maupun rantai panjang. Kinerja UASR yang didominasi oleh proses metanasi dievaluasi berdasarkan penurunan kualitas parameter COD. Untuk itu digunakan 2 unit reaktor dengan volume kerja aktif sebesar 28,5 L dan 35,6 L untuk mengolah limbah cair dengan organic loading rate (OLR) yang berkisar antara 1,660 – 7,740 g COD/L.hari pada berbagai waktu tinggal (HRT) antara 10,75 – 50,90 jam. Data hasil percobaan menunjukkan bahwa kondisi optimal reaktor tercapai pada penggunaan dua tahapan terpisah yaitu proses acetogenesis yang dilanjutkan dengan metanasi, yang mampu mengolah OLR sebesar 4,28 gr COD/L.hari, dengan HRT : 31,4 jam, dan mencapai prosentase penurunan COD sebesar : 89,55 %. Namun, untuk mendapatkan kualitas COD yang memenuhi baku mutu, perlu dilakukan pengolahan lanjutan setelah proses anaerob, seperti activated sludge atau bioremidiasi melalui wetland buatan.
Kata kunci: limbah cair, industri penyamakan kulit, anaerobik, imobilisasi, upflow
Pre-Treatment Limbah Cair Penyamakan Kulit ....., Sartamtomo
262
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-4 Yogyakarta, 28 Oktober 2015
ISSN:2477-3298
PENDAHULUAN Masalah Industri penyamakan kulit merupakan industri rakyat, yang sampai saat ini masih banyak yang berbentuk usaha kecil menengah atau industri besar. Proses konversi kulit mentah menjadi kulit tersamak melalui teknologi proses baik kimiawi maupun mekanis atau keduanya dilakukan bersama atau silih berganti. Karakteristik proses penyamakan kulit menggunakan banyak air, banyak bahan kimia serta banyak menghasilkan limbah baik cair, padat dan gas. Limbah cair yang dihasilkan sangat berpotensi merusak lingkungan. Limbah cair yang dihasilkan oleh industri penyamakan kulit merupakan limbah organik yang nondegradable atau tidak mudah diuraikan oleh mikroorganisme secara alamiah. Salah satu teknologi yang dapat digunakan untuk mengolah air limbah organic biodegradable tinggi adalah dengan sistem biologis anaerobic (Medhat M.A et.al, 2004 dan Adrianus van Haandel et.al, 1994). Penguaraian polutan tersebut dilakukan oleh mikroorganisme yang tidak memerlukan oksigen bebas atau secara anaerob. Secara sederhana proses penguraian anaerob dua stage dapat ditunjukkan pada reaksi kimia di bawah ini.
Senyawa Organik ---> CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S Pada proses pengolahan secara biologi anaerob terjadi empat (4) tahapan proses yang terlibat diantaranya : a.
Proses hydrolysis : suatu proses yang memecah molekul organic komplek menjadi molekul organic yang sederhana
b.
Proses Acidogenisis : suatu proses yang merubah molekul organic sederhana menjadi asam lemak
c.
Proses Acetogenisis : suatu proses yang merubah asam lemak menjadi asam asetat dan terbentuk gas-gas seperti gas H2, CO2, NH4 dan S.
d.
Proses Methanogenisis : suatu proses yang merubah asam asetat dan gas-gas yang dihasilkan pada proses acetogenisis menjadi gas methane CH4 dan CO2. Proses pengolahan tersebut dapat berjalan baik dengan memerlukan waktu
adaptasi yang lama. Supaya proses pengolahan dapat berjalan lebih efektif, maka perlu dicari kondisi yang paling baik bagi pertumbuhan
263
mikroorganisme
untuk
Pre-Treatment Limbah Cair Penyamakan Kulit ....., Sartamtomo
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-4 Yogyakarta, 28 Oktober 2015
ISSN:2477-3298
mendegradasi limbah organic yang nondegradable dibutuhkan mikroba pengolah limbah
anaerobic
Immobilisasi
adalah
yang
merupakan hasil dari immobilisasi
proses
panjang
kerja
biokatalisator
sel mikroba. (terhadap
mikroorganisme,tumbuhan atau sel-sel hewan dan enzim) menjadi butiran, partikel yang penghidupannya dapat ditangguhkan (suspended support). Perlu diketahui bahwa yang terjadi pada proses sel-sel mikrobiologi adalah polimer ekstraselular yang memungkinkan terjadi secara fisika-kimia pada antar permukaan sel yang bergabung(mengumpul). Sejak saat produksi dari polimer memerlukan energi tambahan yang saat tersebut mikroorganisme bergabung / terkumpul dibawah kondisi yang ditentukan dan penangguhan penghidupan (mati suri). Biasa permasalahan pertumbuhan mikroorganisme yang mati suri jika sedang akan digunakan dalam reaktor mikroba membutuhkan waktu untuk mempercepat pertumbuhan kembali agak tersendat lama dibandingkan dengan waktu penyusunan sel-sel generasi guna mencegah generasi lain terpisah keluar, atau: (pertanyaannya adalah kenapa mikroorganisme membentuk butiran, partikel dibawah waktu kondisi dan kenapa mereka menutup partikel suspensi dibawah kondisi lain. Kunci dari pertanyaan ini laju alir(D , dilution rate). Masalah yang biasa dengan pertumbuhan suspensi yang dihentikan adalah bahwa kecepatan waktu di dalam reaktor pencegahan lebih lama daripada waktu orde generasi sel-sel untuk pencegahan wash out( keluar bersama aliran). D < Dc, dimana Dc = nilai kritis laju lapisan (dimana kecepatan lapisan pada sel-sel dapat diperlengkapi dengan pembelahan sel ( divisi sel) lain sebelum terjadi wash out. Ini berarti bahwa: 1 / D < g, dimana : D = 1/HRT (waktu retensi hidrolik) g = waktu generasi Dimungkinkan jika pertumbuhan mikroorganisme berada dibawah kondisi tertentu seperti dalam khusus HRT = g, maka sel mikrobial tidak akan tumbuh, tetapi mungkin harus dipelihara. Bagaimanapun, performa didalam reaktor akan lebih sangat tidak stabil juga, untuk meningkatkan sedikit waktu terjadinya generasi wash out akan terhenti, sejak saat tersebut maka terjadi pemisahan waktu generasi sel yang sangat sedikit sekali. Dengan sistem immobilisasi HRT mungkin lebih pendek
Pre-Treatment Limbah Cair Penyamakan Kulit ....., Sartamtomo
264
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-4 Yogyakarta, 28 Oktober 2015
ISSN:2477-3298
daripada ketika sel generasi tanpa menghasilkan biomassa mikroba didalamnya terpisah keluar ( wash out ). Untuk melakukan pengendalian pencemaran limbah cair yang dihasilkan dengan karakteristik kandungan BOD, COD, TSS, kromium, amonia dan sulfida yang tinggi dan beracun. Hal tersebut menimbulkan beberapa permasalahan diantaranya bau yang spesifik berasal dari degradasi bahan organik tidak sempurna, suspensi, warna, buih dan lain-lain yang terkandung dalam air limbah. Permasalahan tersebut dapat diatasi/ dikurangi salah satunya dengan mengolah limbah cair tersebut dengan proses awal (pre-treatment) anaerobik upflow secara tertutup dan menggunakan sel mikroba pengolah limbah yang sudah terimmobilisasi. Agar air limbah dapat memenuhi syarat untuk diproses maka perlu dilakukan post treatment. Tujuan penelitian
ini adalah untuk mengembangkan teknologi anaerobic
dalam pengolahan air limbah penyamakan kulit yang spesifik sebagai bagian dari pre-treatment
dengan
menggunakan
sel
mendapatkan hasil pengolahan sesuai dengan
mikroba
terimmobilisasi
untuk
Baku Mutu Limbah Cair (BMLC)
melalui tahapan penurunan kualitas polutan dari beban influent sumber limbah dengan meningkatkan efisiensi pengolahan . METODE
Bahan Penelitian Bahan Penelitian dari yang digunakan adalah air limbah industri penyamakan kulit dengan menggunakan samak krom dan minyak nabati
yang diambil
pada
industri penyamakan kulit PT. AA dan PT. SBM . Untuk proses anaerobic digunakan sel mikroba terimmobilisasi (Anaerobic Sludge) seperti terlihat pada gamabar 1.
265
Pre-Treatment Limbah Cair Penyamakan Kulit ....., Sartamtomo
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-4 Yogyakarta, 28 Oktober 2015
ISSN:2477-3298
Gambar 1. Anaerobic Sludge untuk percobaan
Peralatan Penelitian Peralatan yang digunakan terdiri dari dua yaitu reaktor 1 (satu) stage dan 2 (stage) , influent tank, pompa peristaltik, effluent tank, peralatan gelas dan peralatan untuk pengujian laboratorium. Gambar desai n rekator dapat dilihat pada gambar 2 untuk reaktor 1 stage dan gambar 3 untuk reaktor 2 stage.
Gambar 2. Upflow Anaerobic Stage Reactor (UASR) 1 stage.
Pre-Treatment Limbah Cair Penyamakan Kulit ....., Sartamtomo
266
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-4 Yogyakarta, 28 Oktober 2015
ISSN:2477-3298
Gambar 3. Upflow Anaerobic Stage Reactor (UASR) 2 stage
Untuk unit percobaan dapat dilihat pada gambar 4 dengan menggunakan bahan kaca.
Gambar 4. Unit percobaan penelitian
Cara Penelitian Dalam melakukan penelitian tahapan proses penelitian meliputi beberapa tahap, antara lain :
267
Pre-Treatment Limbah Cair Penyamakan Kulit ....., Sartamtomo
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-4 Yogyakarta, 28 Oktober 2015
ISSN:2477-3298
1. Pembibitan Sel Mikroba Pada tahap ini dilakukan pross seeding dengan menambahkan seed sludge dari sel mikroba yang sudah terimmobilisasi secara kontinyu dalam reaktor menggunakan limbah cair samak kulit dari hasil penampungan pabrik penyamakan kulit di sekitar lokasi, untuk mendapatkan mikroorganisme indigenous pengurai air limbah samak kulit. Waktu tinggal yang digunakan adalah 1 - 3 hari. Selama seeding dilakukan penambahan
glukosa
sebagai
sumber
karbon
sehingga
pertumbuhan
mikroorganisme dapat berlangsung cepat. Metode pembibitan ini merupakan cara yang paling umum dilakukan, yaitu menggunakan adalah
untuk
seed sludge terimmobilisasi. Tujuan seeding dengan metode ini mengeliminasi
waktu
yang
mikroorganisme yang diperlukan telah tersedia.
diperlukan
untuk start-up karena
Berikut adalah tahapan dalam
melakukan pembibitan :
Rekator diisi dengan seed sludge tahap.1 sebanyak 2,3 kg dari tinggi reaktor 150 Cm, tahap kedua ditambah 1,2 kg dan tahap akhir ketiga ditambah 1,1 kg.
Tambahkan air limbah 30 % yang masih belum diolah (raw wastewater) dicampur dengan biasa hingga memenuhi tangki
Reaktor diaduk sampai terlihat pencampuran anatara seed sludge dan air limbah benar-benar
tercampur
agar
kondisi
reaktor
meningkat
mencapai
suhu
operasional (biasanya pada 35OC) 2. Aklimatisasi Aklimatisasi merupakan proses pengadaptasian mikroorganisme yang telah dikembangbiakkan terhadap lingkungan yang baru. Proses aklimatisasi dilakukan dalam reaktor dengan cara mengganti air limbah dengan air limbah dari penyamakan kulit
yang baru secara bertahap dengan waktu tinggal 24 jam. Pada proses
aklimatisasi lapisan biofilm yang terbentuk akan semakin tebal. Proses ini berakhir ketika limbah penampungan telah tergantikan seluruhnya dengan limbah kulit asli dan konsentrasi COD telah stabil dengan efisiensi penurunan yang cukup tinggi (≥80%) dan fluktuasi ± 5%, kondisi seperti ini disebut kondisi stabil.
Pre-Treatment Limbah Cair Penyamakan Kulit ....., Sartamtomo
268
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-4 Yogyakarta, 28 Oktober 2015
ISSN:2477-3298
3. Pengopoerasian secara kontinyu Pada tahap ini dilakukan beberapa langkah sebagai berikut :
Lakukan pengisian feeding limbah ke-reaktor dengan limbah yang belum diolah dengan kapasitas padatan volatil tidak melebihi 20% dari kapasitas desain
Feeding sebaiknya dilakukan secara kontinyu dari pada dalam volume reaktor.
Lakukan pemantauan pH dan asam volatil (volatile acids, VA) untuk memastikan rasio VA terhadap pH tetap berada diatas 6 dan atau alkalinitas tidak melebihi 1500 mg/L, jika memungkinkan dilakukan sirkulasi.
Setelah beberapa hari, secara bertahap selama pH diatas 6,2 hingga 7,8 berikutnya, tingkatkan laju feeding hingga mencapai kapasitas desain.
Lakukan pemantauan dan koreksi pada penyimpangan baik pada parameter kimia maupun fisik.
Mikroorganisme yang sudah melewati tahap sebelumnya dapat hidup dengan baik pada kondisi pH limbah cair sekitar 9 atau pada keadaan basa. Limbah cair industri samak kulit bersifat ada yang asam juga basa sehingga sebelum diolah perlu dicampurkan merata terlebih dahulu dengan kapur agar kerja mikroorganisme berlangsung
dengan
baik.
Pengoperasian
dilakukan
dengan
melakukan
pengamatan pada unit reaktor UASR 1 stage dan 2 stage secara kontinyu. Untuk proses penguraian di UASR dapat dijelaskan sebagai berikut : a. Penguraian satu stage Penguraian anaerobik membutuhkan reaktor upflow satu stage(upflow anaerobic stage reactor, UASR), memiliki pencampur aliran keatas secara mekanis yang baik, penambahan lumpur, dan keluaran supernatan (Metcalf dan Eddy, 1991). Penguraian oleh lumpur(sludge anaerobic) dan pengendapan terjadi secara simultan dalam reaktor. Stratifikasi lumpur dan membentuk lapisan berikut dari bawah ke atas: lumpur hasil penguraian, lumpur pengurai aktif, lapisan supernatan (jernih), lapisan buih (skum), dan ruang penangkap gas.
269
Pre-Treatment Limbah Cair Penyamakan Kulit ....., Sartamtomo
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-4 Yogyakarta, 28 Oktober 2015
ISSN:2477-3298
b. Penguraian dua stage Proses ini membutuhkan dua reaktor pengurai yakni satu reaktor berfungsi mencampur secara terus-menerus dan reaktor dua untuk stabilisasi lumpur, sedangkan penampung yang lain untuk kontrol kualitas dan penyimpanan sebelum dibuang ke lingkungan. Proses ini dapat menguraikan senyawa organik dalam jumlah yang lebih berat dan lebih cepat. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Data percobaan Dalam mendapatkan data percobaan ini sebelumnya sesudah dilakukan rekayasa pembuatan peralatan , uji fisik dan start up serta penyediaan mikroba yang terimobilisasi. Pengambilan sample operasional secara kontinyu tiap 2 hari sekali dianalisa COD dengan mengatur kapasitas influent aliran upflow dan mendapatkan sample dari effluent limbah anaerobic. Lama percobaan tersebut dilakukan 44 - 68 hari sampai mendekati proses yang stabil ini dilihat dari hasil analisa COD untuk mendapatkan OLR dan HRT ujicoba, hasil percobaan dapatdilihat pada table berikut.
Gambar 5. Grafik percobaan dari reaktor 1 stage limbah yang diproses dari samak khrom
Pre-Treatment Limbah Cair Penyamakan Kulit ....., Sartamtomo
270
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-4 Yogyakarta, 28 Oktober 2015
ISSN:2477-3298
Gambar 6. Grafik percobaan dari UASR 2 stage limbah yang diproses dari samak khrom
Gambar 7. Grafik percobaan dari reaktor 1 stage limbah yang diproses dari samak nabati Pengoperasian Kontinyu dengan Variasi Waktu Tinggal (HRT). Setelah proses aklimatisasi telah selesai yang diindikasikan dengan pergantian limbah penampungan dengan limbah penyamakan kulit telah mencapai 100 % dan efisiensi penyisihan COD pada saat aklimatisasi relatif stabil (fluktuasi
271
Pre-Treatment Limbah Cair Penyamakan Kulit ....., Sartamtomo
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-4 Yogyakarta, 28 Oktober 2015
ISSN:2477-3298
± 5%), maka pengoperasian secara kontinyu dapat dilakukan. Variasi waktu tinggal yang digunakan adalah 10,75 – 50,90 jam. Pemilihan variasi waktu tinggal didasarkan pada penelitian sebelumnya secara bath, dengan menggunakan test kualitatif dengan variasi HRT. Influen yang diolah sebesar 3.380 mg/l dan effluent 788,3 mg/l dengan efisiensi tertinggi yang didapat adalah 76,67 % dengan waktu tinggal 24 jam. Pada Gambar 5. dapat dilihat bahwa penyisihan konsentrasi COD awal pada satu stage mencapai 67,7 %, pada hari berikutnya terjadi penurunan hingga 69,92 % dan hari berikutnya mengalami kenaikan hingga pada HRT 17,81 jam efisiensi penyisihan telah mencapai 84,11 %. Fluktuasi penurunan yang terjadi dapat mencapai > 5%. Dengan HRT dapat dilihat bahwa penyisihan konsentrasi COD meningkat dibandingkan pada waktu tinggal 24 jam. Pada percobaan berikutnya dengan reaktor dua stage angka penyisihan COD 58,51 %, pada HRT 20,11 jam mengalami peningkatan hingga mencapai angka 68.26 %. Sedangkan pada waktu tinggal 26,4 jam, terjadi peningkatan berikutnya hingga efisiensi 87,63 %. Dan berdasarkan pada hasil analisis konsentrasi COD terhadap variasi waktu tinggal diketahui bahwa efisiensi penurunan terbesar pada waktu tinggal 24 jam yaitu sebesar 76,67 %, terus diikuti dengan waktu tinggal 31,4 jam sebesar 89,55 %. Dari hasil percobaan menyatakan semakin besar waktu tinggal, maka akan semakin besar pula tingkat efisiensi penyisihan organiknya. Hal ini disebabkan karena semakin lama waktu kontak antara bahan organik dengan mikroba pada lapisan biofilm akan memperbanyak kesempatan mikroba dalam memanfaatkan bahan organik tersebut untuk metabolisme pertumbuhannya, dan akan menyisihkan kandungan bahan organik dalam air buangan tersebut. Terbukti dengan hasil akhirnya yang tidak berbau, dan berdasarkan hasil pengukuran pH, pada stage anaerob outlet didapat rentang pH antara 6,2 -7,8. Kebanyakan mikroorganisme tumbuh paling baik pada nilai pH mendekati diatas netral.mikroorganisme dapat tumbuh dengan baik pada pH yang normal sehingga penyisihan substrat dapat berlangsung dengan baik dan efisiensi penyisihan COD yang di dapat juga tinggi . Pada proses anaerob dua stage, pH yang dihasilkan juga dalam rentang 6,2 – 7,9. Pengukuran alkalinitas dengan variasi waktu tinggal 24 jam, 10,75 – 50,90 jam didapat nilai alkalinitas distage anaerob tersebut antara 1.660 mg/L sampai dengan
Pre-Treatment Limbah Cair Penyamakan Kulit ....., Sartamtomo
272
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-4 Yogyakarta, 28 Oktober 2015
ISSN:2477-3298
1.770 mg/l CaCO3. Alkalinitas yang cukup adalah esensial untuk pengendalian pH karena alkalinitas bertindak sebagai buffer dalam system anaerobic. Pembahasan perubahan pH anaerobic Kekurangan dalam percobaan ini adalah tidak dilakukan penghitungan volume gas dalam jangka waktu lebih pendek dan tidak dilakukan uji pH setiap hari sehingga tidak diketahui lebih pasti kapan mulai dan berakhirnya suatu stage upflow reaktor. Nilai pH influent ada yang cukup asam, yaitu sebesar 4,8 dan ada basa 10,4 karena limbah cair penyamakan kulit dari pickle dan pengapuran(liming) perlu dicampurkan dengan penampungan terpisah agar didapatkan buangan netral. Pada percobaan stage upflow anaerobic periode awal pH cenderung rendah kemudian meningkatkan nilai pH 0,1 pada periode berikutnya sangat berarti bagi perkembang proses asidogenesis dan metanogenesis berlangsung secara terpisah (Bell dan Buckley 2003). Pada pengukuran pH limbah cair cenderung naik setelah melewati reaktor stage kedua dengan kenaikan efisiensi sebesar 19,4 % (pada kenaikan nilai pH 3,8 ) Pada saat mengalami perubahan kenaikan pH pada periode pertama sebesar 68,26 % menjadi 87,63 %. Penurunan pH pada digester terjadi pada saat periode kedua dan periode ketiga karena bakteri mendegradasi sebagian senyawa menjadi asam. FAO (1996) menyatakan bahwa bakteri pembentuk asam memproduksi sejumlah besar asam-asam organik sehingga pH dalam digester turun. Peningkatan pH disebabkan karena proses digester yang berlanjut sehingga menyebabkan konsentrasi NH4+ meningkat. Peningkatan pH tersebut disertai produksi biogas yang cukup besar seperti tercatat dalam kurva laju produksi biogas saat awal sistem operasi. Menyatakan bahwa produksi biogas optimum tercapai saat nilai pH dalam digester berkisar antara 6 dan 7. Penelitian menunjukkan produksi biogas mencapai maksimal pada hari pertama, berarti sedang berlangsung proses hidrolisis dan asidifikasi secara cepat dan kemungkinan kenaikan pH menjadi 6 dan 7 terjadi pada hari itu juga. McLean (1995) menyatakan bahwa waktu tinggal limbah dalam UASB selama 8,5 jam dengan efisiensi penurunan COD sebesar 70-90 %. Reaksi metanogenik tersebut nampak berupa munculnya gas yang mengakibatkan gelembung-gelembung pada permukaan reaktor pada beberapa jam setelah
273
Pre-Treatment Limbah Cair Penyamakan Kulit ....., Sartamtomo
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-4 Yogyakarta, 28 Oktober 2015
ISSN:2477-3298
penambahan influen yang berarti aktivitas mikroorganisme sludge anaerob yang telah terimmobilisasi efektif mengolah limbah penyamakan kulit bisa dilakukan. Penurunan nilai COD Influen yang digunakan dalam percobaan merupakan limbah cair dari industri penyamakan kulit yang dibuang ke lingkungan tanpa melewati IPAL sehingga nilai COD influent cukup tinggi yang menunjukkan besarnya kandungan bahan organik dalam influen. Kandungan bahan organik menurun setelah melewati reaktor sebagaimana yang ditunjukkan oleh nilai COD-nya. Secara kumulatif, penurunan COD pada hrt 19,8 sampai 50,9 jam bertambah yaitu berturut-turut 41,07 %, 46,72 %, 53,4 %, 74,61 %, 75,14 % untuk buangan limbah penyamakan kulit nabati untuk metode operasional kontinyu. Penurunan COD disebabkan oleh aktivitas mikrobia di dalam reaktor, yaitu dengan jalan merombak bahan organik dalam limbah cair menjadi gas-gas metana, karbondioksida, hidrogen dan lain-lain yang sifatnya menguap dan meninggalkan cairan limbah (Anonim, 1994). Besarnya penurunan COD karena pengolahan limbah cair berada di lingkungan tropis pada suhu di atas 22 oC mesofilik sehingga efisiensi perubahan COD diatas 60 % (Marchaim,1992). Waktu tinggal optimal untuk menghasilkan effluent yang baik adalah 4 hari, sehingga effluen
masih harus
mendapatkan penanganan limbah selanjutnya
karena
penurunan COD sampai 50,9 jam masih sebesar 876,1 mg/L dan 906,2 mg/L dari COD efluent belum mencapai standard baku mutu yang ditetapkan pemerintah sebesar 275 mg/L. KESIMPULAN 1. Hasil percoban menunjukkan bahwa air limbah dari industri kulit dapat diolah dengan proses anaerobic sengan sistem UASR (Up flow Anaerobic Reaktor). 2. Kondisi Optimum didapatkan dengan penggunaan UASR 2 stage dengan efisiensi penurunan terbesar pada waktu tinggal 24 jam yaitu sebesar 76,67 %, terus diikuti dengan waktu tinggal 31,4 jam sebesar 89,55 %. 3. Proses degradasi polutan untuk UASR 1 stage dengan samak krom lebih effisien dibandingkan dengan mengunakan samak minyak nabati.
Pre-Treatment Limbah Cair Penyamakan Kulit ....., Sartamtomo
274
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-4 Yogyakarta, 28 Oktober 2015
4. Penggunaan sel mikroba terimmobilisasi sangat efektif
ISSN:2477-3298
dalam
proses
pengolahan limbah penyamakan kulit. 5. Teknik pengendalian pencemaran industri penyamakan kulit salah satu yang dapat dilakukan dengan penerapan proses anaerobik sebagai proses awal pengolahan (pre-treatment).
DAFTAR PUSTAKA Adrianus van Haandel and Gatze Letinga, 1984 “Anaerobic Sewage Treatment”, John Wiley& Sons Ltd, England. Ammary, Bashaar Y., “Nutrients Requirments in Biological Industrial Wastewater Treatment,” African Journal of Biotechnology, Vo. 3 (4), , April 2004, pp. 236238. Bagus S., I Nyoman, “Start-up dan Perancangan Bioreaktor Anaerobik Untuk Pengolahan Limbah Cair dengan Konsentrasi Garam Tinggi,” Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Intstitut Pertanian Bogor, 2008. Eckenfelder W.W Jr(1989), Industrial water polution control,2 nd Edition, Mc.Graw Hill Series in waste resource and Environmental Engineering. Maier, RM, “Bacterial Growth, Chapter 3,” In: Maier RM, Pepper IL, Gerba CP (eds). Environmental Microbiology, Academic Press, 1999, pp. 43-59. Mc. Carty, Perry L, “Anaerobic Waste Treatment Fundamentals, Part One: Chemistry and Microbiology,” Public Works, Vol. 95, No. 9, 1964, pp. 107-112. Malina, J. F. & Frederick G. Pohland, Design of Anaerobic Process for Treatment of Industrial and Municipal Wastes, Technomic Publishing Company Inc., Pensylvania,1992. Medhat
M.A
Saleh and Usama F Mahmood, 204, 2004 : Anaerobic Digestion
Technology for Industrial Waste Water Treatment” Eight International Water Technology Conference IWTC8 2004, Alexandra Egypt 817-833. Speece, R. E. Anaerobic Biotechnology for Industrial Wastewater, Archae Press,Tennesse, 1996
275
Pre-Treatment Limbah Cair Penyamakan Kulit ....., Sartamtomo
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-4 Yogyakarta, 28 Oktober 2015
Pre-Treatment Limbah Cair Penyamakan Kulit ....., Sartamtomo
ISSN:2477-3298
276