Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II 2008
Universitas Lampung, 17-18 November 2008
ISBN : 978-979-1165-74-7 III-521
PENENTUAN PARAMETER KINETIKA PROSES ANAEROBIK CAMPURAN
LIMBAH CAIR INDUSTRI MENGGUNAKAN REAKTOR UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET (UASB)
Panca Nugrahini, T.M.Rizki Habibi dan Anita Dwi Safitri
Jurusan Teknik Kimia Universitas Lampung Jl. Sumantri Brojonegoro No. 1 Bandar Lampung 35145
ABSTRAK
Studi Kinetika proses anaerob campuran limbah cair agro industri ( industri sawit, gula, tapioka ) merupakan dasar penting dalam desain bioreaktor Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) dengan menggunakan lumpur aktif anaerobik (anaerobic activated sludge) sebagai starter mikroorganisme pendegradasi limbah cair tersebut. Limbah cair industri gula berasal dari PTPN VII. Bunga Mayang, limbah cair tapioka berasal dari Industri Tepung Tapioka Rakyat (Ittara) di Desa Bumima Kec. Batanghari Lampung Timur dan limbah cair sawit dari PTPN VII. Rejosari. Pelaksanan penelitian ini dilakukan dengan memvariasikan konsentrasi COD umpan dan waktu tinggal cairan ( HRT ). COD umpan diatur 5000, 10000, 15000, 20000 mg/L , HRT diatur pada 12, 10, 8, 6 jam. Efisiensi reduksi COD limbah cair campuran yang dihasilkan cukup baik, hingga mencapai rentang 63,20% -82,90 %. Akumulasi gas rata-rata yang dihasilkan tiap eksperimen besar mencapai rentang 155-306,66 mL/hari . Pada penelitian ini juga telah berhasil dieksplorasi data parameter kinetika pada proses biodegradasi anaerobik campuran limbah cair agro industri antara lain Konstanta setengah jenuh ( Ks ), laju pertumbuhan spesifik maksimum ( m ), Perolehan biomassa (Y), Konstanta laju kematian mikroorganisme ( kd ) dan konstanta pemanfaatan substrat maksimum ( k ) , yaitu berturut-turut 33,1719 g/l., 5,533 hari-1, 0,4416gVSS/gCOD , 1,7341 hari-1, 12,53 hari-1. Dengan diketahuinya parameter kinetika ini, diharapkan penerapan dan perancangan sistem bioreaktor UASB dengan teknologi sel terimmobilisasi ini dapat direalisasikan, sehingga upaya untuk mewujudkan suatu teknologi yang dapat digunakan untuk mengolah campuran limbah secara terpadu, efektif dan efisien suatu saat dapat diterapkan. Kata kunci : Parameter Kinetika, Anaerobik, reaktor UASB, limbah cair campuran. 1. PENDAHULUAN
Industri gula tebu, industri tepung tapioka dan Industri kelapa sawit merupakan industri
yang menghasilkan limbah cair dalam jumlah yang besar dengan konsentrasi karbon masing-
masing 8000-10000 mg COD/L ( PT. Bunga Mayang ), 30.000 mg COD/L ( PTPN VII
Rejosari ) dan Tapioka rakyat .Ketiga industri ini sangat berpotensi mencemari lingkungan
jika tidak dilakukan pengolahan terlebih dahulu.
Langkah yang telah ditempuh oleh ketiga industri tersebut dalam menangani masalah
limbah tersebut adalah dengan sistem pengolaan limbah cair lagoon / pond anarobik terbuka
dimana sistem tersebut akan merombak kandungan polutan karbon dan nitrogen menjadi gas
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II 2008
Universitas Lampung, 17-18 November 2008
ISBN : 978-979-1165-74-7 III-522
metan, karbon dioksida , dan senyawa lainnya oleh mikroorganisme anaerobik. Gas-gas tersebut
kemudian terdispersi ke atmosfir/ udara terbuka secara alami. Namun pengolahan dengan cara
tersebut membutuhkan kolam yang banyak dan besar sehingga memerlukan lahan yang besar,
selain itu gas yang dihasilkan berpotensi menimbulkan pemanasan global dan meningkatkan
polusi tetapi gas metan yang dihasilkan dari proses pengolahan limbah cair tersebut dapat
dijadikan sebagai sumber bahan bakar alternatif karena dapat menghasilkan biogas yang dapat
diperbaharui dari sistem anaerobik sehingga limbah cair dipandang sebagai salah satu bahan
yang dapat menyediakan sumber energi terbarukan.
Perombakan sistem pengolahan konvensional yang mengemisi gas metan dapat dilakukan
dengan penerapan sistem aerobik (full aerobic), tetapi proses tersebut butuh aerasi dan
menghasilkan lumpur dalam jumlah yang besar yang juga harus diolah lebih lanjut, sehingga
pembiayaan proses relatif tinggi. Alternatif lain adalah mengadopsi teknologi CIGAR (covered
in ground anaerobic reactor) dengan mengisolasi kolam anaerobik dengan plastik, sehingga gas
metan dapat diakumulasi .Tetapi proses CIGAR masih sangat baru. Proses evaporasi telah
dikembangkan untuk pengolahan limbah cair pengolahan CPO ,tetapi teknologi tersebut
mengkonsumsi energi yang besar .Demikian juga dengan teknologi membran yang cenderung
mahal.
Alternatif lain yang dapat dilaksanakan adalah dengan mengolah ketiga jenis limbah cair
tersebut dalam suatu unit IPAL khusus menggunakan teknologi proses sel terimobilisasi.
Dengan cara tersebut, pihak industri hanya diwajibkan mengirim limbah ke komplek IPAL
khusus, sehingga pabrik tidak akan terbebani biaya dan pengoperasian IPAL. Keuntungan yang
akan diperoleh pihak pabrik adalah pembiayaan proses produksi pabrik dapat berkurang,
sehingga harga jual produk pabrik ke masyarakat dapat diturunkan.
Penelitian tentang pengolahan limbah cair campuran dari tiga jenis industri tersebut
dengan menggunakan teknologi proses anaerobik UASB telah dilakukan dan berjalan dengan
baik (Pratama dkk, 2007). Pada penelitian tersebut, telah berhasil dieksplorasi kondisi operasi
untuk pengolahan limbah cair gabungan. Reduksi COD limbah cair berada pada rentang yang
baik, yaitu sekitar 67,07%-82,52% (rata-rata) dengan laju beban organik sebesar 6-36 kg
COD/m3/hari, sehingga proses degradasi limbah cair yang berasal dari campuran limbah cair
industri menggunakan bioreaktor UASB merupakan alternatif yang baik. Dalam riset tersebut
juga didapatkan bahwa pada kondisi pH-nutrisi alami dengan nilai pH 5,5-6,5 proses degradasi
COD limbah cair campuran berjalan lebih maksimal.
Proses biodegradasi limbah cair campuran dengan menggunakan reaktor UASB telah
dilakukan dan bekerja dengan baik, namun proyeksi skala besar pengembangan bioreaktor
UASB belum dapat dilakukan karena nilai parameter kinetika pada kondisi yang terbaik belum
dikalkulasi. Maka berdasarkan uraian tersebut, adalah penting untuk mengkaji lebih lanjut
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II 2008
Universitas Lampung, 17-18 November 2008
ISBN : 978-979-1165-74-7 III-523
pengembangan sistem IPAL khusus dengan teknologi sel terimobilisasi UASB lewat nilai
parameter kinetika pertumbuhan biologi agar estimasi kelayakan finansial proses UASB
pengolah campuran limbah cair industri tersebut dapat diaplikasikan di lapangan, sehingga
upaya untuk mewujudkan suatu industri dengan prinsip wastewater treatment, energy
generation and water preparation suatu saat dapat diterapkan
2. METODE PENELITIAN
2.1 BAHAN
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah cair tapioka yang
diambil dari industri tepung tapioka rakyat desa Sumber Agung 50 Batang hari, Metro,dan
limbah cair gula diambil dari PTPN VII Unit Pengolahan Gula Bunga Mayang, sedangkan
limbah cair industri minyak kelapa sawit diambil dari PTPN VII Unit Pengolahan Sawit
Bekrie. Bahan baku yang lainnya yaitu lumpur anaerobik dan air suling
2.2 VARIABEL PROSES
Variabel proses yang digunakan adalah konsentrasi COD umpan 5000,
10000,15000,20000 mg/l dan dengan waktu tinggal hidraulik 12,10,8,6 jam. Parameter yang
diamati antara lain : Reduksi COD, Konsentrasi Biomassa sebagai VSS dan biogas. Metode
analisa sesuai dengan metoda metode standar ( APHA ) , sedangkan volume gas dengan gas
metering unit.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Nilai rata-rata dari setiap faktor yang diobservasi pada setiap kondisi percobaan dapat
dilihat pada Tabel 1. Dari Tabel dapat diketahui bahwa nilai reduksi kandungan COD limbah
cair berada pada rentang 63,20 % - 82,90 %, kandungan TSS adalah sekitar 142 - 320 mg/L ,
turbiditas pada nilai 156 - 562 FAU , produksi gas 155,00 306,66 dan konsentrasi
mikroorganisme berada pada 1,5442 5,3013 mg/L
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II 2008
Universitas Lampung, 17-18 November 2008
ISBN : 978-979-1165-74-7 III-524
Tabel 1. Nilai faktor pada setiap run (perlakuan)
Nilai Akhir Tiap Pengamatan Nilai Rerata Run
Reduksi COD Turbiditas TSS pH Produksi Gas VSS
1 79.00 % 210 160 6,94 245,00 1,6485
2 80.86 % 156 142 5,86 211,67 1,5442
3 73.40 % 236 245 5,81 185,83 2,0167
4 82.90 % 171 145 6,3 306,66 3,8500
5 75.26 % 326 253 5,81 208,33 3,3117
6 63.20 % 560 320 5,63 266,25 4,9513
7 69.90 % 562 287 6,5 155,00 5,3013
3.1 Profil Reduksi COD Terhadap COD Umpan seluruh run
COD merupakan variabel terpenting yang menunjukkan berhasil atau tidaknya proses
degradasi. Hubungan COD keluaran dengan persen reduksi COD seluruh run digambarkan pada
gambar 1
0
5000
10000
15000
20000
25000
14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58
Waktu Oprsi (hari)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
COD Efluen
COD Influen
ReduksiCOD (%)
Kad
ar C
OD
(mg/
L)
Red
uksi
CO
D (%
)
VIIII III IV V VI I
Gambar 1 Hubungan waktu terhadap Reduksi COD seluruh Run
Pada Grafik terlihat, bahwa persentase reduksi COD terbesar terdapat pada run keempat
pada konsentrasi COD umpan sebesar 10000 mg/L dengan persentase sebesar 82,9 %.
Sedangkan persentase reduksi COD terkecil terdapat pada run keenam dan ketujuh yaitu
sebesar 63,2 % dan 69,9 %. Reduksi COD terkecil terdapat pada run keenam karena bakteri
pendegradasi telah berkurang banyak, hal ini disebabkan karena adanya lumpur aktif yang
terbawa oleh effluent.
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II 2008
Universitas Lampung, 17-18 November 2008
ISBN : 978-979-1165-74-7 III-525
Reduksi COD terbesar terdapat pada run keempat karena bakteri pendegradasi limbah
cair dapat bekerja secara optimal pada tahap ini. Hal ini disebabkan karena waktu tinggal (HRT)
yang cukup lama untuk memberi kesempatan kontak lebih lama antara lumpur anaerobik
dengan limbah cair, sehingga proses degradasi menjadi lebih baik dibandingkan dengan run VI
dan VII yang HRT nya hanya 6 jam sehingga penyisihan COD nya lebih kecil. Hal ini
disebabkan karena besarnya OLR yang mempunyai pengaruh langsung terhadap reduksi COD,
dan laju pembentukan gas.
Pada run kedua, ketiga dan kelima, degradasi anaerobik dapat berlangsung dengan cukup
baik dengan persentase rata-rata reduksi COD berturut-turut adalah 80,8 %, 73,4 % dan 75,26
%.
3.2 Hubungan Reduksi COD Terhadap Akumulasi Gas
Gas yang terbentuk dalam penelitian merupakan hasil dari proses degradasi COD
campuran limbah oleh mikroba dalam lumpur anerobik yang merupakan media utama
pendegradasi dalam sistem UASB ini. Selama penelitian dilaksanakan, jumlah akumulasi gas
yang didapatkan sangat fluktuatif, seperti diilustrasikan dalam Gambar 2 berikut
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58
Waktu Oprasi (Hari)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Reduksi CODAkumulasi Gas A
kum
ulas
i Gas
(ml/H
ari)
Red
uksi
CO
D (%
)
VIII III IV V VII
Gambar 2 Hubungan Reduksi COD terhadap Akumulasi Gas
Dari gambar dapat diamati bahwa jumlah gas yang terakumulasi sebanding dengan tingkat
COD campuran limbah cair yang diumpankan. Tingkat reduksi yang tinggi akan menghasilkan
jumlah akumulasi gas yang besar dan begitu juga sebaliknya. Jumlah gas yang diakumulasi
pada penelitian ini berada pada rentang rata-rata 155-370 mL/hari dimana akumulasi terendah
berada pada run VII, sedangkan yang paling tinggi berada pada run IV. Namun jumlah
akumulasi gas selama penelitian ini tidak menunjukkan jumlah total gas yang dihasikan oleh
proses biodegradasi. Hal ini dikarenakan ketidak akuratan gas metering unit yang digunakan.
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II 2008
Universitas Lampung, 17-18 November 2008
ISBN : 978-979-1165-74-7 III-526
Selain itu adanya pengaruh aliran gas yang ikut terbawa bersama effluen menuju ke tangki
settler (kebocoran gas) juga masih terjadi seperti penelitian sebelumnya (Pratama,dkk.2007).
3.3 Konsentrasi Biomassa dan Parameter Kinetika 1. Konsentrasi Biomassa
Konsentrasi Biomassa didalam reaktor diukur sebagai padatan tersuspensi menguap (
VSS ) yang terdapat didalam bioreaktor dan cairan substrat. Data hasil Pengukuran Konsentrasi
Biomassa disajikan dalam tabel. 2
( jam )
Konsentrasi COD umpan
( mg/L )
Konsentrasi Biomassa ( VSS )
( mg/L)
12 5000 1,6485
10 5000 1,5442
10 10000 2,0167
8 10000 3,85
8 15000 3,3117
6 15000 4,9513
6 20000 5,3013
Tabel. 2. Konsentrasi Biomassa setiap run
Dari data yang diperoleh diketahui bahwa penurunan waktu tinggal hidraulik ( HRT )
atau peningkatan laju pembebanan COD menimbulkan peningkatan konsentrasi biomassa di
dalam reaktor. Peningkatan konsentrasi biomasa berkaitan dengan banyaknya nutrisi yang ada
dalam sistim, walaupun dalam penelitian ini dengan nutrisi alami tetapi konsentrasi biomassa
nya tinggi. Dengan peningkatan pembebanan organik berarti meningkatnya pasokan makanan
yang diperlukan oleh bakteri anaerob dengan sendirinya kebutuhan nutrisi untuk pertumbuhan
bakteri dapat dicukupi sehingga pertumbuhan bakteri anaerob lebih baik dibandingkan dengan
pasokan makanan yang rendah.
2. Perhitungan Parameter Kinetika ( ks, k,y,kd, ) Konsentrasi setengah jenuh ( Ks ) dinyatakan sebagai konsentrasi substrat pada waktu
separuh pertumbuhan maksimum (konstanta setengah jenuh), sedangkan k didefinisikan sebagai
laju pemanfaatan substrat maksimum terhadap jumlah massa mikroorganisme yang
berkembang.
Dari data Konsentrasi Biomassa dan konsentrasi bahan organik ( COD ) pada reaktor
dapat dihitung ks dan k pada sistem anaerobik dalam bioreaktor UASB.
Data-data yang digunakan dalam perhitungan ks dan k dapat dilihat pada tabel 3 dibawah ini:
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II 2008
Universitas Lampung, 17-18 November 2008
ISBN : 978-979-1165-74-7 III-527
( hari )
X
( g/L )
So
( g/L )
Se
( g/L )
1/Se .X/So-Se
0,5 1,6485 5 3,95 0,253 0,785
0,4167 1,5442 5 4,043 0,247 0,6724
0,4167 2,0167 10 7,34 0,136 0,3159
0,3333 3,8500 10 8,29 0,1206 0,7497
0,333 3,3117 15 11,29 0,0885 0,2973
0,25 4,9513 15 9,48 0,1055 0,242
0,25 5,3013 20 13,98 0,0715 0,202
Tabel. 3. Data-data perhitungan menghitung ks dan k
Persamaan yang digunakan untuk menghitung ks dan k adalah persamaan dibawah ini:
{(k S)/(Ks+S)} = (So-S)/X ..................................... ( 4.3 ) Dari persamaan 4.3 diatas bila dialurkan .X/So-Se dengan 1/Se diperoleh kemiringan ( slope )
= Ks/k dan intersep = 1/k . Penentuan parameter kinetika Ks dan k diperlihatkan pada gambar
grafik 4.22
y = 2.6474x + 0.0798R2 = 0.5841
0.00E+00
1.00E-01
2.00E-01
3.00E-01
4.00E-01
5.00E-01
6.00E-01
7.00E-01
8.00E-01
9.00E-01
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
1/Se ( L/gCOD )
X.O
/So-
Se (
gCO
D/gV
SS.h
ari)
ks dan kLinear (ks dan k)
Gambar. 3 Menentukan Parameter Kinetika Ks dan k
Dari gambar 3 diperoleh intersep = 0,0798 = 1/k = 0,0798 ; k = 1/0,0798, sehingga didapat nilai
k = 12,53/hari; Kemiringan Ks/k = 2,6474 sehingga Ks = 2,6474 x 12,53 = 33,1719 g/l.
Nilai Ks yang diperoleh pada penelitian ini relatif besar yaitu 33,1719 g/l, hal ini disebabkan
oleh konsentrasi substrat yang tinggi. Dari hasil penelitian ini pula dapat bahwa nilai Ks
tergantung dari substrat yang digunakan, dalam hal ini substrat yang banyak mengandung
minyak dan lemak maka nilai Ks yang diperoleh pun cukup tinggi. Sedangkan nilai k yang
diperoleh 12,53 per hari, besarnya nilai k dipengaruhi pula oleh konsentrasi substrat yang tinggi.
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II 2008
Universitas Lampung, 17-18 November 2008
ISBN : 978-979-1165-74-7 III-528
Sedangkan nilai Y, dan Kd diperoleh dengan: Dari data Konsentrasi Biomassa dan konsentrasi
bahan organik ( COD ) pada reaktor dapat dihitung Y dan kd pada sistem anaerobik dalam
bioreaktor UASB.
Data-data yang digunakan dalam perhitungan Y dan kd dapat dilihat pada tabel 4 dibawah ini:
( hari )
X
( g/L )
So
( g/L )
Se
( g/L )
1/c So-S/X
0,5 1,6485 5 3,95 2 1,274
0,4167 1,5442 5 4,043 2,3998 1,487
0,4167 2,0167 10 7,34 2,3998 3,165
0,3333 3,8500 10 8,29 3,003 1,334
0,333 3,3117 15 11,29 3,003 3,364
0,25 4,9513 15 9,48 4 4,459
0,25 5,3013 20 13,98 4 4,5423
Tabel. 4. Data-data perhitungan menghitung Y dan kd
Persamaan yang digunakan untuk menghitung Y dan kd adalah persamaan dibawah ini:
(1/c) = Y {(So-S)/X) kd .................................. ( 4.3 ) Dari persamaan 4.3 diatas bila dialurkan So-S/X dengan 1/c diperoleh kemiringan ( slope ) = Y dan intersep = kd . Penentuan parameter kinetika Y dan kd diperlihatkan pada gambar grafik
4.
y = 0.4416x + 1.7341R2 = 0.6531
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
0 1 2 3 4 5
1/O ( hari )
So-S
e/X.
O (
gCO
D/g
VSS)
Series1
Linear (Series1)
Gambar. 4 Menentukan Parameter Kinetika Y dan kd
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II 2008
Universitas Lampung, 17-18 November 2008
ISBN : 978-979-1165-74-7 III-529
Dari gambar 4 diperoleh intersep = 1,7341= kd = 1,7341hari-1 ; Kemiringan = Y = 0,4416
gVSS/gCOD . Sedangkan m = 0,4416 x 12,53 = 5,533 hari-1.
Studi Kinetika Proses Biodegradasi Anaerob Minyak Dan Lemak.
Studi kinetika dari data percobaan beberapa peneliti. Perbandingan parameter kinetika tersebut
ditampilkan pada tabel 5
Tabel 5 Perbandingan Parameter Kinetika Dari Berbagai Hasil Penelitian Jenis
Bioreaktor
Limbah KS g/L
mhari-1
Y gVSS/gCO
D
kdhari-1
k .hari-1 Sumber Data
BUFAN Dua tahap
Minyak sawit 35,53 7,95
1,47 0,42
0,089 0,130
0,073 0,057
16,55 3,24
Ginting, 1993
BIOPAN Minyak sawit 6,87 0,762 0,059 0,006 12,91 Faisal, 1994 BUFAN Dua tahap
Minyak sawit 183,2 122,8
6,80 2,359
0,644 0,867
0,333 0,129
10,56 2,72
Hasanuddin, 1993
DIGESTERDaur ulang sel:
Minyak sawit 9,65 - 0,035 0,027 3,12 Chin, 1981
DIGESTERTanpa daur ulang sel:
Minyak sawit 4,032 - 0,140 0,037 0,87 Chin, 1981
BUFAN Sintetik 0,154 0,16 0,08 0,09 2,0 Shieh, 1985 HABR Molase 0,383 0,296 1,227 0,253 0,249 Boopathy dan
Tilche, 1992 UASB Pabrik Gula 48,9 3,121 - - - Riera dkk., 1985 UASB Pabrik Etanol - - 0,191 0,009 - Callander dkk.,
1987 BIOPAN Minyak dan
lemak 1,060 0,187 0,395 0,027 0,474 Adrianto dkk,2003
UASB Campuran
Limbah Sawit,
tapioca, gula
33,171
9
5,533 0,4416 1,7341 12,53 Penelitian ini,2008
Keterangan:
BUFAN = bioreaktor unggun fluidisasi anaerob; HABR = hybrid anaerobic baffled reactor;
UASB= upflow anaerobic sludge blanket; BIOPAN = bioreaktor berpenyekat anaerob
Dari Tabel 5 diperoleh nilai Ks pada penelitian ini sebesar 33,1719 g/L tidak berbeda
jauh dari pada yang diperoleh oleh Ginting (1993) yaitu sebesar 35,53 g/L dan lebih tinggi dari
pada yang diperoleh oleh Boopathy dan Tilche (1992) serta Shieh dkk (1985), namun jauh lebih
rendah dari pada yang diperoleh oleh Hasanuddin (1993) yaitu sebesar 183,2 g/L pada tahap
asidogenesis. Berbedanya nilai Ks disebabkan karena berbedanya substrat yang digunakan dan
berbedanya konsentrasi substrat yang diberikan. Konsentrasi substrat yang tinggi akan
menyebabkan tingginya nilai Ks.
Sedangkan laju pemanfatan substrat maksimum (k) pada penelitian ini diperoleh sebesar
12,53 hari-1 lebih tinggi dari pada data kinetika Boopathy dan Tilche (1992) yaitu sebesar 0,243
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II 2008
Universitas Lampung, 17-18 November 2008
ISBN : 978-979-1165-74-7 III-530
hari-1 dan jauh lebih rendah dari data kinetika Ginting (1993) yaitu sebesar 16,55 hari-1 pada
tahap asidogenesis.
Sedangkan Laju pertumbuhan spesifik maksimum (m) pada penelitian ini diperoleh sebesar 5,533 hari-1 , nilai ini jauh lebih tinggi bila dibandingkan dengan yang diperoleh oleh
Boopathy dan Tilche (1992), Shieh dkk (1985) , Ginting (1993), dan Faisal (1994). Laju
pertumbuhan spesifik maksimum (m) pada penelitian ini tidak berbeda jauh dari pada yang diperoleh oleh Hasanuddin (1993) dan Riera (1985), yaitu 6,80/hari dan 3,121/hari, dan hal ini
disebabkan karena berbedanya substrat yang digunakan dan berbedanya konsentrasi substrat
yang diberikan. Konsentrasi substrat yang tinggi akan menyebabkan laju pertumbuhan menjadi
tinggi.
Perolehan biomassa (Y) pada penelitian ini diperoleh sebesar 0,4416 gVSS/gCOD
tersisihkan tidak berbeda jauh dengan yang diperoleh oleh Adrianto (2003) yaitu sebesar 0,395
pada tahap asidogenesis dan jauh lebih tinggi dibandingkan para peneliti lain (Faisal, 1994;
Shieh dkk, 1985; Ginting, 1993; Chin, 1981; Callander dkk, 1987). Besarnya nilai Y yang
diperoleh menunjukkan bahwa konsentrasi substrat yang dapat dibiodegradasi dalam umpan
cukup besar. Hal ini menunjukkan bahwa campuran limbah cair yang diolah pada penelitian
relatif lebih mudah dibiodegradasi secara anaerob. Namun demikian, jauh lebih rendah dari
data Boopathy dan Tilche (1992) yaitu sebesar 1,227 gVSS/gCOD tersisihkan.
Laju kematian mikroorganisme (kd) pada penelitian ini diperoleh sebesar 1,7341 hari-1
sangat berbeda jauh dengan yang diperoleh oleh Shieh dkk (1985), Ginting (1993), dan Chin
(1981) yaitu berturut-turut 0,03 hari-1 , 0,057 hari-1 pada tahap metanogenesis, 0,027 dan 0,037
hari-1.
3. KESIMPULAN
1. Parameter kinetika proses biodegradasi campuran limbah cair agrondustri pada penelitian ini
yakni konstanta setengah jenuh (Ks), laju pertumbuhan spesifik maksimum(m), perolehan biomassa ( Y ), konstanta laju kematian organisme ( kd ), dan pemanfaatan substrat
maksimim ( k ) berturut-turut 33,1719 g/L, 5,533 hari-1, 0,4416 gVSS/gCOD, 1,7341 hari-1,
12,53 hari-1.
2. Proses reduksi kandungan COD limbah cair campuran pada saat start-up berlangsung
dengan cepat, meskipun limbah sawit di ambil dari kolam pertama, yang masih
mengandung bahan pencemar yang tinggi. Hal ini menunjukkan mikroorganisme yang
berasal dari lumpur anaerobik aktif masih dapat beraktivitas dengan tinggi dalam campuran
limbah cair yang digunakan.
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II 2008
Universitas Lampung, 17-18 November 2008
ISBN : 978-979-1165-74-7 III-531
3. Rentang hasil reduksi kandungan COD limbah cair yang diumpankan pada setiap kelompok
eksperimen masih cukup baik, yaitu sekitar 63.20%-82.90%. Rentang hasil nilai ini relatif
masih sama dengan penelitian sebelumnya (Pratama,dkk.2007), namun pada penelitian ini
digunakan limbah sawit yang mengandung COD yang lebih tinggi. Sehingga penggunaan
bioreaktor UASB untuk proses degradasi campuran limbah cair industri masih merupakan
alternatif yang cukup baik.
4. Jumlah gas yang terakumulasi berada pada rentang rata-rata 155-370 mL/hari, akumulasi gas tersebut juga tidak mengindikasikan total gas yang dihasikan oleh proses biodegradasi
seperti pada penelitian sebelumnya (Pratama,dkk.2007), karena kendala penelitian seperti
aliran gas yang ikut terbawa bersama effluen menuju ke tangki settler masih terjadi. Selain
itu pengukuran gas ini juga dipengaruhi oleh keakuratan penggunaan gas metering unit yang
digunakan.
5. UCAPAN TERIMA KASIH
1. Bapak Ir. Azhar, M.T selaku Ketua jurusan teknik kimia Universitas Lampung
2. Bapak Heri Rustamaji, S.T selaku Kepala Laboratorium Penelitian Teknik Kimia atas
izin menggunakan laboratorium
3. Manager PTPN VII Rejosari dan Bekrie yang telah memberikan izin untuk
menggunakan limbah cair sawit nya sebagai bahan baku pada penelitian ini
4. Manager PT.Tapioka Rakyat yang telah memberikan izin untuk menggunakan limbah
cair tapioka ny sebagai bahan baku pada penelitian ini
5. Manager PT.Bunga mayang yang telah memberikan izin untuk menggunakan limbah
cair gula nya sebagai bahan baku pada penelitian ini
6. DAFTAR PUSTAKA
Agustian, J., Pramono, D., dan Ryan, A.S., 2006, Continous start-upstrategies of UASB operation degrading tapioca wastewater, Proc. HEDS Sem Sci Tech, Jakarta
Agustian, J. dan Santoso, B.I., 2006, Proses degradasi limbah cair substrat ganda
secara biologi anaerobik, Laporan Penelitian Mandiri, Universitas Lampung Ahmad, AL., Ismail, S. dan Bhatia, S., 2003, Water recycling from palm oil mill effluent
(POME) using membrane technology, Desalination, 157, p. 87-95
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II 2008
Universitas Lampung, 17-18 November 2008
ISBN : 978-979-1165-74-7 III-532
Amatya, P L., 1996, Anaerobic Treatment of Tapioca Starch Industry Wastewater by Bench scale Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor. Master Thesis, Asian Institute of Technology, Bangkok, Thailand.
Annachhatre, A. P. dan Amatya, P. L., 2000, UASB Treatment Of Tapioca Starch
Wastewater, Journal Of Environmental Engineering. Dec. 2002: 1149-1152. APHA (1985), Standard methods for the examination of water and wastewater, 16th ed.,
Washington DC: American Public Health Association Metcalf dan Eddy, Inc., 1991, Wastewater engineering: treatment, disposal and reuse,
3rd ed., New York, Mc Graw Hill Inc.
Pratama,Pandu (2007), Karaterisasi perombakan limbah cair industri menggunakan reaktor
UASB, Laporan Penelitian Mandiri Jurusan Teknik Kimia Universitas Lampung
Sumber DataKeterangan: