Kimia dengan Proses Biofilter Anaerob- Aerob
(Dengan Penambahan Ferosulfat 400 mg/l))
Untuk mengkatkan efisiensi pengolahan dan memperpendek waktu tinggal di dalam reaktor biofilter maka sebelum masuk ke dalam reaktor biofilter di berikan penambahan bahan kimia yang dalam hal ini dipilih bahan koagulan dari senyawa besi, yaitu ferro sulfat (FeSO4.7H2O). Pemilihan ferro sulfat sebagai koagulan dikarenakan rentang pH optimumnya yang lebih lebar. Ferosulfat yang umum digunakan adalah berbentuk butiran (granular) dengan kandungan FeSO4 sebanyak 55%.
Untuk menentukan dosis optimum dari koagulan yang akan dipakai digunakan metode Jar Test. Di dalam metode Jar Test ini terjadi proses koagulasi dan flokulasi dimana pengadukannya diatur dengan kecepatan yang sama tetapi dengan dosis koagulan yang berbeda. Untuk penelitian ini dosis ferro sulfat yang akan dipakai adalah 150 mg/l, 200 mg/l, 250 mg/l, 300 mg/l, 350 mg/l dan 400 mg/l. Untuk persentase penurunan warna dan COD dapat dilihat pada Tabel III.23 .
Dari hasil Jar Test tersebut terlihat bahwa penurunan optimum terdapat pada penambahan ferro sulfat sebanyak 400 mg/l dengan efisiensi penurunan sebesar 77,8% untuk warna dan 47% untuk COD. Karena itu untuk meningkatkan kualitas efluen agar memenuhi baku mutu
penambahan ferro sulfat yang diberikan sebesar 400 ppm. Untuk penambahan ini waktu tinggal reaktor kontinyu yang digunakan adalah 24 jam dan bak pembubuhan kimia yang dipergunakan berbentuk buffle channel.
Tabel III.23 : Hasil Jar Test Penghilangann COD dengan Ferosulfat.
Dosis koagulan
Konsentrasi warna
Penghilangan Konsentrasi Penghilanga n Ferro
sulfat (mg/ltr)
(Pt.Co) Warna (%) COD (mg/l) COD (%)
0 675 0 1610 0 150 422 37.5 1420 11.8 200 391 42.1 1355 15.8 250 317 53.0 1199 25.5 300 248 63.3 1101 31.6 350 206 69.5 1004 37.6 400 150 77.8 853 47.0
Sumber : Hasil penelitian
Skema proses percobaan pengolahan air limbah pencucian jean dengan kombinasi proses pengendapan dengan penambahan ferro sulfat 400 mg/l, dan proses biofilter tercelup anaerob-aerob dengan waktu tinggal 24 jam dapat dilihat pada Gambar Gambar III.6.b. Hasil percobaan selengkapnya dapat dilihat seperti pada Tabel III.24 sampai dengan Tabel III.27 dan Gambar III.15 sampai dengan Gambar III.18.
Penghilangan COD :
Pada percobaan tiga hari pertama tanpa tanpa penambahan ferosulfat efisisensi penghilangan pada bak pengendapan hanya mencapai 15 %, dan setelah penambahan ferosulfat sebesar 400 mg/l efisiensi penghilangan COD di dalam Bak pengendapan kimia dapat mencapai sekitar 45 %. Setelah kondisi stabil efisensi penghilangan COD kumulatif mulai bak pengendapan kimia sampai zona anoksik mencapai sekitar 85 %. Sedangkan efisiensi penghilangan COD setelah zona aerob atau efisensi total mencapai 92 %. Grafik penghilangan COD di dalam air limbah pencucian jean dengan menggunakan kombinasi proses pengendapan kimia dan proses biofilter dapat dilihat seperti pada Tabel III.24 dan Gambar III.15.
Penghilangan BOD :
Konsentrasi BOD di dalam air limbah berkisar antara 1186 – 1203 mg/l. Pada percobaan tiga hari pertama tanpa tanpa penambahan ferosulfat efisisensi penghilangan pada bak pengendapan hanya mencapai 20 %, dan setelah penambahan ferosulfat sebesar 400 mg/l efisiensi penghilangan BOD di dalam Bak pengendapan kimia dapat mencapai sekitar 50 %. Setelah kondisi stabil efisensi penghilangan BOD kumulatif mulai bak pengendapan kimia sampai zona anoksik mencapai sekitar 87 %. Sedangkan efisiensi penghilangan BOD setelah zona aerob atau efisensi total mencapai 94 %. Grafik penghilangan BOD di dalam air limbah pencucian jean dengan menggunakan
kombinasi proses pengendapan kimia dan proses biofilter dapat dilihat seperti pada Tabel III.25 dab Gambar III.16.
Penghilangan TSS
Konsentrasi TSS di dalam air limbah berkisar antara 492 – 510 mg/l. Pada percobaan tiga hari pertama tanpa tanpa penambahan ferosulfat efisisensi penghilangan pada bak pengendapan hanya mencapai 44 %, dan setelah penambahan ferosulfat sebesar 400 mg/l efisiensi penghilangan TSS di dalam Bak pengendapan kimia dapat mencapai sekitar 72 %. Setelah kondisi stabil efisensi penghilangan TSS kumulatif mulai bak pengendapan kimia sampai zona anoksik mencapai sekitar 88 %. Sedangkan efisiensi penghilangan TSS setelah zona aerob atau efisensi total mencapai 94 %. Hasil selengkapnya terlihat seperti pada Tabel III.26 dan Gambar III.17.
Penghilangan Warna
Konsentrasi Warna di dalam air limbah berkisar antara 526 – 540 skala pt-Co. Pada percobaan tiga hari pertama tanpa tanpa penambahan ferosulfat efisisensi penghilangan pada bak pengendapan hanya mencapai 46 %, dan setelah penambahan ferosulfat sebesar 400 mg/l efisiensi penghilangan Warna di dalam Bak pengendapan kimia dapat mencapai sekitar 75 %. Setelah kondisi stabil efisensi penghilangan Warna kumulatif mulai bak pengendapan kimia sampai zona anoksik mencapai sekitar 90 %. Sedangkan
efisiensi penghilangan Warna setelah zona aerob atau efisensi total mencapai 95 %. Hasil selengkapnya terlihat seperti pada Tabel III.27 dan Gambar III.18.
Dari hasil percobaan tersebut di atas dapat disimpulkan bahwa dengan kombinasi proses pengendapan dengan penambahan ferro sulfat dengan proses biofilter dapat digunakan untuk pengolahan air limbah pencucian jean atau industri kecil tekstil dengan baik, khususnya dapat menurunkan polutan senywa organik, zat padat tersuspensi serta dapat menghilangkan warna dengan sangat efektif.
Temperatur selama pengoperasian biofilter dengan media sarang tawon ini adalah berkisar antara 27 oC – 29 oC. Dengan demikian jenis mikroba yang bekerja di pH selama penelitian ini berada pada kisaran 6,5-8. Jenis mikroorganisme yang paling baik untuk menyisihkan kandungan organik adalah bakteri dan bakteri akan tumbuh dengan baik pada kisaran pH 7-8 (Flathman, 1994).
Dalam penelitian ini juga dilakukan sirkulasi yaitu dari bak efluen (pengendapan akhir) disirkulasi kembali ke bak pengendapan awal dengan rasio resirkulasi 1:1. Hal ini dilakukan untuk meningkatkan beban hidrolik dan juga meningkatkan mengurangi nilai BOD karena terjadi peningkatan DO. Selain itu percampuran influen baku dengan sirkulasi efluen dapat menghilangkan masalah BOD over load dan kekurangan DO (Rittmann & Mc Carty, 2001).
Tabel III. 24 : Penghilangan COD di dalam Air limbah pencucian jean dengan kombinasi proses Kimia dan proses biofilter.
Waktu tinggal Di dalam Biofilter 1 hari (24 jam) dengan Ferro Sulfat 400 ppm
Influen Efluen Bak Kimia Efisiensi Bak Kimia Efluen Anoksik Efisiensi Anoksik Efluen Aerob (total) Efisiensi Total
Tanggal Hari ke-
mg/l mg/l % mg/l % mg/l % 27-Mei-01 1 1612 1369 15,1 330 79,5 201 87,531 28-Mei-01 2 1596 1355 15,1 325 79,6 198 87,594 29-Mei-01 3 1600 1359 15,1 327 79,6 198 87,625 30-Mei-01 4 1604 879 45,2 228 85,8 120 92,519 31-Mei-01 5 1587 870 45,2 223 85,9 116 92,691 01-Jun-01 6 1596 876 45,1 225 85,9 118 92,607 02-Jun-01 7 1609 879 45,4 230 85,7 120 92,542 03-Jun-01 8 1580 865 45,3 224 85,8 116 92,658 04-Jun-01 9 1593 872 45,3 226 85,8 116 92,718 05-Jun-01 10 1598 875 45,2 226 85,9 114 92,866 06-Jun-01 11 1600 878 45,1 228 85,8 117 92,688
Keterangan : Pada 3 hari pertama pengoperasian belum ditambahkan Ferro Sulfat, tetapi telah dilewatkan bak pembubuhan yang berbentuk buffle channel.
Grafik Efisiensi Penghilangan COD dgn penambahan FeSO4 400 ppm 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Waktu Operasi (Hari)
Konsentrasi COD (m g/ltr) 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0 Efisiensi Penghilangan COD(% )
Influen bak kimia Efluen bak kimia
Efluen anoksik Efluen reaktor
Efisiensi bak kimia Efisiensi anoksik
Efisiensi total reaktor
Tanpa FeSO4
Gambar III.15 :
Penghilangan COD di dalam Air limbah pencucian jean dengan kombinasi proses Kimia dan proses
biofilter.
Waktu tinggal Di dalam Biofilter 1 hari (24 jam) dengan penambahan Ferro Sulfat 400 pp
Tabel III.25 : Penghilangan BOD di dalam Air limbah pencucian jean dengan kombinasi proses Kimia dan proses biofilter.
Waktu tinggal Di dalam Biofilter 1 hari (24 jam) dengan Ferro Sulfat 400 ppm
Influen Efluen Bak Kimia Efisiensi Bak Kimia Efluen Anoksik Efisiensi Anoksik Efluen Aerob (total) Efisiensi Total
Tanggal Hari ke-
mg/l mg/l % mg/l % mg/l % 27-Mei-01 1 1201 957 20,3 230 80,8 138 88,5 28-Mei-01 2 1193 948 20,5 227 81,0 136 88,6 29-Mei-01 3 1186 943 20,5 226 80,9 135 88,6 30-Mei-01 4 1192 586 50,8 148 87,6 70 94,1 31-Mei-01 5 1200 590 50,8 150 87,5 72 94,0 01-Jun-01 6 1195 586 51,0 150 87,4 71 94,1 02-Jun-01 7 1188 584 50,8 147 87,6 69 94,2 03-Jun-01 8 1190 584 50,9 148 87,6 70 94,1 04-Jun-01 9 1189 584 50,9 147 87,6 71 94,0 05-Jun-01 10 1203 590 51,0 151 87,4 72 94,0
Keterangan: Pada 3 hari pertama pengoperasian belum ditambahkan Ferro Sulfat, tetapi telah dilewatkan bak pembubuhan yang berbentu buffle channel
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Waktu Operasi (Hari)
Konsentrasi BOD (m g/ltr) 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0
Efisiensi Penghilangan BOD (%)
Influen bak kimia Efluen bak kimia
Efluen anoksik Efluen reaktor
Efisiensi Bak Kimia Efisiensi anoksik Efisiensi Total
Tanpa FeSO4
Gambar III.16 :
Grafik Penghilangan BOD di dalam Air limbah pencucian jean dengan kombinasi proses Kimia
dan proses biofilter.
Waktu tinggal Di dalam Biofilter 1 hari (24 jam) dengan penambahan Ferro Sulfat 400 ppm
Tabel III.26 : Penghilangan TSS di dalam Air limbah pencucian jean dengan kombinasi proses Kimia dan proses biofilter.
Waktu tinggal Di dalam Biofilter 1 hari (24 jam) dengan Ferro Sulfat 400 ppm
Influen Efluen Bak Kimia Efisiensi Bak Kimia Efluen Anoksik Efisiensi Anoksik Efluen Aerob (total)
Tanggal Hari ke-
mg/l mg/l % mg/l % mg/l 27-Mei-01 1 500 278 44,4 150 70,0 96 28-Mei-01 2 503 280 44,3 148 70,6 97 29-Mei-01 3 510 284 44,3 150 70,6 98 30-Mei-01 4 495 138 72,1 55 88,9 34 31-Mei-01 5 492 137 72,2 55 88,8 33 01-Jun-01 6 499 138 72,3 56 88,8 34 02-Jun-01 7 502 140 72,1 57 88,6 34 03-Jun-01 8 507 141 72,2 57 88,8 34 04-Jun-01 9 498 138 72,3 56 88,8 33 05-Jun-01 10 495 137 72,3 55 88,9 33 06-Jun-01 11 501 139 72,3 56 88,8 34
Keterangan : Pada 3 hari pertama pengoperasian belum ditambahkan Ferro Sulfat, tetapi telah dilewatkan bak pembubuhan yang berbentuk buffle channel.
Grafik Penghilangan TSS di dalam Air limbah pencucian jean dengan kombinasi proses Kimia dan
proses biofilter. 0 100 200 300 400 500 600 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Waktu Operasi (Hari)
Konsentrasi TSS (m g/l) 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0 Efisiensi Penghilangan TSS (% )
Influen bak kimia Efluen bak kimia
Efluen anoksik Efluen aerob
Efisiensi bak kimia Efisiensi anoksik
Efisiensi total reaktor
Tanpa
Gambar III.17 :
Grafik Penghilangan TSS di dalam Air limbah pencucian jean dengan kombinasi proses Kimia
dan proses biofilter.
Waktu tinggal Di dalam Biofilter 1 hari (24 jam) dengan penambahan Ferro Sulfat 400 ppm
Tabel III.27 : Penghilangan Warna di dalam Air limbah pencucian jean dengan kombinasi proses Kimia dan proses biofilter.
Waktu tinggal Di dalam Biofilter 1 hari (24 jam) dengan Ferro Sulfat 400 ppm
Influen Efluen Bak Kimia Efisiensi Bak Kimia Efluen Anoksik Efisiensi Anoksik Efluen Aerob (total) Efisiensi Total
Tanggal Hari ke-
Pt.Co Pt.Co % Pt.Co % Pt.Co %
27-Mei-01 1 540 290 46,3 154 71,5 112 79,3 28-Mei-01 2 536 286 46,6 153 71,5 110 79,5 29-Mei-01 3 542 288 46,9 155 71,4 112 79,3 30-Mei-01 4 529 130 75,4 50 90,5 25 95,3 31-Mei-01 5 526 129 75,5 49 90,7 24 95,4 01-Jun-01 6 537 132 75,4 51 90,5 26 95,2 02-Jun-01 7 540 132 75,6 51 90,6 25 95,4 03-Jun-01 8 531 130 75,5 50 90,6 24 95,5 04-Jun-01 9 528 129 75,6 50 90,5 24 95,5 05-Jun-01 10 530 130 75,5 50 90,6 25 95,3 06-Jun-01 11 533 131 75,4 51 90,4 25 95,3
Keterangan : Pada 3 hari pertama pengoperasian belum ditambahkan Ferro Sulfat, tetapi telah dilewatkan bak pembubuhan yang berbentuk buffle channel
Grafik Penghilangan Warna di dalam Air limbah pencucian jean dengan kombinasi proses Kimia dan
proses biofilter 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Waktu Operasi (Hari)
Konsentrasi Warna (Pt.Co) 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0 Efisiensi Penghilangan Warna (% )
Influen bak kimia Efluen bak kimia
Efluen anoksik Efluen aerob
Efisiensi bak kimia Efisiensi anoksik
Efisiensi total reaktor
Tanpa FeSO4
Gambar III.18 :
Grafik Penghilangan Warna di dalam Air limbah pencucian jean dengan kombinasi proses Kimia
dan proses biofilter.
Waktu tinggal Di dalam Biofilter 1 hari (24 jam) dengan penambahan Ferro Sulfat 400 ppm
III.3.2 .4 Identifikasi Mikroorganisme
Identifikasi mikroorganisme yang berperan dalam bioreaktor aerob bermedia sarang tawon ini dilakukan untuk mengetahui jenis mikroorganisme yang berperan dalam proses penghilangan bahan-bahan pencemar selama pengoperasian. Identifikasi dilakukan pada Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Kedokteran Univesitas Trisakti. Hasil identifikasi dapat dilihat pada Tabel III.28.
Tabel II.28 : Identifikasi Mikroorganisme
No Mikroorganisme
1 Eschericia Coli
2 Basilus Subtilis
3 Serratia Marcescens
Pseudomonas Aeruginosa Sumber : Hasil penelitian Lab. Mikrobiologi, FK-TRISAKTI
Dari hasil identifikasi mikroorganisme tersebut, ternyata mikroorganisme yang terdapat pada media sesuai dengan yang ditulis Metcalf & Eddy (1991), yaitu pada pertumbuhan melekat (attached growth) bakteri yang paling umum terdapat pada media antara lain adalah Pseudomonas dan Eschericia Coli.
Menurut Handajani (1996), mikroorganisme yang dominan terdapat dalam air limbah tekstil dan mampu mendegradasi warna dan zat organik
antara lain adalah Pseudomonas aeruginosa. Sedangkan Rohaeni (1997) mengutip dari Idaka (1978), mikroorganisme yang mampu menyisihkan warna anatara lain adalah Bacillus subtilis
III.4 KESIMPULAN
Berdasarkan hasil percobaan tersebut diatas dapat disimpuklan bahwa :
Proses biofilter menggunakan media plastik sarang tawon dapat digunakan untuk mengolahan air limbah pencucian dan pewarnaan jeans dengan hasil yang baik. Efisiensi penghilangan polutan dipengaruhi oleh waktu tinggal hidrolis di dalam reaktor atau beban pengolahan (beban organik). Semakin lama waktu tinggal hidrolis (WTH) di dalam reaktor biofilter atau semakin besar beban pengolagan (loading) efisiensi penghilangan semakin kecil.
Pengolahan air limbah industri pencucian jean dengan proses biofilter anaerob-aerob menggunakan media plastik sarang tawon dengan kondisi waktu tinggal 1-3 hari di dapatkan efisensi penghilangan COD, BOD, SS dan Warna masing-masing yakni : COD 78 – 91 %, BOD 85 – 92 %, total zat padat tersuspensi (TSS) 80 – 93 %, dan Warna 48 – 57 %. Makin kecil waktu tinggal di dalam reaktor biofilter efisiensi penghilangan juga semakain kecil.
Hubungan antara beban BOD (BOD Loading) dengan efisiensi penghilangan menjunjukkan hubungan linier yang dengan persamaan Y = -2,5945 X + 95,005 dengan niliai Regresi R = 0,97068 dimana Y adalah efisiensi penghilangan BOD (%), dan X adalah beban BOD (kg-BOD/m3-reaktor.hari)
Dengan menggunakan kombinasi proses
pengendapan kimia dengan penambahan ferosulfat 400 mg/l dan proses biofilter anaerob-aerob dengan waktu tinggal 24 jam didapatkan efisiensi total penghilangan polutan yang lebih baik yakni masing-masing untuk COD 92 %, BOD 94 %, TSS 94 % dan Warna 95 %.
Dari hasil identifikasi, mikroorganisme yang berperan dalam proses biofilter anaerob-aerob antara lain yakni Eschericia Coli, Basilus Subtilis, Serratia Marcescens dan Pseudomonas Aeruginosa.