teknik membran

of 19/19
PAPER PENGOLAHAN LIMBAH CAIR Pengolahan Limbah Cair Kelapa Sawit Dengan Teknologi Membran Mikrofiltrasi (Ditujukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Teknik Penanganan Limbah) Oleh: Nama : Anis Setiani 240110110006 Farah Nuranjani 240110110027 Dinna Arieska S 240110110049 Hari, Tanggal : Kamis, 2 Oktober 2014

Post on 15-Jul-2016

232 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Teknik membran pada pengolahan limbah

TRANSCRIPT

PAPER PENGOLAHAN LIMBAH CAIR

Pengolahan Limbah Cair Kelapa Sawit Dengan Teknologi Membran Mikrofiltrasi

(Ditujukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Teknik Penanganan Limbah)

Oleh:

Nama

: Anis Setiani

240110110006

Farah Nuranjani

240110110027

Dinna Arieska S

240110110049

Hari, Tanggal : Kamis, 2 Oktober 2014

JURUSAN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia mempunyai potensi yang cukup besar untuk pengembangan industri kelapa sawit. Pada saat ini perkembangan industri kelapa sawit tumbuh cukup pesat. Perkembangan ini memiliki dampak positif dan dampak negatif bagi masyarakat. Dampak positif yang ditimbulkan adalah meningkatnya devisa negara dan kesejahteraan masyarakat meningkat, sedangkan dampak negatifnya adalah menimbulkan limbah yang dapat mencemari lingkungan apabila tidak dikelola dengan baik. Definisi limbah adalah kotoran atau buangan yang merupakan komponen penyebab pencemaran yang terdiri dari zat atau bahan yang tidak mempunyai kegunaan lagi bagi masyarakat. Limbah industri kebanyakan menghasilkan limbah yang bersifat cair atau padat yang masih kaya dengan zat organik yang mudah mengalami peruraian. Kebanyakan industri yang membuang limbahnya ke saluran perairan terbuka, sehingga dalam waktu yang relatif cepat akan menimbulkan bau busuk sebagai akibat terjadinya fermentasi limbah. Sebagian pengusaha industri yang akan membuang limbah diwajibkan mengolah terlebih dahulu untuk mencegah pencemaran lingkungan hidup disekitarnya. Metode yang digunakan adalah pengolahan limbah secara fisik, kimia, dan biologi atau kombinasi yang bertujuan untuk mengurangi pencemaran. Limbah cair yang berasal dari industri sangat bervariasi serta tergantung dari jenis dan besar kecilnya industri. Pada saat ini umumnya industri melakukan pengolahan limbah cair secara kimia yaitu proses koagulasi, sedimentasi dan dan flotasi dengan menggunakan udara terlarut, serta pengolahan limbah cair secara biologi yaitu proses aerob dan proses anaerob. Proses kimia sering kali kurang efektif dikarenakan biaya untuk pembelian bahan kimianya cukup tinggi, serta proses pengolahan limbah secara kimia memerlukan peralatan dan tahapan yang cukup sulit sehingga memerlukan keahlian dalam proses untuk melakukannya.Berdasarkan data diatas, maka untuk meminimisasi masalah tersebut salah satu teknologi yang dapat digunakan pada pengolahan limbah cair adalah teknologi membran.Penurunan kualitas air dapat disebabkan oleh adanya kandungan bahan organik dan anorganik yang berlebihan. Adanya senyawa organik dalam perairan akan dirombak oleh bakteri dengan menggunakan oksigen terlarut.perombakan ini akan menjadi masalah jika senyawa organik terdapat dalam jumlah yang banyak. Pada saat ini pengolahan limbah cair industri kelapa sawit umumnya dilakukan dengan metode kombinasi, yaitu fisika dan biologi. Teknologi membran telah menjadi topik hangat dalam beberapa tahun terakhir ini. Hal itu mungkin dipicu fakta bahwa pemisahan dengan membran memiliki banyak keunggulan yang tidak dimiliki metode-metode pemisahan lainnya. Keunggulan tersebut yaitu pemisahan dengan membran tidak membutuhkan zat kimia tambahan dan juga kebutuhan energinya sangat minimum. Membran dapat bertindak sebagai filter yang sangat spesifik. Hanya molekul-molekul dengan ukuran tertentu saja yang bisa melewati membran sedangkan sisanya akan tertahan di permukaan membran. Selain keunggulan-keunggulan yang telah disebutkan, teknologi membran ini sederhana, praktis, dan mudah dilakukan.1.2 Tujuan

Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut:

1. Untuk memahami tentang pengertian teknologi membran.2. Untuk mengetahui efisiensi membran sebagai alternatif pengolahan limbah

3. Untuk memahami dan sebagai pengetahuan mengenai jenis teknologi membran mikrofiltrasi yang diterapkan dalam pengolahan limbah kelapa sawit.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Limbah Cair Kelapa Sawit

Limbah cair pabrik kelapa sawit (PKS) dihasilkan dari 3 tahap proses, yaitu:

a. Proses sterilisasi (pengukusan) untuk mempermudah perontokan buah dari tandannya, mengurangi kadar air, dan untuk inaktifasi enzim lipase dan oksidase.

b. Proses ekstraksi minyak untuk memisahkan minyak daging buah dari bagian lainnya.

c. Proses pemurnian (klarifikasi) untuk membersihkan minyak dari kotoran lain (Hanum, 2009).

Tahapan proses penanganan limbah cair industri kelapa sawit secara konvensional adalah sebagai berikut.

a. Kolam pengumpul (fatfit)

Kolam ini berguna untuk menampung cairan-cairan yang masih mengandung minyak yang berasal dari air kondensat dan stasiun klarifikasi.

b. Deoiling ponds

Kemudian dimasukkan ke unit deoiling ponds untuk dikutip minyaknya dan diturunkan suhunya dari 7080oC menjadi 4045oC melalui menara atau bak pendingin.

c. Kolam pengasaman

Pada proses ini digunakan mikroba untuk menetralisir keasaman cairan limbah. Pengasaman bertujuan agar limbah cair yang mengandung bahan organik lebih mudah mengalami biodegradasi dalam suasana anaerobik. Limbah cair dalam kolam ini mengalami asidifikasi yaitu terjadi kenaikan konsentrasi asam-asam yang mudah menguap. Waktu penahanan hidrolisis (WPH) limbah cair dalam kolam pengasaman ini selama 5 hari. Kemudian, sebelum diolah di unit pengolahan limbah kolam anaerobik, limbah dinetralkan terlebih dahulu dengan menambahkan kapur tohor hingga mencapai pH antara 7,0-7,5.d. Kolam anaerobik primer

Proses ini memanfaatkan mikroba dalam suasana anaerobik atau aerobik untuk merombak BOD dan biodegradasi bahan organik menjadi senyawa asam dan gas. WPH dalam kolam ini mencapai 40 hari.

e. Kolam anaerobik sekunder

Adapun WPH limbah dalam kolam ini mencapai 20 hari. Kebutuhan lahan untuk kolam anaerobik primer dan sekunder mencapai 7 hektar untuk PKS dengan kapasitas 30 ton TBS/jam.

f. Kolam pengendapan

Kolam pengendapan ini bertujuan untuk mengendapkan lumpur-lumpur yang terdapat dalam limbah cair. WPH limbah dalam kolam ini berkisar 2 hari. Biasanya ini merupakan pengolahan terakhir sebelum limbah dialirkan ke badan air dan diharapkan pada kolam ini limbah sudah memenuhi standar baku mutu air sungai.

Berdasarkan uraian diatas terlihat bahwa pengolahan limbah cair industri kelapa sawit secara konvensional memiliki banyak kekurangan diantaranya kebutuhan lahan yang sangat luas dan WPH berkisar 67 hari. Oleh sebab itu, diperlukan alternatif lain untuk pengolahan limbah cair yaitu dengan teknologi membran.Pada pengolahan limbah dengan teknologi membran, diambil limbah cair pada proses deoiling ponds. Berikut komposisi limbah awal yang digunakan sebagai umpan.

Tabel 1. Komposisi Limbah Awal

Sumber limbahCOD (mg/l)TS (mg/l)TSS (mg/l)pH

Deoiling ponds39.17721.9608754,6

(Sumber: Hanum, 2009)Berdasarkan tabel tersebut dapat terlihat bahwa limbah pada deoiling ponds kadar kontaminannya masih sangat tinggi, hal ini disebabkan karena limbah deoiling ponds merupakan limbah cair yang belum diolah hanya kadar minyaknya sudah berkisar 1% serta penurunan suhu dari 65oC menjadi 30oC. Limbah cair industri kepala sawit termasuk kedalam heavy phase karena masih banyaknya kandungan lumpur (cake).2.2 Teknologi Membran

Membran ialah sebuah penghalang selektif antara dua fasa. Membran memiliki ketebalan yang berbeda-beda, ada yang tebal dan ada juga yang tipis serta ada yang homogen dan ada juga ada heterogen. Ditinjau dari bahannya membran dapat dibuat dari bahan alami dan bahan sintetis. Bahan alami adalah bahan yang berasal dari alam misalnya pulp dan kapas, sedangkan bahan sintetis dibuat dari bahan kimia,misalnya polimer.Membran berfungsi memisahkan material berdasarkan ukuran dan bentukmolekul, menahan komponen dari umpan yang mempunyai ukuran lebih besar daripori-pori membran dan melewatkan komponen yang mempunyai ukuran yang lebih kecil. Larutan yang mengandung komponen yang tertahan disebut konsentrat dan larutan yang mengalir disebut permeat. Filtrasi dengan menggunakan membran selain berfungsi sebagai sarana pemisahan juga berfungsi sebagai sarana pemekatan danpemurnian dari suatu larutan yang dilewatkan pada membran tersebut. Faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja membran antara lain:1. Ukuran molekul

2. Bentuk molekul

3. Bahan membran

4. Karakteristik larutan

5. Parameter operasional (tekanan, suhu, konsentrasi, pH, ion strength, polarisasi)

Teknologi membran dalam pengolahan air dan limbah merupakan proses pemisahan secara fisika yang memisahkan komponen yang lebih besar dari yang lebih kecil. Berbagai jenis proses membran dikategorikan berdasarkan driving force, jenis dan konfigurasi membran dan kemampuan penyisihannya. Proses membran dipergunakan dalam sistem pengolahan air minum dan air buangan seperti dalam proses desalinasi, pelunakan, penyisihan bahan organik, penyisihan warna, partikel dan lain-lain. Proses membran dapat diklasifikasikan berdasarkan driving force untuk menyokong proses pengolahan air. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penggunaan teknologi membrane adalah:

Tekanan

Daya listrik

Suhu

Gradien konsentrasi

Kombinasi lebih dari satu driving forceProses membran dengan menggunakan tekanan dan tenaga listrik hanya tersedia secara komersial dan telah umum dipergunakan untuk proses pengolahan air minum dan buangan.Proses membran yang paling umum adalah proses yang dijalankan dengan tekanan, dimana tekanan di dalam dan di luar membran berbeda. Berdasarkan ukuran pori membrane, membran dapat dibagi menjadi empat tipe:

1. Reverse osmosis (RO)2. Nanofiltration (NF)3. Ultrafiltration (UF)4. Microfiltration (MF)2.3 Struktur Membran

Berdasarkan jenis pemisahan dan strukturnya, membran dapat dibagi menjadi 3 kategori:

Gambar 1. Struktur Membran

Membran Sweep (berupa cairan atau gas) digunakan untuk membawa permeate hasil pemisahan.

Porous membrane. Pemisahan berdasarkan atas ukuran partikel dari zat-zat yang akan dipisahkan. Hanya partikel dengan ukuran tertentu yang dapat melewati membran sedangkan sisanya akan tertahan. Berdasarkan klasifikasi dari IUPAC, pori dapat dikelompokkan menjadi macropores (>50nm), mesopores (2-50nm), dan micropores (