V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.2 SARAN
1. Arang sekam dapat dijadikan sebagai salah satu alternatif bahan penyerap pollutan amoniak. 2. Penggunaan arang sekam dapat meningkatkan rasio C/N komposisi bahan yang berguna sebagai
penyokong nutrisi bagi pertumbuhan dan perkembangan mikroorganisme dalam biofilter. 3. Perlu dilakukan pengkajian lebih lanjut pada komposisi bahan dengan jumlah salah satu bahan
yang lebih besar dibandingkan dengan bahan lain untuk melihat keragaman sifat bahan terhadap penyerapan bau amoniak dan sebagai bahan pengisi biofilter.
31
DAFTAR PUSTAKA
Agustiyani, D., H. Imamuddin., E. N. Faridah., dan Oedjijono. 2004. Pengaruh pH dan Substrat Organik Terhadap Pertumbuhan dan Aktivitas Bakteri Pengoksidasi Amonia. J. of Biodiversitas. 5 (2): 43-47.
AOAC. 1995. Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemist. Washington.
Auria, R., A.-C. Aycagner, and J. S. Devinny. 1997. Influence of Water Content on Degradation Rates for Ethanol in Biofiltration. J. Air & WasteManagement. Assoc. 48: 65.
Baquerizo, G., J. P. Maestre, T. Sakuma, M. A. Deshusses, B. X. Gamisans, D. Gabriel, and J. Lafuente 2005. A Detailed Model of a Biofilter for Ammonia Removal: Model Parameters Analysis and Model Validation, Chem. Eng. J. 113: 205-214.
Burgess, J. E., S. A. Parsons, and R. M. Stuets. 2001. Development in Odors Control and Waste Gas Treatment Biotechnology: a Review. Biotechnol. Adv. 19: 35-63.
Busca G. and C. Piostarino. 2003. Abatement of Ammonia and Amines from Waste Gases. A Summary. J. of Loss Prevention in the Process Industries. 16: 157-63.
Deshusses, M. A. 1997. Biological Waste Air Treatment. Environ Biotech J. 8: 335-339.
Dubinin, M. M. 1983. Microporosity and Adsorptional Characteristic of Charcoal Adsorbent. Translated from Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Seriya Khimicheskaya. J. Physical Chemistry. No.3:487-493.
Esoy, A., Odegaard H., and Bentzen G. 1998. The Effect of Sulphide and Organic Matter on the Nitrification Activity in Biofilm Process. Water Science Technology. 37 (1): 115-122.
Devinny, J. S., M. A. Deshuss, T. S. Webster. 1999. Biofiltration for Air Pollution Control. Lewis Publisher. USA.
Djatmiko, B., S. Ketaren, and S. Setyahartini. 1985. Pengolahan Arang dan Kegunaannya. Agroindustry press. Teknologi Industri Pertanian. IPB. Bogor.
Gokce, C. E., S. Guneysu., S. Aydin, and S. Arayici. 2009. Comparison of Activated Carbon and Pyrolyzed Biomass for Removal of Humic Acid from Aqueous Solution. The Open Environmental Pollution & Toxicology J. 1: 43-48.
Govind, R. 2004. Biotreatment of Odors and Volatile Compound Emissions from Wastewater Treatment Plants. Paper for the On-Line IDS Conference. pp. 1-23.
Herhady, R. D. and R. Sukarsono. 2007. Pengaruh Suhu dan Waktu Sintering terhadap Kualitas Bahan Bakar Kernel UO2 dalam Furnace Jenis Fuildized Bed,Prosiding Seminar Nasional ke-13 Teknologi dan Keselamatan PLTN serta Fasilitas Nuklir, PTAPB-BATAN, Jakarta 6 November.
Hirai, M., M. Kamamoto., M. Yani, and M. Shoda. 2001. Comparison of the Biological NH3 Removal Characteristis among Four Inorganic Packing Materials. J. of Bioscience and Bioengineering. 91(4): 428-430.
Hodge, D. S., V. F. Medina, R. L. Islander, and J. S Devinny. 1993. Treatment of Hydrocarbon Fuel Vapor in Biofilters. J.Envir. Techn. 12: 655-662.
32
Huysman, F., and W. Verstraete. 1993. Water-Facilitted Transport of Bacteria in Unsaturated Soil Colomns: Influence of Cell Surface Hydrophobicity and Soil Properties. Soil Biol. Biochem. 25:83-90.Indriasari, S. 2005. Penerapan Teknik Biofilter Skala Pilot pada Penghilangan Gas Penyebab Bau dari Gudang Penyimpanan Leum Industri Karet (Ribbed Smoked Sheet). Tesis. IPB. Bogor.
Iranpour, R., H. H. J. Cox, M. A. Deshusses, and E. D. Schroeder. 2005. Literature Review of Air Pollution Control Biofilters and Biotrickling Filters for Odor and Volatile Organic Compound Removal. Environmental Progress. 24(3): 254-267.
Iskandar, H. dan K. D. Santosa. 2005. Panduan Singkat Cara Pembutan Arang Kayu Alternatif Pemanfaatan Limbah Kayu Oleh Masyarakat. Center for International Forestry Research, Bogor.
Jekayinfa, S. 2006. Effect of Airflow Rate, Moisture Content and Pressure Drop on the Airflow Resistance of Locust Bean Seed. Agricultural Engineering International: the CIGR Ejournal. Manuscript FP 06 010. Vol. VIII.
Jury, W. A., R. Horton. 2004. Soil Physics. 6th Ed. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey. pp: 29.
Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. UI Press. Jakarta.
KepMen LH No. 50/MENLH/11/1996 tentang Baku Mutu Tingkat Kebauan. Himpunan Perundang-undangan di Bidang Pengelolaan Lingkungan Hidup.
Kim, N. J., M. Hirai and M. Shoda. 2000. Comparison of Organic and Inorganic Packing Materials in the Removal of Ammonia Gas in Biofilters. J. Hazard Material., B72, 77-90.
Liang, Y., X. Quan, J. Chen, J. S. Chung, J. Y. Sung, S. Chen, D. Xue, and Y. Zhao. 2000. Long-term Results of Ammonia Removal and Transformation by Biofiltration. J. Hazard. Mater. 80: 259-269.
Lembar Informasi Pertanian. 2001. Penggunaan Bokashi dan Fine Compost pada Beberapa Komoditas Tanaman. Lembar Informasi Pertanian. BPTP Jakarta. Depatermen Pertanian. Agdex: 542, November. No.:07/LIPTAN/BPTP JKT/2001.
Mc Nevin, D. and J. Barford. 2000. Biofiltration as an Odour Abatement Strategy. Biochemical Engineering J. pp: 231-342.
Melse, R. W. and N. W. M. Ogink. 2005. Air Scrubbing Techniques for Ammonia and Odor Reduction at Livestock Operations. Review of-on Farm Research in the Netherlands. Transaction of the ASAE. 4(6): 2303-2313.
Nurcahyani, P. R. 2006. Kajian Aplikasi Bakteri Nitrosomonas sp. pada Teknik Biofilter untuk Menghilangkan Emisi Gas Amoniak. Fakultas Teknologi Pertanian. IPB. Bogor.
Nurcahyani, P. R. 2010. Penghilangan Polutan Gas Amoniak Dengan Biofilter Skala Pilot. Studi Kasus: PTPN VIII Pabrik Karet Cikumpay, Purwakarta, Jawa Barat. Fakultas Teknologi Pertanian. IPB. Bogor.
Ottengraf, S. P. P. 1986. Exhaust Gas Purification in Biotechnology. H. J. Rehm & G. Reed (Eds). J. Biotechnology. 8: 426-452. Weinheim, Germany: VCH Verlag.
Pagans, E., X. Font, and A. S’anchez. 2005. Biofiltration for Ammonia Removal from Composting Exhaust Gasses. Chem Engi J. Elsivier. 113: 105–110.
Pagans, E, X. Font, and A. S’anchez. 2007. Adsorbtion, Absorbtion, and Biological Degradation of Ammonia in Different Biofilter Organic Media. J. Biotech. Bioengi. 97: 515-525.
33
Pari, G. 1995. Pembuatan dan Karakteristik Arang Aktif dari kayu dan Batubara. Tesis SarjanaMagister Sains Kimia, Insititut Teknologi Bandung. Bandung.
Rahmani, A. R., A. H. Mahvi, A. R. Mesdaghinia, and S. Nasseri. 2004. Investigation of Ammonia Removal from Polluted Waters by Clinoptilolite zeolite. National J. of Environ Scie & Tech. 1 (2): 125-133.
Retledge, C. 1994. Biochemistry of Microbial Degradation. Kluwer Academic Publisher. Amsterdam.
Richards, B. N., 1987. The Micobiology of Terrestrial Ecosystems. Longman Scientific & Technical, Longman Group UK Limited, England. pp: 67.
Saputra, F. 2008. Penggunaan Bahan Pengisi Tanah, Kompos, Arang Sekam dan Serasah Dengan Teknik Biofilter untuk Menghilangkan NH3 pada Ruang Produksi Laterks Pekat. Fakultas Teknologi Pertanian. IPB. Bogor.
Setyaningsih, H. 1995. Pengolahan Limbah Batik dalam Proses Kimia dan Adsorbsi Karbon Aktif. Universitas Indonesia. Jakarta.
Shahmansouri, M. R., H. Taghipour, B. Bina, and H. Movahedian. 2005. Biological Removal of Ammonia from Contaminated Air Streams Using Biofiltration System. Iranian J. Env. Health Sci. Eng. 2(2):17-25.
Trismilah dan Sumaryanto. 2005. Pengaruh Kadar Nitrogen dalam Media pada Pembuatan Protease Menggunakan Bacillus megaterium DSM 319. J. Ilmu Kefarmasian Indonesia. 3(1) : 9-12. Wahyuni, A. 2004. Penghilang H2S dengan Teknik Biofiltrasi Menggunakan Media kompos dan
Arang Aktif yang diinokulasi dengan Thiobacillus sp. Fakultas Teknologi Pertanian. IPB. Bogor.
Walpole, R. E. 1995. Pengantar Statistika. Ed ke-3. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. Williams, T. O. and F. C. Miller. 1992. Biofilters and Facility Operations Biocycle. pp: 75-79. Wu, G., J. C. Chabot, J. J. Caron and M. Heitz. 1996. Biological Elimination of Volatile Organic
Compounds from Waste Gasses in A Biofilter. J. Water, Air, and Soil Pollution.101: 69–78. Yani, M. 1999. Study of Ammonia Removal by Nitrifying Bacteria. PhD Thesis. Tokyo Institute of
Technology. Tokyo.
Yusuf, A. 2006. Kajian Sistem Biofiltrasi untuk Mendegradasi Gas Polutan. Fakultas Teknologi Pertanian. IPB. Bogor.
Yuwono, A. S. 2003. Odour Pollution in the Environment: Detection of Biogenic Odour Emissions Using a QCM Sensor Array-Based Instrument. Phd Dissertation. University of Bonn, Germany.
http://staff.ui.ac.id/internal/131803508/.../Ammonia
-Sutrasno-2009.pdf.http://www.agvise.com/waterholdingcapacity.html.[3 Juli 2010].
http://www.brown.edu/Departments/Visual_Art/documents/MSDSAmmonia.pdf. [23 November 2010].
http://www.depkes.go.id. 2010. Parameter Pencemar Udara dan Dampaknya Terhadap Kesehatan. [ 7 Juni 2010].
http://www.nature.com/nature/journal/V449/n7160/images/nature0614 4-f4.0.jpg. [11 Juni 2010]. http://www.wikipedia.org.id. 2010. Densitas. [7 Juni 2010].
34
LAMPIRAN
35
Lampiran 1. Metode Analisis Proksimat1. Pengukuran pH
Pengukuran pH bahan pengisi dilakukan dengan menggunakan pH-meter yang telah dikalibrasi dengan menggunakan larutan buffer standar. Bahan pengisi yang telah ditambahkan dengan aquades disaring dan diukur dengan pH-meter.
2. Pengukuran Kadar Air (AOAC 1995)
Cawan porselen dikeringkan dalam over bersuhu 100-105°C selama 1 jam (sampai didapat berat konstan cawan). Cawan didinginkan dalam desikator selam 30 menit setelah itu ditimbang. Contoh yang akan ditentukan kadar airnya ditimbang sebanyak 2 gram. Cawan yang telah berisi contoh dimasukkan dalam oven bersuhu 100-105°C selama 5 jam sampai bobotnya konstan. Kadar air dihitung berdasarkan persamaan berikut:
% Kadar air B BB x %
Keterangan :
B = Bobot contoh (g)
B1 = Bobot (contoh + cawan) sebelum dikeringkan (g) B2 = Bobot (contoh + cawan) setelah dikeringkan (g)
3. Pengukuran Kadar Nitrogen Total (AOAC 1998)
Contoh sebanyak 0.1 gram yang telah dihaluskan, dimasukkan ke dalam labu kjeldahl 30 ml. ditambahkan 2.5 ml H2SO4 pekat, 1 gram katalis dan batu didih. Contoh selanjutnya didestruksi selama 1-1.5 jam atau hingga cairan jernih. Labu beserta isinya didinginkan lalu isinya dipindahkan ke dalam alat destilasi dan ditambahkan 15 ml larutan NaOH 50% kemudian dibilas dengan air suling. Labu kocok berisi HCl 0.02N diletakkan di bawah kondensor, sebelumnya ditambahkan ke dalamnya 2-4 tetes indikator (campuran metil merah 0.02% dalam alkohol dan metil biru 0.02% dalam alkohol dengan perbandingan 2:1). Ujung tabung kondensor harus terendam dalam labu larutan HCl, kemudian dilakukan destilasi sampai sekitar 25 ml destilat dalam labu kocok. Hasil destilasi dalam labu kocok selanjutnya dititrasi dengan NaOH 0.02N sampai terjadi perubahan warna ungu menjadi hijau.
4. Kadar Karbon
Timbang contoh masukan dalam cawan porselin. Tambahkan 5-10 gram bahan. Keringkan dalam oven 105°C selama 24 jam dan didinginkan. Panaskan kembali di atas suhu 700°C selama 2 jam. Lalu didinginkan dan ditmbang beratnya.
% Kadar karbon = . 4 x %
Keterangan :
A = berat cawan kosong B = berat cawan + contoh
C = berat (cawan + contoh) setelah dikeringkan pada suhu 105°C D = berat (cawan + contoh) setelah dikeringkan pada suhu 700°C
5. Kadar Fosfor
Timbang contoh masukan dalam tabung degesion. Tambahkan pereaksi HNO3 dan HClO4 dengan perbandingan 2:1 sebanyak 5 ml. Lalu diamkan 24 jam. Panaskan di atas suhu 150°C selama 1,5 jam. Diamkan 30 menit lalu tambah HCl 6N sebanyak 1 ml. Panaskan lagi di atas suhu 320°C selama 30 menit. Dinginkan lalu tambahkan Aquades ke dalam labu ukur 50 ml. Pengukuran P dilakukan dengan alat spektrofotometer.
36
Lampiran 2. Cara Kerja Pengujian Fisika1. Pengukuran Densitas Bahan (Jury dan Horton 2004)
Sebanyak 2 gram contoh bahan kering dimasukkan ke dalam gelas ukur 25 ml. Contoh bahan diukur volumenya. Densitas bahan dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
kg/m Keterangan:
= Densitas bahan (Kg/m3) m = mass bahan (Kg) V = Volume bahan (m3)
2. Prosedur Pengujian Total Porositas dengan Metode Gravimetri (Modifikasi
Nurcahyani 2010)
Pengujian total porositas dilakukan dengan menjumlahkan besar pori memegang air dan besar pori memegang udara. Pengujian ini digunakan untuk bahan-bahan yang memiliki porositas tinggi dan kadar air rendah. Campuran bahan diberikan air sehingga semua permukaan bahan menjerap air. Banyaknya air yang dapat dijerap tersebut menunjukkan kemampuan bahan menahan air (Water Holding Capacity).
Pengujian dilakukan pada jam ke-1 dan ke-24, kemudian kedua besar pori pada jam yang sama dijumlahkan. Besar pori memegang air selama 1 jam menunjukkan banyaknya air yang masih dijerap setelah 1 jam, sedangkan besar pori memegang udara setelah 1 jam menunjukkan ruang pori untuk sirkulasi udara bahan campuran setelah 1 jam.
3. Prosedur Perhitungan Water Holding Capacity (WHC) (Modifikasi Agvise
Laboratories)
Pengujian WHC dilakukan dengan mengurangi berat bahan setelah ditambahkan air dengan berat bahan kering. Campuran bahan diberikan air sehingga semua permukaan bahan menjerap air. Banyaknya air yang dapat dijerap menunjukkan kemampuan bahan menahan air (Water Holding Capacity). Pengujian dilakukan setiap 3 jam sekali selama 24 jam. Setiap 3 jam sekali, bahan selalu ditimbang. Selisih antara berat bahan yang menjerap air dengan awal berat bahan tanpa diberi air merupakan berat air yang mampu ditahan oleh bahan.
4. Prosedur Pengukuran Penurunan Tekanan (Shahmansouri et al. 2005)
Tekanan kolom bahan diukur dengan mengalirkan udara menggunakan air pump dan manometer pipa U. Bahan yang telah ditimbang dimasukkan ke dalam pipa paralon yang kedua ujungnya telah terhubung dengan selang inlet dan selang outlet. Selang inlet dihubungkan ke air pump dan selang outlet ke tabung yang berisi air. Udara yang dialirkan oleh air pump akan terlihat pada tabung yang berisi air. Bagian ujung selang inlet dan outlet dihubungkan ke manometer. Saat udara dialirkan pada manometer yang berisi air (H2O) akan terlihat perbedaan ketinggian.
P = ρ x g x h ---> ∆P = P awal - P akhir Keterangan :
P = Tekanan pada bahan (Pa)
∆P = Penurunan Tekanan Kolom
ρ = massa jenis air = 1000 kg/m3 g = gaya gravitasi = 9.8 m2/s
h = perbedaan ketinggian air pipa U (m)
5. Prosedur Pengujian Pollutant Holding Capacity (PHC) (Modifikasi
Nurcahyani 2010)
Pengujian PHC dilakukan dengan menjenuhkan bahan ke dalam wadah tertutup yang berisi larutan Amoniak 5%. Wadah diisi dengan larutan amoniak yang diencerkan sampai 5%. Wadah dibuat tertutup sehingga tidak ada gas amoniak yang lepas ke udara. Pengukuran berat gas amoniak yang tertahan dalam bahan dilakukan setiap jam sampai bahan jenuh. Berat bahan yang menjerap amoniak dikurangi dengan berat awal bahan merupakan jumlah amoniak yang dapat ditahan oleh bahan.
37
Bahan yang telah ditimbang di dalam cawan dimasukkan ke dalam wadah terebut dan dijenuhkan hingga bobot bahan konstan. Bahan yang telah jenuh selanjutnya ditambahkan asam borat 2% kemudian bahan didiamkan selama 30 menit agar asam borat dapat mengikat gas amoniak. Bahan kemudian diencerkan menggunakan aquades dengan jumlah yang sama tiap bahannya. Selanjutnya, larutan disaring dengan kertas saring, dan diambil 20 ml kemudian dilakukan titrasi dengan menggunakan HCl 0.1N sampai larutan berubah warna. Perubahan warna menunjukkan bahwa bahan menjerap amoniak.Jlh. Amoniak yg dijerap N (g-N/gr bhn. kering) N tertahan =
38
Lampiran 3. Data Hasil Pengujian Sifat Fisik Bahan1. Kadar Air Bahan
BlankoBahan Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 Kadar air
rata-rata (%) B B1 B2 B B1 B2 B B1 B2 K. bokashi 2.28 4.85 3.58 2.32 4.92 3.62 2.41 5 3.66 55.78 A. sekam 2.23 4.68 4.54 2.27 4.89 4.72 2.21 4.71 4.56 6.85 A. kayu 2.24 4.77 4.47 2.24 4.82 4.52 2.2 4.95 4.67 13.17 Komposisi Bahan
Perlakuan Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 Kadar air
rata-rata (%) B B1 B2 B B1 B2 B B1 B2 K222 7.02 9.8 8.08 6.96 9.75 7.92 6.75 9.36 7.67 25.28 K122 5.85 8.25 7.16 5.76 8.23 7.06 5.84 8.68 7.56 19.32 K212 5.84 8.3 6.68 5.79 8.72 7.14 5.88 8.65 7.02 27.58 K221 5.6 8.22 6.74 5.66 8.24 6.81 5.82 8.56 7.01 26.11
2. Densitas Bahan
BlankoBahan Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 Densitas
rata-rata (Kg/m3) Massa (gr) Volume (ml) Massa (gr) Volume (ml) Massa (gr) Volume (ml)
K. bokashi 2.21 5.5 2.26 5.5 2.3 6 401.82
A. sekam 2.31 16.5 2.23 17 2.44 18 135.58
39
Komposisi BahanPerlakuan Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 Densitas
rata-rata (Kg/m3) Massa (gr) Volume (ml) Massa (gr) Volume (ml) Massa (gr) Volume (ml)
K222 6.83 27 6.81 27 6.77 26 255.19 K122 5.88 25 5.81 27 5.86 28 219.89 K212 5.72 23 5.72 22 5.96 22 259.87 K221 5.71 25 5.68 22 5.83 25 246.69
3. Porositas Bahan
Blanko Bahan Ulangan ke - Berat awal (gr) Berat stlh + air (gr) Berat air (gr)Berat setelah (gr) Air yang terserap setelah (gr)
Air yang dilepaskan setelah (gr)
Pori memegang air (%)
Pori memegang udara (%)
1 jam 24 jam 1 jam 24 jam 1 jam 24 jam 1 jam 24 jam 1 jam 24 jam
K. bokashi 1 2.07 6.99 4.92 6.62 1.87 4.55 -0.20 0.37 5.12 65.09 -2.86 5.29 73.25 2 2.13 6.53 4.4 6.22 1.91 4.09 -0.22 0.31 4.62 62.63 -3.37 4.75 70.75 3 2.16 6.49 4.33 6.20 1.98 4.04 -0.18 0.29 4.51 62.25 -2.77 4.47 69.49 A. sekam 1 2.31 17.09 14.78 16.77 11.33 14.46 9.02 0.32 5.76 84.61 52.78 1.87 33.70 2 2.22 16.99 14.77 16.59 10.30 14.37 8.08 0.40 6.69 84.58 47.56 2.35 39.38 3 2.43 18.29 15.86 17.96 12.08 15.53 9.65 0.33 6.21 84.91 52.76 1.80 33.95 A. kayu 1 2.23 8.14 5.91 7.68 2.70 5.45 0.47 0.46 5.44 66.95 5.77 5.65 66.83 2 2.24 7.76 5.52 7.32 2.53 5.08 0.29 0.44 5.23 65.46 3.74 5.67 67.40 3 2.24 8.1 5.86 7.76 2.91 5.52 0.67 0.34 5.19 68.15 8.27 4.20 64.07
Bahan Penyerap Porositas rata-rata (dengan ml air/g-bahan) (%)
Pori memegang air (%)
Pori memegang udara (%)
Kompos bokashi 68.16 63.33 4.84 Arang sekam 86.71 84.70 2.01 Arang kayu 72.03 66.86 5.17
40
Komposisi Bahan Perlakuan Ulangan ke - Berat awal (gr) Berat stlh + air (gr) Berat air (gr)Berat setelah (gr) Air yang terserap setelah (gr)
Air yang dilepaskan setelah (gr)
Pori memegang air (%)
Pori memegang udara (%)
1 jam 24 jam 1 jam 24 jam 1 jam 24 jam 1 jam 24 jam 1 jam 24 jam
K222 1 5.97 21.57 15.6 20.77 9.21 14.80 3.24 0.80 12.36 68.61 15.02 3.71 57.30 2 5.93 25.92 19.99 25.27 15.26 19.34 9.33 0.65 10.66 74.61 36.00 2.51 41.13 3 6.05 23.8 17.75 23.21 12.62 17.16 6.57 0.59 11.18 72.10 27.61 2.48 46.97 K122 1 5.34 22.87 17.53 22.18 15.47 16.84 10.13 0.69 7.40 73.63 44.29 3.02 32.36 2 5.33 25.5 20.17 24.82 16.46 19.49 11.13 0.68 9.04 76.43 43.65 2.67 35.45 3 5.38 26.03 20.65 25.62 20.72 20.24 15.34 0.41 5.31 77.76 58.93 1.58 20.40 K212 1 4.75 19.64 14.89 19.19 9.42 14.44 4.67 0.45 10.22 73.52 23.78 2.29 52.04 2 4.84 19.1 14.26 17.13 8.22 12.29 3.38 1.97 10.88 64.35 17.70 10.31 59.96 3 5.21 19.29 14.08 18.27 8.82 13.06 3.61 1.02 10.47 67.70 18.71 5.29 54.28 K221 1 4.88 22.63 17.75 20.43 7.93 15.55 3.05 2.20 14.70 68.71 13.48 9.72 64.96 2 5.1 22.08 16.98 21.24 7.84 16.14 2.74 0.84 14.24 73.10 12.41 3.80 64.49 3 5.24 21.34 16.1 21.28 10.98 16.04 5.74 0.06 10.36 75.16 26.90 0.28 48.55
Bahan Penyerap Porositas rata-rata (dengan ml air/g-bahan) (%)
Pori memegang air (%)
Pori memegang udara (%)
K222 74.67 26.21 48.47
K122 78.36 48.96 29.40
K212 74.49 20.06 54.43
41
4. Water Holding Capacity (WHC)
Blanko Bahan Ulangan ke- Berat awal bahan (gr) Berat stlh + air (gr)
Berat air pada jam (gr)
0 3 6 9 12 15 18 21 24
K. bokashi
1 2.07 6.99 4.92 3.65 2.79 2.12 1.5 0.8 0.42 0.12 -0.2
2 2.13 6.53 4.4 3.46 2.61 1.92 1.33 0.68 0.35 -0.2 -0.22
3 2.16 6.49 4.33 3.43 2.62 1.97 1.43 0.82 0.44 0.14 -0.18
Rata-rata berat air (gr) 6.67 4.55 3.51 2.67 2.00 1.42 0.77 0.40 0.02 -0.20
A. sekam
1 2.31 17.09 14.78 13.5 12.93 12.54 12.2 11.79 11.41 10.54 9.02
2 2.22 16.99 14.77 13.45 12.7 12.13 11.61 11.01 10.48 9.63 8.08
3 2.43 18.29 15.86 14.48 13.86 13.4 12.99 12.52 12.1 11.21 9.65
Rata-rata berat air (gr) 17.46 15.14 13.81 13.16 12.69 12.27 11.77 11.33 10.46 8.92
A. kayu
1 2.23 8.14 5.91 4.64 3.72 3 2.39 1.66 1.23 0.87 0.47
2 2.24 7.76 5.52 4.25 3.38 2.72 2.15 1.52 1.12 0.74 0.29 3 2.24 8.1 5.86 4.7 3.92 3.29 2.78 2.17 1.69 1.17 0.67
Rata-rata berat air (gr) 8.00 5.76 4.53 3.67 3.00 2.44 1.78 1.35 0.93 0.48
Komposisi Bahan Perlakuan Ulangan ke- Berat awal bahan (gr) Berat stlh + air (gr)
Berat air pada jam (gr)
0 3 6 9 12 15 18 21 24
K222
1 5.97 21.57 15.6 13.49 12.07 10.92 9.99 8.69 7.49 5.55 3.24
2 5.93 25.92 19.99 17.57 16.5 15.69 14.92 14.02 13.25 11.8 9.33
3 6.05 23.8 17.75 15.94 14.82 13.92 12.93 11.93 10.94 9.31 6.57
Rata-rata berat air (gr) 23.76 17.78 15.67 14.46 13.51 12.61 11.55 10.56 8.89 6.38
K122
1 5.34 22.87 17.53 16.25 15.43 14.76 14.13 13.36 12.66 11.76 10.13
2 5.33 25.5 20.17 18.52 17.72 17.08 16.51 15.82 15.16 12.73 11.13
3 5.38 26.03 20.65 19.67 19.04 18.57 18.12 17.62 17.19 16.52 15.34
Rata-rata berat air (gr) 24.80 19.45 18.15 17.40 16.80 16.25 15.60 15.00 13.67 12.20
K212 1 4.75 19.64 14.89 12.64 11.85 11.04 10.32 9.46 8.55 7.11 4.67
42
3 5.21 19.29 14.08 11.8 10.8 10 9.26 8.35 7.48 5.94 3.61
Rata-rata berat air (gr) 19.34 14.41 11.81 10.92 10.14 9.41 8.52 7.62 6.18 3.89
K221
1 4.88 22.63 17.75 13.55 12.18 11.03 9.86 8.49 7.29 5.13 3.05
2 5.1 22.08 16.98 14.66 13.16 11.88 10.62 9.04 7.49 5.18 2.74
3 5.24 21.34 16.1 14.23 13.16 12.2 11.13 9.92 8.78 6.94 5.74
Rata-rata berat air (gr) 22.02 16.94 14.15 12.83 11.70 10.54 9.15 7.85 5.75 3.84
5. Pollutant Holding Capacity (PHC)
Ulangan 1
Bahan B. total bahan (gr)
B. Bahan (gr)
Berat total bahan jam ke- (gr)
1 2 3 4 5 6 7 K. bokashi 4.67 2.08 4.67 4.69 4.67 4.67 4.61 4.67 4.67 A. sekam 5.05 2.09 5.17 5.17 5.17 5.21 5.16 5.18 5.23 A. kayu 4.64 2.11 4.73 4.67 4.74 4.72 4.76 4.73 4.75 K222 8.98 6.36 9.03 8.98 9 9.02 9.02 9.04 K122 7.89 5.38 7.97 7.88 7.9 7.97 7.89 7.91 K212 7.78 5.36 7.91 7.83 7.88 7.84 7.88 7.88 K221 8.13 5.3 8.16 8.12 8.15 8.14 8.15 8.15 Ulangan 2 Bahan B. total bahan (gr) B. Bahan (gr)
Berat total bahan jam ke- (gr)
1 2 3 4 5 6 7 K. bokashi 4.73 2.1 4.71 4.71 4.7 5.03 5.06 5.01 5.01 A. sekam 4.67 2.16 5.11 5.12 5.13 5.42 5.42 5.41 5.41 A. kayu 5.09 2.11 4.7 4.73 4.72 5.62 5.62 5.62 K222 8.98 6.35 8.97 8.97 8.97 8.97 8.97 8.97 K122 7.87 5.36 7.88 7.88 7.88 7.88 7.88 7.88 K212 7.86 5.42 7.84 7.85 7.86 8.12 8.08 8.07 K221 8.25 5.42 8.25 8.26 8.26 8.26 8.26 8.26
43
Ulangan 3Bahan B. total bahan (gr) B. Bahan (gr) Berat total bahan jam ke- (gr)
1 2 3 4 5 6 7 K. bokashi 4.51 2.08 4.49 4.49 4.47 4.48 4.47 4.47 4.47 A. sekam 4.59 2.07 4.62 4.64 4.65 4.65 4.65 4.65 4.65 A. kayu 4.6 2.09 4.68 4.68 4.67 4.67 4.67 4.67 K222 9.03 6.19 9.03 9.03 9.03 9.03 9.03 9.03 K122 7.76 5.17 7.77 7.77 7.78 7.78 7.78 7.78 K212 7.81 5.18 7.8 7.81 7.8 7.81 7.8 7.8 K221 7.74 5.16 7.74 7.74 7.74 7.74 7.73 7.73 Ulangan 4 Bahan B. total bahan (gr) B. Bahan (gr)
Berat total bahan jam ke- (gr)
1 2 3 4 5 6 K. bokashi 4.56 2.05 4.55 4.55 4.55 4.55 4.55 4.54 A. sekam 4.92 2.08 4.95 4.97 4.97 4.97 4.98 4.99 A. kayu 4.66 2.07 4.7 4.71 4.71 4.71 4.71 4.72 K222 8.71 6.13 8.7 8.7 8.71 8.71 8.71 8.7 K122 7.84 5.22 7.86 7.86 7.87 7.87 7.87 7.87 K212 7.57 5.15 7.58 7.58 7.58 7.58 7.58 7.58 K221 7.64 5.13 7.64 7.66 7.66 7.66 7.66 7.66
44
ampiran 4. Perhitungan Penurunan Tekanan Bahan Pengisi BiofliterBahan Pengisi Berat bahan kering (kg) ∆h akhir (m) P akhir (Pa) = ρ.g.h akhir ∆ P (Pa) = Pawal-Pakhir Kompos bokashi 0.01725 0.007 68.6 656.6 Arang sekam 0.0205 0.0195 191.1 534.1 Arang kayu 0.0185 0.01675 164.15 561.05
Bahan Pengisi Berat bahan kering (kg) ∆h akhir (m) P akhir (Pa) = ρ.g.h akhir ∆ P (Pa) = Pawal-Pakhir K122 0.1 0.0085 83.3 641.9 K222 0.118 0.00825 80.85 644.35 K212 0.09625 0.0115 112.7 612.5 K221 0.099 0.01 98 627.2 Keterangan:
P awal (Pascal) = ρ.g. h awal = 725.2 Pa Laju alir Flowmeter = 1 ltr/menit
h awal = 7.4 cm d kolom = 2 inc h kolom = 40 cm d selang = 0.5 cm p selang = 104.3 cm V air = 4.5 ml
45
Lampiran 5. Uji Anova1. Densitas ULANGAN Xij K122 K222 K212 K221 1 0.240 0.250 0.250 0.230 2 0.220 0.250 0.260 0.260 3 0.210 0.260 0.270 0.250
Sumber keragaman Jumlah kuadrat Derajat bebas
Kuadrat
tengah F hitung F tabel kolom nilai tengah 0.002 3.000 0.001 5.093 4.070
galat 0.001 8.000 0.00015 total 0.003 11.000 2. Porositas ULANGAN Xij K122 K222 K212 K221 1 76.651 72.323 75.815 78.436 2 79.098 77.122 74.660 76.902 3 79.332 74.580 72.991 75.445
Sumber keragaman Jumlah kuadrat Derajat bebas
Kuadrat
tengah F hitung F tabel kolom nilai tengah 31.261 3.000 10.420 3.411 4.070
galat 24.443 8.000 3.055
total 55.704 11.000
3. Pori Memegang Udara
ULANGAN Xij
K122 K222 K212 K221
1 32.357 57.302 52.037 64.958
2 35.451 41.127 56.963 64.493
3 20.400 46.975 54.277 48.547
Sumber keragaman Jumlah kuadrat Derajat bebas
Kuadrat
tengah F hitung F tabel kolom nilai tengah 1547.316 3.000 515.772 9.225 4.070
galat 447.292 8.000 55.912
46
4. Pori Memegang AirULANGAN Xij K122 K222 K212 K221 1 44.294 15.021 23.778 13.478 2 43.647 35.995 17.696 12.409 3 58.932 27.605 18.714 26.898 Sumber keragaman Jumlah kuadrat Derajat bebas Kuadrat
tengah F hitung F tabel kolom nilai tengah 1840.589 3.000 613.530 9.368 4.070
galat 523.944 8.000 65.493 total 2364.533 11.000 5. Porositas ULANGAN Xij K122 K222 K212 K221 1 76.651 72.323 75.815 78.436 2 79.098 77.122 74.660 76.902 3 79.332 74.580 72.991 75.445
Sumber keragaman Jumlah kuadrat Derajat bebas
Kuadrat
tengah F hitung F tabel kolom nilai tengah 31.261 3.000 10.420 3.411 4.070
galat 24.443 8.000 3.055 total 55.704 11.000 6. Pressure Drops ULANGAN Xij K122 K222 K212 K221 1 64.7 67.1 59.8 63.7 2 63.7 61.7 62.7 61.7
Sumber keragaman Jumlah kuadrat Derajat bebas
Kuadrat
tengah F hitung F tabel
kolom nilai tengah 13.1 3.000 4.35 0.819 6.590
galat 21.25 4.000 5.31
total 34.30 7.000
7. Water Holding Capacity
ULANGAN Xij
K122 K222 K212 K221
1 14.001 9.671 10.059 9.814
2 16.093 14.786 8.541 10.194
47
Sumber keragaman Jumlah kuadrat Derajatbebas Kuadrat tengah F hitung F tabel kolom nilai tengah 81.757 3.000 27.252 9.336 4.070
galat 23.353 8.000 2.919
total 105.111 11.000
8. Pollutant Holding Capacity
ULANGAN Xij
K122 K222 K212 K221
1 0.007 0.035 0.090 0.015
2 0.017 0.000 0.110 0.008
3 0.027 -0.005 0.010 0.017
Sumber keragaman Jumlah kuadrat Derajat bebas
Kuadrat
tengah F hitung F tabel kolom nilai tengah 0.007 3.000 0.002 2.864 4.070
galat 0.007 8.000 0.00085
48
Lampiran 6. Uji Lanjut Statistik (Uji Jarak Duncan) (Walpole, 1995).Kode Bahan
Sifat Fisik
Densitas Pori memegang udara Pori memegang air Water Holding Capacity K122 0.223 29.402 48.958 16.058 K221 0.253 48.468 26.207 12.379 K222 0.260 54.426 20.063 9.212 K212 0.247 59.333 17.595 10.307 Densitas 0.223 0.247 0.253 0.260 urutan K122 K221 K222 K212 Pembanding 2 3 4 Tabel t (rp) 3.26 3.39 3.47
Nilai tabel t x ragam (Rp) 0.023 0.024 0.025
K212-K222 0.0070 < 0.023 tidak nyata K212-K221 0.0130 < 0.024 tidak nyata K212-K122 0.0367 > 0.025 nyata K222-K221 0.0060 < 0.023 tidak nyata K222-K122 0.0297 > 0.024 nyata K221-K122 0.0237 > 0.023 nyata alfa 0.050 derajat bebas (GALAT) 8
nilai ragam 0.0071
Pori udara 29.402 48.468 54.426 59.333
urutan K122 K222 K212 K221
Pembanding 2 3 4
Tabel t (rp) 3.26 3.39 3.47
Nilai tabel t x ragam (Rp) 14.074 14.635 14.980
K221-K212 4.907 < 14.074 tidak nyata K221-K222 10.865 < 14.635 tidak nyata K221-K122 29.930 > 14.980 nyata K212-K222 5.958 < 14.074 tidak nyata K212-K122 25.023 > 14.635 nyata K222-K122 19.065 > 14.074 nyata alfa 0.050 derajat bebas (GALAT) 8
49
Pori air 17.595 20.063 26.207 48.958
urutan K221 K212 K222 K122
Pembanding 2 3 4
Tabel t (rp) 3.26 3.39 3.47
Nilai tabel t x ragam (Rp) 15.232 15.839 16.213
K122-K222 22.751 > 15.232 nyata K122-K212 28.895 > 15.839 nyata K122-K221 31.363 > 16.213 nyata K222-K212 6.144 < 15.232 tidak nyata K222-K221 8.612 < 15.839 tidak nyata K212-K221 2.468 < 15.232 tidak nyata alfa 0.050 derajat bebas (GALAT) 8
nilai ragam 4.672
WHC 9.2119 10.3067 12.3785 16.0581
urutan K212 K221 K222 K122
Pembanding 2 3 4
Tabel t (rp) 3.26 3.39 3.47
Nilai tabel t x ragam (Rp) 2.744 2.854 2.921
K122-K222 3.680 > 2.744 nyata K122-K221 5.751 > 2.854 nyata K122-K212 6.846 > 2.921 nyata K222-K221 2.072 < 2.744 tidak nyata K222-K212 3.167 > 2.854 nyata K221-K212 1.095 < 2.744 tidak nyata alfa 0.050 derajat bebas (GALAT) 8
i
KARAKTERISTIK FISIK DAN KIMIA KOMPOS BOKASHI,
ARANG SEKAM, DAN ARANG KAYU TERHADAP
PENYERAPAN GAS AMONIAK (NH
3)
Oleh :
MIA JULIANA
F34062191
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ii
KARAKTERISTIK FISIK DAN KIMIA KOMPOS BOKASHI,
ARANG SEKAM, DAN ARANG KAYU TERHADAP
PENYERAPAN GAS AMONIAK (NH
3)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Depatermen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
MIA JULIANA
F34062191
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
iv
Mia Juliana. F34062191. Karakteristik Fisik dan Kimia Kompos bokashi, Arang
sekam, dan Arang kayu Terhadap Penyerapan Gas Amoniak (NH
3). Dibawah
bimbingan Mohamad Yani.
RINGKASAN
Biofilter telah banyak digunakan sebagai metode penghilangan gas penyebab bau karena metode ini lebih murah, mudah, dan mampu menghilangkan bau secara sempurna. Aplikasi biofilter dalam industri dilakukan dengan menggunakan bahan pengisi yang kurang diketahui karakteristiknya. Karateristik fisik, kimia dan biologi bahan-bahan tersebut dapat dijadikan landasan untuk meningkatkan kinerja biofilter sehingga, diperlukan informasi yang berkaitan dengan sifat bahan yang sesuai dengan persyaratan bahan sebagai bahan pengisi.
Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan sifat fisik dan kimia kompos bokashi, arang sekam, dan arang kayu serta menentukan bahan yang terbaik terhadap penyerapan amoniak secara fisik dan kimia.
Dalam melakukan penelitian bahan pengisi yang digunakan adalah kompos bokashi, arang sekam, dan arang kayu, serta larutan amoniak dengan konsentrasi 5% sebagai polutan. Kompos digunakan karena mengandung nutrisi bagi pertumbuhan mikroorganisme dan kaya akan bakteri. Arang sekam mampu meningkatkan porositas bahan. Arang kayu digunakan untuk melihat sifatnya yang dapat menggantikan penggunaan arang aktif. Arang aktif adalah bahan pengisi yang banyak digunakan, tetapi arang aktif lebih mahal dan lebih selektif menyerap bau.
Penelitian dilakukan dengan beberapa uji, antara lain kadar air, densitas, porositas, penurunan tekanan, water holding capacity (WHC), polutan holding capacity (PHC), pH, dan kandungan C, N, dan P bahan. Data dianalisis dengan metode deskriptif terhadap komposisi bahan pengisi yang terbaik. Dari hasil penelitian dapat dinyatakan bahwa arang sekam memiliki sifat sangat baik dalam menyerap bau amoniak, yaitu memiliki, porositas, kemampuan pori bahan memegang air, serta WHC dan PHC yang tinggi, dan memiliki densitas, kemampuan memegang udara, penurunan tekanan bahan yang rendah, waktu jenuh yang lama, serta rasio C/N yang tinggi. Arang sekam mampu mengadsorbsi amoniak sebanyak 1.5x10-3 g-N/g bk. Metode ranking menghasilkan arang sekam terbaik dan arang kayu lebih baik dari kompos bokashi.
Komposisi bahan dengan jumlah kompos bokashi yang lebih kecil, yaitu K122 menghasilkan sifat komposisi dengan porositas bahan, kemampuan bahan memegang air, dan WHC bahan menjadi lebih tinggi, serta menghasilkan densitas, kemampuan pori bahan memegang udara, dan penurunan tekanan bahan menjadi lebih kecil. Pada komposisi K122 dihasilkan kadar air yang lebih rendah dan waktu jenuh yang lebih singkat dibandingkan komposisi yang lain, yaitu 19.32% dan jenuh selama 4 jam, serta menurunkan rasio C/N bahan. Jumlah amoniak yang mampu diadsorbsi oleh komposisi ini sekitar 4.7x10-5 g-N/g bk. Derajat keasaman masing-masing bahan dan komposisi setiap bahan bersifat basa, yaitu sekitar 7.8 sampai dengan 8.1, kecuali arang sekam terlihat bersifat netral dengan nilai pH 7.2. Berdasarkan uji ranking, K122 lebih baik dari K212 atau K221, dan lebih baik dari K222. Komposisi bahan pengisi kompos bokashi : arang sekam : arang kayu; K122 memberikan hasil yang terbaik.
v
Mia Juliana. F34062191. Physical and Chemical Characteristic of Compost,
Husk Carbon, and Wood Carbon toward the Ammonia Adsorbtion (NH
3).
Supervised by : Mohamad Yani.
ABSTRACT
Biofilter has used as one of method to remove odorous gas, because of inexpensive, easy, and can remove the odor perfectly. In industries, the application of biofilter conducted using packing material with less information about its characteristic. Physical, chemical, and biological