SKRIPSI
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR DOMESTIK
DENGAN MENGGUNAKAN ROTARY
BIOLOGICAL CONTACTOR (RBC)
oleh :
DODDY OCTNIAWAN
NPM 0752010015PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMB ANGUNAN NASIONAL ” VETERAN” JATIM
SURAB AYA
2012
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah memberikan rahmat
dan hidayah – Nya sehingga saya dapat menyelesaikan tugas skripsi ini dengan
judul PENGOLAHAN LIMBAH CAIR DOMESTIK DENGAN
MENGGUNAKAN ROTARY BIOLOGICAL CONTACTOR (RBC). Skripsi ini
merupakan salah satu persyaratan bagi setiap mahasiswa Progdi Teknik
Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, UPN “ Veteran “ Jawa
Timur untuk mendapatkan gelar sarjana.
Selama menyelesaikan tugas ini, saya telah banyak memperoleh bimbingan
dan bantuan dari berbagai pihak, pada kesempatan ini saya ingin mengucapkan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ir. Naniek Ratni JAR, MKES , selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan
Perencanaan UPN “Veteran” Jawa Timur.
2. Dr.Ir. Munawar Ali, MT, selaku ketua Progdi Teknik Lingkungan UPN
“Veteran” Jawa Timur.
3. Dr.Ir. Edy Mulyadi, MT, selaku dosen pembimbing yang senantiasa sabar
untuk membimbing saya di dalam menyelesaikan tugas skripsi saya ini.
4. Orang tua dan keluarga tercinta yang telah membantu dan memberikan
dukungan baik secara moral maupun material yang luar biasa.
5. Theresia Adjeng Pratiwi terkhusus yang selalu mensuport saya, kalau saya
pasti bisa menyelesaikan tugas skripsi saya ini.Thanks banget.
ii
6. Semua rekan-rekan di Teknik Lingkungan angkatan 2007 yang secara tidak
langsung telah membantu hingga terselesainya tugas ini, terkhusus Mas
Wakit, Mas Prof, Mas Pongky kalian akan selalu menjadi kenangan yang
terindah. Terima kasih atas masukannya selama penyusunan laporan ini.
Penyusun menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam
penyusunan skripsi ini, untuk itu saran dan kritik yang membangun akan
penyusun terima. Akhir kata penyusun mengucapkan terima kasih dan mohon
maaf yang sebesar-besarnya apabila didalam laporan ini terdapat kata-kata
yang kurang berkenan atau kurang dipahami.
Surabaya, 04 Juni 2012
Penyusun
iii
BAB II TINJ AUAN PUSTAKA II.1. Pengertian Limbah Cair ………... 5
II.2. Pengertian Limbah Cair Domestik ………... 6
II.2.1 Baku Mutu Limbah Domestik ... 7
II.3. Pengertian Limbah Secara Biologi ... 7
II.4. Pengertian RBC ... 7
II.5. Sedding dan Aklimatisasi ... 9
II.6 Landasan Teori ... 10
BAB III METODOLOGI PENELITIAN III.1. Bahan Penelitian ... 13
III.2. Peralatan Penelitian ... 13
III.3. Variabel ... 15
III.3.1.Variabel Tetap ... 15
III.3.2.Variabel yang Dijalankan ... 15
III.4. Cara Kerja ... 16
III.4.1.Tahap Persiapan ... 16
iv
III.4.2.Tahap Pengoperasian RBC ………... 16
III.4.3.Tahap Identifikasi Mikroorganisme ... 17
III.5. Kerangka Penelitian ... 18
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1. Tabel Analisa Awal ... 19
IV.2. Tabel Pengaruh Debit dan Konsentrasi COD
Terhadap Persen Penyisihan COD ... 20
IV.3. Tabel Pengaruh Konsentrasi COD Terhadap Prosentase
Penyisihan TSS………... 20
IV.3.1.Pengaruh Debit Terhadap Persen
Penyisihan COD Limbah Cair Domestik ... 21
IV.3.2.Pengaruh Konsentrasi COD Terhadap
Persen Penyisihan COD ... 23
IV.4. Pengaruh Konsentrasi COD Terhadap Persen
Penyisihan TSS ... 25
IV.5. Pengaruh Perumbuhan Bakteri Pada Media Cakram
Terhadap Penyisihan COD ... 26
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
V.1. Kesimpulan ... 30
V.2. Saran ... 30
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A DATA DASAR HASIL PENELITIAN ... A-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN EFISIENSI COD ... B-1
LAMPIRAN C ANALISA COD da n TSS ... C-1
LAMPIRAN D GAMBAR RANGKAIAN ALAT dan BAHAN.... D-1
vii ABSTRAK
Limbah cair domestik merupakan limbah yang paling dominan mencemari lingkungan selain limbah industri. Limbah tersebut menghasilkan senyawa organik yang dapat menurunkan kualitas air. Selain itu, limbah cair domestik mengandung padatan terlarut yang tinggi sehingga menimbulkan kekeruhan dan mengurangi penetrasi cahaya matahari bagi organisme fotosintetik. Sehingga diperlukan pengolahan agar memenuhi standar lingkungan yaitu dengan reaktor
Rotary Biological Contactor (RBC).
RBC adalah suatu reaktor yang terdiri dari beberapa cakram yang berputar dengan kecepatan rotasi tertentu. Pada saat berputar sebagian cakram yang terendam dalam limbah cair akan menguraikan zat organik yang terlarut dalam limbah cair. Pada saat kontak dengan udara biomassa akan mengadsorb oksigen sehingga tercapai kondisi aerobik. Sebagai peubah yang digunakan adalah debit aliran (ml/menit) yaitu 376, 282, 226, 188, 161 ml/menit dan konsentrasi COD 628,8 mg/lt; 537,6 mg/lt; 480 mg/lt; 336 mg/lt; 212 mg/lt dengan menggunakan parameter uji COD.
Hasil terbaik yang diperoleh dari penelitian ini yaitu pada debit aliran 161 ml/menit dengan konsentrasi COD 537.6 mg yang dapat menyisihkan COD sebesar 96.87 %.
viii
ABSTRACT
Domestic wastewater is waste dominant contaminate besides industrial waste disposal. Domestic wastewater produce organic compound that can be low water quality. Besides, domestic wastewater contains high total solid causing turbidity and decrease penetration of sunlight for organism photosynthetic. So that needs processing that can be removed by reactor Rotary Biological Contactor (RBC) for standard environment.
RBC a reactor that consists of several discs rotates with certain rotation speed. At the discs rotate, part of the discs removes the organic material from wastewater. At the discs contact with the air biomass adsorbs oxygen so that reached aerobic condition. As factor condition that used are flow rate that is 376, 282, 226, 188, 161 ml/minute and concentrasion COD 628.8 mg/lt; 537.6 mg/lt; 480 mg/lt; 336 mg/lt and 212/lt by using COD removal.
The best result that is got from this study that is in flow rate 161 ml/minute with concentrasion COD 537.6 mg that could be remove COD is 96.87 %.
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang.
Limbah industri dapat mengandung bahan organik atau bahan anorganik
yang dapat menurunkan kualitas air menimbulkan warna, rasa serta bau bahkan
juga mengandung logam-logam berat. Limbah industri yang mengandung logam
berat perlu mendapat perhatian khusus, mengingat konsentrasi logam berat akan
memberikan efek beracun yang sangat berbahaya bagi kehidupan manusia
maupun bagi ekosistem dimana limbah tersebut dibuang. Beberapa jenis industri
seperti industri alat-alat listrik, pelapisan logam (electroplating) adalah merupakan
penghasil air limbah yang mengandung loga-logam berat seperti Cu, Cr, Fe, Mn,
Zn, Ni dan sebagainya. Limbah tersebut bila dibuang ke lingkungan harus
mengalami pengolahan terlebih dahulu agar dapat memenuhi baku mutu limbah
cair yang sudah ditetapkan oloh pemerintah daerah.
Electroplating adalah sebuah industri logam untuk perlindungan terhadap
korosi, sifat khas permukaan dan sifat teknis atau mekanis bahan tertentu serta
bertujuan untuk dekoratif atau penampilan. Untuk menurunkan nutrisi atau kadar
logam berat yang terkandung di dalam limbah industri electroplating seperti
logam berat Cr, Fe, Mn, Ni diperlukan suatu pengolahan khusus yaitu seperti
pengolahan Reaksi Redoks dengan tujuan untuk menurunkan kadar logam berat
yang terkandung agar effluent yang keluar ke badan air dapat sesuai standart baku
mutu yang ditetapkan oleh pemerintah.
I.2. Mak sud Dan Tujuan
I.2.1 Mak sud
Adapun maksud dari perencanaan bangunan pengolahan air buangan ini
agar dapat menghasilkan kualitas limbah pelapisan logam yang sesuai dengan
standart baku mutu pemerinta, sehingga tidak mencemari badan air.
I.2.2. Tujuan
Tujuan dari pengolahan air buangan yang ingin dicapai :
a. Menentukan jenis pengolahan air buangan yang sesuai berdasarkan
pertimbangan karakteristik air buangan
b. Merencanakan bangunan pengolahan air buangan serta hal-hal
yang terkait di dalamnya termasuk lay out.
c. Merancang diagram air proses pengolahan sehingga terjadi
keterikatan untuk memperbaiki kualitas air buangan.
I.3. Ruang Lingkup
Ruang lingkup tugas Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Buangan
Industri Electroplating ini meliputi :
1. Data Karakteristik dan Standart Baku Mutu Limbah Industri
2. Spesifikasi Bangunan Pengolahan Limbah
3. Perhitungan Bangunan Pengolahan Limbah
4. Gambar Bangunan Pengolahan Limbah
5. Profil Hidrolis Bangunan Pengolahan Limbah
6. Diagram Alir Bangunan Pengolahan Limbah
5 BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA
II.1 Penger tian Limbah Cair
Limbah cair atau air limbah adalah kotoran dari masyarakat, rumah
tangga, dan juga yang berasal dari industri, air tanah, air permukaan serta buangan
lainnya. Dengan demikian, air buangan merupakan hal yang bersifat kotoran
umum (Sugiharto, 1987 dalam Rizka. N, 2010). Semakin bertambah dan
meningkatnya jumlah penduduk dengan segala kegiatanya, maka jumlah limbah
cair juga akan mengalami peningkatan. Pada umumnya limbah cair dibuang ke
dalam tanah, sungai, danau dan laut. Jika jumlah air limbah yang dibuang
melebihi kemampuan alam untuk menerima atau menampungnya, maka akan
terjadi kerusakan lingkungan (Anonim a, 2002).
Elemen biologi dalam sistem perairan berkaitan erat dengan komponen –
komponen kimia. Komponen – komponen tersebut sangat penting untuk
menganalisa efek dari perubahan kualitas air. Komponen – komponen kimia
dalam perairan dapat diklasifikasikan dalam tiga kelompok yaitu bahan – bahan
organik yang terdiri atas senyawa – senyawa organik alam, senyawa – senyawa
organik sintetis, serta bahan – bahan anorganik dan gas. Zat – zat organik terdapat
di dalam air dalam kadar yang rendah dan hanya sebagian kecil dari seluruh
jumlah padatan yang ada. Keberadaan senyawa organik di dalam air akan
menimbulkan berbagai masalah, antara lain masalah bau dan rasa. Keberadaan
senyawa organik juga menyebabkan air memerlukan proses pengolahan air bersih
6
yang lebih kompleks, menurunkan kandungan oksigen, serta menyebabkan
terbentuknya substansi – substansi beracun (Siregar, 2005 dalam Yanti. S, 2008).
II.2 Penger tian Limbah Cair Domestik
Menurut Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup nomor 112 tahun
2003 limbah cair domestik adalah limbah cair yang berasal dari usaha dan atau
kegiatan pemukiman (real estate), rumah makan (restauran), perkantoran,
perniagaan, apartemen dan asrama. Dengan demikian tidak hanya limbah industri
yang dapat menyebabkan pencemaran, limbah domestik juga dapat menyebabkan
pencemaran. Masalah ini jika tidak ditangani secara seksama akan menyebabkan
pencemaran lingkungan.
Dari limbah cair rumah tangga dapat dijumpai berbagai bahan domestik
yang larut dalam air dan akan mengalami penguraian dan pembusukan. Dalam
proses tersebut bakteri pengurai dan pembusuk menggunakan oksigen, sehingga
kadar oksigen di dalam air turun drastis dan menyebabkan biota air akan mati.
(Fakhrizal dalam Yanti. S, 2008).
Limbah domestik memiliki beban pencemar yang tinggi terutama pada
jenis limbah cair yaitu deterjen. Deterjen sangat berbahaya bagi lingkungan
karena detergen memiliki kemampuan untuk melarutkan bahan bersifat
karsinogen. Selain gangguan terhadap masalah kesehatan, kandungan detergen
dalam air minum akan menimbulkan bau dan rasa tidak enak (Fakhrizal dalam
Yanti. S, 2008)
7
Tabel II.1 Keputusan Guber nur J awa Timur No. 45 Tahun 2002
Tentang Baku Mutu Limbah Cair Industr i dan Kegiatan
Usaha Lainnya
II.3 Pengolahan Limbah Secar a Biologi
Pengolahan limbah pada air limbah bertujuan untuk menghilangkan bahan
organik yang bersifat koloid dan terlarut. Pengolahan biologi adalah suatu proses
alami dimana bahan organik secara alami dapat berkurang, karena adanya
mikroorganisme yang menguraikannya. Jadi pada prinsipnya pengolahan biologis
adalah penguraian senyawa – senyawa organik komplek senyawa yang lebih
sederhana atau bahkan menjadi mineral ( CO2 dan H2O ).( Yanti. S, 2008 )
II.4 Penger tian RBC ( Rotating Biological Contactor )
RBC adalah suatu reaktor dengan cakram yang ditumbuhi oleh
mikroorganisme hingga terbentuk suatu biofilm. Biofilm akan tumbuh dan
menempel pada permukaan cakram dalam bentuk lendir. Pada saat berputar ,
sebagian cakram yang terendam dalam limbah cair akan menguraikan zat organik
yang terlarut dalam limbah cair. Pada saat kontak dengan udara biomassa akan
mengadsorb oksigen, sehingga akan tercapai kondisi aerobik. Berputarnya cakram
merupakan mekanisme untuk mempertahankan biomassa dalam keadaan
tersuspensi.
Par a meter Satuan Kadar Mak simum
COD mg/l 100
TSS mg / l 200
8
Rotary Biological Contactor (RBC) terdiri dari cakram berbentuk
lingkaran yang terbuat dari bahan polysterene atau polyvinyle chloride yang
dipasang secara vertikal dengan menghubungkan satu sama lain dengan satu
sumbu (Marsono, 1996 dalam Rizka. N, 2010)). Seluruh rancangan tersebut
ditempatkan ke dalam suatu tangki atau tank dengan cakram kira - kira separuh
terendam di atas permukaan cairan. Mikroorganisme ditumbuhkan pada
permukaan cakram dan perputaran cakram tersebut membawa seluruh
mikroorganisme kontak dengan air limbah dan membiarkan mikroorganisme
mengurangi bahan organik tersebut (Grady and Lim, 1980). Cakram tersebut
separuh terendam kira – kira 40 persen di dalam tank yang berisi air limbah, dan
perputaran cakram sangat pelan yaitu sekitar 1 – 1.6 revolusi per menit.
Kedalamannya adalah 70 sampai 90 persen dan unit penggerak udara digunakan
untuk menyediakan oksigen dan putaran. Oleh karena kandungan oksigen rendah
di dalam air limbah, degradasi biologi dikerjakan dengan unit perendam dan
kemungkinan oksigen dapat menjadi terbatas (Metcalf and Eddy,2004).
9
Gambar II.2 Rotary Biological Contactor (RBC)
Kinerja RBC pun dipengaruhi oleh temperatur air limbah, konsentrasi
substrat influen, waktu tinggal hidrolis, rasio volume tangki terhadap luas
permukaan media, kecepatan rotasi media, dan oksigen terlarut.
O2
O2 CO2
Biofilm Anaerob Biofilm Aerob
O2
CO2 BOD
H2O COD
NH4-N
NO2- +NO3-
Media RBC
Gambar II.3 Mekanisme Rotary Biological Contactor (RBC)
II.5 Pembibita n Bakter i (Sedding) dan Adaptasi Bakter i (Aklimatisasi)
Seeding merupakan proses pembibitan bakteri. Seeding dilakukan untuk
memperoleh suatu populasi mikroorganisme agar dapat membentuk lapisan
10
biofilm yang menempel pada media cakram, sehingga mampu menguraikan
kandungan beban organik di dalam air (Yudho, 1980 dalam Rizka. N, 2010).
Aklimatisasi merupakan tahap dimana mikroorganisme beradaptasi dengan
air buangan. Pada tahap aklimatisasi ini konsentrasi air limbah yang diberikan
kepada mikroorganisme tidak langsung 100 %. Hal ini dikarenakan agar
mikroorganisme tidak shock terhadap air buangan (Indriasari, 2007 dalam Rizka.
N, 2010).
Pada kedua proses ini mikroorganisme diusahakan tumbuh dengan baik,
oleh karenanya jenis mikroorganisme harus diperhatikan dalam proses ini.
Sehingga dalam kedua proses ini media (cakram) harus benar – benar sesuai
dengan kondisi yang dibutuhkan oleh mikroorganisme tersebut. Kecepatan
putaran pada media yang relatif kecil sangat diperlukan karena menghindari
gesekan yang terlalu besar antara media (cakram) dengan limbah cair. Pada proses
seeding dan aklimatisasi mikroorganisme diberikan makanan organik dan
anorganik agar pertumbuhan mikroorganisme dapat terjaga dengan baik (Yudho,
2005 dalam Rizka. N, 2010).
II.6 Landasan Teor i
Teori yang melandasi penelitian ini adalah penurunan polutan organik
dengan memanfaatkan bakteri aerobik secara biofilm pada reaktor RBC. Faktor –
Faktor yang Mempengaruhi pada Proses Pengolahan adalah sebagai berikut :
1. Waktu Tinggal (td)
Waktu tinggal adalah lamanya waktu kontak antara air buangan yang
diolah dengan mikroorganisme di dalam reaktor. Waktu tinggal limbah yang
11
berlangsung pada reaktor RBC adalah antara 0.7 – 1.5 jam (42 – 90 menit)
(Metcalf and Eddy, 2004).
Persamaan yang memenuhi adalah :
td = V ... (II.1)
2. Ukuran dan Jumlah Cakram
Ukuran cakram berpengaruh dalam mempertahankan muatan hidrolik
selanjutnya. Ukuran cakram yang besar dengan kecepatan rotasi yang ideal akan
mampu memberikan pemindahan air limbah ke biofilm dengan lebih efisien.
Diameter cakram yang efisien adalah sebesar 12 ft atau 3.6 m dengan separuh
terendam sebesar 40 persen. Jumlah cakram yang dapat digunakan pada proses
pengolahan adalah minimal 4 buah dan maksimal dapat digunakan lebih dari 4
cakram dalam setiap stage. Sedangkan stage yang dapat digunakan untuk
meremoval BOD adalah 2 sampai 4 stage, sedangkan untuk nitrifikasi stage yang
dapat digunakan adalah 6 atau lebih (Grady and Lim, 1980 dalam).
3. Kecepatan Putaran Cakram (rpm)
Kecepatan rotasi dapat mempengaruhi kecepatan aerasi dan intensitas
kontak antara limbah dengan biofilm. Kriteria kecepatan putaran yang dimiliki
RBC adalah sebesar 1 sampai 1.6 rpm (Metcalf and Eddy, 2004).
4. Kapasitas Tangki RBC
12
Tangki RBC memiliki kriteria maksimal sebesar 0.0049 m3/m2 (0.12
gal/ft2), dengan volume stage 45 m3 (12000 gal) untuk shaft dengan luas disk
sebesar 9300 m2. Tangki memiliki kedalaman sebesar 1.5 m (5 ft) dengan cakram
terendam 40 persen (Metcalf and Eddy, 2004).
5. Kecepatan Aliran
Kapasitas kecepatan aliran yang dimiliki adalah sebesar 30 MGD (Grady
and Lim, 1980).
6. Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD)
Banyaknya oksigen dalam mg/lt atau ppm per liter yang dibutuhkan dalam
kondisi khusus untuk menguraikan bahan organik secara kimiawi (Rizka N,
2010).
7. Test Suspended Solid (TSS)
Residu dari padatan total yang tertahan oleh saringan dengan ukuran
partikel maksimal 2 µm atau lebih besar dari partikel koloid.
13 BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
III.1 Bahan Penelitian
1. Air limbah rumah makan KFC Ahmad Yani Surabaya.
2. Bakteri yang dikembang biakkan berasal dari air limbah rumah makan KFC Ahmad
Yani Surabaya. .
III.2 Per a latan Penelitian
1. Satu unit alat RBC yang terdiri dari :
a. Bak Penampung yang terbuat dari plastik, dengan :
D = 23 cm
b. Bak pengatur debit yang terbuat dari ember plastik, dengan :
D = 23 cm
c. Bak RBC yang terbuat dari bahan plastik, dengan :
D = 30 cm
P = 96 cm
d. Cakram RBC terbuat dari polyvinylchloride, dengan :
D = 20 cm
e. Pompa, dengan :
Jenis pompa Aquila P 1600, head max 1,2 m
Jenis pompa Aquila P 1600, head max 2 m
f. Motor penggerak Belt.
14
g. Potensiometer.
2. Unit tambahan :
a. Stopwatch
Gambar alat :
Gambar III.1 Skema diagram alir pengolahan dengan RBC
Keterangan gambar alat :
1. Bak penampung 1
2. Bak pengatur debit
3. Reaktor RBC
4. Bak effluent
15
2. Variabel yang dijalankan :
a. Q Debit = 376 ml/menit, 282 ml/menit, 226 ml/menit,
188 ml/menit, 161 ml/menit
b. Konsentrasi COD = 212 mg/l ; 336 mg/l ; 480 mg/l ; 538 mg/l
; 629 mg/l
16
III.4 Car a Ker ja
Penelitian ini dilakukan secara continue dan dilakukan dengan dua tahap proses,
yaitu tahap persiapan dan pengoperasian RBC.
III.4.1. Tahap Per siapan
Tahap persiapan ini meliputi proses seeding dan aklimatisasi. Tahap ini dilakukan
agar reaktor siap digunakan untuk penyisihan beban organik, yaitu :
1. Mengisi reaktor RBC dengan air limbah rumah makan. Kemudian menggerakkan
cakram hinga bakteri mulai tumbuh kurang lebih 5 minggu.
2. Apabila lapisan lendir pada biofilm tersebut telah tumbuh dan menutupi semua area
permukaan media maka reaktor RBC siap digunakan untuk penyisihan beban
organik.
III.4.2. Tahap Pengoperasian RBC
1. Air Limbah Rumah Makan KFC Ahmad Yani Surabaya ditampung dalam bak
penampung dengan variasi konsentrasi COD inffluent 629, 538, 480, 336 dan 212
mg/lt.
2. Dari bak penampung limbah dialirkan ke pengatur debit dengan pompa.
3. Kemudian dari bak pengatur debit limbah dialirkan ke bak reaktor RBC secara
gravitasi.
4. Limbah yang sudah dialirkan pada RBC, diproses oleh bakteri yang menempel pada
cakram RBC dengan cara memvariasikan debit 376 ml, 282 ml, 226 ml, 188 ml, 161
ml dengan kecepatan putar cakram 8. Cakram tersebut terdapat biofilm yang sudah
menempel pada sekelilingnya. Kemudian pada saat berputar bagian
17
mikroorganisme yang tercelup air akan menguraikan zat organik yang terlarut dalam
air. Pada saat kontak dengan udara biomassa akan mengadsorbsi oksigen, sehingga
akan tercapai kondisi aerobik.
5. Limbah yang telah diolah dialirkan secara gravitasi pada bak effluent.
6. Dari bak effluent limbah yang sudah diolah tersebut dialirkan secara gravitasi ke bak
clifier kemudian direcycle kembali menggunakan pompa dan dialirkan pada bak
reaktor RBC agar mendapatkan hasil yang maksimal.
7. Pengambilan sample dari saluran yang keluar dari reaktor RBC dilakukan dengan
waktu detensi sesuai debit.
III.4.3. Tahap Identifikasi Mik roor ganisme
1. Persiapan cawan petri yang telah disterilkan.
2. Pengambilan sample biofilm yang berada pada cakram secukupnya.
Kemudian ditempatkan di cawan petri yang telah disterilkan.
3. Sample kemudian disuburkan/enrichment setelah itu isolasi bakteri yang ada,
kemudian identifikasi dengan cara uji morfologi ( Gram Straining ) dan uji fisiologi
serta uji biokimia bakteri.
4. Foto bakteri melalui mikroskop untuk mengetahui bentuknya.
18
III.5. Ker angka Penelitian
Mulai
Pengadaan sampel Rangkaian peralatan
Analisa pendahuluan :
19 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sebelum dilakukan penelitian, air limbah dianalisa terlebih dahulu untuk
mengetahui karakteristik fisik dan kimianya yang ditunjukkan pada Tabel IV.1
Setelah di lakukan analisa awal untuk mengetahui data awal, kemudian
masuk ke dalam proses Sedding dan Aklimatisasi terlebih dahulu masing –
masing dengan waktu 2 minggu. Setelah proses Sedding dan Aklimatisasi
kemudian limbah cair tersebut diolah dengan proses biologi, yaitu menggunakan
reaktor Rotary Biological Contactor yang dioperasikan dengan menggunakan
variasi debit aliran dan konsentrasi COD. Kemampuan penyisihan COD dengan
menggunakan variasi debit dan konsentrasi COD dapat ditunjukkan pada Tabel
IV.2 di bawah ini :
20
21
IV.1 Pengar uh Debit (ml/menit) Terhadap Pr osentase Penyisihan COD
Limbah Cair Domestik
Debit yaitu volume atau jumlah air yang dipindahkan dari tempat satu ke
tempat yang lain dalam satuan waktu tertentu. Pada penelitian ini dilakukan
dengan beberapa variasi debit diantaranya dengan debit 376 ml/menit, 282
ml/menit, 226 ml/menit, 188 ml/menit, 161 ml/menit dan konsentrasi COD yaitu
628,8 mg/l, 537,6 mg/l, 480 mg.l, 336 mg.l, 211,2 mg/l.
Kemampuan penyisihan COD pada limbah cair rumah makan KFC
Ahmad Yani dengan memvariasikan debit secara keseluruhan dapat dilihat pada
Gambar IV.1 dibawah ini :
Gambar IV.1 Hubungan antara debit (ml/menit) dengan prosentase penyisihan
COD pada berbagai konsentrasi COD (mg/liter)
Dari Gambar IV.1 dapat dilihat pengaruh debit terhadap persen penyisihan
COD limbah cair rumah makan KFC Ahmad Yani Surabaya dengan Konsent rasi COD (mg/ li t er)
22
menggunakan RBC. Persen penyisihan COD limbah cair rumah makan KFC
Ahmad Yani Surabaya yang terbesar adalah pada debit 161 ml/menit. Sedangkan
pada debit yang sama yaitu 161 ml/menit dengan konsentrasi COD 537,6 mg
memberikan hasil penurunan yang paling besar terhadap penyisihan COD yaitu
sebesar 96.87 %. Hal ini dikarenakan faktor udara yang kurang memadai,
mengingat penelitian dilakukan di dalam ruangan. Udara dalam ruangan tersebut
tidak dapat mendesak masuk dalam limbah cair sehingga proses transfer oksigen
tidak berjalan maksimal dan nutrisi yang terkandung di dalam setiap sample yang
berbeda di setiap pengambilan. Apabila debit ditambahkan menjadi 188 ml/menit,
226 ml/menit, 282 ml/menit dan 376 ml/menit dengan konsentrasi COD yang
sama yaitu 537,6 mg, maka persen penyisihan COD mengalami penurunan
menjadi 93.76 %, 90.62 %, 85.15 % dan 50.78 %.
Hal ini menunjukkan bahwa semakin rendah debit yang diberikan maka
kemampuan penyisihan COD semakin meningkat. Debit aliran yang rendah
menunjukkan semakin lama waktu tinggal limbah cair di dalam reaktor RBC,
sehingga kemampuan penyisihan COD oleh bakteri semakin meningkat, karena
terjadi kontak yang lama antara limbah cair dengan bakteri yang menempel pada
biofilm yang ada. Mekanisme kontak tersebut dapat ditunjukkan pada transfer
oksigen pada limbah cair dan lapisan film atau lendir yang menempel pada
permukaan cakram. Pada saat cakram berputar sebagian biomassa yang terendam
limbah cair akan menguraikan zat organik yang terlarut dalam limbah cair
sekaligus akan kontak dengan oksigen terlarut yang berada dalam limbah cair.
Sedangkan pada saat cakram kontak dengan udara, biomassa akan mendapatkan
23
transfer oksigen bebas yang ada di udara. Lapisan biofilm yang telah kontak
dengan oksigen akan masuk ke dalam limbah cair dan akan mengembalikan cairan
yang tinggi oksigen ke dalam reaktor, sehingga akan menambah sirkulasi oksigen
terlarut di dalam limbah cair dan akan menjaga konsentrasi oksigen terlarut
menjadi relatif seragam dalam limbah cair. Peristiwa tersebut menyebabkan
semakin bertambah tebal lapisan lendir pada permukaan media, maka penyisihan
COD semakin besar pula.
Dengan bertambahnya waktu tinggal limbah cair dalam reaktor proses
akan memberikan kesempatan pada bakteri untuk mendegradasi beban organik
pada limbah cair dalam jumlah yang besar. Sehingga kemampuan reaktor RBC
dalam melakukan penyisihan COD akan bertambah besar pula seiring dengan
bertambahnya waktu tinggal limbah dalam proses.
IV.2 Pengar uh Konsentr asi COD Ter hadap Pr osenta se Penyisihan COD
Konsentrasi COD yaitu dimana pencampuran antara limbah dengan air
dengan perbandingan yang dibutuhkan. Pada penelitian ini dilakukan dengan
beberapa variasi diantaranya dengan konsentrasi COD 628 mg/liter, 537,6
mg/liter, 480 mg/liter, 336 mg/liter, 211,2 mg/liter dan dengan variasi debit yaitu
376 ml/menit, 282 ml/menit, 226 ml/menit, 188 ml.menit, 161 ml/menit.
Pada Gambar IV.2 dibawah ini dapat dilihat kemampuan penyisihan COD
pada limbah cair domestik rumah makan KFC Ahmad Yani Surabaya dengan
memvariasikan konsentrasi COD.
24
Gambar IV.2 Hubungan antara konsentrasi COD (mg/liter) dengan prosentase
penyisihan COD pada berbagai debit (ml/menit)
Dari Gambar IV.2 di atas dapat dilihat bahwa persen penyisihan COD
limbah cair Rumah Makan KFC Ahmad Yani yang terbesar terletak pada
konsentrasi COD 537.6 mg dengan debit 161 ml/menit, yaitu sebesar 96.87 %.
Jika di bandingkan dengan hasil penelitian dari Rizka. N, 2010 yang mendapat
hasil konsentrasi COD sebesar 87,69 % pada konsentrasi COD 260 mg/l. Seperti
yang terlihat pada gambar di atas, pada konsentrasi COD 480 mg, 336 mg dan
212,2 mg dengan debit yang sama yaitu 161 ml/menit persen penyisihan COD
limbah cair Rumah Makan KFC Ahmad Yani mengalami kenaikan sebesar 80.00
%, 80.00 % dan 88.63 %. Terdapat 2 variasi konsentrasi COD yang jumlah %
penyisihannya sama. Hal ini disebabkan mikroba mengalami fase jenuh pada
debit 161 ml/menit dan pada konsentrasi COD influent 480 dan 336 mg/lt.
Kemudian pada konsentrasi COD 628.8 mg persen penyisihan COD limbah cair Debit (ml/ menit )
25
Rumah Makan COD Ahmad Yani mengalami penurunan menjadi 91.60 %. Hal
ini dikarenakan faktor udara yang kurang memadai, mengingat penelitian
dilakukan di dalam ruangan. Udara dalam ruangan tersebut tidak dapat mendesak
masuk dalam limbah cair sehingga proses transfer oksigen tidak berjalan
maksimal dan nutrisi yang terkandung di dalam setiap sample yang berbeda di
setiap pengambilan dan perbandingan masing – masing konsentrasi COD.
IV.3 Pengar uh Konsentr asi COD Ter hadap Pr osenta se Penyisihan TSS.
Dalam meningkatkan efisiensi pengendapan pada Rotating Biological
Contactors dapat dilakukan berbagai cara diantaranya menggunakan Clifier.
Penggunaan Clirifier ini selain sebagai tempat menempelnya flok dan
memudahkan flok untuk mengendap secara gravitasi.
Gambar IV.3 Hubungan antara konsentrasi COD dengan prosentase
penyisihan TSS pada berbagai debit (ml/menit)
Debit (ml/ menit )
26
Dari Gambar IV.3 di atas dapat dilihat bahwa persen penyisihan TSS
limbah cair Rumah Makan KFC Ahmad Yani yang terbesar terletak pada
konsentrasi COD 628,8 mg dengan debit 161 ml/menit, yaitu sebesar 94,74 %.
Seperti yang terlihat pada gambar di atas, pada konsentrasi COD 480 mg, 336 mg
dan 212,2 mg dengan debit yang sama yaitu 161 ml/menit persen penyisihan COD
limbah cair Rumah Makan KFC Ahmad Yani mengalami penurunan sebesar
83.33 %, 66.67 % dan 66.67%.
IV.4 Pengar uh Per tumbuhan Bakter i Pada Media Cakr am Ter hadap
Penyisihan COD.
Penyisihan beban organik limbah cair domestik dilakukan pada saat
biofilm tumbuh dan menempel pada seluruh permukaan cakram.Biofilm tersebut
berfungsi mengembalikan oksigen ke dalam limbah cair setelah mendapatkan
transfer oksigen bebas yang ada di udara. Oksigen tersebut digunakan oleh bakteri
untuk degradasi beban organik sekaligus untuk menjaga agar limbah cair dalam
reaktor tetap dalam kondisi aerob. Apabila biofilm mencapai ketebalan maksimal,
oksigen yang terdifusi tidak dapat dikonsumsi, maka oksigen tidak dapat
mencapai penetrasi secara penuh, sehingga pada bagian permukaan media akan
berada pada kondisi anaerobik. Pada saat biofilm mengalami ketebalan, beban
organik yang diadsorb dapat diuraikan bakteri namun tidak mencapai bakteri yang
berada di permukaan cakram. Sehingga biofilm tersebut akan terlepas dari
cakram. Limbah cair akan ikut melepas dan mendorong biofilm keluar. Ketebalan
maksimum biofilm tersebut berkisar antara 3 mm. Setelah itu lapisan biofilm baru
27
akan segera mulai tumbuh. Selain sebagai transfer oksigen, fungsi cakram adalah
sebagai tempat tumbuh biofilm. Sehingga semakin banyak cakram yang terdapat
dalam reaktor RBC semakin maksimal penyisihan COD terhadap limbah cair
domestik. Jumlah cakram dalam reaktor RBC disesuaikan dengan volume reaktor
RBC.
Agar limbah cair tetap dalam kondisi aerob diperlukan kecepatan putaran
yang tepat. Hal ini dikarenakan apabila kecepatan putaran terlalu lambat, kondisi
limbah cair menjadi anaerob, sebab transfer oksigen kurang berjalan maksimal.
Apabila kecepatan putaran terlalu cepat biofilm akan terkelupas dari cakram
karena biofilm bergesekan dengan limbah. Pada debit 376, 288, 226, 188, 161
ml/menit dengan jumlah cakram 30 buah dan kecepatan putaran 8 rpm, persen
penyisihan COD terbaik yaitu pada debit 161 ml/menit sebesar 96,87 % dan TSS
terbaik yaitu pada debit 161 ml/menit sebesar 94,74 %.
28
Gambar IV.4. Bakteri Pseudomonas Putida
Gambar IV.5. Bakteri Bacillus Subtilis
29
Gambar IV.6. BakteriSaccharomyces Cerevisae
30 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1. Kesimpulan
Dari penelitian yang telah dilakukan terhadap limbah cair rumah makan
KFC Ahmad Yani Surabaya dapat diambil kesimpulan, bahwa kadar COD dalam
limbah cair rumah makan KFC Ahmad Yani Surabaya dapat diturunkan dengan
menggunakan reaktor RBC sesuai dengan baku mutu yang berlaku (Peraturan
Gubernur DKI Jakarta No.122 Tahun 2005), yaitu 100 mg/l pada COD dan 50
mg/l pada TSS. Pada konsentrasi COD 537,6 dan debit 161 ml/menit
memberikan kemampuan penyisihan COD yang optimum sebesar 96,87 % atau
dengan kadar COD akhir sebesar 16.80 mg/l. Kemampuan penyisihan TSS yang
optimum sebesar 94,74 % pada konsentrasi 537,6 dan pada debit 161 ml/menit.
Serta beberapa jenis mikroorganisme yang terdapat pada reaktor RBC diantaranya
Bakteri Pseudomonas Putida, Bakteri Bacillus Subtilis, Bakteri Saccharomyces
Cerevisae
V.2. Sar an
1. Pada penelitian ini hanya memakai 30 cakram dengan 3 stage, maka
disarankan untuk penelitian selanjutnya dapat memakai lebih dari 30
cakram untuk memberikan effluent yang lebih maksimal.
DAFTAR PUSTAKA
.
Anonim a, 2002, ”Teknologi Pengelolaan dan Pemanfaatan Sampah atau Limbah
Perkotaan”, Forum Kominikasi Mahasiswa Teknologi Pengelolaan dan
Pemanfaatan Sampah atau Limbah Perkotaan, Magister Sistem Teknik UGM,
Jogjakarta.
Anonim b, 2007, ”Pengolahan Limbah Domestik Septictank Menggunakan RBC Warga RT
34 RW 08 Kricak Kidul, Kecamatan Tegal Rejo, Jogjakarta ”, http:/www.mediainfo
kota.jogjakarta.go.id, 03 Maret 2012.
Anonim c, 2007, ”Pengolahan Air Buangan Industri Bir Multi Bintang Indonesia
Menggunakan RBC, Surabaya, http:/www.Repository.ipb.ac.id, 03 Maret 2012.
Anonim d, 2007, ”Pengolahan Limbah Cair Hotel Melia Purosani dengan Metode RBC,
Jogjakarta ”,http:/www.Sinta.ukdw.ac.id/sinta/search.jsp, 03 Maret 2012
Anonim e, 2007, ”Penjernihan Minyak Goreng Curah di Kota SoloMenggunakan RBC”,
http:/www.ft.uns.ac.id/muljadi.html, 03 Maret 2012
Anonim f, 2007, ”Pengolahan Limbah Kecap Piring Lombok Menggunakan RBC, Sukasari
Semarang ”, http:/www.majalah.tempointeraktif.com, 03 Maret 2012
Grady, L..C.P., and Lim, C.H., 1980, “Biological Wastewater Treatment”, Pollution
Engineering and Technology, New York.
Keputusan Gubernur Provinsi Jatim No. 45 Tahun 2002 Tentang Baku Mutu Limbah Cair
Domestik Industri dan Kegiatan Usaha Linnya.
Metcalf and Eddy, 2004,”Wastewater Engineering Treatment and Reuse”, 4nd Edition,
McGraw-Hill, New York.
Rizka, N., 2010, “Pengolahan Limbah Cair Industri Gula Dengan Menggunakan
RBC”,Teknik Lingkungan UPN ”Veteran” Jawa Timur
Yanti, S., 2008, “Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Dengan Menggunakan
RBC”,Teknik Lingkungan UPN ”Veteran” Jawa Timur.
