warna pada sistem juga menunjukkan perubahan yang semakin gelap bila dibandingkan dengan kondisi pada minggu sebelumnya.
Gambar 11. Suspensi minggu ke-3 Gambar 12. Suspensi minggu ke-4
Parameter kinerja reaktor yang meningkat seperti kemampuan sistem dalam mendegradasi limbah serta mampu mengkonversinya menjadi biogas berbanding
lurus dengan makin teradaptasinya mikroorganisme pada media reaktor dan lingkungannya.
Proses aklimatisasi reaktor anaerobik sering menjadi kendala dikarenakan laju pertumbuhan bakteri anaerobik cenderung lambat dan reaksi yang terlibat
didalamnya cukup kompleks. Dari tinjauan pustaka yang telah ditelusuri, tidak ditemukan konsensus yang jelas kapan unit reaktor benar-benar telah mencukupi
waktu aklimatisasi.
B. PROSES SINAMBUNG
Sistem yang telah bekerja dengan optimal pada kondisi curah, selanjutnya dilanjutkan pada proses sinambung. Proses ini dijalankan dengan memberikan
umpan berupa molases dengan laju beban COD berkisar 4.800 – 5.720 mgl per hari. Laju beban yang digunakan pada kisaran tersebut diharapkan cukup sesuai
dengan kondisi pada tahap aklimatisasi, sehingga tidak mengganggu pertumbuhan dan hidup mikroorganisme. Laju alir resirkulasi yang digunakan juga masih relatif
sama pada proses batch dengan harapan tidak mengganggu sistem yang telah bekerja secara optimal. Sedangkan untuk laju alir yang digunakan untuk
menambahkan umpan feed sebesar 2,5 mlmenit. Sehingga diharapkan waktu tinggal limbah di dalam sistem HRT adalah satu hari.
Lamanya waktu tinggal di dalam reaktor selama ± 24 jam dimaksudkan agar mikroorganisme mempunyai waktu yang cukup lama untuk melakukan kontak
dengan molases. Waktu retensi hidrolik yang tidak mencukupi dapat membatasi nilai efisiensi pengolahan. Selain itu untuk dimaksudkan juga untuk menghindari
terjadinya wash out berlebihan dari mikroorganisme aktif di dalam reaktor, sehingga effluent yang dihasilkan merupakan hasil pendegradasian yang optimal.
Namun waktu tinggal yang terlalu lama juga dapat menimbulkan permasalahan, berupa penimbunan dan penggumpalan bahan organik yang telah terdegradasi
menjadi garam. Tahap analisis awal menyebutkan bahwa kadar garam inokulum berkisar
pada angka 32 mgkg NaCl, dan molases berkadar garam 8 mgkg NaCl. Meskipun habitat awal inokulum berada pada kondisi yang cukup ekstrim
mengenai kadar garam, namun mikroorganisme yang terkandung didalamnya menunjukkan dapat beradaptasi pada lingkungan yang minus kadar garam.
Nilai COD merupakan parameter mutu efluen utama yang diteliti pada penelitian ini. Nilai COD limbah meliputi COD influen, efluen dan removal gr
atau .
1000 2000
3000 4000
5000 6000
7000
44 47 49 51 56 59 61 64 66 68 70 72 75 77 79
hari C
O D
m g
l
Inlet Outlet
Gambar 13. Profil COD influen dan efluen selama proses sinambung Awal proses sinambung, yaitu pada hari ke-42 dilaksanakan hingga hari
ke-51, sistem dapat menunjukkan kinerja yang cukup baik. Dengan ditandainya penurunan nilai COD yang cukup tinggi. Namun pada hari ke-52, sistem
Gangguan
mengalami gangguan berupa kebocoran pada sistem, sehingga sistem harus diberikan inokulum tambahan sebanyak 100 ml, untuk menjaga rasio konsentrasi
mikroorganisme yang berada dalam reaktor. Pada hari ke-55 sistem dapat beroperasi seperti semula, namun angka COD efluen yang didapat berada pada
kisaran yang melebihi angka COD influen. Keadaan yang tidak normal ini terjadi karena kondisi sistem yang mengalami gangguan dan banyaknya kontak udara
yang terjadi sehingga membuat mikroorganisme tidak dapat berkembang biak dengan optimum. Terjadinya perubahan dari sistem curah ke sistem sinambung
sedikit banyak dapat menyebabkan konsentrasi sel atau produk berosilasi. Penyebabnya adalah kultur mikroba yang terdapat di dalam reaktor mengalami
hambatan oleh adanya substrat yang ditambahkan.
1000 2000
3000 4000
5000 6000
7000
44 47 49 51 56 59 61 64 66 68 70 72 75 77 79
hari C
O D
m g
l
5 10
15 20
25 30
35 40
45
P ro
d u
k s
i B
io g
a s
li te
r
COD outlet COD Inlet
Produksi Biogas
Gambar 14. Profil COD dan Produksi Biogas Selama Proses Sinambung Meskipun laju produksi gas terus menunjukkan angka peningkatan, namun dari
pengamatan visual mengenai warna suspensi yang terbentuk belum seperti pada kondisi sebelum gangguan. Kondisi yang belum stabil pada angka penurunan nilai
COD dan warna suspensi yang belum terlalu pekat membuat angka kondisi steady state
harus diperlama. Keadaan steady diperoleh dari hari ke-68 sampai dengan hari ke-79, ditandai dengan cukup stabilnya nilai COD efluen ataupun COD
removal. Dari hasil pengamatan, diperoleh COD efluen limbah rata-rata pada
kondisi steady adalah 2.100 mgl dengan angka rata-rata COD removal sebesar 12 grhari.
Proses penanganan limbah cair secara umum pada kondisi anaerobik menurut data sekunder dapat menurunkan angka COD hingga 80 bahkan lebih.
Namun dari hasil pengamatan angka COD removal yang tercapai pada penelitian kali ini hanya berkisar 60. Ini berarti sistem telah mencapai keadaan yang stabil
namun belum mencapai angka yang maksimum.
1 2
3 4
5 6
44 47
49 51 59
61 64 66 68
70 72 75
77 79
hari P
ro d
u k
s i
b io
g a
s li
te r
0,00 10,00
20,00 30,00
40,00 50,00
60,00 70,00
80,00
C O
D R
e m
o v
a l
Produksi Biogas Teoritis Produksi Biogas Aktual
COD removal
Gambar 15. Grafik COD removal dan Produksi Gas Selama Proses Sinambung Dari grafik diatas juga dapat dilihat, bahwa terjadi cukup jauh perbedaan antara
laju produksi gas secara teoritis dan aktual. Perhitungan gas secara teoritis didapat dari hasil perhitungan yang telah dilakukan oleh Eckenfelder 1989, dimana :
0,454 kg BOD 0,6 m
3
CH
4
CH
4
= 70 biogas 454 g BOD
229 liter biogas 1 mg BOD
5 × 10
-4
liter biogas. Padahal 1 mg BOD yang terdegradasi 1,22 mg COD yang terdegradasi.
Sehingga bila disederhanakan : 1 mg COD
4,1 × 10
-4
liter biogas 1 g COD
4,1 × 10
-1
liter biogas 1 kg COD
4,1 × 10
2
liter biogas
Jadi sebagai contoh pada hari ke-79, COD removal yang dicapai sebesar 9,8 g, maka produksi gas secara teoritis adalah 4,018 liter. Namun, dari perhitungan
hanya 0,936 liter yang terproduksi. Hal ini, dikarenakan adanya kemungkinan keluarnya gas melalui lubang efluen sehingga tidak semua gas terproduksi dapat
terukur oleh gas meter. Berbeda halnya dengan Gambar 8 yang didapat pada kondisi curah, gambar
15 menunjukkan nilai COD removal masih berada di bawah angka produksi gas teoritis. Selama masa steady, sistem dapat mendegradasi limbah hingga kadar
COD efluen berkisar pada angka 2.000 mgl. Penampakan secara visual juga menunjukkan bahwa terjadi perubahan warna efluen hingga menjadi cukup jernih
bila dibandingkan dengan influen. Hal ini dapat diamati pada gambar 16.
Gambar 16. Perbandingan efluen dan influen Selain penampakan visual terhadap tingkat kejernihan, pengamatan juga
dilakukan dengan bantuan mikroskop. Hasil penampakan dari penggunaan mikroskop menunjukkan dalam sistem telah berkembang biak berbagai macam
bakteri. Dari pembesaran sebanyak 40×, didapat bahwa terdapat bakteri berjenis coccus
, basillus dan cillia. Diameter ataupun panjang bakteri-bakteri tersebut pun bervariasi.
1. Bakteri tipe Coccus dengan variasi diameter sebesar 2,8 µm-8,6 µm
2. Bakteri tipe Basillus dengan panjang berkisar 8,8 µm
3. Bakteri tipe Cillia dengan panjang mencapai 83,7 µm
Dari foto mikroskop yang diambil tampak juga bahwa, adanya kemungkinan bakteri yang tersuspensi di dalam reaktor dapat menghasilkan protein. Ini didasari
pada adanya cahaya pada bakteri berjenis Coccus yang berhasil terdeteksi. Keberadaan bakteri-bakteri inilah yang diasumsikan sebagai organisme yang
Efluen Influen
berperan dalam proses pendegradasian bahan-bahan organik dalam molases. Semakin stabil dan meningkatnya jumlah populasi bakteri di dalam sistem dapat
meningkatkan kinerja reaktor itu sendiri.
8.6 2.8
83.7
8.8 m
µ m
µ m
µ m
µ
Gambar 17. Foto Mikroskop pembesaran 40×
C. PENAMBAHAN NUTRIEN
