3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan Desember 2011 – Februari 2012.
Tempat penelitian di Laboratorium Teknik dan Manajemen Lingkungan Departemen Teknologi Industri Pertanian-Fakultas Teknologi Pertanian Institut
Pertanian Bogor.
3.2 Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan adalah limbah cair RPH UPTD RPH Bubulak dan limbah cair peternakan sapi, kultur mikroalga alamiah yang berasal
dari Danau LSI IPB dipilih karena telah beradaptasi dengan cuaca dan iklim didaerah Bogor,
koagulan yang terdiri dari ferro sulfat dan poly aluminium chloride PAC. Bahan-bahan kimia lainnya yang digunakan untuk analisis kadar
fosfat, nitrat, amonium, COD dan TSS limbah cair, seperti NaOH 0.6 N, larutan H
2
SO
4
0.02, larutan ammonium molybdat, larutan SnCl
2,
gliserol, aquades, larutan K
2
Cr
2
O
7
, pereaksi asam COD H
2
SO
4
, indikator ferroin, larutan Ferro Aluminium Sulfat FAS 0.1 M, polyvinyl alkohol dan pereaksi Nessler.
Alat-alat yang
digunakan antara
lain adaptor
untuk proses
koagulasiflokulasi elektrik dengan elektroda besi, spektrofotometer, wadah- wadah plastik, pH meter, Jar test, COD reactor, serta berbagai alat gelas seperti
tabung reaksi, gelas ukur, pipet mohr, pipet tetes, pipet volumetrik, buret dan gelas.
3.3 Metode Penelitian 3.3.1 Penumbuhan Mikroalga
Penumbuhan mikroalga pada limbah cair RPH dan peternakan menggunakan bak kultivasi yang terbuat dari kaca dengan ukuran 50 cm x 30 cm
x 35 cm. Perbandingan komposisi yang paling optimal antara limbah cair peternakan dengan kultur biakan mikroalga dipilih 75 : 25 Manalu 2010 dan
Afriyanti 2011. Media limbah cair yang dimasukkan kedalam bak kultivasi sebanyak 22.5 L sedangkan inokulum mikroalga yang dimasukkan kedalam bak
kultivasi sebanyak 7.5 L. Penumbuhan mikroalga dilakukan secara aerob dan diinkubasi selama 12 hari.
3.3.2 Penelitian Pendahuluan
Penelitian pendahuluan dilakukan untuk menentukan nilai central 0 dan taraf -1 dan +1 dari masing-masing faktor. Penetapan central dan taraf
untuk teknik koagulasi kimia dilakukan dengan uji pendahuluan menggunakan jar test pengadukan cepat: 120 rpm selama 1-2 menit, dilanjutkan dengan
pengadukan lambat: 45 rpm selama 30 menit pada limbah cair RPH dan peternakan yang telah ditumbuhi mikroalga dengan faktor pH X
1
dan faktor dosis X
2
koagulan PAC dan ferro sulfat. Berdasarkan hasil uji pendahuluan, dipilih nilai-nilai faktor yang digunakan sebagai central dan taraf. Hasil penelitian
pendahuluan dapat dilihat pada Lampiran 1. Penetapan central pusat untuk teknik koagulasi elektrik yaitu berdasarkan pada hasil penelitian sebelumnya
Afriyanti 2011 yang menyebutkan bahwa efisiensi pemisahan mikroalga yang terbaik menggunakan teknik koagulasi elektrik adalah pada input energi listrik 15
volt dengan waktu 40 menit. Nilai-nilai central dan taraf ini selanjutnya dimasukkan ke program Design-Expert DX8.0.11 untuk mendapatkan satuan
percobaan yang akan diujikan pada penelitian utama.
3.3.3 Penelitian Utama a. Prosedur Pemisahan Mikroalga
Penelitian ini dilaksanakan dalam beberapa tahap: 1. Melakukan analisa awal terhadap sampel limbah cair RPH dan peternakan
yang meliputi analisis ammonium, nitrat, fosfat, TSS, COD, kekeruhan, warna dan pH. Kemudian dilakukan kultivasi mikroalga pada limbah cair RPH dan
limbah cair peternakan. Setelah mikroalga berhasil ditumbuhkan, dilakukan analisa TSS, kekeruhan, warna, COD, fosfat dan pH terhadap kedua media
tumbuh limbah cair tersebut analisa ini juga akan dilakukan setelah proses koagulasi dilakukan. Prosedur analisis dapat dilihat pada lampiran 9.
2. Melakukan pemisahan mikroalga dengan proses koagulasi kimia dan koagulasi elektrik. Proses koagulasi kimia dilakukan dengan menambahkan ferro sulfat
dan PAC sebagai koagulan. Proses dilakukan dengan bantuan jar test dapat dilihat pada Gambar 2, setelah proses selesai dan didiamkan selama 30 menit
kemudian supernatan diambil menggunakan pipet volume sebanyak 100 ml untuk dianalisis kualitas supernatannya.
Proses koagulasi elektrik dilakukan dengan menggunakan adaptor dengan elektroda besi dapat dilihat pada Gambar 3. Sampel sebanyak satu liter
dimasukkan ke dalam beaker glass dan dicelupkan elektroda besi, selanjutnya adaptor dialiri arus listrik. Setelah proses selesai kemudian didiamkan selama
30 menit dan supernatan diambil sebanyak 100 ml untuk dianalisis kualitas superrnatannya. Perubahan yang terjadi pada elektroda juga turut diamati.
Gambar 2 Rangkaian alat jar test.
Gambar 3 Rangkaian alat koagulasiflokulasi elektrik.
3. Melakukan perbandingan hasil analisis kadar nutrisi dari faktor-faktor yang diamati untuk selanjutnya ditentukan teknik yang paling efektif untuk proses
pemisahan mikroalga. 4. Melakukan perhitungan kebutuhan energi, bahan kimia yang digunakan dan
biaya yang dibutuhkan untuk masing-masing proses koagulasi. Diagram alir tahapan penelitian dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4 Tahapan Penelitian.
Limbah cair RPH dan Peternakan
Inokulasi dengan inokulum mikroalga alamiah perbandingan limbah cair :
inokulum yaitu 75 : 25 Analisis amonium, nitrat,
TSS, kekeruhan, warna, COD, fosfat dan pH
Limbah cair RPH dan Peternakan yang telah
ditumbuhi mikroalga Analisis TSS, kekeruhan,
warna, COD, fosfat dan pH
Proses koagulasi kimia dengan jar test, satuan percobaan
yang dilakukan tertera pada Tabel 2
Proses koagulasi elektrik menggunakan elektroda besi,
satuan percobaan yang dilakukan tertera pada Tabel 2
Didiamkan selama 30 menit Analisis TSS, kekeruhan,
warna, COD, fosfat dan pH
Karakteristik awal limbah cair RPH
dan peternakan Respon berupa nilai
TSS, kekeruhan, warna, COD, fosfat dan pH
Karakteristik limbah cair RPH dan peternakan sebelum diberi
perlakuan pendahuluan
koagulasi
Analisa data serta perhitungan kebutuhan energy, bahan kimia dan biaya
Hasil penelitian