3.1. Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Pembangkit Listrik Tenaga Biogas (PLTBg) LPPM
Pusdiklat USU Medan.
3.2. Bahan dan Peralatan
Dalam penelitian ini bahan utama yang digunakan adalah LCPKS yang berasal
dari PKS Adolina PTP Nusntara IV. Bahan pendukung adalah Natrium bikarbonat (NaHCO3), Amonium bikarbonat (NH4HCO3), Larutan logam (FeCl2, NiCl.6H2O dan CoCl2.6H2O).
Peralatan yang digunakan adalah gravity thickener terbuat dari carbon steel
seperti disajikan pada Gambar 3.1. Proses analisa menggunakan oven, desikator,
cawan penguap, timbangan elektrik, penjepit tabung dan furnace.
Prosedur Percobaan dilaksanakan pada suatu rangkaian peralatan yang secara skematik disajikan pada Lampiran D. LCPKS segar dimasukkan ke dalam tangki umpan kemudian ditambahkan NaHCO3 dan larutan logam FeCl2 4H2O, NiCl2 6H2O, CoCl2 6H2O. Umpan kemudian dipompakan ke mixing tank selanjutnya dipompakan ke dalam fermentor untuk difermentasi, gas yang terbentuk dialirkan ke drain tank
16
untuk pemisahan gas dari uap air. Gas kemudian dialirkan ke tangki desulfurization untuk menghilangkan gas H2S selanjutnya disimpan dalam balon gas. Biogas yang dihasilkan dikompresikan menggunakan kompresor kedalam tabung gas. Pada akhirnya gas digunakan untuk menggerakkan generator listrik guna menghasilkan energi listrik. Keluaran fermentor tidak langsung dibuang begitu saja, tetapi
di-recycle kembali ke mixing tank setelah terlebih dahulu dilakukan pengendapan pada gravity thickener. Sedangkan overflow dialirkan ke tangki penampungan limbah
untuk seterusnya diolah menjadi pupuk cair.
Percobaan dilakukan dengan pH pada kisaran 6,5 sampai dengan 7,8 dan M-alkalinity dijaga ≥3.000 mg/l serta penambahan NaHCO3 sebanyak 2,5 g/L LCPKS. Penambahan NaHCO3 adalah untuk mempertahankan pH pada 6,8 sampai dengan 7,2 dan kandungan M-alkalinity ≥3.000 mg/l. Gravity thickener yang digunakan terbuat dari carbon steel yang dilengkapi dengan 5 buah keran yang berfungsi sebagai tempat pengambilan sampel percobaan. Jarak antara satu keran dengan keran lainnya adalah 20 cm.
Secara skematik tentang gravity thickener tanpa anulus dan dengan anulus seperti pada Gambar 3.2 dan Gambar 3.3 dapat dilihat bahwa gravity thickener yang digunakan berbentuk silinder dengan alas kerucut dan dilengkapi dengan strirer (pengaduk) dan anulus berdiameter 203 mm. Jarak gravity thickener dari lantai 500 mm, tinggi kerucut 300 mm dan tinggi silinder 1.800 mm dengan tinggi total tangki 2.300 mm.
3.3. Tahapan Penelitian
Tahapan yang dilakukan pada penelitian ini adalah:
A. Pertama dilakukan prosedur loading up hingga mencapai target HRT 6 hari. B. Kemudian setelah dicapai HRT 6 hari, dilakukan pengukuran TS dan VS.
Percobaan dihentikan ketika telah dicapai data yang stabil yaitu 3 x HRT.
C. Untuk mencapai tujuan penelitian maka dilakukan serangkaian percobaan tahapan A dan B dengan memvariasikan diameter, recycle sludge dan sludge
level. Selanjutnya dilakukan pengukuran TS dan VS untuk masing-masing
variasi dan dilakukan pengolahan data sehingga dapat ditentukan gravity
thickener yang sesuai pada proses fermentasi dengan sistem recycle sludge.
Gambar 3.1 Gravity Thickener yang Digunakan dalam Penelitian ini Spesifikasi: Tangki : Diameter = 35 cm Tinggi total = 230 cm Motor : Daya = 1 hp Phase = 1 phase Putaran = 37,5 rpm Merk = Powerfull Gear Box : Nisbah = 60:1
Merk = Sinoria (China)
18
Gambar 3.2 Skematik Gravity Thickener tanpa Anulus
Gambar 3.3 Skematik Gravity Thickener Beranulus
3.4. Prosedur Penelitian
3.4.1. Loading up hingga mencapai target HRT
Adapun prosedur loading up adalah sebagai berikut:
1. LCPKS yang telah difermentasi dimasukkan ke dalam tangki fermentor dan
diatur suhunya hingga mencapai 550C.
2. Kecepatan pengadukan di dalam fermentor diatur antara 100 rpm-200 rpm.
3. Pemasukan umpan dilakukan secara bertahap yaitu 1 kali sehari.
4. Percobaan dimulai setelah HRT 80 hari guna adaptasi bakteri metanogen dengan
umpan.
5. HRT diturunkan 0,2 kali dari HRT awal hingga mencapai target HRT 6 hari jika
pada hari berikutnya pH pada fermentor sudah stabil dan nilai M-Alkalinity tidak
turun.
3.4.2. Pengujian Sampel
Pengujian yang dilakukan adalah terdiri atas:
a. Analisa total solid (TS)
Total solid merupakan gabungan antara padatan tersuspensi (suspended solid)
dan padatan yang terlarut (dissolved solid). Analisa ini perlu dilakukan agar
dapat diketahui parameter yang dibutuhkan dalam proses fermentasi sehingga
diperoleh efisiensi proses.
b. Analisa abu dan volatile solid (VS)
Volatile solid (VS) merupakan materi organik atau padatan organik yang
menguap pada proses pembakaran diatas 7000C. Analisa VS ini perlu dilakukan untuk mengetahui banyaknya materi organik dalam limbah. Materi organik inilah yang akan dikonversikan menjadi biogas oleh metanobakter.
3.5. Jadwal Penelitian
Pelaksanaan penelitian selama 10 (sepuluh) bulan mulai bulan Februari s/d
November 2011. Jenis kegiatan dan jadwal pelaksanaannya dapat dilihat pada Tabel 3.1. 20
Tidak
Tidak
Ya Ya
Tabel 3.1 Jenis Kegiatan dan Jadwal Pelaksanaan Penelitian
No Kegiatan Bulan ke-
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 Survei dan persiapan penelitian
2 Pelaksanaan Penelitian dan pengumpulan data
3 Kompilasi data dan penarikan kesimpulan
4 Penulisan karya ilmiah
5 Penyusunan dan penyerahan laporan akhir
3.6. Flowchart Penelitian
3.6.1. Flowchart Tahapan Penelitian
Adapun flowchart tahapan penelitian adalah sebagai berikut:
Gambar 3.4 Flowchart tahapan penelitian Selesai
Apakah data sudah stabil?
Dianalisa TS dan VS pada variasi recycle sludge, diameter dan sludge level Apakah
tercapai target HRT 6?
Dilakukan variasi recycle sludge, diameter dan sludge level Loading Up
Mulai
Mulai
Cawan dipanaskan selama 2 jam pada suhu 7000C di dalam furnace
Cawan didinginkan di dalam desikator selama 10 menit
Cawan kosong ditimbang dan dicatat beratnya
Dimasukkan sampel sebanyak 10 ml ke dalam cawan
Cawan dipanaskan di dalam desikator pada suhu 1200C selama 4 jam
Cawan didinginkan di dalam desikator selama 10 menit
Cawan ditimbang, dicatat beratnya dan dihitung kadar TS
Cawan dipanaskan di dalam furnace selama 3 jam pada suhu 7000C
Cawan didinginkan di dalam desikator selama 10 menit
Cawan ditimbang, dicatat beratnya dan dihitung kadar VS
Selesai 3.6.2. Flowchart Analisa TS dan VS
Adapun flowchart analisa TS dan VS adalah sebagai berikut:
Gambar 3.5 Flowchart analisa total solid (TS) dan volatile solid (VS)
22