Anaerobic Digester

Download Anaerobic Digester

Post on 24-Jun-2015

715 views

Category:

Documents

4 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

<p>BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Metodepengolahanairlimbahsecaraanaerobikmerupakanmetodepengolahan untukairlimbahyangmempunyaikandunganorganiktinggi(2000mg/L).Dengan tingginyakandunganorganikbiasanyapengolahansecaraaerobiktidakdapat berlangsungdenganefisisenkarenawaktuyangdibutuhkanuntukdekomposisibahan-bahan organik terlalu lama dan ukuran reaktor yang dibutuhkan terlalu besar. Pengolahan anaerobikjugaditujukanuntukmenghasilkanbiogasyangdapatdimanfaatkansebagai sumberenergi.Pengolahananaerobikmembutuhkanbakterianaerobikyang pertumbuhannyasangatlambatdanpenjagaankondisikedapoksigenbebasyangcukup ketat. Dengan demnikian tahap persiapan penumbuhan bakteri anaerobik (tahap start-up) merupakansalahsatukendaladalamimplementasipengolahanairlimbahsecara anaerobik. Penjagaan kondisi kedap oksigen bebas membutuhkan penanganan khusus dan biaya yang tidak murah. Maka dalam aplikasi di industri pengolahan anaerobik biasanya dikombinasikan dengan pengolahan aerobik. 1.2 Tujuan a.Menentukankonsentrasiawalkandunganorganik(COD)dalamumpandan konsentrasikandunganorganic(COD)dalamefluensetelahpercobaan berlangsung selama seminggu, b.Menghitung efisiensi pengolahan dengan cara menentukan persen (%) kandungan bhanorganicyangdidekomposisiselamasemingguolehmikroorganismedalam reactor terhadap kandungan bahan organic mula-mula, c.Menghitungtotalgasyangdihasilkansetelahprosesberjalanselamaseminggu untuk mengetahui efisiensi pembentukan gas. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Prosespengolahanairlimbahsecarabiologidapatdilakukansecaraaerobikdan anaerobik.Padapengolahanairlimbahsecaraanaerobik,mikroorganisme pendekomposisibahanbahan organic dalam airlimbah akan terganggu pertumbuhannya jikaterdapatO2dalamsystempengolahannya.Dalampengolahanairlimbahsecara aerobic, mikroorganisme mengoksidasi dan mendekomposisi bahan-bahan organik dalam airlimbahdenganmenggunakanoksigenyangdisuplaiolehaerasidenganbantuan enzimdalammikroorganisme.Padawaktuyangsamamikroorganismemendapatkan energi sehingga mikroorganisme baru dapat bertumbuh. Padadasarnya,pertumbuhanmikrobadalamperalatanpengolahairlimbah terdapat dua macam pertumbuhan mikroorganisme: 1.Pertumbuhan tersuspensi (suspended growth); Pertumbuhantersuspensimerupakanpertumbuhandimanamikroba pendegradasibahan-bahanorganicbercampurmeratadenganairlimbahdalam peralatan pengolah limbah. 2.Pertumbuhan terlekat (attached growth); Pertumbuhanterlekatmerupakanpertumbuhanmikrobayangmelekatpada bagian pengisi yang terdapat pada peralatan pengolah air limbah. ContohpengolahlimbahsecaraanaerobikyangmenggunakansistempertumbuhanmikrobatersuspensidiantaranyayaituLagunaAnaerobikdanUp-Flow AnaerobicSludgeBlanket.SedangkanFilterAnaerobikdanAnaerobicFluidizedBed Reactormerupakancontohperalatanpengolahanairlimbah/reaktoryangmenggunakan sistempertumbuhanmikrobaterlekatsecaraanaerobik.Contohperalatanpengolahan aerobicdiantaranyayaituLumpurAktifdanLagunaTeraerasi.Sedangkanreaktoryang menggunakansistempertumbuhanmikrobaterlekatsecaraaerobikdiantaranyayaitu Trickling Filter dan Rotating Biological Contactor. Dalam proses pengolahan air limbah secara anaerobik terdapat dua macam sistem pengolahan,yaitupengolahansatutahapdanpengolahanduatahap.Padapengolahan satutahap,semuatahapreaksipengolahansecaraanaerobicberlangsungdalamsatu reactor. Pada pengolahan dua tahap, reaksi hidrolisis berlangsung dalam reaktor pertama padapH4,56,0.AsetogenesisdanmetanogenesisdireaktorduapadapH6,57,0. Dengan pemisahan tahapan reaksi yang berlangsung pada rentang pH yang berbeda maka pada pengolahan dua tahap diharapkan sistem pengolahan seperti ini lebih efisien. BAB III METODOLOGI 3.1 Alat dan BahanTahap Percobaan 3.1.1Alat yang digunakan 2 buah labu erlenmeyer 250 ml1 buah oven 2 buah corong gelas1 buah furnacee 2 buah cawan porselen1 buah hach COD digester 1 buah desikator2 buah tabung hach 1 buah neraca analitis1 buah buret , klem, dan statif 3.1.2Bahan kimia yang digunakan Nama bahanKonsentrasi (g/L) Volume (mL) Glukosa2,0- NH4HCO30,15 KH2PO40,15- NaHCO30,5- K2HPO40,5- Trace Metal Solution-1 MgSO4.7H2O5,0- Trace Metal Solution-1 FeCl35,0 CaCl25,0 KCl5,0 CoCl21,0 NiCl21,0 FAS-- Indikator Ferroin( 3 tetes)- Kertas saring-- 3.2 Prosedur Kerja Standardisasi larutan FAS Pengenceran sampel hingga 10 kali pengenceran 25 ml sampel hasil pengenceran 10x Labu takar 25 m l 2,5 ml sampel Aquadest hingga tanda batas Penentuan kandungan organik (COD) dari sampel titrasi dihentikanhinggaterjadi perubahan warna dari hijauke cokelattitrasi sampeldengan FAS dengan indikator ferroin tabung hach diangkat dari digester dan dilakukan pendinginan di udaratabung hach dimasukkanke dalamdigester dan dipanaskanpada T = 150oC dan t = 2 jam Tabung hach 2,5 ml sampel 1,5 ml pereaksi kalium bikromat 3,5 ml pereaksi asam sulfat BAB IV PENGOLAHAN DATA 4.1 Standardisasi Larutan FASyKondisi Awal Volume K2Cr2O7= 100 ml Volume FAS (1)= 11,204 ml Volume FAS (2)= 10,894 ml NK2Cr2O7= 0,025 N N FAS = .... ? N FAS = = = 0,226 N yKondisi Akhir Volume K2Cr2O7= 100 ml Volume FAS = 11,528 ml NK2Cr2O7= 0,025 N N FAS = .... ? N FAS = = = 0,217 N 4.2 Penentuan kandungan organik (COD) dari sampel Tabel volume FAS saat titrasi : Vol FAS awal (ml) Vol FAS akhir (ml) Blanko 11,350 1,458 Blanko 21,288l1,402 Rata-rata1,319 1,430 Effluent Reaktor 11,220 1,402 Effluent Reaktor 11,270 1,432 Rata-rata1,245 1,417 Effluent Reaktor 21,138 1,422 Effluent Reaktor 21,106 1,420 Rata-rata1,122 1,421 Perhitungan penentuan kandungan organik (COD) dari sampel : Berdasarkan data titrasi FAS a = ml FAS untuk blanko b = ml FAS untuk sampel c = normalitas FAS d = berat ekivalen oksigen ( 8 ) p = pengenceran yKondisi awal1.Effluent Reaktor 1 = 535,168 (mg O2/L) </p> <p>2.Effluent Reaktor 2 = 1424,704 (mg O2/L) yKondisi akhir 1.Effluent Reaktor 1 = 90,272 (mg O2/L) </p> <p>2.Effluent Reaktor 2 = 62,496 (mg O2/L) Perhitungan Efisiensi eisiensiengolahan awal akhiiawal yEfisiensi pada reaktor 1 eisiensiengolahan = 83,132% yEfisiensi pada reaktor 2 eisiensiengolahan = 95,613% Perhitungan total gas yTotal gas di reaktor 1 Total gas = 118 ml 110 ml = 8 ml yTotal gas di reaktor 2 Total gas = 246 ml 238 ml = 8 ml 4.3 Pembahasan Pembahasan oleh Lazuardy R. Zakaria (08401013) Praktikumkaliinimelakukanpercobaanmengenaipengolahanlimbah menggunakanmetodaanaerobik.Maksuddarianaerobikitusendiriadalahkondisi operasidilakukanpadalingkunganyganaerob,karenamikrobasebagaiagenpengurai bahan organik hidup dan tumbuuh secara optimal pada lingkungan yang anaerob. Metoda inidigunakandenganalasanbahwalimbahyangakandiuraikanmemilikikandungan senyawa organik yg tinggi. PercobaanpertamaygdilakukanadalahmengukurnilaiCODawaldengancara mengambil sampel dari dua reaktor pengolahan. pengolahan dilakukan secara satu tahap, halinidikarenakanprosesaklimatisasisudahdilakukansebelumnya.Sampelarikedua reaktordiambildandiencerkan10kali.Pengenceranbertujuanuntukmempermudah dalamperhitungannilaiCOD.setelahsampeldiencerkansampelditambahkandengan pereaksikaliumbikrimatdanasamsulfatpekat,yangkemudianlarutaninidipanaskan dalma digester dengansuhu 150oC selama 2jam. Pemanasaninibertujuanmenguapkan pelarut dan air sehingga didapatkanberat kering sampel. Setalah ddipanaskan kemudian sampel dititrasi dengan FAS. Didapatkan bahwa nilai COD reaktor 1 adalah 535,168 mg O2/Ldanreaktor2adalah1424,704mgO2/L.Dandengaperlakuanyangsamasetelah tujuhharididapatkannilaiCODakhirreaktor1adalah90,272mgO2/Ldanreaktor2 adalah 62,496 mg O2/L. DarinilaiCOD awal dannilaiCOD akhir pada kedua reaktor bisa kita dapatkan nilaiefisisensiprosespengolahanselama7hari.Padareaktorpertamaefisiensiproses sebesar83,132%danpadareaktor2sebesar95,613%.Dapatkitalihatbahwaefisiensi prosesreaktor1lebihkecildibandingkanreaktor 2,halinidiakibatkanolehpembacaan titrasi yang kurang teliti sehingga terdapat perbedaan nilai COD pada kedua reaktor. Selamaprosespenguraianberlangsung,hasildaripenguraianinimenghasilkan gasyangdapatdigunakansebagaisumberenergi.Gasyangdihasilkanterutamaadalah gasmetana.Gasyangdihasilkandariprosesinilahsalahsatukeunggulanmetodaini. Jumlahgasyangdihasilkandapatdilihatdaritabunggasayangberisiair.Penambahan gasdilihatdariperubahanketinggianair,karenabesarnyaketinggianarisamadengan jumlahvolumegasyangdihasilkan.Darireaktor 1dihasilkangassebesar8mldandari reaktorkeduadihasilkangassebesar8ml.Darijumlahinidapatdilihatbahwaproses yangberlangsungpadakeduareaktoradalahsamakarenapadakeduareaktorkondisi pertumbuhan dijaga tetap mulai dari nutrisi dan pH. Pembahasan oleh Lisnawati (08401014) Padapraktikuminidilakukanpengolahanairlimbahsecaraanaerobik. Mikrobiologiyangterlibatdalamprosestermasukfakultatifdanmikroorganisme anaerob, dimana tidak ada oksigen, mengubah material menjadi produk akhir gas seperti karbondioksidadanmetana.Pengolahansecaraanaerobikdilakukanapabilaairlimbah mengandungkadarCODyangcukuptinggi.Selainitu,pengolahansecaraanaerobik dilakukan untuk mendapatkan biogas yang digunakan sebagai sumber energi.Padapengolahansecaraanaerobik,terdapatduasistempengolahan,yaitu pengolahansatutahapdanduatahap.Kaliini,pengolahananaerobdilakukansecara batchpadasistempengolahansatutahapdimanaproseshidrolisis,asetogenesis,dan metagenesisdilakukandalamsatureaktor.Karenaprosesaklimatisasisudahdilakukan jadiprosesselanjutnyaadalahmengukurCODdantotalgasyangdihasilkanoleh mikroorganisme ketika penguraian kandungan senyawa organik. Padadasarnya,pertumbuhanmikrobaterjadisecaratersuspensi(suspended growth)danterlekat(attachedgrowth).Padapertumbuhantersuspensi,mikroba pendegradasibahan-bahanorganicbercampurmeratadenganairlimbahdalamreaktor. Pada ertumbuhan terlekat, mikroba yang melekat pada bagian pengisi pada reaktor. Pada proses anaerobik ini, pertumbuhan mikroba berlangsung secara tersuspensi dan terlekat. Padaprosesanaerobyangdimanfaatkanbakterimethanogenlebihsensitifpada pHdanbekerjaoptimumpadakisaranpH6,57,5.Sekurang-kurangnya,pHharus dijaga pada nilai 6,2. Biasanya dilakukan penambahan bikarbonat ke dalam reaktor untuk mengontrol pH. Untukmengetahui kandungan organik (COD) darisampel, dilakukan pengambilan sampel pada reaktor 1 dan reaktor 2. Kemudian dilakukan pengenceran terhadap sampel sebanyak10kali.PengenceraninidilakukanagarCODdapatterukur.Sebanyak2,5ml sampel hasil pengenceran dimasukkan ke dalam tabung hach untuk dilakukan penentuan kandunganorganik(COD)awaldarisampel.Selainitu,padatabunghachjuga ditambahkanpereaksikaliumbikromatdanpereaksiasamsulfatpekat.Selanjutnya dilakukanpemanasanpadatemperatur150oCselama2jam.CODawalyangdiperoleh adalah 535,168 mgO2/L pada reaktor 1 dan 1424,704 mg O2/L pada reaktor 2. Untukmengetahuiefisiensipengolahandariprosesanaerobikini,dilakukan pengukurankadarCODakhirdalamreaktor.NilaiCODpadareaktor1berkurang menjadi90,272mgO2/Ldanpadareaktor2menjadi62,496mgO2/L.Efisiensi pengolahanpadareaktorpertamaadalah83,132%danpadareaktor2adalah95,613%.Dapatdilihatbahwaefisiensipengolahanpadareactor1dan2sudahcukupoptimum. Pengolahan limbah dengan memanfaatkan bakteri anaerob ini dapat menguraikan zat-zat organik dengan cukup optimim. Produkakhirdaridegradasianaerobadalahgas,palingbanyakmetana(CH4), karbondioksida(CO2),dansebagiankecilhidrogensulfide(H2S)danhydrogen(H2). Prosesyangterlibatadalahfermentasiasamdanfermentasimetana.Dalamfermentasi asam,enzimekstraselulerdarigrupheterogendanbakterianaerobkomplekshidrolisis komponenlimbahorganic(protein,lipid,dankarbohidrat).Dalamprosesacetogenesi, terjadifermentasimetana,dimanarantaipendekasamlemak(selainasetat)diubah menjadiasetat,gashydrogen,dankarbondioksida.Selanjutnya,padametanogenesis, beberapabakterianaerobdibawa.Dihasilkanmetanadariasetatdanreduksi karbondioksida. Pada pengolahan anaerobik ini, dihasilkan gas pada reaktor pertama dan kedua yang besarnyasama,yaitisebesar8ml.Perolehangasdapatditandaidenganterjadinya penurunan level air dalam tabung. Adabanyakkeuntunganyangdapatdiperolehdariprosespengolahansecara anaerobini,diantaranya:diperolehyieldbiomassyangcukuprendah,dihasilkangas metana yang bisa dinilai secara ekonomis. Selain itu, terdapat kelemahan proses anaerob, diantaranya:energiyangdipakaiuntuktemperaturereactoruntukmemeliharaaktifitas mikroba dan kondisi operasi yang cukup sullit. Pembahasan oleh Mira Anisa (08401016) Pengolahanlimbahsecaraanaerobikdilakukanuntukmengolahlimbahyang mengandunglebihdari2000mg/literkandunganorganik.Dalampengolahan,proses anaerobikinimenghasilkanbiogasberupametanayangbisadijadikansumberenergi. Pengolahananaerobyangdilakukanadalahprosessatutahap,dimanareaksihidrolisis, metanogenesisdanasetogenesisberlangsungdalamsatureaktor.Namundalam praktikum ini terdapat dua reaktor batch yang memiliki kandungan organik berbeda.Sistempertumbuhanmikrobapadareaktoryangdigunakanadalahgabungandari tersuspensi dan terlekat. Ada sebagian mikroba yang tumbuh merata bersama limbah, dan adajugayangmenempelpadaisian.Didalamreaktorterdapatisiandimanabisa ditempati mikroba untuk tumbuh. Selainitu, reaktor juga diselimuti dengan jacket untuk menjaga kondisi suhu. Dalampraktikumdilakukanprosesaklimatisasi,pemberiannutrisi,pengukuran COD,danpengukunbiogasyangdilakukan.Namunprosesaklimatisasidanpemberian nutrisitelahdilakukansebelumnya,sehinggayangdilakukanhanyapengukuranCOD wal dan akhir serta pengukuran gas buang yang dihasilkan. PadapengukururanCODawaldiambilsejumlahsampedarialiraneffluentldari reaktor yang nantinya diencerkan sebanyak 10 kali. Pengenceran ini dilakukan agar COD dapat terukur, karena apabila tidak diencerkan sampel akan terlalu pekat dan pengukuran tidakoptimal.PadasampelyangtelahdiencerkanditambahpereaksiK2Cr2O7dan H2SO4.SebelumnyakeduapereksiiniditambahAguntukmempercepatterjadinya reaksidanjugauntukmengikationClyangterdapatdalamsampel.Setelahditambah pereaksi sampel dipanaskan pada suhu 150oC selama 2 jam dalam COD digester. Setelah itusampeldititrasidenganFASyangsebelumnyadistandardisasi.KonsentrasiFAS adalah0,226N.Titikakhirtitrasiditandaidenganberubahnyawarnalarutandarihijau menjadi merah bata.Nilai COD reaktor pertama adalah 535,168 mg O2/Ldan reaktor kedua adalah 1424,704 mg O2/L. Setelah proses penguraian berlangsung selama seminggu. Nilai COD dalam reaktor berkurang.NilaiCODreaktorpertamaberkurangmenjadi90,272mgO2/Ldanreaktor keduaadalah62,496mgO2/L.Darinilaiinidapatdiketahuiefisiensipengolahanpada reaktorpertamasebesar83,132%danpadareaktor2sebesar95,613%. Perbedaannilai efisiensiinibisadiakibatkanolehperbedaanjumlahmikroorganismepenguraidalam masing-masing reaktor. Gasyangdihasilkandalamprosespengolahanlimbahsecaraanaerobikinipada reaktor pertama dan kedua besarnya sama, yaiti sebesar 8 ml. nilai gas yang dihasilkan ini dapatdiketahuidaribesarnyapenurunanairdalamtabungpenampunggas.Adanyagas dapat menekan level air menjadi lebih kecil.Pembahasan oleh Muhamad Firdaus (08401017) Pengolahan secara anaerobik dilakukan apabila air limbah mengandung kadar COD yangcukuptinggilebihdari2000mg/L.Selainitu,pengolahansecaraanaerobik dilakukanuntukmendapa...</p>

Recommended

View more >