bioreaktor anaerobik

8/17/2019 BIOREAKTOR ANAEROBIK

1/12

BIOREAKTOR ANAEROBIK

(Makalah Teknologi Bioproses)

Oleh :

Edo Jatmiko 1414051034

M. aenal !asl" 141405105#

Moh. $dnan %"ari& 14140510''

JURUSAN TEKNOLOGI HASIL

PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS LAMPUNG


2/12

2016

I. ANAEROBIC BAFFLED

REACTOR (ABR)

1.1. Pene!"#$n An$e!%' B$e* Re$'"%!

$naeroi Ba&&led *eator ($B*) ata+

dikenal ,+ga dengan $naeroi Ba&&led%epti Tank ($B%T) adalah salah sat+

reaktor hasil modi&ikasi septi tank

dengan penamahan sekat-sekat.

Teknologi ini telah dig+nakan dan

dikemangkan +nt+k mengolah limah

air sintetik dengan kategori k+at (O/

#000 mgl) sampai sedang.

%istem $B* sangat e&isien +nt+k

mengolah air +angan sintetis "ang

relati& k+rang k+at (lo-strength

s"ntheti asteater)2 air +angan dari

r+mah pen,agalan hean2 dan air

+angan domestik ata+ perkotaan. $B*

,+ga ook +nt+k mengolah air +angan"ang memiliki kand+ngan at

ters+spensi tidak terendapkan "ang

tinggi dan rasio BO/O/ "ang rendah2

seperti limah dari kegiatan ind+stri.

$B* mer+pakan ioreaktor anaero

"ang memiliki kompartemen-

kompartemen "ang diatasi oleh sekat-


3/12

sekat ertikal. $B* mamp+ mengolah

eragai maam ,enis in&l+en. m+mn"a

se+ah $B* terdiri dari kompartemen-

kompartemen "ang ters+s+n seri.

*angkaian kompartemen pada $B*

seara seri memiliki ke+nt+ngan dalam

memant+ mengolah s+stansi "ang s+lit

didegradasi. $liran limah air

diarahkan men+,+ ke agian aah sekat

oleh s+s+nan seri sekat tergant+ng

ma+p+n tegak dan ,+ga tekanan dari

in&l+en sehingga air limah dapat

mengalir dari inlet men+,+ o+tlet.

Bagian aah sekat tergant+ng

diengkokkan 45o +nt+k mengarahkan

aliran air dan meng+rangi hannelling

ata+ aliran pendek. Bagian don&lo

leih sempit dianding +p&lo +nt+k

menegah ak+m+lasi mikroorganisme.

/alam aliran ke atas2 aliran meleati

sl+dge lanket2 sehingga limah dapat

kontak dengan mikroorganisme akti&.

$rah aliran limah dalam se+ah reaktor

$B* dapat dilihat pada gamar 1 erik+t

:


4/12

G$+&$! 1. Sistem Anaerobic Baffled

Reactor

$kiat karakteristik aliran dalam reaktor

$B* dan gas "ang dihasilkan dari tiap-

tiap kompartemen terse+t2

mikroorganisme di dalam reaktor akan

naik seara perlahan dan kem+dian

mement+k lapisan (selim+t) l+mp+r

"ang mela"ang2 tetapi ergerak seara

horiontal t+r+n ke agian aah reaktor

dengan la,+ "ang relati& lamat sehingga

meningkatkan akt+ tinggal sel (ell

*etention Time) ata+ *T leih dari 100

hari pada akt+ detensi hidra+lik (!*T)

60 ,am. !al ini ,+ga akan memisahkan

akt+ retensi hidrolik (!*T) dengan

akt+ detensi solid (%*T). Oleh karena

it+2 konsentrasi mikroorganisme "ang

tinggi dan pen"isihan O/ "ang aik


5/12

dapat terapai. 7akt+ retensi hidrolik

"ang singkat +k+p ag+s +nt+k

pengolahan limah air erkek+atan

rendah. !*T "ang terlal+ lama akan

dapat men"eakan kelaparan

mikroorganisme pada kompartemen

terakhir.

%e+ah +nit $B* dengan 3 r+ang

reaktor2 ersama dengan modi&ikasi

&isik2 men"ediakan sl+dge retention time

(%*T) "ang leih lama dan kiner,a "ang

leih aik daripada reaktor "ang

memiliki 6 r+ang. $nalisis selan,+tn"a

mengatakan aha selain

menghilangkan solid2 3 r+ang reaktor

,+ga leih e&isien dalam

mengkonersikan solid "ang

terperangkap ke dalam ent+k metan.

$B* memiliki an"ak ariasi

kompartemen (6-11 kompartemen).

m+mn"a $B* memiliki 4

kompartemen "ang dirangkai seara seri.

8ompartemen terakhir dapat

ditamahkan &ilter di agian atas +nit2

dengan maks+d +nt+k men"isihkan

partikel padatan "ang masih ada. %e+ah

settler dapat diletakkan di akhir +nit

instalasi2 +nt+k mengendapkan partikel-

partikel padatan "ang masih ada.

9amar 6 erik+t ini memperlihatkan

se+ah reaktor $B* "ang memiliki 3

pen"ekat (terdiri dari 4 kompartemen):


6/12

G$+&$! 2. Anaerobic Baffled Reactor

dengan 3 penyekat

%alah sat+ penelitian di /+ran nstit+te

o& Tehnolog" $&rika %elatan

men"atakan aha sekat-sekat pada$B* mengat+r ,alann"a aliran dan

menahan se,+mlah l+mp+r (iomassa)

erkonsentrasi tinggi pada

kompartemen- kompartemen "ang

dient+k oleh sekat-sekat terse+t.

$liran air "ang meleati kompartemen

terse+t seara ertahap men"eakan

meningkatn"a konsentrasi iomassa.

Melal+i eerapa prosed+r "ang dipakai

seperti %anning Eletron Mirosop"

(%EM)2 ;l+oresent nsit+ !"ridisation

(;%!) dan /


7/12

kondisi reaksi "ang spesi&ik dalam

kompartemen.

8om+nitas iomassa ini ,+ga

men+n,+kkan kekealan terhadap at-at

ersi&at toksik dan ,+ga tahan dari

organi shok loading. %elain it+ dengan

melak+kan k+lt+risasi patogen2

penelitian diatas ,+ga memerikan hasil

deaktiasi indikator patogen pada

kom+nitas iomassa $B*. %eara

+m+m2 penamahan sekat-sekat pada

$B* akan meningkatkan e&isiensi

pengolahan karena dapat

memperpan,ang akt+ detensi (akt+

kontak antara air limah dengan

konsentrasi massa akteri).

1.2. B$#$n , &$#$n *$n F-n#

An$e!%' B$e* Re$'"%!

$naeroi Ba&&led %epti Tank ata+

$naeroi Ba&&led *eator terdiri dari :

• nlet : er&+ngsi +nt+k

tempat mas+kn"a limah ke $B*

• nlet T : er&+ngsi +nt+k

tempat mas+kn"a limah air ke

aah

dan mem+ang limah gas ke atas


8/12

• Ba&&le : er&+ngsi +nt+k

menegah ter,adin"a pement+kan

orte> oleh

&l+ida

• $naeroi &ilter : er&+ngsi +nt+k

men"aring limah "ang mas+k seara

anaero

• O+tlet : er&+ngsi +nt+k

tempat kel+arn"a air ersih setelah

proses

pen"aringan oleh anaeroi &ilter

• ?ent : er&+ngsi +nt+k

tempat kel+arn"a gas dari limah air

pada saat

limah erada di anaeroi &ilter

1./. P!#n# Ke!$ An$e!%' B$e*

Re$'"%!


9/12

$B* mer+pakan rektor iologi ata+ ioreaktor iakan kontin+ dimana s+plai

medi+m pert+m+han mas+k seara kontin"+ dan prod+k "ang kel+ar ,+ga

kontin+. @a,+ alir airan men+,+ reaktor sama dengan la,+ alir airan kel+ar dari

reaktor. 8onsek+ensin"a2 $B* memp+n"ai ol+me ata+ leel reaktor "ang

konstan.

$B* mer+pakan +nit pengolahan "ang mengg+nakan prinsip ker,a dari eerapa

+nit pengolahan. Arinsip ker,a "ang dig+nakan adalah kominasi dari prinsip ker,a

septi tank2 &l+idised ed reator dan $%B (p&lo $naeroi %l+dge Blanket

*eator). Aengoperasian dan pemeliharaann"a ,+ga relati& m+dah. @etak

peredaan $B* dengan $%B adalah lapisan l+mp+r di $B* tidak di&lotasikan2

han"a diendapkan di agian aah +nit. $B* ,+ga tidak mem+t+hkan media

gran+lar kh+s+s +nt+k operasi. %elain it+ $B* ,+ga tidak memiliki keteratasan

sistem seperti $%B ter+tama ekspansi sl+dge ed "ang minimal.

$B* mengga+ngkan proses-proses sedimentasi dengan peng+raian l+mp+r

seara parsial dalam kompartemen "ang sama2 ala+p+n pada dasarn"a han"a

mer+pakan s+at+ kolam sedimentasi tanpa agian-agian "ang ergerak ata+

penamahan ahan-ahan kimia. Aroses "ang ter,adi di dalam r+ang pertama $B*

adalah proses pengendapan dan pada r+ang-r+ang erik+tn"a ter,adi proses

peng+raian akiat air limah kontak dengan mikroorganisme.

Operasi $B* mer+pakan operasi reaktor kontin+ tanpa resirk+lasi (se,alan).

%etiap kali reaktor dim+lai2 kondisi operasi dan proses di,aga agar selal+ konstan.

!al ini dapat diapai dengan memerikan aliran mas+k er+pa limah air seara

konstan dan dengan men,aga kondisi proses stail. !asiln"a dalam o+t&lo "ang

er+pa prod+k iologi ata+ kimia diperoleh komposisi "ang konstan.

!al "ang perl+ mendapat perhatian dalam pengoperasian $B* adalah distri+si

aliran mas+k seara merata dan ,+ga kontak antara s+strat "ang ar+ mas+k dan

"ang telah ada di dalam reaktor. /istri+si aliran mas+k seara merata dapat

diapai dengan mengg+nakan kompartemen pendek "ang pan,angn"a 50- '0C

dari ketinggiann"a. %elain it+ perl+ diperhatikan pada agian akhir $B* (o+tlet"ang terakhir)2 seaikn"a erada diaah perm+kaan air agar s+m "ang ter,adi

tidak teraa kel+ar.

1.. Kee$n *$n Ke4-!$n$n An$e!%' B$e* Re$'"%!


10/12

Bioreaktor "ang e&isien har+s memiliki akt+ tinggal iomassa "ang lama dan

ter,adi penamp+ran "ang merata +nt+k men,amin ter,adin"a kontak "ang aik

antara sel dan s+stratn"a. $B* dapat memen+hi &aktor ini. Mikroorganisme didalam reaktor ender+ng terangkat dan terendapkan kemali akiat terent+kn"a

gas selama proses. Mikroorganisme terse+t akan ergerak seara perlahan ke

arah horiontal dan dengan demikian2 air limah akan ersent+han dengan

iomassa akti& er,+mlah esar dalam akt+ tinggal "ang +k+p pada saat

meleati reaktor. Mikroorganisme "ang t+m+h di setiap kompartemen ereda-

eda tergant+ng kondisi lingk+ngan "ang mempengar+hi dan materi "ang

didegradasi sehingga materi organik dalam setiap kompartemen ,+ga erariasi.

Aop+lasi "ang ermaam-maam ini meningkatkan ketahanan $B* terhadap

eragai ariasi ean in&l+en2 temperat+r serta p!.

8e+nt+ngan "ang paling signi&ikan dari se+ah reaktor $B* adalah

kemamp+ann"a +nt+k memisahkan antara proses asidogenesis dan metanogenesis

seara longit+dinal di agian aah reaktor2 sehingga mem+ngkinkan tersedian"a

kondisi pert+m+han "ang ses+ai +nt+k masing-masing kelompok

mikroorganisme "ang ereda. /isamping it+ konstr+ksi reaktor ini m+rah dan

sederhana2 tidak ada agian "ang ergerak ata+ penamp+ran seara mekanik

sehingga kehilangan akteri didalam reaktor sangat keil dan aliran kel+ar relati&

eas dari padatan iomassa. !idrodinamika dan tingkat penamp+ran "ang

ter,adi dalam reaktor mempengar+hi kontak antara s+strat dengan

mikroorganisme sehingga mengkontrol trans&er masa dan per&ormansi reaktor.

%e+ah $B* m+dah +nt+k diang+n dan tidak mahal karena tidak ada agian

"ang ergerak ata+ mesin penamp+r (mehanial mi>ing deie). /esain $B*

dapat memisahkan asidogenesis dan metanogenesis sehingga ke+nt+ngan "ang

didapat signi&ikan. *eaktor erlak+ seperti sistem d+a &ase tanpa ada kontrol

masalah dan ia"a "ang tinggi. %elain it+ karena !*T dan %*T terpisah maka

ol+me limah "ang akan diolah leih esar diandingkan reaktor teramp+r

seperti %T* dimana !*T D %*T. 8arena mikroorganisme tidak teramp+r

merata dalam reaktor maka konsentrasi mikroorganisme "ang teraa kel+ar di

e&l+en relati& sedikit. /isamping it+ peng+rangan resiko logging dan ekspansi

sl+dge ed akiat adan"a kehilangan mikroorganisme ,+ga +k+p stail. !asil

oserasi men"atakan e&isiensi pen"isihan O/ menapai sampai dengan 0 C2

dan keepatan prod+ksi metan menapai 4 ol+meda"+nit ol+me dari reaktor.

8iner,a $B* dalam pen"isihan O/ adalah sekitar '5-0 C sedangkan +nt+k

pen"isihan BO/ adalah sekitar F0-5 C. Aroses mat+rasi har+s diperhatikan pada

3 +lan pertama. @+mp+r har+s diersihkan dalam ,angka akt+ "ang terat+r2

hampir sama haln"a dengan pemersihan l+mp+r pada tangki septik. Tetapi

l+mp+r tetap har+s ada "ang ditinggalkan dalam reaktor2 agar e&isiensi +nit

instalasi ter+s meningkat. /an perl+ diperhatikan2 aha ,+mlah l+mp+r pada


11/12

kompartemen diagian aal +nit $B* leih an"ak daripada di kompartemen

akhir.

%eara ringkas2 ke+nt+ngan $B* diandingkan sistem pengolahan limah air

lainn"a adalah seagai erik+t :

8onstr+ksi

/esain simpel.

Tidak ada agian ergerak.

Tidak ada penamp+ran mekanik.

Aem+atan tidak mahal.

*esiko pen"+matan keil.

*esiko ekspansi sl+dge ed keil.

Bia"a operasi rendah.

Biomassa

7akt+ retensi solid tinggi tanpa perl+ memerikan media ata+ r+ang pengendapan

+nt+k mikroorganisme menempel.

7akt+ pement+kan l+mp+r lama dan l+mp+r "ang terent+k ,+ga sedikit.

m+r l+mp+r leih lama sehingga pem+angan l+mp+r dilak+kan leih ,arang.

Tidak memerl+kan mikroorganisme dengan kemamp+an pengendapan tertent+.

Operasi

7akt+ retensi hidrolik rendah.

Mem+ngkinkan +nt+k operasi seara intermiten (+nt+k limah air m+siman)

%tail terhadap shok loading hidrolik dan organik.

Aerlind+ngan terhadap material toksik di in&l+en.

7akt+ operasi "ang lama tanpa pem+angan l+mp+r.

Ber&+ngsi e&ekti& dalam rentang deit dan ,+mlah ean in&l+en "ang +k+p l+as.

%tr+kt+r $B* "ang sederhana mem+ngkinkan +nt+k di+ah desainn"a tergant+ng

dari karakteristik limah air "ang akan diolah. /esain hirid dapat dilak+kan

+nt+k meningkatkan per&ormansi reaktor terhadap limah air spesi&ik (Barer


12/12

dan %t+ke"2 1). Gang dan ho+ (1#5) mengem+kakan eerapa keleihan

ioreaktor erpen"ekat anaeroik diandingkan dengan iorektor ,enis lain "ait+ :

a) %ederhana dalam pengoperasian

7akt+ start-+p "ang leih singkat ,ika diandingkan dengan iorektor &ilter

anaeroik.

Tidak m+dah ters+mat ,ika diandingkan dengan $%B dan rektor &l+idisasi.

Tidak memerl+kan da+r +lang l+mp+r akti&.

Tidak ter,adi pengg+mpalan l+mp+r seperti pada reaktor +ngg+n &l+idisasi.

) 8onstr+ksi sederhana

Tidak memerl+kan media pen"aring seperti &ilter anaeroik.

Tidak memerl+kan pengad+kan seperti pada reaktor ideal erpengad+k.

$B* mer+pakan ioreaktor "ang sederhana dan m+dah dioperasikan serta shok

loading hidrolik dan organik han"a sedikit erpengar+h terhadap e&isiensi

pengolahan. Mengingat eragai keleihan H keleihan iorektor erpen"ekat ini

diandingkan dengan reaktor-reaktor lain maka pengg+naan ioreaktor ini dalam

pengolahan air +angan perl+ dikemangkan.

$kan tetapi $B* ,+ga memp+n"ai kelemahan-kelemahan seperti k+rang dalam

mempertahankan keepatan +p&lo gas dan airan. $B* ,+ga s+lit +nt+k

mempertahankan distri+si merata in&l+en. %elain it+2 el+m an"ak penelitian

mengenai pengg+naan $B* +nt+k mengolah limah air "ang dihasilkan dari

ind+stri. %ehingga perl+ leih an"ak penelitian seel+m dapat dipastikan aha

teknologi $B* mer+pakan salah sat+ alternati& dalam pengolahan limah air dari

ind+stri r+mah tangga agi negara erkemang seperti ndonesia.

bioreaktor anaerobik

Documents