F UiMBU REKU RAYA 1994 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR. Oleh

PENENTUAN NlLAl PARAMETER PER ANCAMGAN BIO REAKTOR AEROBIK

UWTUK PENGOLAHAN LIMBAH

CAlR

PABRIK

KELAPA

SAWlT

MENGGUNAKAN LUMPUR AKTlF TERAMOBILISASI

PADA

BATU APUN6

Oleh

UiMBU

R E K U R A Y A

F

26. 1150

1 9 9 4

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

UMBU REKU RAYA. F 26.1150. Penentuan Nilai Parameter Perancangan Bioreaktor Aerobik Untuk Pengolahan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit ~enggunakan Lumpur Aktif Teramobilisasi. Di bawah bimbingan R. Hardi Suprapto dan E. G.umbira-Sa'id.

Penentuan nilai parameter perancangan bioreaktor aero- bik untuk pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS) diperlukan agar metode pengolahan yang diinginkan dapat diterapkan. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk pengolahan LCPKS adalah pengolahan menggunakan lumpur aktif teramobilisasi pada batu apung. Penelitian ini bertu- juan untuk menentukan nilai parameter kinetika mikroorga- nisme dan nilai parameter perancangan bioreaktor aerobik untuk pengolahan LCPKS, sebagai suatu studi kasus pada PTP. XI. Kertajaya Banten selatan.

Model kinetika yang digunakan adalah model yang dikembangkan oleh Hashimoto dan Furukawa (1987) untuk nilai koefisien hasil maksimum (Yg) dan laju perusakan mikroorga- nisme (b) serta model kinetika yang dikentbangkan oleh Grady dan Lim (1980) untuk parameter kinetika laju kematian mik- roorganisme ( T ) . Penentuan parameter perancangan bioreaktor yang meliputi nilai waktu tinggal (t)

,

keperluan oksigen (RO), viabilitas sel (v) dan total produksi VSS (Tx) menggu- nakan model yang dikembangkan oleh Grady dan Lim (1980).

Percobaan pengolahan LCPMS pada bioreaktor unggun diam dilakukan pada suhu ruang dengan laju aerasi 1.6 l/menit, dan pH awal LCPMS 7.00. Sumber mikroorganisme pendegradasi

substrat yang digunakan adalah lumpur aktif yang diamobili- sasi pada batu apung.

Nilai parameter kinetika mikrorganisme yang diperoleh adalah nilai Yg, b dan T. Nilai tersebut untuk Yg

=

0 . 6 6 4 7

mg COD/mg VSS, b

=

O.OOY2 jam-'. Nilai T adalah 0 . 0 0 1 2 , 0 . 0 0 1 9 , 0 . 0 0 2 5 dan 0 . 0 0 3 4 jam-' untuk nilai COD influen berturut-turut 5 8 9 . 5 0 , 9 1 3 . 5 0 , 1 0 4 9 . 5 0 dan 1 2 9 8 . 2 5 mg/l.

Pemilihan nilai parameter perancangan bioreaktor di- lakukan pada saat COD efluen 5 0 0 mg/l. Pada saat nilai COD efluen yang dipersyaratkan dicapai, nilai parameter peran- cangan bioreaktor yang meliputi waktu tinggal (t), keper- luan oksigen (RO), total produksi V S S (T,) meningkat jika COD influen meningkat, sedangkan viabilitas sel (v) menurun jika COD influen meningkat.

Nilai parameter perancangan bioreaktor pada COD influen

5 8 9 . 5 0 mg/l adalah t = 0 . 2 4 jam, RO = 1 5 . 9 5 6 0 gram oksigen dan v

=

0 . 9 9 9 7 dan T,

=

5 2 . 3 3 6 7 gram VSS. Pada COD influen

9 1 3 . 5 0 mg/l, diperoleh nilai t

=

0 . 9 2 jam, RO = 7 3 . 9 5 4 8

gram oksigen dan v = 0 . 9 9 8 2 , Tx

=

2 4 1 . 6 0 4 3 gram VSS. Pada COD influen yang lebih besar yaitu 1 0 4 9 . 7 5 mg/l diperoleh hasil t = 2 . 2 2 jam, RO

=

9 8 . 9 2 3 0 gram oksigen, v = 0 . 9 9 4 5 ,

dan Tx = 3 2 0 . 7 1 4 2 gram VSS, sedangkan pada COD influen

1 2 9 8 . 2 5 mg/l diperoleh nilai parameter perancangan bioreak- tor berturut-turut t

=

6 . 6 0 jam, RO

=

1 4 6 . 5 5 2 6 gram oksigen, v

=

0 . 9 7 8 2 dan Tx = 4 6 3 . 2 5 6 2 gram VSS.

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

PENENTUAN NILAI PARAMETER PERANCANGAN BIOREAKTOR AEROBIK UNTUK PENGOLAHAN LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT MENGGUNAKAN LUMPUR AKTIF TERAMOBILISASI PADA BATU APUNG

SXRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

oleh UMBU REXU RAYA

F 26.1150

, ,-

.

Dilahirkan pada tanggal 2 0 Juli 197

di Galu Kawaungu, Sumba Barat

Tanggal lulus :

.. . . - .

IUTA PENGANTAR

Puji dan sembah penulis panjatkan k e hadapan Tuhan Yesus, atas kasih setiaNya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan kuliah di IPB. Skripsi ini disusun berdasarkan hasil penelitian selama lima bulan mulai Juli sampai November 1993. Hasil penelitian ini diharapkan menjadi bahgn masukan bagi pengambilan keputusan pada pengolahan limbah cair agroindustri, khususnya limbah cair pabrik kelapa sawit.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih secara khusus kepada :

1. Keluarga terkasih : Papa & Mama buat cinta, doa, dana, dan bimbingannya; serta Anna, Ika, Xupang, Joni dan Dian atas segala dukungannya selama penulis kuliah. 2. Keluarga Kakek Drs. U. Djima yang telah banyak mern-

berikan bantuan dana selama penulis kuliah.

3. Bapak Drs. R. Hardi Suprapto yang telah membimbing penulis sejak semester VI sampai penulisan skripsi.

4 . Bapak Dr. Ir. E. Gum-bira Sa'id, MADev. yang telah memberikan ide dan bimbingan selama penelitian dan penulisan skripsi.

5 . Bapak Dr. R. Muljono Judoamidjojo yang telah bersedia menguji penulis dan juga atas segala sarannya bagi penyempurnaan skripsi.

6. Ir. Tri Iman Surya Mantulangi, untuk segala usahanya dalam menolong penulis, terutama atas kesediaannya

memberikan simulasi komputer Bahasa PASCAL untuk model kinetika yang dikembangkan oleh Grady dan Lim (1980) yang merupakan hasil penelitian sarjananya.

7 . Ibu Dra. Ekastya Nariswari (PT. Unitex) atas bantuan bahan kimia untuk analisa COD, Bapak Drs. Rahmat (PTP. XI.) dan Edy Wibowo atas bantuannya selama sampling.

8. Keluarga Barimbing untuk segala bantuannya selama penulisan skripsi.

9. seluruh anggota Agritenth untuk segala kerjasamanya selama penulis kuliah.

10. Sahabat-sahabat di Pelayanan Mahasiswa Gabungan untuk segala perhatiannya.

Semoga tulisan ini bermanfaat bagi para peneliti dan peminat masalah lingkungan hidup.

DAFTAR IS1

Halaman

KATA PENGANTAR

...

iii

DAFTAR IS1

...

v

DAFTAR TABEL

...

vii

DAFTAR GAMBAR

...

viii

...

DAFTAR LAMPIRAN ix I

.

PENDAHULUAN

...

1

I1

.

TINJAUAN PUSTAKA

...

3

A

.

LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT

...

3

B

.

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR SECARA AEROBIK

....

3

C

.

AMOBILISASI LUMPUR AKTIF

...

6

D

.

KINETIKA PENGOLAHAN LIMBAH CAIR SECARA SINAMBUNG

...

9

E

.

PARAMETER KINETIKA DAN PARAMETER PERAN- CANGAN BIOREAKTOR

...

15

1

.

Parameter Kinetika

...

15

2

.

Parameter Perancangan Bioreaktor

...

17

F

.

PEMILIHAN TIPE BIOREAKTOR

...

20

I11

.

BAHAN DAN METODE

...

21

A

.

BAHAN'DAN ALAT

...

21 B

.

METODE PENELITIAN

...

21 C

.

TATA LAKSANA

...

22 1

.

Penelitian Pendahuluan

...

22

...

2

.

Penelitian Utama 2 4

IV

.

HASIL DAN PEMBAHASAN

...

A

.

KARAKTERISTIK LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA

SAWIT

...

B

.

PENGOLAHAN LCPKS DENGAN LUMPUR AKTIF

TERAMOBILISASI

...

1

.

Perubahan Konsentrasi Bahan Organik

..

...

2

.

Beban pencemaran COD

3

.

Efisiensi Penurunan COD

...

C

.

PENENTUAN NILAI PARAMETER KINETIKA

...

1

.

Penentuan Nilai Koefisien Hasil Maksi- mum dan Nilai Konstanta Laju Perusakan

...

Mikroorganisme

2

.

Penentuan Nilai Laju Kematian

...

D

.

PENENTUAN NILAI PARAMETER PERANCANGAN

...

BIOREAKTOR

...

.

1 Waktu Tinggal 2

.

Keperluan Oksigen

...

3

.

Total Produksi VSS

...

4

.

Viabilitas Se:

...

E

.

PARAMETER pH

...

F

.

URUTAN PROSES PENGOLAHAN LCPKS YANG DISA-

RANKAN

...

V

.

KESIMPULAN DAN SARAN

...

A

.

KESIMPULAN

...

B

.

SARAN

...

DAFTAR PUSTAKA

...

LAMPIRAN

...

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1. Kandungan beberapa parameter kualitas

LCPKS pada pH 4.6

...

3 Tabel 2. Laju pembebanan pada berbagai proses

pengolahan limbah cair secara aerobik

...

6

Tabel 3. Klasifikasi metode amobilisasi sel

...

7 Tabel 4. Hasil Uji Beda Nyata Terkecil antar nilai

COD influen

...

3 1

Tabel 5. Nilai parameter perancangan bioreaktor pada saat nilai COD efluen 500 mg/l

untuk beberapa nilai COD influen

...

4 4

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 1. Lintasan massa C O D pada pengolahan

limbah cair dengan menggunakan lum-

pur aktif teramobilisasi

...

10 Gambar 2. Skema bioreaktor CSTR tunggal untuk

pengolahan limbah cair secara sinam-

bung

...

11 Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar

...

3. Skema alat aktivasi lumpur

4 . Skema alat pengolahan LCPKS

...

5. Hubungan antara waktu tinggal dan nilai COD pada beberapa nilai C O D

influen yang digunakan

...

6. Hubungan antara waktu tinggal dan ni- lai beban pencemaran C O D pada beberapa

....

nilai COD influen yang digunakan

7 . Hubungan antara waktu tinggal dan ni- lai efisiensi penurunan COD pada bebe- rapa nilai COD influen yang diguna- kan

...

8. Hubungan antara dS/dt dan dX/dt pada

penentuan nilai Yg dan b

...

9. Hubungan antara t/(l+bt) dan l/v pada

beberapa nilai COD influen yang digu- nakan

...

10. Hubungan antara T dan So

...

11. Hubungan antara waktu tinggal dan

nilai keperluan oksigen pada beberapa nilai COD influen yang digunakan

....

12. Hubungan antara waktu tinggal dan

produksi VSS pada beberapa nilai C O D

...

influen yang digunakan

13. Hubungan antara waktu tinggal dan

nilai viabilitas sel pada beberapa ni- lai COD influen yang digunakan

...

14. Hubungan antara waktu tinggal dan

nilai pH pada beberapa nilai C O D

influen yang digunakan

...