Seminar Tugas Akhir
“STUDI KEMAMPUAN SPIRULINA SP. UNTUK MENURUNKAN KADAR NITROGEN DAN FOSFAT DALAM AIR BOEZEM PADA SISTEM HIGH RATE ALGAL REACTOR (HRAR)” Zhahrina Ratih Zumarah 3308100062 Dosen Pembimbing:
Ir. Mas Agus Mardyanto, ME. PhD. JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012
Pendahuluan
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
SEMINAR AKHIR
Metode Penelitian
Tinjauan Pustaka
LATAR BELAKANG Meningkatnya jumlah penduduk
Volume air limbah meningkat
Badan air tercemar
Pengolahan Air Limbah
Oxidation Ditch
Conventional
NonConventional
HRAP
HRAR
RUMUSAN MASALAH 1. Bagaimana penurunan kadar nitrogen dan fosfat pada air limbah atrificial yang karakteristiknya sama dengan Boezem Morokrembangan dengan menggunakan alga jenis Spirulina Sp. dalam reaktor HRAR? 2. Bagaimana pengaruh proses pengadukan dan rasio konsentrasi alga terhadap kinerja Spirulina Sp. pada reaktor HRAR dalam menurunkan kadar nitrogen dan fosfat pada air limbah atrificial yang karakteristiknya sama dengan Boezem Morokrembangan yang tercemar limbah domestik?
TUJUAN PENELITIAN 1. Menentukan kinerja alga jenis Spirulina Sp. dalam reaktor HRAR untuk menurunkan kadar nitrogen dan fosfat dalam air boezem yang tercemar limbah domestik. 2. Mengkaji pengaruh sistem pengadukan dan rasio konsentrasi alga pada kinerja Spirulina Sp. dalam sistem HRAR.
RUANG LINGKUP 1.
2. 3. 4. 5. 6.
Sampel air limbah yang diuji adalah air boezem dan air limbah buatan (atrificial) yang karakteristiknya sama dengan air Boezem Morokrembangan, yaitu 108,6:9,62:1,56. Parameter yang diteliti adalah kadar N-NO3, N-NH3, Fosfat, DO, suhu, pH, biomass dalam MLSS, dan konsentrasi klorofil a. Reaktor yang digunakan HRAR dengan jenis alga yang ada di dalamnya adalah Spirulina sp. Variabel penelitian yang digunakan adalah proses pengadukan dan rasio konsentrasi alga. Penelitian dilakukan di laboratorium Teknik Lingkungan ITS. Penelitian dilakukan secara batch dalam skala laboratorium.
MANFAAT PENELITIAN Manfaat dari penelitian ini adalah penelitian ini dapat digunakan sebagai salah satu referensi dalam pembuatan pengolahan air limbah domestik terpadu. HRAP merupakan pengolahan air limbah dengan sistem non-conventional yang sangat cocok untuk negara berkembang seperti Indonesia. Dengan adanya penelitian ini dapat memberikan rekomendasi kondisi optimum pengolahan atas dasar variabel yang dianalisis. BACK
TINJAUAN PUSTAKA •
•
Alga Biru-Hijau (Spirulina Sp.) Spirulina Sp. adalah ganggang berfilamen mikroskopis yang kaya protein, vitamin, asam amino esensial, mineral dan asam lemak esensial seperti γlinolenic acid (GLA) (Belay et al., 1993). Spirulina Sp. dapat tumbuh dengan cara fotoautotrof, heterotrof, dan mixotrof. Menurut penelitian terdahulu, Spirulina sp. akan tumbuh opimal apabila diletakkan pada rumah kaca yang memiliki intensitas cahaya 1600 ± 100 L. High Rate Algal Pond Merupakan sistem pengolahan limbah yang efisien dengan cara mengoptimalkan pertumbuhan alga. Faktor yang mempengaruhi kinerja HRAP dan produksi alga adalah ketersediaan karbon dan sumber nutrien, temperatur, intensitas cahaya, pengadukan atau gejolak, kedalaman kolam dan waktu kontak
METODE PENELITIAN Persiapan Alat dan Bahan
Analisis Awal Karakteristik Air Limbah
Pembibitan (seeding) dan Aklimatisasi
Pengadaan wadah dan persiapan alga
Kesimpulan dan Saran
Pelaksanaan Penelitian
Analisis dan Pembahasan Data
METODE ANALISIS 1. 2. 3. 4.
Analisis Nitrogen-ammonia menggunakan metode Nessler . Analisis Nitrogen-nirat menggunakan metode Brucin asetat. Analisis fosfat menggunakan metode 4500-P D Stannous Chloride Method . Analisis biomassa dalam MLSS menggunakan metode TSS 2540 D Total Suspended Solid Dried at 103-105oC. 5. Analisis klorofil a menggunakan metode Spectrophotometric of Chlorofil . 6. Analisis intensitas cahaya dilakukan menggunakan Light Meter Lutron LX107. 7. Analisis DO, temperatur dan pH masing-masing dilakukan menggunakan Oxygen Meter Lutron DO-5510, Thermometer dan pH meter.
ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
Analisis Awal Karakteristik Air Boezem Morokrembangan Analisis awal air boezem ini berguna untuk mengetahui karakteristik air boezem Morokrembangan yang selanjutnya akan dibuat acuan untuk pembuatan air limbah buatan. Sampling dilakukan pada bulan februari pukul 08.30 dengan menggunakan metode grab sampling. Parameter yang diteliti adalah COD:N:P, klorofil a, dan MLSS. Dari analisis ini diperoleh rasio C:N:P = 108,64 : 9,62 : 1,56.
Persiapan Alga dan Wadah untuk Reaktor
Alga yang akan digunakan pada penelitian ini memiliki konsentrasi berbeda yaitu 0,5 mg/l, 0,75 mg/l, dan 1 mg/l. Alga yang akan digunakan penelitian sebelumnya disaring terlebih dahulu, karena air alga itu sendiri memiliki kandungan nitrat yang sangat tinggi. Dibutuhkan 18 wadah sebagai reaktor untuk penelitian kali ini. 18 wadah tersebut diisi dengan air limbah artificial, air boezem, dan alga dengan konsentrasi yang berbeda-beda. Setiap wadah diberikan variasi pengadukan yaitu aerasi atau mixing.
Efisiensi Penurunan Ammonia
Efisiensi Penurunan Nitrat
Efisiensi Penurunan Fosfat
Hasil Analisis Klorofil a Klorofil a pada Konsentrasi alga 0,5
Klorofil a pada konsentrasi alga 1
1,500
0,5 mg/l AA
1,000
0,5 mg/l AM
0,500
0,5 BA
0,000
0,5 mg/l BM
-0,500 0
2
4
6
8
Waktu (hari)
Klorofil a pada Konsentrasi alga 0,75 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0,000
0,75 mg/l AA 0,75 mg/l AM 0,75 mg/l BA 0
2
4 Waktu (hari)
6
8
0,75 mg/l BM
Konsentrasi (mg/l)
2,000
2,000
Konsentrasi (mg/l)
Konsentrasi (mg/l)
2,500
1,500 1 mg/l AA
1,000
1 mg/l AM
0,500
1 mg/l BA
0,000 -0,500 0
1 mg/l BM 2
4 Waktu (hari)
6
8
Hasil Analisis DO Pagi Hari DO Pagi Limbah Artificial Konsentrasi (mg/l)
15 0,5 AA
10
0,5 AM 0,75 AA
5
0,75 AM 0 0
1
2
3
4
-5
5
6
7
1 AA
8
1AM
Waktu (hari)
Konsentrasi (mg/l)
DO Pagi Air Boezem 12 10 8 6 4 2 0 -2 0
0,5 BA 0,5 BM 0,75 BA 0,75 BM
1 BA 1
2
3
4 Waktu (hari)
5
6
7
8
1 BM
Hasil Analisis DO Sore Hari DO Sore Limbah Artificial Konsentrasi (mg/l)
10 8
0,5 AA
6
0,5 AM
4
0,75 AA
2
0,75 AM
0
1 AA
-2 0
1
2
3
4
5
6
7
8
1AM
Waktu (hari)
Konsentrasi (mg/l)
DO Sore Air Boezem 14 12 10 8 6 4 2 0 -2 0
0,5 BA 0,5 BM 0,75 BA 0,75 BM 1 BA 1
2
3
4 Waktu (hari)
5
6
7
8
1 BM
KESIMPULAN DAN SARAN • Kesimpulan 1. Spirulina sp. tidak mampu menurunkun kadar nitrogen dan fosfat secara baik. Ratarata penurunan nitrogen pada HRAR sebesar 75% sedangkan untuk penurunan terhadap fosfat sebesar 68%. Spirulina sp. tidak mampu meremoval sendiri nitogen dan fosfat, karena dalam HRAR alga yang hidup seharusnya alga yang berkoloni. 2. Jenis pengadukan berpengaruh pada penurunan kadar nutrien dan fosfat. Sistem aerasi lebih baik dalam meremoval nitrogen dan fosfat. Konsentrasi alga dalam reaktor juga berpengaruh dalam penurunan kadar nitrogen dan fosfat.
• Saran 1. Tidak menggunakan alga yang spesifik pada penelitian selanjutnya, dikarenakan dalam HRAR alga yang dapat bekerja secara optimal adalah alga yang berkoloni dan menambahkan mikroorganisme pada reaktor agar simbiosis pada alga dan bakteri dapat berjalan dengan baik, sehingga removal nitrogen, fosfat, dan bahan organik dapat optimal. 2. Perlu ditambahkan aerasi pada HRAR agar alga yang ada di dalam reaktor dapat bekerja secara optimal.
TERIMA KASIH
