Proses Kontinyu Digestasi Anaerobik Dua Parameter VFA

Prosiding ISBN : 978-979-95271-8-9 46 Seminar Teknologi Pulp dan Kertas Savoy Homann Bidakara Hotel, Bandung 10 Nopember 2010 Balai Besar Pulp dan Kertas Bandung Tabel 3. Karakteristik Limbah Sludge Biologi IPAL No Parameter Satuan Nilai Uji 1 pH - 6,5 2 Kadar air 95,7 3 Zat padat total gL 43,2 4 Kadar Abu gL 20,7 5 Protein dasar kering 19,7 6 Lemak 0,4 7 Selulosa 0,23 8 VFA mgL 28,1 9 Asiditas mgL 832 10 Kesadahan total mgL 584 Sebagai Ca mgL 376 Sebagai Mg mgL 208 11 COD Total gL 31,7 Terlarut gL 0,84 Berdasarkan hasil analisa karakteristik limbah sludge pada Tabel 3 menunjukkan bahwa kadar padatan total limbah sludge biologi dari IPAL industri kertas rendah yaitu berkisar 4,3, dan secara visual limbah sludge ini sulit mengen- dap. Hal tersebut disebabkan oleh karakteris- tiknya yang bersifat voluminous. Ditinjau dari kadar abu, menunjukkan nilai yang cukup tinggi yaitu sekitar 47, 9. Tingginya kadar abu ini, kemungkinan berasal dari bahan baku kertas be- kas yang banyak mengandung kalsium karbonat dan lain-lain. Ditinjau dari komponen bahan or- ganik, limbah sludge biologi IPAL banyak men- gandung protein yaitu sekitar 19,7, sedangkan lemak 0,4 dan selulosa 0,23 sangat rendah. Berdasarkan data komponen limbah sludge yang mengandung cukup banyak bahan organik, maka limbah sludge memiliki potensi untuk diolah dengan proses digestasi anaerobik. Ditinjau dari nilai COD total dan terlarut, menunjukkan bahwa limbah sludge ini lebih di- dominasi oleh bahan organik kompleks yang sifatnya tidak larut dalam air. Hal ini menun- jukkan bahwa untuk proses digestasi anaerobik, perlu dilakukan penyederhanaan bahan organik tersebut, yaitu melalui proses hidrolisis. Limbah sludge biologi IPAL ini mengandung VFA 28,1 mgL, hal ini menunjukkan bahwa limbah terse- but selama berada dalam tanki penampungannya di pabrik mengalami penguraian secara biologis.

2. Proses Kontinyu Digestasi Anaerobik Dua

T ahap Termoilik-Mesoilik A. Hasil Percobaan Proses Kontinyu Asido- genesis Proses kontinyu digestasi anaerobik limbah sludge biologi IPAL pabrik kertas dalam pe- nelitian ini diawali dengan proses asidogenesis. Limbah sludge biologi sebagai umpan dengan kadar padatan sekitar 2 dipersiapkan dengan cara menambahkan protease 10 unitg. VS sludge atau 5 mgg. VS dan pengaturan pH pada pH 5. Tanki umpan dilengkapi dengan agitator putaran 40 rpm yang dioperasikan secara kontinyu untuk pencampuran protease dan menjaga homogenitas umpan limbah sludge. Limbah sludge dialirkan kontinyu ke dalam reaktor digestasi termoilik suhu 55 o C dengan pompa. Aliran pompa dia- tur sesuai dengan perlakuan waktu retensi yang ditetapkan mulai dari awal 4 hari kemudian diturunkan bertahap 3 hari, 2 hari sampai men- capai 1 hari. Jumlah biomassa mikroba dalam tanki asidogenesis adalah 300 mlL dengan kadar VS sekitar 2. Proses asidogenesis merupakan proses penguraian bahan kompleks organik ter- suspensi menjadi monomer organik terlarut yang kemudian diurai menjadi asam-asam organik volatile sebagai asam asetat CH 3 COOH, hidro- gen H 2 dan karbon dioksida CO 2 oleh bakteri anaerobik fakultatif. Selain asam asetat, dapat pula dihasilkan asam butirat, asam propionat yang keseluruhannya dapat terdeteksi di param- eter analisa Volatile Fatic Acid VFA. Parameter VFA tersebut dapat dijadikan salah satu indikator terjadinya proses asidogenesis. Proses asidogenesis merupakan penguraian bahan organik melalui pemecahan sel mikroba yang merupakan komponen terbesar dalam lim- bah sludge. Pecahnya sel mikroba tersebut me- nyebabkan lepasnya bahan organik dari sel dan terurai menjadi lebih sederhana yang merupa- kan substrat bagi mikroba asidogenesis. Teru- rainya bahan organik tersebut dapat tampak dari meningkatnya parameter VFA, COD terlarut dan menurunnya kadar TS yang terkandung dalam supernatan, serta ditunjukkan pula dari parameter pH yang menurun.

1. Parameter VFA

Pembentukan VFA sebagai biokonversi dalam proses asidogenesis terlihat dari meningkatnya Prosiding ISBN : 978-979-95271-8-9 47 Seminar Teknologi Pulp dan Kertas Savoy Homann Bidakara Hotel, Bandung 10 Nopember 2010 Balai Besar Pulp dan Kertas Bandung kadar VFA yang cukup tinggi pada semua per- lakuan waktu retensi gambar 1. Di awal pe- ngoperasian reaktor dengan waktu retensi 4 hari yang berlangsung pada beban antara 1,3 – 2,0 g. VS sludgeg. VS mikroorganisme, hari menun- jukkan peningkatan kadar VFA rata-rata dalam supernatant 170. Berdasarkan kadar padatan organik sludge yang diumpankan ke dalam reak- tor maka laju pembentukan VFA rata-rata adalah sebesar 4,04 g. VFA kg VS sludge, hari. Nilai ini lebih tinggi dari yang hasil uji biodegradasi, berarti kinerja asidogenesis proses kontinyu ber- langsung baik. Sejalan dengan perlakuan mempersingkat waktu retensi, yang berarti memperbesar debit umpan masuk sludge, maka laju beban organik sebagai kondisi proses asidiikasi menjadi mak- in besar. Pada umumnya konsekuensi dari ope- rasi pada beban tinggi adalah akan menurunnya eisiensi proses bila tidak diimbangi dengan men- ingkatnya aktivitas mikroba pada sistem tersebut. Keunggulan dari reaktor kontinyu dibandingkan reaktor batch adalah bahwa makin lama perioda pengoperasian reaktor, maka akan makin terakli- matisasi kehidupan mikroba yang akhirnya ber- pengaruh kepada aktivitas dan stabilitas proses. . Gambar 1. Kadar VFA pada Limbah Proses Kontinyu Asidogenesis Gambar 2. Kadar Padatan pada Limbah Proses Kontinyu Asidogenesis Prosiding ISBN : 978-979-95271-8-9 48 Seminar Teknologi Pulp dan Kertas Savoy Homann Bidakara Hotel, Bandung 10 Nopember 2010 Balai Besar Pulp dan Kertas Bandung Kinerja reaktor asidiikasi yang dioperasi- kan dengan padatan organik sludge yang makin tinggi, secara bertahap dari 1,3 sampai 8,2 g. VS sludgeg.VS mikroba. hari dapat meningkat- kan kemampuan metabolisme mikroba sehingga menghasilkan kinerja proses lebih stabil. Hal ini dapat dilihat dari data peningkatan beban terha- dap laju pembentukan VFA yang berlangsung se- lama perioda operasi 3 bulan gambar 2. Data percobaan pada gambar 4.6 terlihat bahwa kenaikan beban dari 1,3 – 2,0 g. VS sludgeg. VS mikroorganisme, hari ke 3,2 – 3,8 g. VS sludgeg. VS mikroorganisme, hari telah menurunkan laju pembentukan VFA rata-rata dari 4,04 g VFAkg. VS, hari menjadi 2,79 g VFA kg VS, hari. Namun kemudian sejalan dengan makin lama waktu operasi dan teraklimatisasinya mikroba, maka laju pembentukan VFA menjadi stabil bahkan meningkat cukup nyata. Pada pe- ngoperasian reactor dengan waktu retensi 1 hari yang berlangsung pada beban 7,2 – 8,2 g. VS sludgeg. VS mikroorganisme, hari dapat meng- hasilkan peningkatan kadar VFA rata-rata dalam supernatan 152 atau dengan laju pembentukan VFA rata-rata 12,27 g VFAkg VS, hari. Dengan demikian pengoperasian reaktor asidiikasi pada waktu retensi 1 hari mampu memberikan kinerja dan stabilitas proses cukup tinggi.

2. Parameter pH