UJI POTENSIMETANABIOKIMIA TERHADAP BIOLUMPUR DENGAN PENGOLAHANAWAL OZONASIDAN SONIKASI Desiana, Tjandra Setiadi Kelompok Keahlian Perancangandan PengembanganProduk Teknik Kimia Program studiTeknik Kimia FakultasTeknologiIndustri ITB Jl. Ganeshano l0 Telp (022)2500989fax 2501438Bandung 40132 E-mail: desiana_cnn@ya hoo.com Naskah diterima I Maret 2006,dinilai l0 Maret 2006,dan disetujui l0 April 2006
Abstrak Pr-osesanaerob merupakan teknik.tang paling fundamental untuk mengurangi biolumpur Uji etisiensiproses anaerob selama ini dilakukan berdasarkan nilai rasio nilai COD dan BOD, Pada tafum 1979, kelompok Owen mengembangkansuatu ry'i sederhana untuk mengetahui polensi pcmbennkon metanabiokimioyung relatif lebih mewqkili kondisi anaerobsebenar4vu.Penelitian ini bertuiuan trnluk menenlukan metoda uji potensi pembentukan metana terhadap biohtmpun yakni berdasarkan uji ATA (Anaerobic Toxiciq,Assqt) lanjutan dan metoda BMP (Biochemical Methane Potential) yang dikembangkan oleh kelomprtk Owen. Selain itu, dalam penelitian inijuga dilakukan uji lingkat racun (ATA). Hasil penelitian mentperlihatkan bahwa lingkat raam biolumpur segan biolumpur hasil ozonasi, dan biolumpur hasil sonikasi cenderung tidak menghanbat laju pro&tl<si gas pada konsentrasi rendah (4%o),namun bcrsifat raatn pada konsentrasi lebih tinggi.unluk biolumpu4 perhitungan polcnsi pembentukanmetanodenganmetodaBMP yang dikembangkanoleh kelompok Owen htrang tepat, nanrun uji ATA lanjutan memberikan hasil lebih baik, terutamapada konsentrasi uji yang rendah (sekitar 4 %o)atau pada beban COD berkisar 1.500 mg/L. Potensi pembentukan metanq biokimia berdasarkan uji ATA lanjutan terrytsls relatif tinggi, dengan nilai b iodegradabil itas yang mencapai sekit ar 62o/o. Kata Kunci :ATA, BMB BOD, COD, ProsesAnaerob Abstract The anaerobic digestion is a basic tcchnique in reducing bio-sludge. The eficiency process anaerob doing based on value ratio COD and BOD. One simple tesl for knowing biochemical methane potential was developed in 1779 b1tOwen group. A study on BMP (Biochemical Methane Potential) and ATA (Anaerobic Toxicit-vAssqv) on bio-sludge were carried out in this research. The effect of pretreatmenl to biodegradabilin, and toricih, were also studied.Theresults of experimentsshowed lhat loxicit.v of raw bio-sludge, ozonation, and sonication on bio-sludge have no loxic qfect lo the production rate of gas on low concenlration (around 4%), but it has been toxic on higher concenlration. Thc potentiul meusurementof melhanc produclion lhut was developed by Owen et al., was no! accurate enough to be applied on bio-sludge. The extendedATA measurenlentsgave a beller renill especially on low concentration (around 4%u)or on COD level around 1.500 mg/L. Based on exlendedATA measurement, biochemical methaneproduction was retatively high as biodegradability valuedaround 62%. Keywords : AnaerobicDigestion,ATA, BMP, BOD, COD
385
lueilAl fEKtlK Klrtla ltloqllE'll, Vol. 5 No. 1 April 2006 : 385 - 391
l. Pendahuluan Residu dari rangkaian pengolahanair limbah industridan rumah tanggamenghasilkan biolumpur(s/udge)dalantjuntlahbesarsekitar2040 kg biolumpur kering untuk setiappopulasiper tahun (Kroiss, 2004). Jumlah biolumpur ini Secara menjadi masalahdalam pengolahannya. konvensional, pengolahan biolumpur s€perti .lahan-urug (landfill). insinerasi/pembakaran, pengomposan,dan lain-lain masih terbatas. Lahan-urugpaling banyak diterapkandi negara yang masih berkembangtermasuk Indonesia. Sistem ini dalam skala besar menimbulkan rrrasalahlingkungan,terutamakarena timbulnya gas yang berbau dari hasil fermentasi dan kemungkinanpolusiair permukaandan air tanah (HerediadanGarcia,2005). D i n e g a r a - n e g a r am a j u , l a h a n - u r u g langsung telah dilarang bahkan dihentikan. Alternatif pengolahanbiolumpur saat ini yang intensif dilakukan penelitiannyaadalah proses anaerob (digestion anaerob). Pilihan proses anaerdb tersebut berkembang dikarenakan yakni ( l) biayanya memiliki banyakkeunggulan, rendah, (2) membunrhkan sedikit :nergi dan nutrisi, serta (3) kemampuan bakteri anaerob untuk mengubahhampir semuasenyawaorganik menjadinretana(Herediadan Garcia,2005).Goel dkk, (2003) menyatakanbahwa pada pengolahan limbah padat, proses anaerob merupakan cara yang paling mendasaruntuk mengurangijumlah padatan (biolumpur). Berbagai penelitian mengenaiprosesanaerobsaatini difokuskanuntuk meningkatkanreduksi biolumpur melalui pengofahanawal Qcre-treatme nt). Uji efisiensi proses anaerob biasanya dilakukanberdasarkan rasionilai BOD danCOD. Metoda ini kurang efektf karena tidak menggambarkan proses anaerob. Owen dkk. (1979) mengembangkanuj i potensipembentukan metana atau BMP (biochemical ntelhane potentia[) dan uji tingkat racun atau ATA (anaerobic toxicit.v assay) yang sederhanadan murah. Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan metoda uji potensi pembentukan metana terhadap biolumpur yakni berdasarkan metodayangdikembangkanOwen dkk.( 1979)dan berdasarkanuj i ATA lanjutan. 2. Fundamental Prosesanaerobataubiomethanation adalah proses penguraian bi-okimia untuk mengubah senyawa organik komplek menjadi senyawa interaksimetabolik dalamserangkaian sederhana dari sekelompokmikroorganismeyang bekerja pada kondisi tanpa oksigen (Juanga, 2005).
Biasanya,pada prosesanaerobsenyawaorganik yang ada dalam umpan diubah menjadibioeas (Lissens dkk., 2004). Residu dari prosesIni bentuknyamirip tanahgambutQteat),yang dapal dimanfaatkanuntuk mengarurkelembabantanah. Sedangkanresidu cairnya, pada beberapasistem dapat digunakan sebagaipupuk (Juanga,2005). Dengandemikianprosesanaerobmerupakancara amandalammengurangijumlahpadatan. Proses anaerob dibagi .dalam tiga tahap utama yakni hidrolisis (bakteri hidrolitikj, asetogenesis(asetogenik) dan metanogenesls (rnetanogenik). Tahappertamadari prosesanaerob pada lirnbah padat adalah depolimerisasiatau pelarutanpolimer (makromolekul)substratpadat menjadimolekulsederhana. yang dikenaldengan reaksi hidrolisis.Reaksi hidrolisisdibantuoleh enzim ekstraselular yang disebuthidrolaseyang berperansebagaikatalis.Secarakimia, hidrolisis berarti reaksi pemutusan biomolekul rantai panjangdenganadanyaair. Air berperanpenting untuk menrpercepat proses hidrolisis. Secara biologi,hidrolisisbekerjakarenaadanyapengaruh enzim. Pada substrat padat, hidrolisis biasanya paling fambat dan tahap penentu(limiting-step) prosesanaerob(EastmanddanFerguson,I 98 I ). Ada tigajenis bakterihidrolitikutama:(l) proteolitik menghasilkan enzim yang dikenal sebagai protease untuk memecah protein dan peptida menjadi amonia dan asam amino, (2) lipolitik menghasilkan enzim lipase untuk memecahlipid menjadi asam lemak (fatty acid) dan gliserol, dan (3) bakteri selulolitik menghasilkanenzim hidrolasettntuk mengubah p o l i s a k a r i d am e n j a d i g u l a . P a d a u m u m n y 4 mikroorganismeini bersifatana€robdansebagian keci I bersifatfakultatif(Juanga, 2005). Senyawa orgunik t.t]u*t hasil hidrolisis diubah rn"njuai asair lorganik) terbang,atkgh.oJ' keton,aldehid,air, fonnai aselat,karbondioksida dan hidrogen(persamaanl, 2, dan 3), olehb-akten pembentu-k aiam (fermentatif) yang dikenal denganasidogenik.Bakterijenis ini tumbuhccpar
35'C (wakturegeniras i 30 menit)iadatemperatur diubatr yang Asamaselatsebagaiprodukutama energiterbesuW dari glukosa,men-ghasilkan bakteri pembentukasam untuk pefturnDunarul Contotr bakteri pembentuk asam aqa,l: Clostridium aceiobutylicunt, Closti. prop i oni cum, CI ostr i &t i m butyl iam, histolivcum (Gradv dkk.. 1980). 2 CHTCOOH+ 2 CO2+ 4 H2 . Asam asctat + 2 H2O ) 2 CHTCH2COOH C6HI2O6 Asam ProPionat -c6H12oq) cHJ(CH:ircooH + 2co2+2H2 Asam butirat ) C6HI2O6
{
Uii Potensi Lletana Biokinia lerhadap Biolumpur dengan Pengolahan Atval o=onasi dan sonikasi (Desiana, dkk)
Produktahapasidogenesis (asamlemak)diubah menjadi asam asetat, format, hidrogen dan karbondioksida. Pengubahan ini dilakukanoleh bakteri penghasilhirogen atau OHpA (obtigate hydrogenproducing bacteria) (persamaan4 dan 5). CH.CH:COOH+2H,O ) CH.COOH+CO,+3 (4) H, CH.CH,CH,COOH + 2 H,O -) 2CH.COOH+2H, (5)
elektronik,peralatangelas, dan lain-lain. Bibit/inokula yangdigunakan telahdiaklimatlsasi dengan biolumpurselama I bulan. .Biolumpursegar dan biolumpurhasil pengolahanawal dikarakterisasibeidasarkan parameter COD (chemicaloD)gendemand),BOD (biochemical oxygendemand),7KN eotatii ianat Itroqen), TYFA (totat votatile.fatty acia),tS (total.solid), TvS (to.tatvolatile soiidl dan'pH, sesuai dengan metodebaku. Uji tingkat racun atau XIA (Anaerobic Metanadibentukmelaluiduajalur yakni ToxicitltAssqv)danpotensipembentukan metana jalur asamasetatdanjalur CO. dan Hr. Bikteri BMf (Biochemicat Methane potentia[) 1191 y a n g t e r l i b a t a d a l a h b a k t e r i a s e t o k l a s r i k dilakukan secaraparaleldalambotol sederhana (acebc Iast i c methane bacter i a) y angbenimbiosis (secara batch).Ke dalamborolujidimasukkan 30 denganbakteripembentuk asam,mengubah asam rnL larutanmedia,30 mL bibitdansampel(4, I0, asetatsehingga pH sistemdapatdikontrol.Bakteri 20 40 aquadishingga .mL) yang ditambahkan pengkonsumsihidrogen (hydrogen-utityzing mencukupi volumekerja 100mL. UntukujiAiA, -asetat_ bacteria)mernbentukmeianadari CO, din H". dilakukan penambahan2 mL asam Tahap akhir adalah pengubahanasam aset;t propionatyangmengandung 75mgaseta t dan26,S menjadi metana dan karbondioksida,yang mg propionat. Botoluji yangtelahberisisampel, dilakukan olehbakteripembentuk metana, dengan larutanmediadan bibit kemudiandialirkaneas persarnaan reaksi(6) sebagaiberikut(Gradydkk_, nitrogen selama 3 menit, dirutup rapat ian I e80): diinkubasi padatemperatur 35"C.Skemauji BMp CHTCOOH)COr+9110 (6) danATAdapatdilihatpadaGambarl. Tahap pengubahan m€tana merupakan Akumulasigas yang dihasilkanselama penentu keberhasilanpembentukangas karena inkubasidiambil .denganalat injeksi (syringes laju pertumbuhanbakteriini tambatdensanwaktu method).Jika terdapatgas,makapiston-inie-ksi penggandaan m inim um (nti n i mtrm ctottil i ng t i me) akanterdorongke ataskarenaadanyatekanindi 2-3 hari padakondisi oprinrum.Hal inilah yang dalambotol.Padauji ATApengukuian dilakukan menyebabkanprosesanaerobmemerlukanwaktu setiap.hari pada5 haripertama. laludihitunglaju tinggal Iebih lama. Pengontrolan sistem pH produksi gasnya (persamaan 8). bergantung pada bakteri asetoklastik dengan t o x i c i r% y ) = [ ( k . - , ( . )f k , f x t o o % mengkonversi asam asetat menjadi metina (8) (misalnya Methanobacterium barkeri, Sedangkanpada uji BMp, inkubasi dilakukansarnpaihari ke 60. persentase Melhanobqcterium sochngeni). pada sistem COD yang terkonversimembentukmetanadihitung anaerob, selain adanya bakteri pengkomsumsi denganpersamaang. / \ asetat juga terdapat bakteri pengkonsumsi !il " lSH a hidrogen yang mampu mengkonsumsi hampir coDkonsttmsil,t t1 =\L.^. (9) V,x 395 seluruh hidrogen yang ada dalam sistem
(persamaan7). 4 H2+ CO2) 2H2U^ + CH
Q)
Bakteri ini memiliki waktu perfumbuhan yang cepatdenganwaktu penggandaan minimum adalah 6 jam. Bakteri ini sensitif dengan pH, dimana pada daerah pH diluar S.t-l,q pertumbuhanyaakanterhambat.Hidrogendalam sistemdipengaruhioleh kecepatanprod-uksiasam (bakteri pembentuk asam). Jika konsentrasi hidrogen tinggi, pengubahanasam-asamakan terhambatdan sebaliknya (Grady dkk., 1980). 3. Metodologi Alat dan bahanyangdigunakanantaralain botol uji ukuran 160 mL, gas nitrogen, jarum suntik, inkubatonbotol BOD, botol COD. neraca
Untukmenghitung efisiensiCOD teruraimenjadi metana, dihitungberdasarkan persamaan l0: efisiensicoD te*ru; = t
' -
Jutlah coD kon:utli @L)r,oo, COD total(g/L)
-
I 40mLsampel(%W)+30 ml i inokula+dan30mLmedia dimasu-kkgn,ke bo!9!uji 1
(10) ,:n."go-ok-
-
' a-
Alirkangasnitrogenselama 3 menitke dalambotoluji, tutupbotoldenganrapat
I
lnkubasiborotuji padatempcratur 35"C
boloi
s:iq.11{!9r
'
l
enarii eis r dengln t;c ]
Peneahbilan sas t dcngin i alarinjEksi
Gambar l. SkemaUji BMP/ATA
387
,tuwlafEKtttt( KtUtArtOonE U, Vol. S No. 1 Aprlt 2006 : 3gS .391
4. HasildanPembahasan Karakterisasibiolumpurdisajikanpada Tabell- Biolumpurmemilikikandungan iOO. BOD dan TKN realtif ringgi yakni masing_ masingnya berkisarI t.000-30.000; 1.600-6. 0b; dan 765-890mg/L. perbandinganBOD/COD adalah0,17. Berdasarkan perbandingan ini, biolumpurtergolongmemiIikl biodegraiabil itas yangrendah (Alerts.| 987). Thbell. Karakterisasi Biolumpur SampelBiolumpur
Parameter
PI
coD (mg/L)' BOD (ndL)"
TKN (me/L)"' TVFA (mell)"'
TS'(c/L)
r9.68030.000 (25.2ts\ t.6007.83| (4.94s)
P2
t7.20026.000 (2t.823) t.2006.357 (3.449\
6OYo, 40%. 2Oo/o.
E
0o/o
Eil] Wr/.
'2Oo/o:
I IE' 40%
F
r
-' lsPllr 1 1 ll
I irP2;
R
-600/r.
T
-ao%: -100o/o
Persentase uji biolumpur I
P3 I t.60026.800 ( r 8.858)
t.6004.252 (2.836)
887,3
803,2
76s.9
14,7
22.1
|.573.5
r4.50- r4.30- t 2 , 7 0 15,30 r6.50 r3,60 ( r4.98) ( t s , 3 2 ) ( t3,60)
TVS.
76%78% (77%)
72%76% (73%\
pH (ratarata)
7t%75% 03%\
8,7
8,6
8,5
Ket: * diambildari12datar r diambildari4 data*t* dianrbil dari I data P.l=biolumpur segar,p2= biolumpurhasil ozonasi,p3 = biolumpur hasilsonikasi
. . !(aldungan cairan biolumpur segartinggi yakni 98,38%odengan padatan volatil- (votaiile solid) sekitar 77%odari TS (total sotid). Hal ini menunjukanfraksi material bukan terbang(non_ uoI ati I e matenals) b iolumpurrendah.ya itu-sekitar 33Yo terhadapTS. Tingginya kandungancairan dan fraksi organik biolumpur, merupakan hal m^elarikuntuk diprosessecaraanaero6 lJuanga, 20.05). Karena dengan tingginya kandung-an cairan,biasanyatahap hidrolisis yang rnembJasi pros€sanaerobtidak akanmenghambatpada_awal proses. tingkat racunbiolumpursetelah , Persentase diinkubasiselama5 haridisajikanpadaGambar2. U m u m n y a , p e r s e n t a s e n y al e b i h r e n d a h dibandingkankontrol, yang menunjukkanadanya racun .pada biolumpur yang mengganggukerja bakterimetanogenik.
_ l
Gambar2. TingkatRacunpadaHari Ke-5 Tingkatracundihitungsampaihari ke_5 berdasarkanperbandinganiaju iroduksi gas s.ampelterhadap kontrol.Unrukkonientrasi uii i% p2 produksigasnyaiebih di harik-e5, biolumpur tinggi.P3 sedikitlebihrendahdanp tlebihrendah dibandingkan kontrol,yakni3g%,4o/o,dan_35yo. Atillu biolumpurp2 tidak bersifatracun,p3 sedikitmenghanrbat. danpl racunterhadap kerja bakteri metanogenesis. Persentase COD terurai berdasarkan uji BMP disajikanpada Gambar 3. perbedaan biodegradabi Iitassignifikanantarauii ATAdenean uji BMP. Padakonsentrasit0% vlv uii. ,ifa -d.neun menunjukkanbiodegradabilitas naik ma.kin lamanya waktu pengolahan.niul, . sedangkanBMP memperlihatkankeadaan sebal iknya.Biodegradabi Iitaskontrol(bio_lumour jauhyakni30%(ATA)dan rc,Sg/o. segar)berbeda P e n y i m p a n g a yn a n g s a n g a t b e s a i i n i memperlihatkan adanyasuatukondisisistemyang mengham.bat produksi gas pada uji BMp, dan kondisi.lilem yang mempercepat produtsigas naOl3jiATA.HasitujiATA danBMFyangsanlat srgnttlKan rnrJugamenunjukkan bahwauji BMp k u r a n g m a k s i m a lu n t u k m e l i h a t iotensi pembentukan metana padasampelpadat(iotid).
30 % COOterunl
(a)
lEUji Potensi lvletana Biokimia terhadap Biolumpur
Pengolahan Av'al O:onasi dan Sonikasi(Desiana, dkk.)
tahap idrolisis yang telah dibantu dengan . .h pengolahan arval,mempercepat kerjaasetogenesis membentukasam.Terlihat adanyasisteri kerja buffer alami antara bakteri metanogenesisyang memanfaatkanasam dan bakteri asetogenesis yang akan memproduksi asam dengan cepar. Dalamsistemtersebut,akanterjadikeseiimbangan pH yang.menguntungkanbagi keija metanogenesis,dimana ia akan mengkonsumsi asamnamunia tidak nrenyukaikondisi lingkungan yang terlalu asam. Adanya sistem btffir ini mencegahterjadinya akumulasi asam pada awal Gambar3. PersentaseCOD Terurai Uji ATA masa inkubasi, sehingga metanogenesis Dan BMP pada(a) KonsentrasiUji l0%, (b) mendapatkankondisi lingkunganyang lebih baik KonsentrasiUji20% untuk pertumbuhannya di awal masa proses anaerob.Hal inilah yang mendorong tingginya Halyangmembedakan keduauji ini adalah akumulasigaspadauji ATA. padaATAterdapatpenambahan pionat2 asetat-pro Sedangkan pada uji BMp, pada awal . mL yangmengandung 75 mg asektdan26,5mg inkubasi metanogen€sisbelum punyi makanan. propionat,sedangkanpada uji BMP tidak Asetogenesismemproduksi asam sangat cepat, ditambahkan pH sistemturun. Metanogenesls senyawatersebut.Keduasenyawa seh.ingga bekerja ini merupakanmakananyang paling mudah baik pada pH mendekati netral, namun karena kerja bakteri ini lambat menyebabkanterjadinya dikonsurnsioleh bakteri metanogenesis, atau akumulasi asam pada sistem. Akibatnya, dikenaljuga prekursoryang sebagai palingpenting metanogenesis sudahterhambatpertumbuhannya dari pembentukan rnetana.Wang dkk (1986) sejak awal masainkubasi.sehinggasistembuffer menyatakan dalamlaporanpenelitiannya bahwa asam asetatsebagaiprekursormetanogenesis a l a m i t i d a k b e k e r j a . S e l a i n i t u , h a l y a n g menyebabkan terhambatnya pembentukan gas menunjukankontribusi untuk meningkatkan pada uji BMP adalah tingginya kandungantotal produksimetana. nitrogenbiolumpur.Biolumpur terdiri dari sel-sel Berdasarkandata pH sistem setelah yang hidup maupunyang relah mati. Ericsondkk inkubasiselama60 hari,menunjukkan bahwapH (2004) menyatakanbahwa senyawayang berasal uji BMPrelatiflebihtinggidibandingkan ujiATA. dari kerangkayang telah mati memiliki potensi Perbandingan pH keduauji ini disajikanpada yangsangatbesaruntuk metanogenik, namunpada Gambar4. kenyataanyakondisi tersebut dihalangi oleh I deaminasi dari penguraian protein yang e , I menghambatmetanogen.Keadaan sistem yang i 7 el 7.8i | kaya akan asam di awal inkubasi telah ATAI , iEPl | z" z,) menghambatmetanogen€sis,sehingga produksi i.Pl BMq; 7.6 I I gasnya kecil. Di akhir masa inlcubasi,pH yang o72 AfA ) ! 75.1 :oP2 8MP terukur lebih tinggi dibandingkanuji ATA. Hal 7.4'. i 7.3l irP3ATAi tersebut disebabkan oleh makin tingginya ) 7.2; r P3 8MP konsentrasiamonia yang berasaldari penguraian 7 1 i t protein. '1oYo Potensi pembentukan metana biokimia berdasarkanuji ATA yang dilanjutkan disajikan konsentrasi ujl vty i Tabel 2. Potensipembentukanrnetanamenurun Gambar4. Perbandingan pH SetelahUji ATA dengan naiknya konsentrasiuji. Potensi metana danBMP biokimia tertinggi adalah pada konsentrasi uji rendah (4Yo) atau beban COD berkisar pada 1.424-1.040mg/L, yakni berkisar62-73Yo.Pada Sistemanaerobmerupakansuatukoloni konsentrasi I0% beban kerja CODnya berkisar daritigakelompokbakteriyangsalingterkaityang 2.600-3.560mg/L; konsentrasi uji 20% dengan mengubahhasil hidrolisismenjadiasetatdan bebankerja COD berkisar5.200-7120mglL; dan hidrogenatauformat,asetatmenjadimetana,dan konsentrasitrji 40% (beban COD 10.400-14.240 hidrogenatau format menjadi metana.Pada kondisiawalyangtelahtersediaasetat-propionat mg/L). Persentasepotensi metana biokimia masing-masingadalah berkisar 3048%; 7-26% ( u j i A T A ) , m e m u d a h k a nk e r j a b a k t e r i dan4-8Yo. metanogenesis membentukmetana.
#ru ffi
Sedangkan
389
.tUVllL EKlf
KUII nOOtE rl,Vol. 6 No. I
Tabel 2. Potensi Pembentukan Metana BiokimiaBerdasarkanUj i ATALanj utan
lri
I 1: i
COD sampel total k/L)
% CH4
sampel (o/o v/v)
4
PI
30
60,05
t0 20 40
P3
26
26.8
60,58
60,37
r06 n7
62 30 t4
ltl 104 t03
6 69
20
il0 114
3l 26
40 4
r08
4
P2
Vol % gas COD (mL) terurai
t0
l0 20 40
ill
t4l
80 E3
8 TJ
48 7 4
rselisihvol gassampeldcngankontrol Pl=biolumpursegar,P2= biolumpurhasil ozonasi.p3 = biolumpur hasilsonikasi
1
! l; t;
r iri
i.l li
Rendahnya potensipembentukan metana biokimia dengan naiknya konsbntrasiuji memperlihatkan adanyakondisisistemanaerob yangmenghambat aktivitasbakterimetanogenik. Beberapaanalisisyang mungkinmenyebibkan rendahnyabiodegradabilitasbiolumpur pada konsentrasi uji tinggiini adalah:(l) perbandingan jumlah bibit dan jumlah biolumpumyamakin kecil,sehingga dibutuhkan waktuyangiebihlama untukmengkonsumsi senyawaorganikyangada, (2)ketersediaan nutrisiyangmakinsedikitdingan makin tingginyajumlah biolumpur.Beberipa senyawa logamsepertiFe-',Ni*, Co* diperlukan untuk meran-gsang kerja bakteri metanogenik. MisalnyaFe.',jika diberikanpada50 mg/l FeCL. dapatmeningkatkan laju produksimetanal67yo dibandingkan kontrolyangtidakdisuntikkan Fe-:. Oleh karena itu Fe.: bisa dikatakansebasai pembatas bioavailabilitas dkk., 1986],f3) [Speece tingginyakandungan nitrogentotaldenganmakin jumlahbiolumpur.Hal ini disebabkan banyaknya sifatdari biolumpuryangsebagian besarberasal dari biomasa.Biomasaterdiri dari sel-selyang hidup maupunyang telah mati. Ericson dhli. (2004)menyatakan bahwasenyawaorganikyang berasaldari kerangkayang telah mati memiliki potensiyang sangatbesar untuk metanogenik, namun pada kenyataanyakondisi tersebut dihalangiolehdeaminasi dari penguraian protein yangmenghambat metanogen. Berdasarkananalisa tersebut, dapat dikatakan bahwauji potensipembentukan metina biokimiaberdasarkan ATA berlaniutlebihefektif dilakukanpadakonsentrasi uji rendah(4yo) atau padabebanCODyangberkisar1.500mg/L.pada
konsentrasiini biodegradabilitasnya paling maksimum,karena minimalnyapengarutrpengaruhyang menyebabkanbiodegradabilitas rendah. 5.Kesimpulan Beberapahal yang disimpulkan dari penelitianini adalah:(l) residu iumpur aktif mengandung.glry!yang ringgi (982o)dengan padatanvolatil (TVS) sekitar77%oterhadaptdtal pa!91 (IS), (2) berdasarkan ni tai perband ingan BOD/COD, biolumpur tergolong memiliki biodegradabilitas yang rendah,ya[ni rasionya -O,17, (3) perhitunganpotensi pembentukan metana denganmetodaBMpyangdikembanekan Owendkk.kurangt€paruntulibiolumpur. UiiiTA yang dilanjutkanmemberikanhasil'leUitrbaik. terutamapadakonsentrasiuji yang rendah4%o ataupadabebanCOD berkisar1.500mg/L, (4) p o t e n s i p e m b e n t u k a nm e t a n a O i o t i m i i berdasarkanuji ATA yang dilanjutkan,retatif tinggi yakni nilai biodegradabilitasnya adalah ^42%. DaftarNotasi : laju pembentukan lq gasuntuk sampel,mL/jam = laju pembentukan lq gasoleh kontrol,ml/jam = akumulasivolum V*, yangdihasilkan sampel, mL : akumulasi Vgr volum yangdihasilkan kontrol.mL = volumsampelyangditambahkan V, ke dalambotoluji, liter YoCH4 : komposisiCHapadagas(dianalisa denganGC) DaftarPustaka Alaerts,G.,Santika,S.S.,( l9g7),.,Metoda t II PeneI itian Air ". UsahaNasional Ericson, L.8.,Faryet,E.,Kakurnanu, tzl 8.K., Davis,L.C.,(2004)," AnaerobicD igestion ", Chapter 7 National Agricultural Biosecurity,KansasStateUniversity Grady,C.P.L.Jr., Henry,C., Lim, (leSO;, t3l "Biological Ll/astewater Treatment (Theory and Application) ", Marcel DekkerInc. Juanga,J.P, (2005), 'Optimizing Dry I4l Anaeobic Digestion oforganicFractionoi Organic Fracion of Municipal Solid ", Waste Master Thesis.Asian lnstitur Technology, Thailand. G., Thomsen,,A.B., De Baere,L., t5l Lissens, Verstraete, W, danAhring,8.K., (2004), "Thermal Wet Oxidation Inproves
390
nasi dau Sonikasi (Desiana, dk*.)
17l
AnaerobicBiodegradability of Raw and DigestedBiowaste",J. Env. Scj. 38. hal. 34lE-3424 Owen, W.F.,Stuckey,D.C., Healy,J.8., Young,Jr.L.Ydan McCarty,p.L.,(tg7g), "Bioassay for Monitoring Biochemical M e t h a n eP o t e n t i a ta n d A n a e r o b i c
t8l
Toxicity",J. lI/at.Res.vol.13, hal.4g549Z Speecg.R.E., Parkin,G.G.,Takashima, M., dan (19g6),,.T:race S., .Bhattacharya, Nutrient Requirements of Anaerobic Digestion",llaler TrealmentConference, Aquatech, DrexelUniversity., USA
