4.3. Pengolahan Data dan Verifikasi
Data yang terkumpul dari percobaan laboratorium dianalisis untuk mendapatkan nilai parameter kinetik, efisiensi penyisihan COD dan total nitrogen
dalam air limbah. Verifikasi adalah pembandingan hasil data yang diperoleh dari simulasi dengan data yang diperoleh dari percobaan laboratorium. Untuk
menguji keragaman antara hasil yang diperoleh dari percobaan dan simulasi digunakan Uji-t.
4.3.1 Metode penghitungan parameter kinetik anoksik Perhitungan parameter kinetik pada reaktor anoksik dilakukan dengan
metode curah batch. Untuk menghitung nilai parameter Y dan k
d
menggunakan stoikiometri antara substrat organik yang dikonsumsi dan mikroorganisme yang
diproduksi. Koefisien perolehan Y, dan laju perombakan endogenus bakteria k
d
, merupakan faktor yang penting dalam pendugaan produksi lumpur aktif. Stoikiometri antara substrat organik yang dikonsumsi dan mikroorganisme
yang diproduksi dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut Novotny, 2003:
Yaitu: X
=
Konsentrasi MLVSS mgL; t
=
waktu hari; S
=
Konsentrasi substrat COD mgL; Y
=
Koefisien perolehan yield; masa sel yang diproduksi per satuan
masa substrat yang dikonsumsi mg VSSmg COD; k
d
=
fraksi MLSS atau sel yang teroksidasi oleh respirasi endogenus per satuan waktu
1
hari. Persamaan ini setelah dibagi dengan X menjadi sebagai berikut:
Atau dapat ditulis:
yaitu
= Jumlah spesifik masa sel yang diproduksi selama satuan waktu
1
hari; = Laju spesifik penggunaan substrat, U
1
hari. Laju pertumbuhan spesifik masa mikroorganisme
dilambangkan juga dengan yaitu laju pertumbuhan per satuan rata-rata biomas
selama interval waktu tertentu Jadi,
Nilai S dan X dipilih dari bagian awal dari kurva pertumbuhan yaitu pada waktu fase pertumbuhan logaritmik. Kemudian data ditransformasi
kedalam nilai U laju penggunaan substrat, dan laju pertumbuhan spesifik pada periode waktu tertentu t dari
i - 1 sampai i dengan persamaan sebagai berikut:
Kemudian dan U digambar kedalam grafik hubungan regresi. Laju perombakan endogenus , k
d
, adalah titik perpotongan pada sumbu ordinat Y, dan koefisien perolehan Y merupakan nilai kemiringan dari garis.
Gambar 13. Grafik hubungan laju pertumbuhan spesifik μ
dan laju spesifik penggunaan substrat U
Untuk menghitung parameter K
S
dan k =
m
Y μ
digunakan model persamaan Monod Metcalf dan Eddy, 1991; dan Novotny, 2003 :
:
keterangan
max
=
Laju pertumbuhan spesifik maksimum
1
hari
K
s
=
Konstanta setengah jenuh atau konsentrasi substrat pada saat =
max
2 mgL.
Laju pertumbuhan bakteri
r
g =
-Y
r
SU
Laju penggunaan substrat =
r
SU
= -
m S
X S Y
K S
μ +
=
S S
θ
− −
k
m
Y μ
= ,
sehingga
k
S
S K
S +
=
S S
X
θ
−
S S
X
θ
−
= U laju spesifik penggunaan substrat Sehingga
X S
S
θ
−
= 1
1 k
k
S
K S
+
Kemiringan = Y
Atau
1 U
= 1
1 k
k
S
K S
+
Dengan persamaan linier tersebut, maka:
k
S
K
= kemiringan
1 k
= perpotongan sehingga nilai
S
K
dan k dapat diketahui dengan memetakan nilai
1 U
terhadap nilai
1 S
, seperti pada grafik dibawah ini.
Gambar 14. Grafik Hubungan resiprokal konsentrasi substrat
1 S
dan resiprokal laju spesifik penggunaan substrat
1 U
Cara ini dilakukan dengan cara yang sama dengan penurunan persamaan Monod pada reaktor anoksik, sehingga diperoleh persamaan sebagai
berikut: X
S S
θ
−
=
1 1
k k
S
K S
+
Atau
1 U
= 1
1 k
k
S
K S
+
4.3.2 Metode penghitungan parameter kinetik aerobik Penghitungan parameter Kinetik pada kondisi aerobik dilakukan dengan
percobaan pada reaktor aerobik sinambung continous. Metode penghitungan
parameter μ
m
dan K
S
dilakukan dengan cara grafik yang persamaannya Kemiringan = Y
merupakan penurunan dari persamaan Monod, seperti dibawah ini Metcalf dan Eddy, 1991.
Untuk mencari nilai Y, dan k
d
digunakan pertumbuhan laju pertumbuhan mikroorganisme yaitu:
m d
g S
X S k X
K S
r
μ =
− +
Metcalf dan Eddy, 1991
d g
SU
Y k
X
r r
= − −
Dihubungkan dengan persamaan laju akumulasi mikroba dalam sistem yaitu:
Atau secara simbolik;
[ ]
r W
e e
r g
dX V
F X F X
F X V
dt
r
= −
+ +
Metcalf dan Eddy, 1991 dengan asumsi bahwa tidak ada mikroorganisme yang masuk ke sistem X
= 0 dan pada kondisi stabil
dX dt
= , sehingga;
W e
e d
g SU
r
F X F X
Y k
X V
r r
+ =
= − −
W e
e SU
d r
F X F X
Y k
V X X
r
+ = −
−
sedangkan; waktu tinggal sel
=
r C
W e
e
V X F X
F X
θ
= +
maka
1
SU d
C
Y k
X
r
θ = −
−
atau
1
d C
S S
Y k
X θ
θ −
= −
,
S S
X θ
− = U laju spesifik penggunaan substrat
Sehingga
1
d C
Y U k
θ
= −
m
μ
Akumulasi = masukan – keluaran + pertumbuhan
Untuk menentukan parameter Y dan k
d
maka nilai 1
C
θ dipetakan pada grafik
terhadap nilai
U,
maka Y merupakan kemiringan garis dan
d
k
adalah merupakan perpotongan dari garis linier dengan sumbu ordinat Y, seperti
pada Gambar 14.
Gambar 15. Grafik hubungan laju spesifik penggunaan substrat
U
dan resiprokal waktu tinggal lumpur
1
C
θ
Untuk mencari nilai parameter
m
μ
dihitung menggunakan perhitungan aljabar matematika, yaitu:
m
k Y
μ =
,
sehingga
k
m
Y μ =
Kemiringan = Y
5. HASIL DAN PEMBAHASAN
Kategori