Upload
buiphuc
View
226
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Bioremediasi Lahan Terkontaminasi Minyak Bumi Dengan Menggunakan Bakteri Bacillus cereus Pada
Slurry Bioreaktor
LABORATORIUM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
Dosen Pembimbing :
Ir. Nuniek Hendrianie, MT
NIP. 195711111986012001
Dr. Ir. Sri Rachmania Juliastuti, M. Eng.
NIP. 195907301986032001
Eko Yudie Setyawan 2308 100 512Rizki Dwi Nanto 2308 100 543
Disusun oleh:
1
Latar Belakang
• Indonesia adalah salah satu penghasil minyak bumi terbesar di dunia
• Dalam UU No. 23/1997 dan PP No. 18/1999 disebutkan bahwa limbah minyak bumi termasuk kategori bahan berbahaya dan beracun (B3)
• Usaha penanggulangan pencemaran akibat tumpahan minyak bumi secara konvensional hasilnya kurang memuaskan
2
Batasan Masalah
• Teknologi bioremidiasi yang digunakan adalah slurry bioreaktor
• Jenis mikroba yang digunakan dalam proses bioremediasi adalah Bacillus cereus
• Tanah tercemar tumpahan minyak bumi,berasal dari lokasi pengeboran minyak PT.PERTAMINA EP, Ledok – Cepu
• Pengaruh aktivitas bakteri Bacillus cereus terhadap kadar TPH (Total Petroleum Hidrokarbon) dan BTEX (Benzene, Toluene, Ethyl Benzene, Xylene) sebagai kontaminan yang terkandung dalam tanah tercemar minyak bumi
3
Tujuan Penelitian
Mengetahui pengaruh mikroba Bacillus cereusterhadap proses bioremidiasi dalam mereduksi kadar TPH (Total Petroleum Hidrokarbon) dan BTEX (Benzene, Toluene, Ethyl Benzene, Xylene) sebagai kontaminan yang terkandung dalam tanah tercemar minyak bumi
4
Manfaat Penelitian
• Memberikan informasi untuk pemecahan masalah pencemaran lingkungan oleh minyak bumi dengan penerapan teknologi bioremediasi
• Mendapatkan alternatif teknologi pengolahan limbah dengan sistem Slurry Bioreaktor untukmengatasi pencemaran lingkungan akibattumpahan minyak bumi
5
Tinjauan Pustaka
Minyak bumi merupakan hasil pelapukan fosil tumbuhan dan hewan yang terpendam jutaan tahun
Sumber pencemaran lingkungan oleh minyak bumi :• Rembesan limbah alam• Rembesan dan tumpahan minyak bumi
akibat kecelakaan• Pembuangan limbah minyak bumi
6
Bioremediasi Remediasi : Proses perbaikan Bioremediasi suatu proses penguraian atau degradasi
secara biologis suatu polutan yang beracun menjadisenyawa lain yang lebih sederhana dan tidak beracun
Kelebihan bioremediasi Kelemahan bioremediasi
•Dapat dilaksanakan di lokasi/diluar lokasi•Sistem biologi adalah sistem yang murah•Masyarakat dapat menerimadengan baik•Ramah lingkungan•Menghapus resiko jangka panjang
•Tidak semua bahan kimia dapat diolah secara bioremediasi•Membutuhkan pemantauan yang intensif•Membutuhkan lokasi tertentu•Berpotensi menghasilkan produk yang tidak dikenal
7
Ex situ In situ
Konsep pengembangan perancangan bioremediasi dapat dilakukan dengan dua cara :
Bioremediasi
8
Slurry Phase : Bejana besar digunakan sebagai “bio-reactor” yang mengandung tanah, air, nutrisi dan udara untuk membuat mikroba aktif guna mendegradasi senyawa pencemar.
Landfarming : Tanah terkontaminasi dipindahkan dan disebar di permukaan lapangan kemudian diperlakukan dengan penambahan bakteri, air,dan nutrisi.
Bioremediasi
9
Slurry Bioreaktor
Tanah terkontaminasi
Saluran keluar tanah
Pengaduk
Gas keluar
Udara masuk
Nutrien
Saluran keluar cairan
mikroa
10
Faktor-faktor yang mendukung proses Bioremediasi Temperatur Nutrien pH Oksigen Kadar air
Bioremediasi
11
Beberapa jenis bakteri pendegradasi hidrokarbonyang efektif di lingkungan alami :
Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas putida Bacillus subtilis Bacillus cereus Bacillus laterospor
Bioremediasi
12
Biodegradasi Fraksi Aromatik
Degradasi Aerobik dari senyawa kimia BTEX
O2
O2
H2O
H2O, koenzim A
Benzena
Katekol
Asam mukonat
Asam β - ketoadipat
Asam suksinat
Asam trikarboksilat
13
Baku mutu hasil bioremediasi tanah tekontaminasi minyak bumi :
Parameter SatuanNilai akhir hasil
olahan analisa limbah*
pH - 6.0 - 9.0 TPH μg/g 10000
Benzene μg/g 1Toluene μg/g 10
Ethylbenzene μg/g 10Xylene μg/g 10
*) Hasil analisa, nilai konsentrasi (μg/g) ditentukan dalam berat kering
Bioremediasi
14
Metodologi Penelitian
a. Kondisi OperasiTemperatur : 25oC – 45oCPH : 6 – 9Rasio (C : N : P) : (12 : 1 : 0,1) Agitasi : 100 rpmAerasi : Memenuhi DO (dissolved oxygen)
diatas 2 mg/lb. VariabelKonsentrasi mikroba: (5%, 10%, 15%)(v/v) dengan
populasi bakteri (105 – 108 sel/ml)
Variabel Penelitian :
15
Tahap Persiapan~ Pengembangan Kultur~ Peremajaan Bakteri~ Preparasi Tanah
Proses Bioremediasi Tahap Analisa Hasil Bioremediasi
~ Analisa Temperatur, pH, DO (dissolved oxygen)~ Analisa kadar C, N, P total ~ Analisa MLVSS~ Analisa TPH (Total Petroleum Hidrokarbon)~ Analisa BTEX (Benzene, Toluene, Ethyl Benzene,
Xylene)
Prosedur Penelitian :
Metodologi Penelitian
16
Skema Tahap PenelitianTanah kontaminan
Screening
Air (Aquadest)Mixing
Bioremediasi Nutrien
Udara
Inokulum
Pemisahan
Tanah hasil bioremidiasi
Analisa HasilUkur kadarTPH, BTEX
Ukur pH, Temperatur,DO, Populasi bakteri, TPH,
MLSS, MLVSS, BTEX
Ukur kadar C- org, N, P, TPH, BTEX
18
Hasil Penelitian Dan Pembahasan
Grafik IV.1 Perbandingan nilai TPH pada penambahan bakteri Bacillus cereus
Grafik IV.2 Perbandingan % Biodegradasi TPH dengan penambahan bakteri Bacillus cereus
Grafik IV.3 % Biodegradasi TPH pada akhir proses bioremediasi
19
Grafik IV.4 Perbandingan nilai (MLVSS Bacillus cereus dan TPH) vs waktu pada penambahan
Bacillus cereus 5% (v/v)
Grafik IV.5 Hubungan TPH ” 5% (v/v)” (ug/g) dan MLVSS Bacillus cereus ” 5% (v/v)” (mg/l)
terhadap waktu (hari) pada fase log
Hasil Penelitian Dan Pembahasan
y = 690.4x + 1142.
y = -793.7x + 60336
0
20000
40000
60000
80000
0 7 14 21Waktu (hari)
TPH
(ug/
g)
0
3000
6000
9000
12000
MLV
SS
BC
(mg/l)
TPH "A" MLVSS "A" Linear (MLVSS "A") Linear (TPH "A")
20
Hasil Penelitian Dan Pembahasan
y = 750x + 5428.
y = -1986.x + 60514
0
20000
40000
60000
80000
0 7 14Waktu (hari)
TPH
(ug/
g)
0
4000
8000
12000
16000
MLV
SS
BC
(mg/l)
TPH "B" MLVSS "B" Linear (MLVSS "B") Linear (TPH "B")
Grafik IV.6 Perbandingan nilai (MLVSS Bacillus cereus dan TPH) vs waktu pada penambahan
Bacillus cereus 10% (v/v)
Grafik IV.7 Hubungan TPH ” 10% (v/v)” (ug/g) dan MLVSS Bacillus cereus ” 10% (v/v)” (mg/l)
terhadap waktu (hari) pada fase log
21
Hasil Penelitian Dan Pembahasan
y = 1071.x + 8142.
y = -1778x + 55600
0
20000
40000
60000
80000
0 7 14Waktu (hari)
TP
H (
ug
/g)
0
6000
12000
18000
24000
ML
VS
S B
C (m
g/l)
TPH "C" MLVSS "C" Linear (MLVSS "C") Linear (TPH "C")
Grafik IV.8 Perbandingan nilai (MLVSS Bacillus cereus dan TPH) vs waktu pada penambahan
Bacillus cereus 15% (v/v)
Grafik IV.9 Hubungan TPH ” 15% (v/v)” (ug/g) dan MLVSS Bacillus cereus ” 15% (v/v)” (mg/l)
terhadap waktu (hari) pada fase log
0
10
20
30
40
0 32
Be
nze
ne
(ug/
g)
0% (v/v) 5% (v/v) 10% (v/v) 15% (v/v)
63
22
Grafik IV.10 Konsentrasi benzene vs waktu pada tiap variabel penambahan Bacillus cereus
Hasil Penelitian Dan Pembahasan
Waktu (hari)
Grafik IV.11 Konsentrasi toluene vs waktu pada tiap variabel penambahan Bacillus cereus
23
Hasil Penelitian Dan Pembahasan
Grafik IV.12 Konsentrasi ethylbenzene vs waktu pada tiap variabel penambahan Bacillus cereus
Grafik IV.13 Konsentrasi xylene vs waktu pada tiap variabel penambahan Bacillus cereus
24
Grafik IV.14 Perbandingan % Biodegradasi BTEX dengan penambahan bakteri Bacillus cereus
Hasil Penelitian Dan Pembahasan
25
Kesimpulan
Bioremediasi dengan metode Slurry Bioreaktor dapatdimanfaatkan untuk mendegradasi senyawahidrokarbon minyak bumiSemakin besar penambahan konsentrasi bakteriBacillus cereus maka nilai MLVSS, % biodegradasiTPH, % biodegradasi BTEX semakin meningkatDari segi mereduksi TPH, yang terbaik adalahbioreaktor dengan penambahan Bacillus cereus 15% (v/v), yaitu sebesar 84,82%Dari segi % biodegradasi BTEX, yang terbaik adalahbioreaktor dengan penambahan Bacillus cereus 15% (v/v), yaitu berturut-turut sebesar 97,86%; 79,34%; 75,03%; 59,25%
26
Saran
Pengaduk pada reaktor harus selalu dikontrol agar selalu stabil, karena pengadukan yang terlalu cepat menyebabkan bakteri kesulitan untuk mendapatkan suplai oksigen yang merata
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai aktivitas mikroorganisme, karakteristik dan interaksi antar mikroorganisme untuk mengetahui pengaruhnya terhadap degradasi senyawa hidrokarbon pada proses bioremediasi dengan menggunakan Slurry Bioreaktor