10 Reaktor

8/11/2019 10 Reaktor

1/4

Indriyati : Pengolahan Limbah Cair Organik Secara Biologi JAI Vol. 1 , No.3 2005

340

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR ORGANIK SECARA BIOLOGI MENGGUNAKANREAKTOR ANAEROBIK LEKAT DIAM

Oleh :Indriyati

Pusat Pengkajian Pengkajian dan Penerapan Teknologi Lingkungan, BPPT.

Abstract

Organic waste water can be treated biolocally by using anaerobic fixed bed reactor.Fixed bed reactor is bioreactor which is compleeted with support material inside reactorfor bacteria fixation in the surface area of support material. The benefit of using this kindof technology are it needs low energy, low nutrien, low sludge production and could treathigh organic concentraion waste water.The support material has important role in the Fixed Bed reactor performance, thereforeit must be mentioned in several factors those are : size & shape of suport material, ratioof surface area and volume which influences the attach of microorganism, porousity is awaste water volume compare to the total volume and material of support material must

inert.According to the benefit and the principle of Fixed Bed reactor, this kind of technologycan be used to treat the organic high concentration to reduce the organic pollutant.

Kata kunci : anarobic, Fixed Bed.

1. PENDAHULUAN

Perkembangan sektor perindustrian diindonesia memberikan dampak positif maupundampak negatif yang ditimbulkan yaitu limbahindustri yang kandungan bahan organik limbah

cair cukup tinggi dapat merusak lingkungan.Dibutuhkan perlakuan khusus untuk menurunkanbahan-bahan berbahaya tersebut sebelumdibuang ke badan air sehingga sesuai denganbaku mutu limbah cair untuk kegiatan industriyang dikeluarkan oleh Keputusan MenteriNegara Lingkungan Hidup No. KEP-51/MENKLH/10/1995 tanggal 23 Oktober 1995.

Khususnya industri yang limbah cairnyamengandung bahan organik tinggi, diperlukansuatu pengolahan yang tepat denganmemanfaatkan aktivitas mikroorganisme.Mikroorganisme ini dikondisikan secara

terkontrol, sehingga aktivitasnya optimal untukmendegradasi bahan organik tersebut. Kondisiterkontrol yang dimaksud adalah kondisi anaerobdimana mikroorganisme dapat hidup dilingkungan tanpa oksigen, mikroorganisme yangmemegang peranan penting yaitu bakteriAsetogenik dan Methanogenik. Bakteri tersebutmengkonversi bahan organik primer atausekunder menjadi gas.

Pada umumnya, bahan organik yangterkandung di limbah industri makanan cukuptinggi, biasanya diukur dengan parameterChemical Oxygen Demand (COD) dan Biological

Oxygen Demand (BOD) yang merupakan

parameter pengukuran pencemaran air olehbahan-bahan organik.

Salah satu cara pengolahan limbah cairdengan kandungan bahan organik yang cukuptinggi dan dapat mendegradasikan bahanorganik dengan baik adalah dengan

menggunakan sistem reaktor anaerobik lekatterendam dengan menggunakan mediapenyangga tetap (Anaerobic Fixed Bed Reactor).

2. PENGOLAHAN LIMBAH SECARAANAEROBIK

Pengolahan secara biologi adalah prosesyang menggunakan kemampuan mikroba untukmendegradasi bahan-bahan polutan organik.Proses anaerob adalah pengolahan biologi yangmemanfaatkan mikroorganisme dalammendegradasi bahan organik dalam kondisi tidakdidapatkan atau sangat sedikit oksigen terlarut.Keuntungan dan kerugian pengolahan anaerob

2)

adalah dalam prosesnya menghasilkan energidalam bentuk biogas, lumpur yang dihasilkansedikit, tidak memerlukan lahan yang besar dantidak membutuhkan energi untuk aerasi.

Kekurangan yang utama pada sistemanaerobik adalah proses pertumbuhanmikroorganismenya lambat yang mempunyaiwaktu pertumbuhan dalam hitungan hari biladibandingkan dengan mikroorganisme yangtumbuh pada proses aerob

7).

2.1 Degradasi Anaerobik Senyawa Organik

8/11/2019 10 Reaktor

2/4

8/11/2019 10 Reaktor

3/4


342

penyangga tetap dan keluar melalui bagian atas9)

.Pada sistem upflow terjadi akumulasi

bakteri, sedangkan reaktor dengan sistem downflow substrat umpan masuk melalui bagian atasreaktor yang kemudian terdistribusi di antara

material penyangga tetap dan keluar melaluibagian bawah.

Modus operasi reaktor dengan sirkulasiefluen dapat memberikan keuntungan, bilalimbah cair yang akan diolah mepunyaikonsentrasi COD atau suspended solid yangtinggi. Laju degradasi bahan organik dapatmencapai 75% sampai 95% untuk limbah cairyang tidak mengandung bahan padat dan hanya40% sampai 50% untuk limbah cair yangmengandung padatan.

Tanpa sirkulasi Dengan sirkulasi efluen

Tanpa sirkulasi Dengan sirkulasi efluen

Gambar 2. Modus Operasi Reaktor AnaerobikLekat Diam

9)

2.5 Material Penyangga/Media.

Material penyangga tetap dapat dibuatdari berbagai macam bahan tidak terdegradasi,misalnya: plastik, keramik, tanah liat, batu apungatau bahan alam lainnya. Ukuran dan bentukmaterial penyangga tetap yang digunakan dapatberbentuk tidak beraturan, yang dibuat darisejenis plastik dengan bentuk geometri tertentudan potongan bambu dengan ukuran tertentu.

Material penyangga tetap dalambioreaktor dapat berfungsi memperbanyakjumlah bakteri didalam reaktor

3).

Tabel 1 :Karakteristik Beberapa MacamPenyangga/Media.

Jenis LuasPermukaan

(m2/m

3)

Porositas(%)

Kerikil >50 50

Bambu 81 75

Leca 400 40

Hilow-rings 65 97

Pall-ring 102 95

Flocor R 320 97

Clay Block 140 55

Plasdek C-10 148 96

Pertumbuhan mikroorganisme yang aktif didalamreaktor dipengaruhi oleh efektifitas materialpenyangga tetap. Efektifitas tersebut bergantungkepada :

Luas permukaan area material penyanggatetap yang dinyatakan dalam m

2/m

3. Rasio

luas permukaan berpengaruh terhadapjumlah mikroorganisme yang menempelsebagai biofilm per unit volume reaktor.Kekasaran permukaan material penyanggatetap memegang peranan penting dalamperiode inokulasi.

Bentuk dan ukuran material penyanggatetap, menentukan dalam pengadukan dancara pengaliran di dalam reaktor.

Porositas reaktor, yaitu perbandingan totalvolume kerja reaktor setelah diisi materialpenyangga tetap dengan total volumereaktor sebelum diisi material penyanggatetap, dinyatakan dalam persen (%).Porositas besar akan semakin baik karenatidak akan menyebabkan penyumbatandalam proses, apabila limbah yang akan

diolah mempunyai konsentrasi partikulatyang tinggi.

2.6 Faktor Yang Mempengaruhi StabilitasReaktor

Pada proses pengolahan dengan prosesanaerob, banyak faktor yang mempengaruhistabilitas reaktor, diantaranya adalah :

a. Waktu tinggal hidrolik.

Waktu tinggal dengan satuan hari,

dipengaruhi dengan volume reaktor danberbanding terbalik dengan debit substrat.

LOLOGG

LI LI

G

L0 L0

L1 L1

8/11/2019 10 Reaktor

4/4


343

Waktu tinggal pada reaktor anaerobik berkisarantara 10 sampai 20 hari

3).

b. Laju pembebanan organik.

Laju pembebanan oraganik adalah

besaran yang menyatakan jumlah materialorganik dalam air buangan yang diuraikan olehmikroorganisme dalam reakto per unit volumeper hari.

c. pH.

Pada proses anaerobik, pH adalah salahsatu parameter penting karena bakteri metansangat sensitif terhadap perubahan sehingga pHharus selalu dikondisikan pada rentang 6,5-7,5akan tetapi proses masih dapat berjalan padarentang pH 6,0-8,0. pH yang rendah dan

berlebihnya produksi asam akan menjadipenghambat untuk bakteri metanogenik

8). Untuk

mengontrol pH pada pengolahan anaerob dapatdigunakan Sodium Bikarbonat

5).

d. Alkalinitas

Alkalinitas pada proses anaerobdiperlukan untuk mempertahankan pH agar tetapdalam rentang yang optimum sehingga bakterimetan dapat tumbuh dengan baik dan dapatmenghasilkan biogas dengan perbandingan 55-75% gas metan dan 25-45% gas karbondioksida.

Untuk mencapai perbandingan gas diatas,dengan kondisi pH 6,5 dibutuhkan nilaialkalinitas pada rentang 500-900 mg/l CaC03

7).

e. Temperatur.

Berdasarkan pada pengoperasian reaktoranaerobik, bakteri yang hidup dalam reaktordibedakan menjadi dua golongan yaitu.

Termofilik yang hidup pada suhu antara 40 60

oC.

Mesofilik yang hidup pada suhu antara 25 40

oC.

Temperatur optimum untuk pertumbuhan bakterimesofilik adalah pada temperatur 35

oC.

f. Nutrisi.

Kebutuhan nutrisi bakteri anaerobikkhususnya N dan P yang dibutuhkan untukmemproduksi enzim untuk mencerna karbon.Rasio perbandingan C : N : P berkisar 400 : 7 : 1dan 1000 : 7 :1 tergantung pada tinggirendahnya beban yang akan diolah

5).

g. Senyawa racun atau penghambat.

Pada proses anaerob, senyawapenghambat dapat dibedakan menjadi dua jenisyaitu penghambat fisik dan penghambat kimia.Penghambat fisik adalah temperatur, sedangkanpenghambat kimia adalah logam berat, antibiotikdan volatile fatty acid(asam lemak volatil). Pada

proses anaerob konsentrasi asam volatile dalamrentang 200 400 mg/l sebagai asam asetatmenunjukkan kondisi reaktor yang baik

4).

3. KESIMPULAN

Limbah cair organik dengan konsentrasiyang tinggi, dapat diolah secara biologimenggunakan reaktor anaerobik tipe FixedBed atau reaktor anaerobik lekat diam.

Jenis teknologi ini tidak membutuhkan energiyang tinggi, rendah nutrien dan produksisludge rendah.

Material penyangga mempunyai perananyang penting dalam unjuk kerja reaktor.

DAFTAR PUSTAKA.

1. Benefield, L.D and Randall, C.W, 1980.Biological process Design For WastewaterTreatment. Prentice Hall Inc, EnglewoodCliffs.

2. Bitton, Gabriel. 1994. WastewaterMicrobiology. Florida: John Wiley and Sons.

3. Chavadej, s.1980. Anaerobic Filter forBiogas Production. J. Energy Head MassTransfer.

4. Grady, C.P.L and Lim, H.C. 1980. BiologicalWastewater Treatment, New York MarcelDekker, inc.

5. Malina, Joseph F and Frederick G. Pohland1992. Design of Anaerobic processes for theTreatment of Industrial and Municipal Waste.Pennsylvania: Tehnomic PublishingCompany, Inc.

6. Reynolds, Tom D. 1982. Unit Operation andProcesses in Environmental Engineering.United State of America: B/C Engineering.

7. Rittman, B.E and Mc Carty P.L. 2001.Environmental Biotechnology Principles andAplication,Boston : Mc Graw Hill.

8. Sawyer, Clair N and Perry L. Mc Carty. 1978.Chemistry for Environmental Engineering.Mc. Graw Hill International.

9. Weiland, P. 1987. Development of AnaerobicFilters for Treatment of high Strength AgroIndustrial Waste Water, Bio ProcessEngineering 2, Springer, Verlag.

10. Weiland, P and K. Wulfret, 1986. Pilot PlantStudies of Different Anaerobic Filter Types

for Stilage Treatment, EWPCA Conferenceon Anaerobic Wastewater Treatment ,September, Amsterdam.

Documents

10 Reaktor