Studi Aplikasi Membran Filtrasi untuk Daur Ulang Efluen Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Industri Pulp dan Kertas

(1)

STUDI APLKASI MEMBRAN FLTRASI

UNTUK DAUR ULNG

EFLUEN

NSTALASI PENGOLAHAN AR LMBAH PAL)

DUSTIPULP

DAN KERTAS

(2)

STUDI APLKASI MEMBRAN FLTRASI UNTUK DAUR ULANG

EFLUEN NSTALASI PENGOLAAN AR LMBAI

(PL)

NDUSTRI PULP DAN KERTAS

SPSI

Sebagai salah satu syarat

nk

epemleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTAN

Pada

Jun

Tenoloi ndutri Pertanian

Fakultas Tenologi Pertanian

Intitut Pertanian Bogor

Ieh:

TARDIYANTO

F0 34981 29

203

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

NSTITUT PERTANIAN BOGOR

(3)

FAKULTAS TEKNOWGI PERTANIAN

NSTITUT PERTANIAN BOGOR

STUD! APLKASI MEMBRAN FLTRASI

TK

DAUR ULANG EFLUEN

NSTALASI PENGOIN

R

LMBAI PAL)

NDUSTRI

PULP

DAN KERTAS

SKRPSI

Sebagai salah satu syarat

nk

mendapatkan gelar

SAJANA

ENOLOGI PERTN

Pada Jurusan Tenoloi ndustri Pertanian

Fakultas Teknoloi Pertanian

ntitut Pertanian Bogor

OLEH,

TARDIYANTO

F0 3498129

Drkan pada tangga123

Januari 1979

i

Solo (Jawa Tngah)

Tanggal lulus :

23 Januari

2003

(4)

Tardiyanto, F03498129. Study

of Membrane Filration Application for Recycling

of Eluent

Wastewater Treament Plant WTP)

o

f

Pulp

and

Paper Indusry. Supensed by: Suprihatin

SUMMARY

Pulp and paper indury produce liquid waste. that containng organics and inorganics coponent in large amount, which s dangeros to the environment. The treatment of the wastwater s currently still conventional with the end of pipe system technology through P. Although the system s efective enough for wastewater treatment, but the elunt dischargd to the river

ll

contrbutes to the potential damage in the river/water body.

To gain an added value or at least gain a benet for the nvironment, eluent of the P hould be procesd her with the advancd treatmnt, for example by using the mne technoloies n order to be able to produce clean water. The membrane technology s relatively safe and cheap because the technology do not involve chemical process.

s

research purpose s to examine the performance of difernt membranes (ultra ltration PVDF, chitosan. and microltraion polysfone) used for ltration eluent of P of the two diferent pulp and paper industries

(T.

Apex Kumbong/PT. APK and

T.

Pndo lndouT. PI). The eperiments were perfoned at diferent operatng conditions, ncluding presure and crosIow velocity. The perfonces of the membrane are measd hrough lux, rejection, and permeate quality. The permeate quality s dtermined basd on

COD,

turbidity, color, TSS (Total Suspended Solid) and TDS (Total Dissolvd Solid). The pemeate quality s then compared with the clean water standard and the watewater standard. Three difernt operating conditions are tudied, namely condition 1 (pressure of 1.1 bar; croslow velocity of 0.70 mls), condition 2 (presure of 1.9 bar; crosslow velocity of 0.54 mls) and condition 3 (pressure of 2.75 bar; crosslow velocity of 0.37 mls).

For the eluent of

T.

APK, the highet x (243 Um'.h) was achieved by chitosan membrane at condition 2. the lowet lux (95 U ml.h) oeeured in polysulfone membrane at condition 3. For the eluent of

T.

PI, the hihet lux (249 Uml.h) was achieved by hitosan membrane at condtion 2, the lowest lux (140 Uml.h) occured in the poysulfon membrane at the condition 3.

Statistical mean tet for eluent WP of

T.

APK between condition 1 and condition 2 hon the peate lux of the ultra raion PVOF membrane and micro ltration mebrane was iicant and for hitosan mebrane was not iicant; and comparison betwen condition 2 and condition 3 hown the lux of ukra ltration PVDF membrane and chitosan membrane was not siicant, and for micro ltration membrane was siicant. Statical mean tet for emuent WP

(5)

the COD rejection of the ultraltration PVDF membrane and chitosan membrane

was not siicant and micro ltration poly sulfone membrane was iicant. The

turbidity rejection of the ultra filtration PVDF membrane was not siicant, and

chitosan and poly sulfone membrane was siniicant. The color rejection of the ultra

ltration PVDF membrane and toan membrane was not icant, and micro

ltration poly lfone membrane was iicant. The IDS rejection of all the

membrane was not siicant.

The pemeate quality of PVDF membrane

n

watewater of PT.APK have

COD of29 ppm, turbidity of 10

U,

color of 62 tCo, TSS of 0 mL, 1 .

86 mL.

This is better than permeat of the other membranes. The result hown the quality of

permeate from the elluent of PT. PI are muh better than the wastewater of PT.

APK

f

it is compard with the clean water tandard (Pemenkes No. 416Men.

KelPer.1/1990) the permeate quality

s

not yet meet the clean water standard

because not all of the test paramters can be copared. But

f

with the ellunt

standard (SK Gubemur Jawa Barat No.6 tahun 1999)

the permeat quality

s

much

(6)

Tardiyanto, F03498129. Studi Aplikasi Membran Filrasi untuk Daur mang Enuen Instalasi Pengolahan Air Limbah

(PL)

Indusri up dan Kertas. Di Bawab Bimbingao: Suprhatin

RNGKASAN

Keiatao ndusri pup dan kertas meoghailkao limbab cair yang cukup banyak dengan koponen organik dan anorganik yang berbahaya bai ngkungan. Sitem pengolahan limbah yang an saat

i

asih konvensiona� yaitu dengan sistem

ed of pipe

melalui PAL (Instalasi Peogolabao r Limbab). Meskipun sistem

i

up efekt. naun air olahan akhimya dibuang juga ke sung� yang dpat berdampak pada aasi koponen pencemar ke badan sungailair.

Dalam rangka mndapatkan nilai tambah, atau paling tidak mendapat manfaat bagi Iingkuugan, maka limbab cair olahan PAL dapat diproses lagi dogao tenologi lanjutan yaitu teknoloi mebran, agar air limbah tersebut dapat dipergunakan kembali sebagai air produki. Tenoloi membran relaif aman dan murah karena tidak melibatkan proses kimiawi, tetapi hanya melibatkan keiatan pemisahan secara isiko

Tujuan peoelltian

i

adalah meogetabui ineja membran (PVDF, itosao, dan pofon) dengan menggunakan ampel libah cair dari dua industri kertas yang berbeda (PT.Aspek Paper Knbong dan PT. Parisindo ndoneia) pada kondisi operasi yang meliputi: tekanan dan laju atir. Kneja yang r adalah paramter 1uks, rejeki, dan kualitas pemeat. Kualitas peneat ditentukan berdasarkan paramter COD, Kekeuhan, Wana, TSS dao TOS, lalu dibandng-kao deogan standar air bersih dan tandar air buangan. Pada penelitian

i

diteliti tiga kondii yaitu: kondisi

I

(tekaoan 1,1 bar; laju ar rata-rata 0,75

i.),

kondii 2 (tekanan 1,9 bar; laju atir rata·rata 0,55 ls) dan kondii 3 (tekanan 2,75 bar; laju alir rata·rata 0,35 ls).

Pada limbab PT. APK uilai is rata-rata terbesar teIjadi pada mebran kitosao yaitu sebesar 243 Um'.h (kondii 2), terkec\ pada membran pofon sebesar 95 Um'.h (kondii 3). Sdangkan pada libab PT. PI uilai is rata-rata terbesar tejadi pada membran tosan yaitu sebesar 249 Um'.h (kondisi 2), terkecil pada membran polllon ebesar 140 Um'.h (kondii 3).

(7)

yang dalam hal

i

dpengaruhi oleb peningkatan tekanaD tranmembran dan atir. Di

sampog itu karakteritik ukunm pori membran juga menentukan peroleban

ls

permeat.

Uji banding nilai tengah terhadap eluen PT. APK dan PT. PI dengan ktiga

jenis membran dalam kaitannya dngan rjeksi yang dapat kan mnunjukkan

bahwa pada rjeki COD pada membran ultrailrasi PVDF dan membran kitosan

menunjukkan tidak berbeda Dyata, dan pada membran miroiltrai pofon

berbeda Dyata. Rjeksi kekeruhan menunjukkan bahwa pada membran ultrailtrai

PVDF tidak berbda nyata, sedangkan pada membran kitosan dan membran

mikroiltrai pofon berbeda nyata. Rejeksi wana menunjukkan bahwa pada

membran ultrailtrasi PVDF dan membraD kitosan tidak berbeda Dyats, sdangkan

pada membran mikroihrasi pofon mnunkn berbda nyata. Rejeksi

OS

menunjukkan bahwa pada

u

a jenis membran menunjukkan tidak herbeda nyata.

Perolehan rejeksi terbaik dperoleh pada memhran ultrailtrai PVDF. Perbedaan

nilai rjeki sangat dipengaruhi oleh keseragaman ditnbusi pori, disampng

ditentukan pula oleh uknran pori.

Penguknran teIhadap tas permeat yang terbai<; pada limbah PT. APK

nilai COD terkecil pada membran PVDF sebesar 29

L;

i

kekeruhan terkecil

pada memhran PVDF sebesar 10

t U;

nilai wana terkecil pada memhran

PVDF sebesar 62

t

tCo; nilai

DS

terkecil pada membran PVDF sebear 1,86

mgL. Pada limbah PT. PI, nilai COD terkecI pada membran PVDF sebesar 6,5

mgIL; nilai kekeruhan terkeci1 pada membran itoan dan pofon sbesar 1.5 unit

U;

li

wana terkeci1 pada mebran polifon sebear 6

t

Pteo;

li OS

terkecil pada membran kitosan sebesar 1,40 mgL.

(8)

KATAPENGANTAR

BiJabirrohrrohiim(i).

Alhamdulillarrobbil'alamiin. Segala puji bai

lh

, yang atas berkat rahmat dan hidayah-Nya maka skripsi

i

dapat diseleaikan dengan baik. Sholawat dan salam kepada

al

Muhammad saw, yang telah membawa umat manusia dari jalan jahiliyah ke jalan yang diridhoi

lh.

Sripsi yang bejudul "Studi APlikasi Membran Filtrasi uotnk Danr Vlang Eluen 1nstalasi Pengolahan

r

Limbah (PL) Industri

Pulp

dan Kertas" merupakan syarat memperoleh geiaT Sajana Teknoloi Petanian pada Fakultas Tenoloi Pertanian, Institut pertanian Bogor. Skripsi

i

dibuat atas dasar keinginan untuk mendapatkan nilai tabah secua ekonomis dan manaat bai lingkungan deogan melakukan peogolahan untuk limbah cair nduri

pulp

n kertas. Pengolahan dilaan dengan menggunakan tenoloi membran, suatu tenoloi lanjutan dalam pengolahan libah yang

i

ramah ngkungan karna tidak banyak menggunakan proses

a,

atau bahkan hanya melibatkan proses pemisahan secara iko

Dengan den, diharapkan agar

pi

i

dapat bnaat sebagai aenan atau reerensi bai semua phk dalam pngembangan tenoloi membran di masa yang

u

datang, sehngga bnar-bnar dperolh uatu hail yang memuaskan yang bi ekonomis sekaligus mepunyai nilai ekolois.

r

kata, penulis mngucapkan terima kab kepada semua pihak yang

telah membantu n meri dnkungan selama penelitian dan penyuunan

p

i

tll.

Bogor. Februari 2003 Penulis

(9)

DATAR

lSI

Halaman

KATA PENGANTAR . . . .

.

. . . ...

.

. . ... . .

.

....

.

. . . II

DAFTAR TABEL . . . .

.

. . . ... . . .. . . .

.

..

.

. . . ii

DAFT AR GABAR .

.

. . . ... . ... . . ... . .

... vii

DATAR PN . . . ... . . .

.

. . . X I. PENDAHULUAN . . . ...

.

. . . ...

.

. . . . .

.

. . . 1

A LATAR BELAKANG . . . .. . . .

.

. . . ... . . 1

B. TUmAN . . . ... . . ... . . . .

.

... . . . 2

c. RUANG LINGKUP . . . .

.

. . . . ... . . 2

D. HASL YANG DPKAN .. . . ... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA . . . ... 4

A EBRAN FLTRASI

.

. . . . .

.

. . .

.

. . . .

.

. . . .

.

. . . 4

B. AEL EBRAN . . . . ... . . . .. . . .

.

. . . 6

C. K1.ASFKASI EBRAN . . . ..

.

. . . ... . . 8

D. NK KERJA

(PEFOANCE)

EBRAN . . . .. 10

E. FENOENA FOULING ... ... ... ... ... ... ... 12 F. EFLUEN PAL INDUSTRI

PULP

DAN KERTAS ... ... 15

III. ETODOLOGI PENELITIAN . . . ... .... ... .... ... ... 17

A KERANGKA PEN . . . ...

.

. . ... . . . .

.

...

.

... 17

B. ALAT DAN BAHAN .

.

. . . ... . . .

.

...

.

. . . 18

C. ETODE PENELITIAN . . ... . . .

.

...

.

... . ... ...

.

....

.

... 19

D. ANALISA ....

.

... . ... . . .

.

. . . ....

.

. . . .

.

. . . ... 20

N. HASL DAN PEBAHASAN . . . ... 22

A FLUKS . . . .. . . .. . . 22

B. ESI ...

.

. . . ... . . . .

.

. . . ... . . 32

C. KUALITAS PEREAT . . .

.

. . . .

.

. . . ... . . .

.

. . . 40

(10)

V.

KESPLAN DAN SARAN ... 47

A. KESPULAN ... 47

B. SARAN . . . ... . . . 48

DAfARPUSTAKA ... 49

PN . . . ... . . ... . . ... . . ... . . ... . . ... . . 50

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)

(88)

(89)

(90)

(91)

(92)

(93)

(94)

(95)

(96)

(97)

(98)

(99)

(100)

(101)

(102)

(103)

(104)

(105)

(106)

(107)

(108)

(109)

(110)

(111)

(112)

(113)

(114)

(115)

(116)

(117)