Kerangka pemikiran Study of Coagulation as a Pre Treatment of Microalgae Removal by Sedimentation

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