PENGHILANGAN EMISI GAS BAU
DARI TEMPAT PENUMPUKAN LEUM INDUSTRI KARET
REMAH DENGAN MENGGUNAKAN TEKNIK BIOFILTER
DERIN PAHLEVI
F34103038
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PENGHILANGAN EMISI GAS BAU
DARI TEMPAT PENUMPUKAN LEUM INDUSTRI KARET
REMAH DENGAN MENGGUNAKAN TEKNIK BIOFILTER
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
DERIN PAHLEVI
F34103038
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENGHILANGAN EMISI GAS BAU
DARI TEMPAT PENUMPUKAN LEUM INDUSTRI KARET
REMAH DENGAN MENGGUNAKAN TEKNIK BIOFILTER
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh Derin Pahlevi
F34103038
Dilahirkan pada tanggal 10 Nopember 1984
Di Baturaja
Tanggal Lulus : 24 Agustus 2007
Bogor, Agustus 2007
Menyetujui,
SURAT PERNYATAAN
Saya yang bertandatangan dibawah ini menyatakan bahwa Skripsi dengan judul ” Penghilangan Emisi Gas Bau dari Tempat Penumpukan Leum Industri Karet Remah dengan Menggunakan Teknik Biofilter” merupakan karya tulis saya pribadi dengan arahan dosen pembimbing, kecuali yang dengan jelas disebutkan rujukannya.
Bogor, Agustus 2007 Yang Membuat Pernyataan
BIODATA PENULIS
Derin Pahlevi dilahirkan di Baturaja pada tanggal 10 November 1984 dari bapak Thamrin Usman dan ibu Ademi. Putra pertama dari empat bersaudara ini menyelesaikan pendidikan dasar di Sekolah Dasar Negeri 18 Baturaja tahun 1991-1997, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama di SLTP 2 Baturaja tahun 1997-2000 dan Sekolah Menengah Umum di SMU Negeri 1 Baturaja tahun 2000-2003.
Derin Pahlevi (F34103038). Penghilangan Emisi Gas Bau dari Tempat Penumpukan Leum Industri Karet Remah dengan Menggunakan Teknik Biofilter. Di bawah bimbingan Mohamad Yani dan Purwoko. 2007.
RINGKASAN
Perkembangan dalam bidang teknologi dan industri di negara-negara maju maupun negara-negara berkembang, menimbulkan masalah baru yang cukup serius bagi lingkungan sekitar berupa pencemaran udara. Emisi gas penyebab bau banyak ditimbulkan oleh industri, salah satunya adalah industri karet remah. Efek yang ditimbulkan oleh gas tersebut meliputi berbagai segi antara lain mengganggu kenyamanan, masalah estetika serta munculnya masalah terhadap kesehatan manusia. Salah satu sumber gas penyebab bau pada industri karet berasal dari tempat penumpukan leum.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan biofilter dalam mengatasi masalah emisi gas penyebab bau yang terdapat pada tempat penumpukan leum di industri karet remah. Percobaan dilakukan menggunakan skala pilot dengan bahan pengisi utama tanah perkebunan karet, serta bahan tambahan yaitu serasah daun karet dan sludge. Parameter yang diukur adalah gas amoniak (NH3) dan hidrogen sulfida (H2S). Kondisi bahan pengisi yang diukur meliputi pH, temperatur, kadar air, total N, total S, total C, nitrat, sulfat, dan mikroba. Analisis data menggunakan metode deskriptif dengan grafik yang akan menggambarkan kondisi seluruh parameter selama penelitian dilaksanakan.
Derin Pahlevi (F34103038). The Loosing of Odorous Gas Emission at The Industry Crump Rubber Leum Storage by Biofilter Technique . Supervised byMohamad Yani dan Purwoko. 2007.
SUMMARY
Technological and industrial development have bought air pollution as one of the most serious problem to the environment. Gas emission as the source of odor is produced by industries, such as crump rubber industry. This gas emission has influenced lots of aspect in human life, like disturbing our favourable environment, and it also influenced human health and causing aesthetic problems. One of the source of gas that cause odor at rubber industry comes from leum storage.
The objection of this research is to find the ability of biofilter to solve odorous gas emission problem at the leum storage. The research was conducted in pilot scale, using soil from rubber plantation as the primary packaging material and addition substances that are the litter of Hevea brasiliensis and sludge. Parameters of the research are ammonia gas (NH3) and hydrogen sulfide (H2S). Condition of packaging material were measured for pH, temperature, water content, total N, total S, total C, nitrate, sulfate, and microorganism. Data was analyzed by descriptive methods that would describe all of parameter condition during the research.
KATA PENGANTAR
Puji serta syukur selalu terpanjat kepada Allah SWT yang telah memberikan berbagai nikmatnya sehingga saya dapat menulis Skripsi ini. Skripsi yang berjudul Penghilangan Emisi Gas Bau dari Tempat Penumpukan Leum Industri Karet Remah dengan Menggunakan Teknik Biofilter.
Melalui Skripsi ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Dr. Ir. Mohamad Yani, M.Eng, sebagai dosen pembimbing 1 yang telah banyak memberikan bimbingan selama ini.
2. Drs. Purwoko, MS sebagai dosen pembimbing 2 yang telah banyak memberikan bimbingan selama penyelesaian tugas akhir.
3. Dr. Ir. Mulyorini Rahayuningsih, M.Si penguji yang telah memberikan saran dan kritik.
4. Papa, mama, serta adik-adikku tercinta yang selalu memberikan motivasi dan doa.
5. Pimpinan dan staf pabrik karet PT.PN VIII kebun Sukamaju, Cibadak, Sukabumi.
6. Seluruh staf dan karyawan jurusan Teknologi Industri Pertanian atas semua bantuannya selama ini.
7. Puji Rahmawati N yang telah memberikan bantuan dan dorongannya selama penelitian.
8. Ririn Herningrum yang memberikan perhatian dan kasih sayang selama ini. 9. Rekan-rekan TIN ’40 yang telah memberikan semangat serta bantuan
sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, tetapi semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat yang seluasnya di kemudian hari dan mendapatkan ridho Allah SWT.
Bogor, Agustus 2007
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR... v
DAFTAR TABEL... viii
DAFTAR GAMBAR... ix
DAFTAR LAMPIRAN... xi
I. PENDAHULUAN... 1
A. LATAR BELAKANG ... 1
B. RUANG LINGKUP ... 3
C. TUJUAN PENELITIAN... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA... 4
A. INDUSTRI KARET... 4
B. GETAH KARET BEKU ATAU LEUM... 5
C. EMISI GAS BAU PADA INDUSTRI KARET ... 6
D. BIOFILTER ... 9
E. BAKTERI PENGOKSIDASI AMONIAK (NH3) ... 14
F. BAKTERI PENGOKSIDASI SENYAWA SULFUR ... 15
G. BAKTERI HETEROTROF ... 16
III. METODE PENELITIAN... 18
A. BAHAN DAN ALAT ... 18
B. LOKASI PENELITIAN... 19
C. PENELITIAN UTAMA... 19
D. ANALISA DATA ... 20
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 21
A. INDUSTRI KARET REMAH PT. PN VIII DI PABRIK SUKAMAJU ... 21
B. KARAKTERISTIK BAHAN PENGISI BIOFILTER... 23
C. INLET NH3 DAN H2S ... 25
D. KINERJA BIOFILTER 1... 28
E. KINERJA BIOFILTER 2... 38
V. KESIMPULAN DAN SARAN... 56
A. KESIMPULAN ... 56
B. SARAN ... 56
DAFTAR PUSTAKA... 57
PENGHILANGAN EMISI GAS BAU
DARI TEMPAT PENUMPUKAN LEUM INDUSTRI KARET
REMAH DENGAN MENGGUNAKAN TEKNIK BIOFILTER
DERIN PAHLEVI
F34103038
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PENGHILANGAN EMISI GAS BAU
DARI TEMPAT PENUMPUKAN LEUM INDUSTRI KARET
REMAH DENGAN MENGGUNAKAN TEKNIK BIOFILTER
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
DERIN PAHLEVI
F34103038
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENGHILANGAN EMISI GAS BAU
DARI TEMPAT PENUMPUKAN LEUM INDUSTRI KARET
REMAH DENGAN MENGGUNAKAN TEKNIK BIOFILTER
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh Derin Pahlevi
F34103038
Dilahirkan pada tanggal 10 Nopember 1984
Di Baturaja
Tanggal Lulus : 24 Agustus 2007
Bogor, Agustus 2007
Menyetujui,
SURAT PERNYATAAN
Saya yang bertandatangan dibawah ini menyatakan bahwa Skripsi dengan judul ” Penghilangan Emisi Gas Bau dari Tempat Penumpukan Leum Industri Karet Remah dengan Menggunakan Teknik Biofilter” merupakan karya tulis saya pribadi dengan arahan dosen pembimbing, kecuali yang dengan jelas disebutkan rujukannya.
Bogor, Agustus 2007 Yang Membuat Pernyataan
BIODATA PENULIS
Derin Pahlevi dilahirkan di Baturaja pada tanggal 10 November 1984 dari bapak Thamrin Usman dan ibu Ademi. Putra pertama dari empat bersaudara ini menyelesaikan pendidikan dasar di Sekolah Dasar Negeri 18 Baturaja tahun 1991-1997, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama di SLTP 2 Baturaja tahun 1997-2000 dan Sekolah Menengah Umum di SMU Negeri 1 Baturaja tahun 2000-2003.
Derin Pahlevi (F34103038). Penghilangan Emisi Gas Bau dari Tempat Penumpukan Leum Industri Karet Remah dengan Menggunakan Teknik Biofilter. Di bawah bimbingan Mohamad Yani dan Purwoko. 2007.
RINGKASAN
Perkembangan dalam bidang teknologi dan industri di negara-negara maju maupun negara-negara berkembang, menimbulkan masalah baru yang cukup serius bagi lingkungan sekitar berupa pencemaran udara. Emisi gas penyebab bau banyak ditimbulkan oleh industri, salah satunya adalah industri karet remah. Efek yang ditimbulkan oleh gas tersebut meliputi berbagai segi antara lain mengganggu kenyamanan, masalah estetika serta munculnya masalah terhadap kesehatan manusia. Salah satu sumber gas penyebab bau pada industri karet berasal dari tempat penumpukan leum.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan biofilter dalam mengatasi masalah emisi gas penyebab bau yang terdapat pada tempat penumpukan leum di industri karet remah. Percobaan dilakukan menggunakan skala pilot dengan bahan pengisi utama tanah perkebunan karet, serta bahan tambahan yaitu serasah daun karet dan sludge. Parameter yang diukur adalah gas amoniak (NH3) dan hidrogen sulfida (H2S). Kondisi bahan pengisi yang diukur meliputi pH, temperatur, kadar air, total N, total S, total C, nitrat, sulfat, dan mikroba. Analisis data menggunakan metode deskriptif dengan grafik yang akan menggambarkan kondisi seluruh parameter selama penelitian dilaksanakan.
Derin Pahlevi (F34103038). The Loosing of Odorous Gas Emission at The Industry Crump Rubber Leum Storage by Biofilter Technique . Supervised byMohamad Yani dan Purwoko. 2007.
SUMMARY
Technological and industrial development have bought air pollution as one of the most serious problem to the environment. Gas emission as the source of odor is produced by industries, such as crump rubber industry. This gas emission has influenced lots of aspect in human life, like disturbing our favourable environment, and it also influenced human health and causing aesthetic problems. One of the source of gas that cause odor at rubber industry comes from leum storage.
The objection of this research is to find the ability of biofilter to solve odorous gas emission problem at the leum storage. The research was conducted in pilot scale, using soil from rubber plantation as the primary packaging material and addition substances that are the litter of Hevea brasiliensis and sludge. Parameters of the research are ammonia gas (NH3) and hydrogen sulfide (H2S). Condition of packaging material were measured for pH, temperature, water content, total N, total S, total C, nitrate, sulfate, and microorganism. Data was analyzed by descriptive methods that would describe all of parameter condition during the research.
KATA PENGANTAR
Puji serta syukur selalu terpanjat kepada Allah SWT yang telah memberikan berbagai nikmatnya sehingga saya dapat menulis Skripsi ini. Skripsi yang berjudul Penghilangan Emisi Gas Bau dari Tempat Penumpukan Leum Industri Karet Remah dengan Menggunakan Teknik Biofilter.
Melalui Skripsi ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Dr. Ir. Mohamad Yani, M.Eng, sebagai dosen pembimbing 1 yang telah banyak memberikan bimbingan selama ini.
2. Drs. Purwoko, MS sebagai dosen pembimbing 2 yang telah banyak memberikan bimbingan selama penyelesaian tugas akhir.
3. Dr. Ir. Mulyorini Rahayuningsih, M.Si penguji yang telah memberikan saran dan kritik.
4. Papa, mama, serta adik-adikku tercinta yang selalu memberikan motivasi dan doa.
5. Pimpinan dan staf pabrik karet PT.PN VIII kebun Sukamaju, Cibadak, Sukabumi.
6. Seluruh staf dan karyawan jurusan Teknologi Industri Pertanian atas semua bantuannya selama ini.
7. Puji Rahmawati N yang telah memberikan bantuan dan dorongannya selama penelitian.
8. Ririn Herningrum yang memberikan perhatian dan kasih sayang selama ini. 9. Rekan-rekan TIN ’40 yang telah memberikan semangat serta bantuan
sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, tetapi semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat yang seluasnya di kemudian hari dan mendapatkan ridho Allah SWT.
Bogor, Agustus 2007
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR... v
DAFTAR TABEL... viii
DAFTAR GAMBAR... ix
DAFTAR LAMPIRAN... xi
I. PENDAHULUAN... 1
A. LATAR BELAKANG ... 1
B. RUANG LINGKUP ... 3
C. TUJUAN PENELITIAN... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA... 4
A. INDUSTRI KARET... 4
B. GETAH KARET BEKU ATAU LEUM... 5
C. EMISI GAS BAU PADA INDUSTRI KARET ... 6
D. BIOFILTER ... 9
E. BAKTERI PENGOKSIDASI AMONIAK (NH3) ... 14
F. BAKTERI PENGOKSIDASI SENYAWA SULFUR ... 15
G. BAKTERI HETEROTROF ... 16
III. METODE PENELITIAN... 18
A. BAHAN DAN ALAT ... 18
B. LOKASI PENELITIAN... 19
C. PENELITIAN UTAMA... 19
D. ANALISA DATA ... 20
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 21
A. INDUSTRI KARET REMAH PT. PN VIII DI PABRIK SUKAMAJU ... 21
B. KARAKTERISTIK BAHAN PENGISI BIOFILTER... 23
C. INLET NH3 DAN H2S ... 25
D. KINERJA BIOFILTER 1... 28
E. KINERJA BIOFILTER 2... 38
V. KESIMPULAN DAN SARAN... 56
A. KESIMPULAN ... 56
B. SARAN ... 56
DAFTAR PUSTAKA... 57
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Pertumbuhan Luas Areal Karet di Indonesia ... 4
Tabel 2. Klasifikasi Dampak Amoniak ... 6
Tabel 3. Pengaruh Amoniak Melalui Pernapasan Terhadap Kesehatan Manusia ... 7
Tabel 4. Dampak Menghirup H2S ... 8
Tabel 5. Kapasitas Penghilangan Maksimum dari Beberapa Senyawa Polutan ... 10
Tabel 6. Bakteri-bakteri Pengoksidasi Amoniak dan Nitrit ... 14
Tabel 7. Bakteri Heterotrof Pengoksidasi Senyawa Sulfur... 17
Tabel 8. Bakteri Heterotrof Pengoksidasi Senyawa Nitrogen... 17
Tabel 9. Komposisi dan Karakteristik Kimia Bahan Pengisi Biofilter ... 23
Tabel10. Perbandingan Konsentrasi Gas Polutan di Beberapa Pabrik Karet pada PT.PN VIII ... 25
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Siklus Sulfur Secara Biologi ... 8 Gambar 2. Transpormasi Nitrogen yang Terjadi dalam Biofilter... 11 Gambar 3. Nitrosomonas sp... 15 Gambar 4. Diagram Kolom Biofilter ... 18 Gambar 5. Diagram Proses Pembuatan Karet Remah di Pabrik Sukamaju... 22 Gambar 6. Konsentrasi Inlet Gas Amoniak (NH3) Selama Penelitian... 26 Gambar 7. Konsentrasi Inlet Gas Hidrogen Sulfida (H2S) Selama
Penelitian... 27 Gambar 8. Kondisi dan Kinerja Penghilangan NH3 Biofilter 1 : (a) Inlet-
Outlet, dan Efisiensi (b) pH, (c) Jumlah Bakteri Pengoksidasi Amoniak, Bakteri Pengoksidasi Sulfur, dan Mikroba Heterotrof, dan (c) Kadar Air ... 29 Gambar 9. Kinerja Penghilangan H2S Biofilter 1 ... 32 Gambar10. Kandungan Beberapa Unsur dalam Biofilter 1 : (a) Nitrogen, (b)
Nitrat, (c) Sulfur, dan (d) Karbon... 34 Gambar11. Kapasitas Penyerapan N terhadap Beban yang Masuk ke dalam
Biofilter 1 ... 35 Gambar12. Kapasitas Penyerapan S terhadap Beban yang Masuk ke dalam
Biofilter 1 ... 36 Gambar13. Total Penghilangan N pada Biofilter 1... 37 Gambar14. Total Penghilangan S pada Biofilter 1 ... 38 Gambar15. Kondisi dan Kinerja Penghilangan NH3 Biofilter 2 : (a) Inlet-
Outlet, dan Efisiensi (b) pH, (c) Jumlah Bakteri Pengoksidasi Amoniak, Bakteri Pengoksidasi Sulfur, dan Mikroba Heterotrof, dan (c) Kadar Air ... 39 Gambar16. Kinerja Penghilangan H2S Biofilter 2 ... 41 Gambar17. Kandungan Beberapa Unsur dalam Biofilter 2 : (a) Nitrogen, (b)
Gambar18. Kapasitas Penyerapan N terhadap Beban yang Masuk ke dalam Biofilter 2 ... 44 Gambar19. Kapasitas Penyerapan S terhadap Beban yang Masuk ke dalam
Biofilter 2 ... 45 Gambar20. Total Penghilangan N pada Biofilter 2... 46 Gambar21. Total Penghilangan S pada Biofilter 2 ... 47 Gambar22. Kondisi dan Kinerja Penghilangan NH3 Biofilter 3 : (a) Inlet-
Outlet, dan Efisiensi (b) pH, (c) Jumlah Bakteri Pengoksidasi Amoniak, Bakteri Pengoksidasi Sulfur, dan Mikroba Heterotrof, dan (c) Kadar Air ... 48 Gambar23. Kinerja Penghilangan H2S Biofilter 3 ... 49 Gambar24. Kandungan Beberapa Unsur dalam Biofilter 3 : (a) Nitrogen, (b)
Nitrat, (c) Sulfur, dan (d) Karbon... 51 Gambar25. Kapasitas Penyerapan N terhadap Beban yang Masuk ke dalam
Biofilter 3 ... 53 Gambar26. Kapasitas Penyerapan S terhadap Beban yang Masuk ke dalam
Biofilter 3 ... 53 Gambar27. Total Penghilangan N pada Biofilter 3... 54 Gambar28. Total Penghilangan S pada Biofilter 3 ... 54
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1a. Kurva Standar NH3... 62 Lampiran 1b. Hasil Pengamatan NH3 Inlet, Outlet, beban, dan Efisiensi
pada Biofilter 1 ... 63 Lampiran 1c. Hasil Pengamatan NH3 Inlet, Outlet, beban, dan Efisiensi
pada Biofilter 2... 64 Lampiran 1d. Hasil Pengamatan NH3 Inlet, Outlet, beban, dan Efisiensi
pada Biofilter 3... 65 Lampiran 2a. Kurva Standar H2S ... 66 Lampiran 2b. Hasil Pengamatan H2S Inlet, Outlet, beban, dan Efisiensi
pada Biofilter 1... 67 Lampiran 2c. Hasil Pengamatan H2S Inlet, Outlet, beban, dan Efisiensi
pada Biofilter 2... 68 Lampiran 2d. Hasil Pengamatan H2S Inlet, Outlet, beban, dan Efisiensi
pada Biofilter 3... 69 Lampiran 3. Metode Analisis Pengujian ... 70
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG
Perkembangan dalam bidang teknologi dan industri di negara-negara maju maupun negara-negara berkembang, menimbulkan masalah baru yang cukup serius bagi lingkungan sekitar berupa pencemaran udara. Seperti kita ketahui bahwa kebutuhan akan udara bersih mutlak diperlukan, namun udara bersih saat ini sulit untuk didapatkan. Hal ini dikarenakan udara yang ada sekarang terkena polusi, terutama daerah perkotaan yang banyak industri dan kendaraan bermotor berbahan bakar minyak bumi.
Masyarakat menginginkan lingkungan yang bersih dan bebas polusi. Keluhan-keluhan tentang bau busuk atau amis telah dilontarkan oleh sejumlah penduduk sekitar industri tertentu. Keluhan-keluhan ini terjadi, karena lokasi pemukiman yang dekat dengan industri. Polutan gas ini dapat bersifat sintetis ataupun senyawa alami. Klasifikasi pertama terutama meliputi emisi gas berbau dari proses industri, misalnya : perusahaan flavor sintetik, perusahaan cat dan zat warna, industri farmasi dan obat-obatan, industri pulp dan kertas, industri pengolahan karet alam, dan sebagainya. Emisi gas penyebab kebauan bersifat iritan pada paru-paru dan efek utamanya adalah melumpuhnya pusat pernafasan. Gejala yang ditimbulkan adalah hilangnya kemampuan membau, batuk, sesak nafas, iritasi selaput lendir mata, muntah, pusing, sakit kepala, dan pada konsentrasi bau yang tidak dapat ditolerir dapat menimbulkan kematian (Soemirat, 2002). Beberapa tahun terakhir ini emisi industri menjadi masalah penting, mengingat masyarakat mulai mengerti dan terganggu dengan adanya polusi udara.
negatif yang terjadi di dalam perkembangan kegiatan pengolahan karet, yaitu masalah emisi gas penyebab kebauan. Sumber emisi gas dari industri karet yang menyebabkan timbulnya bau berasal dari beberapa kegiatan, antara lain adalah kegiatan penyimpanan getah karet beku (leum), ruang pengolahan sheet (karet berbentuk lembaran), instalasi pengolahan limbah cair serta ruang pengasapan (Warintek-Progressio, 2000).
Leum yang dikumpulkan dalam gudang penyimpanan mengalami penumpukan selama berhari-hari, sehingga memicu reaksi anaerobik yang mengeluarkan gas-gas yang berbau busuk dan sangat menyengat terutama amoniak, sulfida, serta senyawa organik lain yang mudah menguap (volatile organic compounds). Emisi gas penyebab kebauan yang berasal dari gudang penyimpanan leum sangat mengganggu dan yang lebih penting adalah gas ini dapat menimbulkan dampak negatif terhadap kesehatan, penurunan nilai estetika serta dampak negatif lainya.
Metode biofilter merupakan salah satu alternatif untuk menjawab permasalahan penghilangan emisi gas bau pada pabrik karet. Keuntungan dari pengolahan emisi dengan metode biofilter adalah metode ini melalui proses yang sederhana, menggunakan biaya investasi yang rendah, stabil pada penggunaan dalam waktu yang relatif lama (2-7 tahun), dan memiliki daya penguraian/pengolahan yang tinggi serta metode ini tidak menimbulkan masalah baru (Andrew dan Noah, 1995).
RUANG LINGKUP
Ruang lingkup penelitian ini adalah penghilangan emisi gas pada industri karet yaitu amoniak (NH3) dan hidrogen sulfida (H2S) melalui kolom biofilter yang berisi bahan pengisi berupa tanah, serasah, dan sludge. Efektivitas penghilangan gas NH3 dan H2S ditentukan berdasarkan efisiensi, kapasitas penghilangan, dan daya tahan dari masing-masing bahan pengisi dalam kolom biofilter.
TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Menentukan bahan pengisi biofilter terbaik berdasarkan kemampuannya menghilangkan emisi gas NH3 dan H2S.
II.
TINJAUAN PUSTAKA
A. INDUSTRI KARET
Karet merupakan salah satu komoditi pertanian yang penting dalam lingkup internasional. Di Indonesia karet merupakan salah satu hasil pertanian utama karena banyak menunjang perekonomian negara. Indonesia merupakan negara penghasil karet terbesar kedua di dunia setelah Thailand dan pengekspor berbagai bentuk produk olahan karet. Terdapat tiga jenis produk yang dihasilkan dalam pengolahan karet yaitu lateks pekat, sheet atau Ribbed Smoke Sheet (RSS) dan karet remah atau Standard Indonesia Rubber (SIR).
Selama lebih dari 35 tahun (1967-2003), areal perkebunan karet di Indonesia meningkat sekitar 1.2 persen per tahun. Namun pertumbuhan ini hanya terjadi pada areal karet rakyat (1.5 % per tahun), sedangkan pada perkebunan besar negara dan swasta cenderung menurun (Tabel 1). Dengan luas sekitar 3.3 juta ha pada tahun 2003, mayoritas (85 %) perkebunan karet di Indonesia adalah perkebunan rakyat, yang menjadi tumpuan mata pencaharian lebih dari 15 juta jiwa. Dari keseluruhan areal perkebunan rakyat tersebut, sebagian besar (91 %) dikembangkan secara swadaya murni, dan sebagian kecil lainnya yaitu sekitar 288 ha (9 %) dibangun melalui proyek PIR, PRPTE, UPP Berbantuan, Partial, dan Swadaya Berbantuan.
Tabel 1. Pertumbuhan Luas Areal Karet di Indonesia (1967-2003)
Area (000 ha) Deskripsi
1967 % 2003 %
Pertumbuhan (%/thn) Perkebunan Rakyat 1 617 76 2 797 85 1.58 Perkebunan Negara 223 10 221 7 - 0.15 Perkebunan Swasta 292 14 272 8 - 0.15
Total 2 132 100 3 290 100 1.26
Sumber : (www.yudis.info).
berbagai jenis barang karet. Barang jadi dari karet terdiri dari berbagai jenis dan dapat diklasifikasikan menurut penggunaan akhir atau menurut saluran pemasaran. Pengelompokan yang umum dilakukan adalah menurut penggunaan akhir yakni: (1) ban dan produk terkait serta ban dalam, (2) barang jadi karet untuk industri, (3) kemiliteran, (4) alas kaki dan komponennya, (5) barang jadi karet untuk penggunaan umum dan (6) kesehatan dan farmasi. Jenis produk karet yang dihasilkan dan diekspor oleh Indonesia masih terbatas, secara umum didominasi oleh produk primer (raw material) dan produk setengah jadi. Jika dibandingkan dengan negara-negara produsen utama karet alam lainnya, seperti Thailand dan Malaysia, ragam produk karet Indonesia lebih sedikit. Sebagian besar produk karet Indonesia diolah menjadi karet remah (crumb rubber) dengan kodifikasi "Standard Indonesian Rubber" (SIR), sedangkan lainnya diolah dalam bentuk RSS dan lateks pekat (www.yudis.info).
B. GETAH KARET BEKU (LEUM)
Kegiatan pengolahan karet remah yang dimulai dengan penyadapan getah karet dari pohon hingga pengepakan. Leum adalah getah karet yang telah membeku dan tidak dapat diolah pada proses pengolahan getah karet cair. Leum masih dapat diolah menjadi bahan karet dengan teknologi yang memadai, seperti karet remah. Namun yang menjadi masalah adalah tidak semua pabrik atau industri karet mempunyai teknologi tersebut, sehingga leum harus dikirim ke pabrik lain untuk dilakukan pengolahan. Secara ekonomis pengiriman leum ke pabrik lain tidak dapat dilakukan setiap hari karena biaya transportasi yang tinggi. Dengan demikian leum yang dihasilkan setiap hari, dikumpulkan dalam suatu gudang hingga mencapai jumlah tertentu sebelum dikirim ke tempat lain untuk diolah (Warintek-Progressio, 2000).
degradasi anaerobik dari bahan organik akan menghasilkan bahan emisi gas penyebab bau yang khas antara lain berasal dari lepasan senyawa-senyawa amoniak, sulfida, karbon monoksida, karbon dioksida serta senyawa organik lain yang mudah menguap (volatile organic compounds) seperti metan, asam asatat, keton, aldehid dan sebagainya (Warintek-Progressio, 2000).
C. EMISI GAS BAU PADA INDUSTRI KARET
1. Amoniak (NH3)
Amoniak adalah senyawa dari nitrogen dan hidrogen dengan formula NH3. Pada suhu dan tekanan standar amoniak berbentuk gas. Amoniak memiliki bau yang tajam, bersifat toksik, dan korosif untuk beberapa bahan. Amoniak tidak berwarna dan berbau menyengat. Amoniak dapat mencair pada suhu -33.7o C dan menjadi padat pada suhu-75o C berupa masa kristal putih (Wikipedia, 2002). Klasifikasi mengenai dampak amoniak dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Klasifikasi Dampak Amoniak
Konsentrasi dari berat Molaritas Klasifikasi Bahaya 5-10% 2.87 – 5.62 mol/L Iritasi 10-25% 5.62 – 13.29 mol/L Korosif
>25% >13.29 mol/L Berbahaya bagi lingkungan Sumber : Wikipedia (2002).
Tabel 3. Pengaruh Amoniak Melalui Pernapasan terhadap Kesehatan Manusia.
Dampak Jangka Pendek ( ≤ 14 hari)
Kadar di Udara
(ppm) Jangka Waktu Gejala-gejala
0.5 Kadar minimal risk
50 Kurang dari 1 hari
Ringan, iritasi mata dan tenggorokan, dan rangsangan
batuk
500 30 menit
Menaikkan intake udara ke paru-paru, nyeri hidung, dan
tenggorokan. 5000 Kurang dari 30 menit Mati mendadak
Dampak Jangka Panjang ( > 14 hari) Kadar di Udara
(ppm) Jangka Waktu Gejala-gejala
0.3 Kadar minimal risk
100 6 minggu Ringan, iritasi mata dan tenggorokan. Sumber : Dinas Kesehatan Kota Bogor.
2. Hidrogen Sulfida (H2S)
Hidrogen sulfida adalah gas tidak berwarna, toksik, mudah terbakar dan menyebabkan bau busuk. H2S dihasilkan ketika bakteri menguraikan bahan protein pada kondisi anaerob, seperti pada rawa dan saluran air (selokan). Hidrogen sulfida juga bisa terdapat dalam gas vulkanik, gas alam, dan beberapa mata air (Wikipedia, 2006).
Tabel 4. Dampak Menghirup H2S
Konsentrasi Efek Bagi Manusia 0.03 ppm Bisa dibau, aman dihirup dalam 8 jam.
4 ppm Bisa menyebabkan iritasi mata, harus menggunakan masker karena bisa merusak metabolisme.
10 ppm Maksimum terhirup selama 10 menit. Bau membunuh dalam 3 sampai 15 menit. Menyebabkan gas mata dan luka pada tenggorokan. Bereaksi secara keras dengan campuran isi raksa gigi.
20 ppm Terhirup lebih dari satu menit menyebabkan beberapa kerusakan urat saraf mata.
30 ppm Hilang penciuman, kerusakan sampai darah ke otak diteruskan dengan kerusakan organ penciuman.
100 ppm Kelumpuhan pernafasan dalam 30 sampai 45 menit. Pingsan dalam waktu singkat (maksimal 15 menit).
200 ppm Kerusakan mata serius dan kerusakan mata sampai pada saraf. Melukai mata dan tenggorokan.
300 ppm Kehilangan keseimbangan dan fikiran. Kelumpuhan pernafasan dalam 30 sampai 45 menit.
500 ppm Menimbulkan kelumpuhan dalam 3 sampai 5 menit. Dibutuhkan segera penyadaran buatan.
700 ppm Akan menimbulkan terhentinya nafas dan kematian jika tidak segera ditolong. Kerusakan otak secara permanen jika tidak ada pertolongan cepat.
Sumber : AlkenMurray Corp (2002)
Penghilangan H2S diperlukan dengan alasan kesehatan, keamanan, dan korosi (Jensen dan Webb, 1995). Menurut Kleinjan (2005), siklus sulfur secara biologi dapat dilihat pada Gambar 1.
D. BIOFILTER
Menurut Janni et al. (2000), ada beberapa cara metode penanganan yang digunakan untuk mengontrol emisi gas penyebab bau yang meliputi metode fisika, kimia, maupun biologi antara lain adalah sebagai berikut:
1. Metode pengontrolan langsung dari sumbernya,
2. Penambahan bahan kimia tertentu pada limbah penyebab bau, 3. Menyimpan limbah pada storage (drum-drum penampungan), 4. Penambahan ozon (ozonisasi),
5. Teknologi plasma non thermal, dan 6. Penerapan metode biofiltrasi.
Berdasarkan metode penanganan yang telah disebutkan, metode no. 1 sampai no. 5 termasuk metode fisika kimia. Dahulu metode ini banyak digunakan untuk menangani masalah gas penyebab kebauan, namun karena biaya opersional cukup tinggi, sulit dalam perawatan dan juga menimbulkan limbah sekunder, akhirnya metode ini telah banyak ditinggalkan (Sun et al., 2000).
Metode no. 6 merupakan metode penanganan emisi gas penyebab bau dengan biofiltrasi, metode ini merupakan pengembangan dari metode biologi. Menurut Sun et al. (2000), biofiltrasi adalah teknologi yang digunakan untuk mengolah gas dan bau yang biodegradable (dapat terurai oleh mikroorganisme). Metode biofiltrasi dibedakan menjadi tiga tipe yaitu biofilter, bioscrubber, dan biotricling filter (Ottengraf, 1986).
Menurut Chou dan Cheng (1997), biofilter adalah reaktor dengan material padat sebagai bahan pengisi dimana mikroba terjerat secara alami di dalamnya dengan membentuk biokatalik (lapisan tipis). Gas-gas yang melalui biofilter akan larut atau terserap ke dalam lapisan biolayer dan akan diuraikan oleh mikroba yang ada (Ottengraf, 1986). Biofilter didefinisikan sebagai packed tower deodorization apparatus atau alat penghilang bau yang berupa tower dengan bahan pengisi di dalamnya (Devinny et al., 1999).
Tabel 5. Kapasitas Penghilangan Maksimum dari Beberapa Senyawa Polutan Senyawa Polutan Kapasitas Penghilangan Maksimum Sumber Hidrogen Sulfida
Metantiol
Dimetil disulfida Dimetil sulfida Ammonia
5.0 g-S/kg-gambut kering/hari 0.90 g/kg-gambut kering/hari 0.68 g/kg-gambut kering/hari 0.38 g/kg-gambut kering/hari 0.16 g-N/kg-gambut kering/hari 2.68 g-N/kg-media kering (tanah,sekam,sludge)/hari
67.03 g-N/kg-media kering (kompos, tanah, sekam, sludge)
/hari
68.53 g-N/kg- media kering (kompos, tanah, kulit kayu, sludge)/hari
1.16 g-N/kg-tanah/hari
Cho et al., 1991 Cho et al., 1991 Cho et al., 1991 Cho et al., 1991 Shoda, 1991 Indriasari, 2005
Saputra, 2006
Saputra, 2006
Nurcahyani, 2006
Mekanisme kerja biofilter ini adalah dengan melewatkan gas penyebab bau ke dalam kolom biofilter. Pada awalnya gas-gas tersebut akan diserap oleh material padat bahan pengisi. Penyerapan yang terjadi ini sering disebut dengan penyerapan secara fisik. Setelah material padat jenuh dengan gas maka penyerapan akan dilanjutkan oleh mikroorganisme yang telah membentuk lapisan tipis (biofilm atau biolayer) di dalam biofilter. Target komponen gas akan larut atau terserap ke dalam lapisan biolayer ini, selanjutnya dioksidasi dan diuraikan oleh mikroorganisme yang hidup (Yani, 1999). Menurut Brady (1990) proses transformasi nitrogen yang terjadi pada biofilter (Gambar 2).
Gambar 2. Transformasi Nitrogen yang Terjadi dalam Biofilter (Brady, 1990).
1. Bahan Pengisi Biofilter
Bahan pengisi merupakan jantung dari sebuah biofilter karena bahan pengisi atau packing material atau filter beds merupakan inti operational suatu biofilter (Ottengraf, 1986). Pemilihan bahan pengisi biofilter yang tepat sangatlah penting untuk memaksimalkan efisiensi biofilter. Fungsi bahan pengisi selain sebagai tempat tumbuh dan berkembangnya mikroorganisme, juga harus mampu menjamin ketersediaan nutrisi yang dibutuhkan oleh mikoorganisme. Pada umumnya, bahan pengisi alami mengandung sejumlah nutrisi yang mencukupi untuk pertumbuhan mikroorganisme, sehingga penambahan nutrisi dan mineral tidak diperlukan. Namun pemakaian biofilter dalam waktu relatif lebih lama (3
Amoniak (NH3) dari inlet Emisi
Biomassa mikroba Nitrit
(NO2-) Emisi :
NO N2O N2
Bahan Pengisi Amonium
(NH4+)
Nitrat (NO3-)
Leaching denitrifikasi
Nitrifikasi
absorpsi
mineralisasi
bulan lebih) perlu ditambahkan sejumlah nutrisi tertentu, untuk mempertahankan kelangsungan hidup mikroorganisme tersebut.
Menurut Hirai et al. (2001), dalam metode biofilter pemilihan bahan pengisi sebagai media tempat tumbuh bakteri yang digunakan merupakan hal yang sangat penting untuk mendukung kehidupan bakteri yang digunakan. Beberapa kriteria penentu pemilihan bahan pengisi adalah:
1. Mempunyai kapasitas penyangga air yang tinggi, 2. Mempunyai tingkat porositas yang tinggi,
3. Mempunyai daya memadat (compacting) yang rendah,
4. Tidak mengalami penurunan kinerja walaupun kadar air menurun, 5. Tidak berubah dalam jangka panjang,
6. Murah,
7. Memiliki kemampuan untuk menyerap bau, 8. Mudah diperoleh, dan
9. Mempunyai kapasitas penyangga yang tinggi terhadap produk akhir yang bersifat asam.
Bahan pengisi dalam biofilter tergantung pada kemampuan hidup mikroorganisme dalam bahan tersebut. Bahan pengisi dapat digolongkan menjadi dua berdasarkan sifat kimiawinya. Bahan pengisi pertama yaitu bahan pengisi yang berasal dari bahan organik, dan yang kedua berupa bahan anorganik.
a. Tanah
bagus digunakan untuk open-bed biofilter (Devinny et al. 1999). Menurut Sutedjo et al. (1991), tanah yang normal tersusun dari unsur-unsur padat, cair, dan gas yang secara luas dapat dibagi dalam lima kelompok yaitu :
a. Partikel-pertikel mineral yang dapat berubah-ubah ukuran dan tingkatan hancuran mekanis dan kimiawinya. Partikel-partikel ini meliputi kelompok batu kerikil, pasir halus, lempung, dan lumpur. b. Sisa-sisa tanaman dan binatang yang terdiri dari daun-daunan segar
yang jatuh, tunggul, jerami, dan bagian-bagian tanaman yang tersisa serta berbagai bangkai binatang dan serangga yang membusuk dan hancur menyatu dengan partikel-partikel di atas. Residu atau sisa tanaman dapat berwujud humus atau bahan-bahan humus.
c. Sistem-sistem kehidupan termasuk berbagai kehidupan tanaman, dan sejumlah besar bentuk mahluk/binatang yang hidup dalam tanah seperti serangga, protozoa, cacing tanah, binatang mengerat, termasuk berbagai alga, fungi, aktinomisetes, dan bakteri.
d. Air merupakan bentuk-bentuk cairan yang terdiri dari air bebas dan air higroskopis yang mengandung berbagai konsentrasi larutan garam-garam anorganik dan campuran-campuran berbagai senyawa organik tertentu.
e. Berbagai gas yang terdiri dari karbondioksida, oksigen, nitrogen, dan sejumlah gas lainnya dalam konsentrasi terbatas.
2. Bahan Pengisi Tambahan
Bahan pengisi tambahan dalam media biofilter berfungsi untuk meningkatkan porositas biofilter. Menurut Buckman dan Brady (1982), bahwa bahan tambahan ini bisa menjadi sumber bahan organik bagi mikroorganisme karena jaringan asli seperti sisa akar, bagian atas dari tumbuhan seperti daun dan kulit batang diuraikan organisme tanah. Hasil dari penguraian ini lebih kokoh dan memiliki sifat seperti agar-agar yang dibentuk oleh mikroorganisme dan dirubah dari jaringan tumbuhan asli menjadi humus.
E. BAKTERI PENGOKSIDASI AMONIAK (NH3)
Peningkatan konsentrasi amoniak di atmosfer berasal dari aktivitas mikroba, industri amoniak, pengelolaan limbah, dan pengelolaan batubara. Keadaan lingkungan yang aerobik akan menyebabkan terjadinya proses oksidasi amoniak menjadi nitrit (NO2-) dan selanjutnya dioksidasi menjadi nitrat (NO3-). Organisme yang melaksanakan nitrifikasi diantaranya
Nitrosomonas sp yang mengubah amoniak menjadi nitrit (Tabel 6). Organisme yang mengubah nitrit menjadi nitrat adalah Nitrobacter (Wikipedia, 2005). Menurut Schlegel dan Schmidt (1994) Nitrifikan (penitrifikasi) adalah bakteri gram-negatif yang disatukan dalam keluarga Nitrobacteraceae. Bakteri Nitrosomonas sp merupakan bakteri kemolitrotropik yang menggunakan CO2 sebagai sumber karbon di dalam sintesa biomassanya.
Tabel 6. Bakteri-bakteri Pengoksidasi Amoniak dan Nitrit Pengoksidasi amoniak Pengoksidasi nitrit
Nitrosomonas europaea Nitrobacter winogradsky Nitrosococcus oceanus Nitrobacter agilis
Menurut Buckman dan Brady (1982) perubahan enzimatik pada proses nitrifikasi disajikan sebagai berikut:
2NH4+ + 3O2 2NO2- + 2H2O + 4H + energi 2NO2- + O2 2NO3- + energi
Nitrosomonas sp merupakan bakteri kemolirotrof berbentuk batang dengan metabolisme aerobik. Walaupun mereka tidak tumbuh dengan fotosintesis, mereka dapat melakukan metabolisme dengan mengurai amoniak. Membran dalam sel bakteri menggunakan elektron dari atom nitrogen amoniak untuk menghasilkan energi. Untuk melengkapi divisi sel, Nitrosomonas sp. harus mengkonsumsi amoniak dalam jumlah banyak (Wikipedia, 2005). Bentuk sel Nitrosomonas sp dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Nitrosomonas sp (Wikipedia, 2005)
F. BAKTERI PENGOKSIDASI SENYAWA SULFUR
elemen (S0) dan kelompok lainnya mengoksidasi sulfur elemen membentuk asam sulfat (H2SO4).
Menurut Sutedjo et al. (1991), bakteri belerang hijau dan bakteri belerang ungu mendapatkan energi untuk proses metabolismenya melalui oksidasi H2S. Bakteri-bakteri ini menggunakan CO2 sebagai sumber karbon. Bakteri belerang hijau dan bakteri belerang ungu sangat anaerobik, sedangkan bakteri belerang tidak berwarna bersifat aerobik dapat menggunakan oksigen molekuler untuk mengoksidasi H2S. Reaksi kimianya adalah sebagai berikut: H2S + O2 2S + 2H2O
2S + 2H2O + 3O2 4H+ + 2SO4 2-S2O32- + H2O + CO2 2H+ + 2SO42-
H2S di atmosfer secara cepat dirubah menjadi SO2 melalui reaksi : H2S + 3/2 O2 SO2 + H2O
Thiobacillus thiooxidans dan Thiobacillus ferooxidans merupakan dua jenis bakteri yang dapat hidup pada lingkungan yang mengandung hidrogen sulfida (H2S). Kedua mikroorganisme ini mengoksidasi H2S dan membentuk sulfur elemen yang disimpan dalam partikel sel. Keduanya mengoksidasi bahan anorganik seperti hidrogen sulfida, sulfur elemen dan besi serta mengubahnya menjadi asam sulfat. Mereka dapat hidup pada keadaan yang sangat asam dengan pH mencapai 2 (Edmonds, 1978).
Menurut Madigan et al. (2002), bakteri yang banyak digunakan untuk mereduksi senyawa sulfur adalah Thiobacillus sp. Bakteri tergolong bakteri gram negatif dengan sel berbentuk batang dan diantaranya memiliki flagela polar serta memperoleh energi dari proses oksidasi senyawa sulfur. Menurut Frobisher (1962), Thiobacillus sp termasuk dalam famili Thiobacteriaceae, sub ordo Pseudomonadiaceae, dan ordo Pseudomonadales.
G. BAKTERI HETEROTROF
lemak sebagai bahan makanannya. Terdapat bakteri heterotropik yang dapat memfiksasi nitrogen atmosferik dan terdapat bakteri yang bergantung atas fiksasi nitrogen organik dan anorganik (Sutedjo et al., 1991).
Beberapa bakteri heterotrof yang mempunyai kemampuan untuk melakukan fiksasi nitrogen adalah Azotobacter, Beijerinchia, Clostridium, Azotoccus dan sebagainya. Sedangkan bakteri heterotrof yang mempunyai kemampuan memfiksasi sulfur antara lain adalah Atrhrobacter, Bacillus, Mikrococcus, Mycobacterium dan Pseudomonas (Wild, 1995). Bakteri heterotrof pengoksidasi senyawa sulfur dapat dilihat pada Tabel 6, sedangkan untuk bakteri heterotrof pengoksidasi senyawa nitrogen terdapat pada Tabel 7.
Tabel 7. Bakteri Heterotrof Pengoksidasi Senyawa Sulfur
Mikroorganisme Energi Sumber Karbon
pH
Pertumbuhan Clorobiaceae fototropik autotropik
ß-Proteobakteria kemolitotrof autotropik Thiobacillus
thioparus kemolitotrof autotropik 6 – 8 Thiobacillus
denitrificans kemolitotrof autotropik 6 – 8 Thiobacillus sp.
W5 kemolitotrof autotropik 7 – 9 Xantomonas kemolitotrof heterotrof 7 Sumber : Kleinjan (2005)
Tabel 8. Bakteri Heterotrof Pengoksidasi Senyawa Nitrogen Mikroorganisme Substrat Produk
Arthrobacter NH4+ Nitrat
III. METODE PENELITIAN
A. BAHAN DAN ALAT
Bahan yang digunakan untuk persiapan biofilter ini yaitu: Na2S.9H2O, NH4Cl. xH2O. Bahan untuk analisa karakteristik bahan pengisi, media sulfat untuk pertumbuhan bakteri terdiri atas: CaCl2, KH2PO4, MgSO4.7H2O. (NH4)2SO4, FeCl2, Fe-Sitrat, Fenol Red, larutan Penyerap Zn Acetat, Asam Borat, NaCl, larutan Diamin (N,N-Dimethyl-1,4-Phenylen Diamonium Diklorida), larutan FeCl3, larutan Natrium Thiosulfat 0.1 N, larutan Iodin 0.1 N, larutan Indikator Amilum dan larutan HCl. Bahan yang digunakan sebagai pengisi biofilter yaitu: biofilter 1 adalah tanah, biofilter 2 adalah campuran tanah dan serasah daun karet, dan biofilter 3 adalah campuran tanah dan sludge.
Alat yang digunakan dalam persiapan biofilter ini adalah pipa paralon PVC ukuran 8 inci, tutup paralon, blower, plastik, kawat, rubber stop, kran udara, lem aquaproff, dan flowmeter.
Alat yang digunakan untuk analisa yaitu: erlenmeyer, cawan petri, tabung ulir, pipet mekanik, tabung sentrifusi, spektrofotometer, clean bench, autoclave, pH meter, dan inkubator.
[image:42.595.137.499.501.679.2]
Gambar 4. Diagram Kolom Biofilter. 1. Pompa Udara; 2. Speed control; 3. Sumber Polutan; 4. Condensor; 5. Penampung Air; 6. Lubang Inlet; 7. Lubang Pengamatan; 8. Lubang Outlet.
1
2 2 2
3
4
5
6 6 6
7 7 7
Biofilter yang digunakan merupakan biofilter yang didesain sedemikian rupa untuk menyerap gas yang akan dianalisa. Biofilter akan digunakan untuk penghilangan gas selama 30 hari. Perancangan kolom biofilter ini dilakukan dengan menyiapkan pipa paralon PVC diameter 8 inci dan panjang 70 cm sebanyak 3 buah (Gambar 4). Pipa paralon diberi lubang yang berfungsi untuk mengambil sampel tanah untuk mengukur parameter fisik kimia dan mikroba. Lubang inlet berada pada bagian atas sedangkan lubang outlet pada bagian bawah.
B. LOKASI PENELITIAN
Biofilter yang digunakan ditempatkan pada pabrik karet remah (crumb rubber) PT. Perkebunan Nusantara VIII, Kebun Sukamaju, Cibadak, Sukabumi, Jawa Barat. Analisa kimia dilakukan di laboratorium TIN, Fateta, IPB, Bogor.
C. PENELITIAN UTAMA
Perlakuan dalam penelitian ini yaitu pada biofilter 1 digunakan bahan pengisi tanah, biofilter 2 dengan bahan pengisi tanah dicampur serasah daun karet, dan biofilter 3 diisi dengan tanah dicampur dengan sludge. Fokus penelitian ini adalah mengamati efisiensi biofilter, kapasitas penyerapan serta daya tahan masing-masing bahan pengisi dalam kolom biofilter. Aliran gas inlet berasal dari tempat penumpukan leum dengan kecepatan udara yang masuk sebesar 30 liter per menit.
Parameter-parameter utama yang dianalisis dalam penelitian ini sebagai berikut :
1. Analisis gas NH3 dan H2S
2. Analisis Bahan Pengisi
a. Kadar air, suhu, dan pH diukur setiap hari untuk memastikan kondisi media biofilter agar mikroba dapat hidup secara baik (Lampiran 3). b. Pengukuran parameter total C, total S, total N, NO3-, NH4+ dan sulfat
dilakukan seminggu sekali untuk mengetahui perubahan unsur-unsur dalam media biofilter (Lampiran 3).
c. Penghitungan jumlah mikroorganisme pada bahan pengisi dilakukan setiap seminggu sekali selama satu bulan untuk Nitrosomonas sp dan Thiobacillus sp, sedangkan penghitungan bakteri heterotrof dilakukan pada setiap minggu. Hal ini bertujuan untuk mengetahui perubahan serta perkembangan mikroba yang ada pada media biofilter. Bakteri pengoksidasi amoniak (Nitrosomonas sp) dihitung menggunakan metode MPN (Most Probable Number), sedangkan bakteri pengoksidasi senyawa sulfur (Thiobacillus sp), dan bakteri heterotrof dihitung dengan menggunakan metode TPC (Total Plate Count) (Lampiran 3).
D. ANALISIS DATA
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. INDUSTRI KARET REMAH PT. PN VIII DI PABRIK SUKAMAJU
PT. Perkebunan Nusantara VIII (PT. PN VIII) merupakan suatu perusahaan yang bergerak di bidang agroindustri. PT. PN VIII ini adalah gabungan dari beberapa perkebunan yang berada di wilayah Jawa Barat seperti PTP XI, PTP XII, dan PTP XIII. PT. PN VIII memiliki beberapa pabrik dan kebun salah satunya terdapat di Sukamaju, Cibadak, Kabupaten Sukabumi, Jawa Barat. Perkebunan dan Pabrik Karet Sukamaju didirikan pada tanggal 21 Desember 1971. kebun ini bergerak di bidang pengolahan karet remah. Luasan kebun karet yang terdapat pada pabrik ini sekitar 1500 ha. Sejak tahun 2005 sebagian besar kebun Sukamaju dikonversi dari perkebunan karet menjadi perkebunan kelapa sawit.
Bahan baku untuk pengolahan karet remah adalah limbah lateks karet yang telah membeku (leum). Dengan teknologi yang memadai maka limbah ini dapat dijadikan karet remah. Di dalam pengolahannya pabrik Sukamaju mendapatkan bahan baku berasal dari beberapa kebun Sukamaju dan sekitarnya. Kapasitas produksi karet remah sekitar 1 ton/hari. Dengan kapasitas yang relatif tinggi maka perusahan ini berpotensi mencemari lingkungan sekitar.
Gas Bau Gas Bau
Gas Bau
Gambar 5. Diagram Proses Pembuatan Karet Remah di Pabrik Sukamaju. Berbagai cara dilakukan oleh pihak pabrik Sukamaju untuk mengurangi konsentrasi bau busuk yang keluar dari pabrik misalnya dengan cara merendam leum dalam air yang dicampur “deorub” untuk mengurangi gas bau yang keluar, menambahkan anti bakteri agar tidak terjadinya pembusukan oleh bakteri pada leum, melakukan metoda first in first out untuk mengurangi konsentrasi bau pada pabrik, dan menggunakan “deorub” yang berasal dari asap cair kelapa sawit untuk menghilangkan bau dari tumpukan leum.
Pelaksanaan kegiatan K3 (Kesehatan dan Keselamatan Kerja) di pabrik ini kurang baik karena masih terdapat beberapa proses yang membahayakan bagi pekerja. Berbagi kegiatan dalam proses pengolahan leum menjadi karet remah tanpa peralatan keamanan yang memadai. Para pekerja di pabrik karet Sukamaju tidak menggunakan peralatan pelindung bau seperti masker, untuk mengurangi konsentrasi bau yang dihirup pada saat terjadi pernapasan. Bau polutan gas yang dihasilkan oleh pemecahan protein pada leum menyebabkan gangguan pada sistem pernapasan, bahkan dapat menyebabkan kematian bila berada pada konsentrasi tertentu. Selain itu proses pemotongan dan
Lateks Kebun
+ Asam Semut Leum
Pemotongan dan penggilingan Leum
Lembaran karet
Pengeringan (angin-angin)
Penggilingan
penggilingan leum menyebabkan gatal-gatal pada kulit. Permasalahan ini belum ditanggapi secara serius oleh pihak perusahaan. Padahal pihak perusahaan berkomitmen untuk menerapkan K3 pada perusahaannya secara utuh serta melindungi semua pekerjanya dari bahaya yang terjadi akibat kecelakaan kerja. Padahal sebagian besar proses yang berlangsung di pabrik ini masih sederhana dan banyak menggunakan tenaga manusia.
B. KARAKTERISTIK BAHAN PENGISI BIOFILTER
Karakteristik bahan pengisi disajikan pada Tabel 9 berikut. Kandungan N, S, dan C merupakan unsur yang tersedia dalam media bahan pengisi yang mungkin diperlukan oleh mikroorganisme, terutama bakteri heterotrof, dan nilainya mungkin akan bertambah dengan adanya polutan gas bau (NH3 dan H2S) serta CO2 .
Tabel 9. Komposisi dan Karakteristik Kimia Bahan Pengisi Biofilter
Biofilter Bahan Pengisi
Berat
Basah
(g)
Kadar
Air
(%)
pH N
total
(%) S
total
(ppm) C
total
(%)
1 Tanah 16246 40.50 5.17 0.16 434 1.73
2 tanah+serasah 10646 50.73 6.00 0.48 2084 6.77 3 tanah+sludge 16946 43.31 6.33 0.19 1476 2.92
[image:47.595.131.513.407.539.2]
Nilai pH dari hasil pengukuran masing-masing bahan pengisi ketiga biofilter berturut-turut adalah 5.17, 6.00, dan 6.33 (Tabel 9). Kondisi biofilter 2 dan 3 cukup baik untuk pertumbuhan mikroorganisme walaupun pertumbuhannya tidak secara optimum, sedangkan biofilter 1 tidak optimum karena nilai pH 5.17. Mikroorganisme hidup dengan baik pada kondisi pH antara 6 sampai 8 (Kleinjan, 2005).
Hasil pengukuran terhadap N total pada bahan pengisi awal penelitian, diperoleh presentase N total masing-masing untuk biofilter 1, 2, dan 3 yaitu 0.16, 0.48, dan 0.19 % (Tabel 9). Unsur N atau nitrogenium merupakan hara makro yang menjadi salah satu unsur penyusun protein yang penting dalam sel mikroorganisme. Keberadaan unsur N dalam suatu media sangat dibutuhkan bagi perkembangan mikroorganisme di dalamnya. Hara makro adalah sebutan bagi unsur yang dibutuhkan serta terdapat dalam tubuh mikroorganisme dalam jumlah yang relatif besar. Unsur-unsur yang termasuk dalam hara makro adalah C, H, O, N, P, dan K (Wild, 1995).
Hasil pengukuran terhadap S total pada bahan pengisi awal penelitian, diperoleh prosentase S total masing-masing biofilter 1, 2, dan 3 yaitu 434, 2084, dan 1476 ppm (Tabel 9). Unsur S termasuk dalam unsur penyusun protein pada sel hidup (Fitzpatrick, 1986).
Hasil pengukuran terhadap C total bahan pengisi pada awal penelitian, diperoleh jumlah C total pada masing-masing biofilter yaitu 1.73, 6.77, dan 2.92 %. Karbon atau C merupakan salah satu unsur esensial yang sangat dibutuhkan oleh mikroorganisme sebagai energi bagi mikroorganisme. C organik dalam media akan digunakan oleh bakteri heterotrof yang terdapat dalam media.
C. INLET NH3 DAN H2S
[image:49.595.137.505.251.401.2]Hasil analisa terhadap gas NH3 dan H2S yang masuk ke dalam biofilter (inlet) adalah 4.1 – 20.1 ppm dan 0 – 1 ppm. Berdasarkan baku mutu Kebauan (Keputusan Menteri Lingkungan Hidup nomor 50 tahun 1996), gas polutan NH3 dan H2S berada di atas baku mutu (Tabel 10).
Tabel 10. Perbandingan Konsentrasi Emisi Gas NH3 dan H2S di Beberapa Pabrik Karet pada PT PN VIII.
Lokasi NH3
(ppm)
H2S
(ppm) Perlakuan Sumber
Pabrik RSS, Gudang
leum, Cibungur, Bogor. 12 - 100 0.05 – 0.40
Leum tanpa deorub di gudang tertutup
Indriasari, (2005)
Pabrik Lateks Pekat,
Wangunreja, Subang. 1 - 605 0.37 – 80.16
Penambahan amoniak
Saputra, (2006) Pabrik Karet Remah,
Sukamaju, Cibadak, Sukabumi
4.1 – 20.1 0 – 0.7
Leum dengan deorub di gudang terbuka
Baku Mutu 2 0.02 -
KEP-50/ MENLH/11/
1996
pekat dilakukan penambahan amoniak yang membuat konsentrasi gas polutan yang terbentuk menjadi tinggi.
[image:50.595.139.508.151.314.2]1. Inlet Gas Amoniak
Gambar 6. Konsentrasi Inlet Gas Amoniak (NH3) Selama Penelitian
Pada Gambar 6 dapat dilihat bahwa emisi dari gudang leum yang akan diolah sebagai konsentrasi inlet yang masuk ke dalam biofilter sangat berfluktuasi, berkisar antara 4.1 - 20.1 ppm. Gas amoniak yang terbentuk dari tempat penumpukan leum berasal dari hasil dekomposisi senyawa organik yang tidak teroksidasi secara sempurna karena adanya kondisi anaerobik. Kondisi inlet yang sangat bervariasi ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti kesegaran leum dan bahan senyawa yang ditambahkan untuk menghilangkan bau leum. Pengamatan di lapangan menunjukkan bahwa terdapat hubungan antara konsentrasi inlet dengan kesegaran leum. Semakin baru leum yang datang dari kebun maka semakin bau leum tersebut. Penambahan “deorub” sebagai bahan penghilang bau oleh pihak pabrik yang menyebabkan konsentrasi inlet menjadi turun. Komposisi yang terkandung dalam “deorub” terdiri dari 45 jenis senyawa fenol, lebih dari 70 jenis karbonil sebagai aldehid dan keton, 20 jenis asam, 11 jenis furan, 13 jenis alkohol dan ester, 13 jenis laktosa, dan 27 jenis polisiklik aromatik hidrokarbon. Selain itu terdapat faktor lain yang mempengaruhi fluktuasi konsentrasi inlet yang masuk ke dalam biofilter yaitu angin dan cuaca sekitar. Hal ini menyebabkan turunnya konsentrasi inlet yang masuk ke dalam biofilter pada dari ke- 6, 10 , 15, dan 19 berturut-turut menjadi 6.3, 9.6, 6.5, dan 10 ppm. Pada
0 5 10 15 20 25
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Hari
ke-K
o
n
s
e
n
ta
rs
i (p
p
m
Gambar 6 dapat dilihat bahwa terjadi peningkatan konsentrasi inlet pada hari ke- 5, 9, dan 20 dengan nilai sebesar 20.1, 13.8, dan 12.4 ppm. Hal ini terjadi karena adanya penambahan leum baru pada lubang inlet biofilter. Mulai hari ke- 21 tidak dilakukan lagi penambahan leum. Hal ini dilakukan untuk mengetahui lamanya leum tersebut mengeluarkan bau, sehingga akhirnya leum tersebut mengering dan tidak mengeluarkan bau lagi. Walaupun leum tersebut mengering, tetapi bila leum tersebut di potong dan di digiling maka akan mengeluarkan bau lagi sebab kondisi anaerob masih terjadi pada bagian dalam leum.
[image:51.595.132.506.315.493.2]2. Inlet Gas Hidrogen Sulfida
Gambar 7. Konsentrasi Inlet Gas Hidrogen Sulfida (H2S) Selama penelitian.
Pengukuran terhadap inlet gas hidrogen sulfida yang masuk ke dalam biofilter berasal dari tempat penumpukan leum sangat berfluktuasi berkisar antara 0 – 0.7 ppm (Gambar 7). Gas H2S terbentuk dari pemecahan senyawa protein yang ada pada leum oleh mikroba menggunakan enzim protease membentuk indol (lendir bau). Konsentrasi gas H2S yang keluar sangat kecil. Hal ini disebabkan leum yang ada tidak ditumpuk terlalu lama, sehingga tidak memungkinkan terjadinya pembusukan oleh mikroba pada leum. Ada beberapa faktor lain yang mempengaruhi konsentrasi H2S yang masuk ke biofilter menjadi kecil, seperti angin dan cuaca setempat. Tempat penumpukan leum merupakan ruangan terbuka sehingga memungkinkan terjadinya pengenceran dari udara luar. Hal ini menyebabkan gas H2S yang terbentuk sangat kecil, dan memungkinkan 0
0.2 0.4 0.6 0.8
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Hari
ke-Ko
n
se
n
tar
si
(
p
p
m
tidak terjadinya pembusukan leum oleh mikroba. Selain itu penambahan “deorub” berpengaruh terhadap konsentrasi inlet gas hidrogen sulfida.
Gas hidrogen sulfida yang diperoleh dari hasil pengukuran berasal dari proses penguraian senyawa yang terdapat pada leum secara anaerobik oleh bakteri. Gas ini berbau busuk, mempunyai efek yang sama seperti dengan amoniak yaitu dapat menyebabkan iritasi dan bersifat korosif terhadap logam. Menurut Soemirat (2002), senyawa hidrogen sulfida pada dosis yang tinggi dapat merusak saluran pernafasan.
D. KINERJA BIOFILTER 1
1. Penghilangan Amoniak (NH3)
Bahan yang digunakan dalam kolom biofilter 1 berupa tanah yang berasal dari kebun karet. Menurut hasil penelitian Nurcahyani (2006), tanah merupakan media yang baik untuk pertumbuhan mikroorganisme karena kemampuannya mempertahankan pH dan kadar air. Biofilter 1 dijadikan sebagi kontrol bagi biofilter 2 dan 3 yang merupakan campuran dari tanah sehingga dapat diketahui biofilter yang terbaik dalam mendegradasi polutan berdasarkan bahan pengisinya.
0 10 20 30 K o n sen tr as i ( p p m ) 0 20 40 60 80 100 E fis ie n s i ( % ) Inlet Outlet Efisiensi 4 5 6 7 8 pH
L-1 L-2 L-3 pH rata-2
0 20 40 60
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Hari K a d a r a ir ( %
) L-1 L-2 L-3 ka rata-2
0 3 6 9 12 Log cf
u dan M
P
N
Bakteri Pengoksidasi Senyawa Sulfur
Mikroba Heterotrof
Bakteri Pengoksidasi Amoniak (a)
(b)
(c)
[image:53.595.109.503.86.685.2](d)
Karena “deorub” mengandung senyawa aromatik hidrokarbon yang mudah menguap dan asam, sehingga bau tersebut masuk secara bersamaan dengan gas polutan ke dalam biofilter dan mempengaruhi kinerja biofilter 1. Terjadi penurunan jumlah bakteri pengoksidasi amoniak (Nitrosomonas) sp dari 3.0 x 1011 sel-MPN/g-bahan pengisi menjadi 1.1 x 105 sel-MPN/g-bahan pengisi (Gambar 8c). Hal ini juga terjadi pada mikroba heterotrof yang mengalami penurunan dari 5.0 x 108 cfu/g-bahan pengisi menjadi 1.0 x 108 cfu/g-bahan pengisi. Nilai pH media (Gambar 8b) yang diperoleh berada pada rentang 5 – 8 mendukung pertumbuhan mikroorganisme, tetapi tidak stabil. Hal ini disebabkan pengoksidasian NH3 oleh mikroorganisme menghasilkan asam nitrat sehingga membuat nilai pH media menjadi turun. Bila dilihat dari kadar air media yang berada di atas 40 % (Gambar 8d), kondisi ini sangat mendukung pertumbuhan mikroorganisme yang berada di dalam media biofilter.
Berbeda dengan hari ke- 20 - 27, saat kondisi leum mulai mengering. Penurunan kemampuan biofilter dalam mengoksidasi NH3 menjadi 17.35 % karena turunnya jumlah bakteri pengoksidasi amoniak (Nitrosomonas sp) menjadi 1.0 x 102 sel-MPN/g-media-kering. Sedangkan pada mikroba heterotrof tetap stabil di 1.0 x 107 cfu/g-media-kering. Penurunan ini disebabkan kondisi pH media biofilter yang semakin asam (pH 5.5). Kondisi ini disebabkan oleh terbentuknya asam nitrat sebagai hasil dari oksidasi bakteri pengoksidasi amoniak. Kadar air media biofilter 1 yang berada di bawah 40 % yaitu sebesar 36.53 % (Gambar 8d) juga mempengaruhi penurunan kemampuan biofilter 1 dalam penyerapan gas. Kondisi kadar air ini kurang baik untuk perkembangan mikroorganisme karena mikroorganisme berkembang secara maksimum pada media yang memiliki kapasitas air tinggi dan sifat media organik yang memiliki kandungan air 40 % - 60 % ketika jenuh (Devinny et al., 1999).
H2S oleh mikroorganisme pendegradasi senyawa S, yang akan menghasilkan produk akhir berupa asam sulfat (SO4-). Asam nitrat dan asam sulfat yang terbentuk pada biofilter ini terjadi secara terus-menerus karena proses oksidasi ini bersifat akumulatif di dalam media. Sifat kedua produk berupa asam kuat dengan jumlah yang terus bertambah akan menyebabkan turunnya pH di dalam media atau bahan pengisi biofilter. Ketika nilai pH mengalami penurunan, maka aktifitas kerja mikroorganisme di dalam biofilter menjadi terganggu. Menurut Cho et al. (2000), polutan gas yaitu amoniak dan hidrogen sulfida yang masuk ke dalam suatu biofilter akan didegradasi oleh mikroorganisme membentuk asam kuat nitrat dan sulfat yang selanjutnya akan terkumpul dalam media sehingga akan menurunkan pH. Aktifitas bakteri nitrifikasi akan mulai menurun pada saat pH media berada dibawah 6.5 (Rahayu, 2004).
Kandungan air dalam bahan pengisi merupakan salah satu faktor yang sangat penting bagi pertumbuhan dan perkembangan mikroorganisme di dalam biofilter. Jika kandungan air dalam media bahan pengisi kurang atau mengalami penurunan maka akan berpengaruh pada aktifitas mikroorganisme di dalam biofilter sehingga kinerjanya pun menjadi kurang optimal. Wu et al. (1998), menyatakan bahwa kadar air dalam suatu bahan pengisi biofilter sangat penting untuk diperhatikan sebab air digunakan sebagai media pengangkutan hara-hara mineral yang sangat dibutuhkan hidup mikroorganisme serta sebagai media pembentukan biofilm oleh mikroba yang berfungsi untuk mendegradasi gas polutan yang masuk kedalam biofilter.
2. Penghilangan Hidrogen Sulfida (H2S)
0.0 0.3 0.6 0.9
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Hari K o n sen tr asi H 2 S ( p p m ) 0 20 40 60 80 100 E fis ie n s i ( % )
Inlet Outlet Efisiensi
adalah penyerapan secara fisik oleh media biofilter. Pada hari ke- 11 - 16 dan hari ke-21 - 30 tidak terjadi penyerapan H2S karena tidak adanya H2S pada inlet. Pada hari ke-17 - 20 terjadi penyerapan H2S karena pada hari tersebut H2S terbentuk dengan efisiensi penyerapan 1 – 32 % dan penyerapan yang terjadi adalah penyerapan secara fisik karena pada hari tersebut bakteri pengoksidasi senyawa sulfur tidak tumbuh (Gambar 8c).
Gambar 9. Kinerja Penghilangan H2S padaBiofilter 1 (inlet-outlet, dan efisiensi).
3. Kandungan Nitrogen, Sulfur, dan Karbon dalam Media Biofilter 1
Perubahan kandungan nitrogen, sulfur, dan karbon pada biofilter 1 ini dapat dilihat pada Gambar 10. Konsentrasi N total yang terbentuk selalu mengalami peningkatan, walaupun pada hari ke-21 mengalami penurunan cukup signifikan. Pada hari ke-14 N total pada media biofilter 1 adalah 0.22 %, kemudian menurun menjadi 0.08 % pada hari ke-21. N merupakan unsur yang diperlukan mikroorganisme untuk pertumbuhan. Pada hari ke-28 N total meningkat menjadi 0.14 % (Gambar 10a).
Berdasarkan Gambar 10b, konsentrasi nitrat yang terkandung dalam media selalu mengalami peningkatan. Pada hari ke-0 konsentrasinya adalah 414.04 ppm dan terus meningkat sampai hari ke-30 sebesar 1198.72 ppm. Hal ini berpengaruh terhadap nilai pH yang terkandung dalam media, semakin tinggi kandungan nitrat dalam media maka nilai pH media akan menjadi turun.
[image:56.595.142.515.217.364.2]meningkat menjadi 343.85 ppm (Gambar 10c). Setelah hari ke-14 – 28 terjadi penurunan menjadi 109.41 ppm. Hal ini disebabkan tidak adanya senyawa sulfur yang didegradasi oleh mikroorganisme.
Kandungan C total (Gambar 10d) mengalami peningkatan dari hari ke-0 sebesar 1.73 % menjadi 2.11 % pada hari ke-14. Kandungan karbon dalam media ini berhubungan dengan bakteri heterotrof. Pada hari ke-21 kandungan C pada media turun drastis menjadi 0.93 %. Hal ini disebabkan pengkonsumsian C oleh bakteri heterotrof. Pada hari ke-28 kandungan C pada media naik menjadi 1.08 %.
(a) (b) (d) 0.0 0.2 0.4 K o n s e n tr a s i (%
) N total (%)
0 500 1000 1500 K o n sen tr asi ( p p m
) NO3 (ppm)
0 500 1000 1500 K o n s e n tr a s i (p p m )
S total (ppm) SO4 (ppm) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
0 7 14 21 28
Hari ke-K o n s e n tra s i (%
) C total (%)
[image:58.595.108.494.81.714.2]
Gambar 10. Kandungan Beberapa Unsur dalam Biofilter 1 : (a) Nitrogen total, (b) Nitrat, (c) Sulfur, dan (d) Karbon
0 10 20 30 40
0 10 20 30 40
Beban (g-N/kg media kering/hari)
Penyer
apan (
g
-N
/kg m
e
di
a
ker
ing/
har
i)
4. Kapasitas Penyerapan N dan S oleh Biofilter 1
a. Kapasitas Penyerapan N oleh Biofilter 1
[image:59.595.179.455.182.364.2]Kapasitas penyerapan N oleh biofilter 1 disajikan pada Gambar 11.
Gambar 11. Kapasitas Penyerapan N terhadap Beban yang Masuk ke dalam Biofilter 1.
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
Beban (g-S/kg media kering/hari)
P
e
nyer
ap
a
n
(
g-S
/k
g
m
e
di
a
k
e
ri
n
g/
ha
ri
)
tingginya porositas, rata-rata diameter pori-pori, dan kandungan air maksimum (Hirai et al., 2001).
b. Kapasitas Penyerapan S oleh Biofilter 1
[image:60.595.193.470.216.405.2]Kapasitas penyerapan S oleh biofilter 1 dapat dilihat pada Gambar 12.
Gambar 12. Kapasitas Penyerapan S terhadap Beban yang Masuk ke dalam Biofilter 1.
Dari Gambar 12 dapat dilihat bahwa kemampuan biofilter dalam menyerap S sebesar 0.15 g-S/kg-media-kering/hari, biofilter ini kurang baik dalam mendegradasi gas H2S. Walaupun terjadi penyerapan gas polutan H2S namun terjadi karena penyerapan secara fisik. Hal ini didukung dengan tidak adanya bakteri pengoksidasi senyawa sulfur (Thiobacillus sp) yang hidup dan tumbuh pada biofilter ini. Pada awal penelitian bakteri pengoksidasi senyawa sulfur (Thiobacillus sp) tidak ada di biofilter ini.
5. Total Penghilangan N dan S oleh Biofilter 1
a. Total Penghilangan N oleh Biofilter 1
0 10 20 30 40
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Hari
ke-
g-N
/K
g
m
e
di
a
ker
in
g
/h
ar
i
[image:61.595.150.505.90.246.2]Inlet Outlet
Gambar 13. Total Penghilangan N pada Biofilter 1.
Dari Gambar 13 dapat dilihat bahwa total penghilangan N biofilter ini adalah sebesar 624.70 g-N/kg-media-kering dengan rata-rata penyerapan sebesar 20.8 g-N/kg-media-kering/hari. Total penghilangan N pada biofilter ini sudah cukup baik karena jumlah bakteri pengoksidasi amoniak (Nitrosomonas sp) yang ada masih cukup baik, walaupun populasinya berkurang setiap minggunya.
b. Total Penghilangan S oleh Biofilter 1
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
Hari
ke-
g-S
/k
g m
e
d
ia
ke
ri
n
g
/h
a
ri
Inlet Outlet
Gambar 14. Total Penghilangan S pada Biofilter 1.
E. KINERJA BIOFILTER 2
1. Penghilangan Amoniak (NH3)
Bahan yang digunakan dalam kolom biofilter 2 ini merupakan campuran tanah dengan serasah. Serasah daun yang dipergunakan berasal dari kebun karet sekitar. Campuran tanah dan serasah daun karet memiliki kemampuan untuk mempertahankan pH dan kadar air serta kaya akan nutrisi, sehingga pertumbuhan mikroorganisnme pada biofilter 2 menjadi optimal.
0 10 20 30 K o n s e n tra s i ( p p m ) 0 20 40 60 80 100 E fis ie n s i ( % ) Inlet Outlet
