KARAKTERISTIK LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT LCPKS

31

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 KARAKTERISTIK LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT LCPKS

Bahan baku berupa LCPKS yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari PTPN IV PKS Adolina. Berikut hasil analisis karakteristik LCPKS yang digunakan pada Tabel 4.1 dibawah ini Tabel 4.1 Hasil Analisis Karakteristik LCPKS dari PTPN IV PKS Adolina No. Parameter Satuan Hasil Uji Metode Uji

1. pH

- 3,70-4,70 APHA 4500-H

2. Chemical Oxygen

Demand COD mgL 48.300 Spektrofotometri

3. Total Solid TS

mgL 13.420-37.020 APHA 2540B

4. Volatile Solid VS

mgL 10.520-31.220 APHA 2540E

5. Total Suspended

Solid TSS mgL 2.080-27.040 APHA 2540D

6. Volatile Suspended

Solid VSS mgL 1.920-25.800 APHA 2540E

7. Oil and Grease

mgL 6,247 SNI 0 6.6989.10.2004

8. Protein

0,5253 Kjeldahl

9. Karbohidrat

Lane Eynon 10. Volatile fatty acids - Asam asetat - Asam propionat - Asam butirat mgL 985,71 696,17 1829,26 Laporan hasil uji laboratorium terlampir Tabel 4.1 menunjukkan analisis dari LCPKS dari PKS Adolina dimana terdapat beberapa parameter di atas ambang baku mutu limbah buangan. Pada tabel tersebut dapat dilihat bahwa LCPKS memiliki potensi dalam pencemaran lingkungan. LCPKS adalah cairan kental berwarna coklat yang bercampur dengan padatan-padatan tersuspensi yang bersifat asam merupakan air limbah yang sangat mencemari baik secara langsung maupun tidak langsung terhadap lingkungan [28]. Analisis pH yang diperoleh yaitu 3,7 – 4,7, dengan demikian LCPKS termasuk limbah yang sangat mencemari lingkungan jika tidak diolah terlebih dahulu serta dapat menyebabkan korosi. Hasil analisis COD diperoleh 48.300 Universitas Sumatera Utara 32 mgL, hal tersebut menunjukkan bahwa kandungan zat organik pada LCPKS sangat tinggi, sedangkan menurut Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup [31] bahwa kadar COD limbah yang diizinkan untuk dibuang adalah 350 mgL dengan pH 6,0 – 9,0.

4.2 HASIL PENELITIAN PROSES

LOADING UP Proses loading up pada penelitian ini dilakukan agar mikroorganisme yang berperan dalam proses asidogenesis dapat beradaptasi dan berkembangbiak dengan baik pada starter yang berasal dari kolam pengasaman PTPN III PKS Torgamba, sehingga proses asidogenesis dapat berlangsung pada HRT operasi target. Selama proses loading up, dilakukan variasi HRT yang dimulai dari HRT 20 kemudian dilanjutkan pada HRT 15; 10; 5 hingga HRT 4 hari pada keadaan ambient dengan laju pengadukan sebesar 250 rpm. Selama proses loading up, pH dikontrol konstan 6 ± 0,2 dengan penambahan natrium bikarbonat NaHCO 3 . Pertumbuhan mikroba pada saat proses loading up dapat dilihat dari analisis VS, VSS, COD, dan VFA.

4.2.1 Profil pH dan Alkalinitas Pada Proses Loading Up

Performa proses digestasi anaerob tahap asidogenesis sangat dipengaruhi oleh perubahan pH. Pada proses asidogenesis diperlukan optimasi kondisi dengan pH rendah ± 6 yang dapat meningkatkan kestabilan proses[42][53]. Oleh sebab itu, pada proses loading up digunakan pH 6 ± 0,2. pH dari bahan baku LCPKS dijaga konstan dengan dengan cara penambahan NaHCO 3 , dimana bahan baku LCPKS memiliki pH 3,5 - 4,5 sehingga diperoleh profil pH yang stabil. Profil pH dan Alkalinitas pada proses loading up ditunjukkan pada Gambar 4.1 dibawah ini. Universitas Sumatera Utara 33 Gambar 4.1 Profil pH dan Alkalinitas pada proses Loading Up Gambar 4.1 menunjukkan bahwa profil pH relatif stabil dari mulai HRT 20, 15, 10, 5 dan 4. pH yang diperoleh yaitu 6 ± 0,2. Fluktuasi pH yang terjadi dikarenakan ketika penambahan umpan yang masuk ke dalam fermentor memiliki pH yang tidak sama, sehingga menyebabkan terjadinya fluktuasi Alkalinitas di dalam fermentor. Nilai alkalinitas yang diperoleh pada proses loading up yang dimulai dari HRT 20, 15, 10, 5 dan 4 yaitu antara 2.100 – 4.200 mgL. Nilai alkalinitas yang diperoleh pada proses loading up ini termasuk dalam rentang yang masih wajar karena menurut penelitian sebelumnya pada prsoes asidogenesis diperoleh nilai alkalinitas dengan rentang 830 -7.000 mgL [23] [43] [44]. Oleh karena itu, pada proses loading up, penurunan HRT tidak berpengaruh secara signifikan terhadap alkalinitas dan pH yang diperoleh. pada setiap perubahan HRT terjadi hal yang sama seperti HRT sebelumnya yaitu mengalami fluktuasi.

4.2.2 Pengaruh HRT terhadap Profil Pertumbuhan Mikroba

Pada proses digestasi anaerob pertumbuhan mikroba sangat berpengaruh terhadap beberapa hal yaitu pH, alkalinitas, temperatur operasi, retention time dan laju pengadukan. VSS merupakan cara pengukuran mikroorganisme secara tidak langsung [14]. Oleh karena itu pada penelitian ini konsentrasi VSS digunakan sebagai salah satu parameter untuk meninjau pertumbuhan mikroba. Adapun 1 2 3 4 5 6 7 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 15 30 45 60 75 pH Alk a lin it a s m g L Hari ke- Alkalinitas pH HRT 20 HRT 15 HRT 10 HRT 5 HRT 4 Universitas Sumatera Utara 34 pengaruh pH dan alkalinitas terhadap pertumbuhan mikroba ditunjukkan pada gambar 4.2. Gambar 4.2 Pengaruh HRT terhadap Profil Pertumbuhan Mikroba Gambar 4.2 menunjukkan konsentrasi VSS pada HRT 20, 15, 10, 5 dan 4 yang diperoleh mengalami fluktuasi. Pada grafik ditunjukkan bahwa fluktuasi konsentrasi VSS dipengaruhi oleh perubahan pH dan alkalinitas secara signifikan. Penurunan konsentrasi VSS dapat terjadi apabila pH di dalam fermentor mengalami penurunan yang cukup drastis. Pertumbuhan mikroling tinggi pada proses loading up ini adalah pada HRT 15. Walaupun demikian dapat dilihat profil pertumbuhan mikroba pada HRT 20 dan HRT 15 dari 3 titik terus mengalami penurunan. Begitu pula pada HRT 10 dan HRT 5 dari 3 titik yang mengalami fluktuasi. Yang artinya pada HRT 20, 15, 10 dan 5 pertumbuhan mikroba belum dapat tumbuh dengan baik dan belum mencapai kestabilan, namun pada HRT 4 menunjukkan pertumbuhan mikroba yang terus meningkat pada 3 titik, yang artinya mikroba sudah dapat beradaptasi dan dapat tumbuh dengan baik. Perubahan HRT mempengaruhi ketersediaan nutrisi bagi bakteri asidogenesis, dengan menurunkan HRT secara bertahap dari HRT 20 sampai HRT 4, mikroba mengalami pertumbuhan dengan baik. Menurut penelitian yang dilakukan Yee-Shian Wong et al, 2013 dengan menggunakan bahan baku LCPKS 1 2 3 4 5 6 7 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 15 30 45 60 75 90 pH Alk a lin it a s m g L VSS m g L Hari ke- Alkalinitas VSS pH HRT 20 HRT 15 HRT 10 HRT 5 HRT 4 Universitas Sumatera Utara 35 proses asidogenesis dengan HRT 12 sampai dengan 2 diperoleh HRT yang terbaik pada HRT 2.

4.2.3 Pengaruh HRT terhadap Reduksi Chemical Oxygen Demand COD

Chemical Oxygen Demand COD merupakan parameter yang menunjukkan banyaknya senyawa organik yang terdapat dalam bahan baku LCPKS sebagai influent dan keluaran dari fermentor sebagai effluent. Pada proses asidogenesis LCPKS ini diharapkan penurunan nilai COD yang tidak terlalu besar dikarenakan hasil yang didapat merupakan produk intermediet berupa VFA yang nantinya akan dilanjutkan pada proses metanogenesis. Pengaruh HRT terhadap Reduksi COD ditunjukkan pada Gambar 4.3 dibawah ini. Gambar 4.3 Pengaruh HRT terhadap Reduksi Chemical Oxygen Demand COD Gambar 4.3 menunjukkan bahwa pada perubahan HRT mulai dari HRT 20, 15, 10, 5 dan 4 profil reduksi COD terhadap perubahan HRT cenderung menurun meskipun terjadi peningkatan COD pada HRT 10. Peningkatan reduksi COD pada HRT 10 dapat terjadi disebabkan oleh meningkatnya OLR Organic Loading Rate [44]. Dengan kata lain jumlah substrat yang masuk kedalam fermentor pada HRT 10 lebih tinggi dibandingkan substrat yang masuk pada HRT 15, hal ini menyebabkan nilai reduksi COD yang lebih tinggi. Pada penelitian ini reduksi COD yang terlalu besar tidak diperlukan dikarenakan produk yang dihasilkan pada penelitian ini adalah produk intermediet berupa VFA yang akan dilanjutkan pada proses metanogenesis. Pada HRT 4 59,04 53,97 56,52 31,38 29,93 10 20 30 40 50 60 70 15 30 45 60 75 Reduk si CO D HRT 20 15 10 5 4 Universitas Sumatera Utara 36 diperoleh reduksi COD terkecil dengan nilai 29,93. Hal tersebut sama dengan penelitian yang dilakukan Yee-Shian Wong et al, 2011 pada HRT terkecil yang dijalankan diperoleh reduksi COD yang paling kecil pula.

4.2.4 Pengaruh HRT terhadap Pembentukan Volatile Fatty Acid VFA

Pada proses digestasi anaerobik, asidogenesis merupakan tahapan pertama yang mengkonversikan senyawa organik menjadi VFA berantai pendek yaitu berupa asam asetat, asam propionat dan asam butirat [22]. Pengaruh HRT terhadap pembentukan VFA ditunjukkan pada Gambar 4.4 dibawah ini. Gambar 4.4 Pengaruh HRT Terhadap Pembentukan Volatile Fatty Acid VFA Gambar 4.4 menunjukkan profil pembentukan total VFA yang meningkat dari HRT 20, HRT 15 dan HRT 10, kemudian terus mengalami penurunan pada HRT 5 dan 4. Total VFA yang paling tinggi dihasilkan pada HRT 10 dengan konsentrasi sebesar asam 7297,005 mgL. Total VFA yang tertinggi pada HRT 10 dapat disebabkan karena HRT 10 merupakan saat dimana laju pertumbuhan mikroba mulai mencapai kestabilan Sementara itu penurunan total VFA yang terjadi pada HRT 5 dan 4 dikarenakan jumlah bahan baku LCPKS yang masuk kedalam fermentor semakin banyak dengan waktu yang semakin cepat, sehingga mengurangi total VFA yang diperoleh. Menurut Wee Shen Lee et al, 2013 produksi VFA dari LCPKS bisa dilakukan pada HRT yang relatif kecil, misalnya HRT 6 dengan pertimbangan untuk mengurangi volume reaktor dan luas area yang dibutuhkan. Pada penelitian 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 20 15 10 5 4 A. Asetat A. Propionat A. Butirat Total VF A m g L HRT hari Universitas Sumatera Utara 37 ini HRT 10 merupakan HRT yang lebih banyak menghasilkan VFA dari pada HRT 20 dan 15. Sementara itu pada HRT 5 dan HRT 4, total VFA yang dihasilkan lebih kecil dari pada HRT 10. Walaupun demikian, HRT yang paling kecil yaitu HRT 4 merupakan HRT yang paling optimal, dikarenakan pada penelitian ini volume bahan baku LCPKS yang digunakan dapat lebih besar dengan waktu pengolahan yang lebih cepat dengan melihat total VFA yang dihasilkan dari HRT 4 dan HRT 10 yang tidak terlampau jauh berbeda.

4.2.5 Pengaruh HRT terhadap Rasio VFAAlkalinitas

Konsentrasi VFA ditunjukkan oleh konsentrasi asam asetat, asam propionat dan asam butirat. Kestabilan sistem pada poses asidogenesis digestasi anaerob dapat ditunjukan oleh rasio VFAAlkalinitas. Pengaruh HRT terhadap rasio VFAAlkalinitas ditunjukkan pada Gambar 4.5 dibawah ini. Gambar 4.5 Pengaruh HRT Terhadap Rasio VFAAlkalinitas Gambar 4.5 menunjukkan bahwa rasio VFAAlkalinitas yang diperoleh pada perubahan HRT dari 20, 15, 10, 5 dan 4 mengalami fluktuasi. Rasio VFAAlkalinitas paling tinggi terdapat pada HRT 10 yaitu 2,48. Hal ini dikarenakan total VFA yang tertinggi pada proses loading up ini adalah pada HRT 10. Penurunan rasio VFAAlkalinitas pada HRT 5 dan 4 terjadi dikarenakan adanya penurunan total VFA pada HRT tersebut. Walaupun rasio VFAAlkalinitas pada HRT 10 adalah yang paling tinggi, HRT 4 merupakan meupakan HRT yang lebih optimal dikarenakan pada HRT 4 bahan baku LCPKS 1,22 1,72 2,48 1,94 1,72 1 2 3 4 5 20 15 10 5 4 HRT VFAAl k a li n ita s Universitas Sumatera Utara 38 yang dapat diolah lebih banyak dengan waktu yang lebih cepat dengan rasio VFAAlkalinitas yang tidak jauh berbeda. Menurut Bambang Trisakti et al, 2015 proses asidogenesis diasumsikan stabil pada nilai rasio VFAAlkalinitas 1. Proses loading up pada penelitian ini diperoleh rasio VFAAlkalinitas 1. Hal ini membuktikan bahwa proses asidogenesis berjalan dengan baik sehingga diperoleh nilai VFA yang lebih besar dibandingkan nilai Alkalinitas. Dan dapat disimpulkan bahwa proses asidogenesis layak dilakukan pada setiap HRT yang telah dilaksanakan.

4.3 HASIL PENELITIAN VARIASI LAJU PENGADUKAN

Pada penelitian ini proses digestasi anaerobik dijalankan dan dibatasi hingga proses asidogenesis saja dengan VFA sebagai produk intermediet. Proses dilakukan dengan laju pengadukan yang bervariasi untuk mendapatkan laju pengadukan yang optimal dengan konsentrasi VFA yang paling tinggi. Berdasarkan hasil analisis yang diperoleh pada proses loading up, diperoleh hasil yang optimal untuk pertumbuhan mikroba dan reduksi COD terkecil pada HRT 4 sehingga pada operasi target dengan variasi laju pengadukan digunakan HRT 4 pada keadaan ambient dengan pengontrolan pH 6. Pengontrolan pH dilakukan dengan cara menambahkan NaHCO 3 kedalam bahan baku LCPKS. Pada operasi target, pengaruh laju pengadukan pada proses asidogenesis ditinjau dengan memvariasikan laju pengadukan 150 rpm, 200 rpm, 250 rpm dan 300 rpm. Pertumbuhan mikroba pada saat variasi laju pengadukan dapat dilihat dari analisis VS, VSS, COD dan VFA.

4.3.1 Profil Alkalinitas Pada Variasi Laju pengadukan

Alkalinitas pada proses asidogenesis mencerminkan kapasitas buffer terhadap asam, dan juga dapat secara efektif menetralkan pH dengan cepat. Profil Alkalinitas pada variasi laju pengadukan ditunjukkan pada Gambar 4.6 dibawah ini. Universitas Sumatera Utara 39 Gambar 4.6 Profil Alkalinitas pada variasi laju pengadukan Gambar 4.6 menunjukkan bahwa pada perubahan laju pengadukan dari 300 rpm, 250 rpm, 200 rpm dan 150 rpm mengalami fluktuasi terhadap Alkalinitas. Hasil alkalinitas pada laju pengadukan 300 rpm berada pada nilai 2.150 – 3.500 mgL, pada laju pengadukan 250 rpm berada pada nilai 2.750 – 4.500 mgL, pada laju pengadukan 200 rpm berada pada nilai 2.450 – 3.500 mgL dan pada laju pengadukan 150 rpm berada pada nilai 3.150 – 3.500 mgL. Profil pengaruh laju pengadukan terhadap rata-rata alkalinitas dapat dilihat pada Gambar 4.7 dibawah ini. Gambar 4.7 Pengaruh laju pengadukan terhadap rata-rata Alkalinitas Error Bar Menyatakan Standar Deviasi 50 100 150 200 250 300 350 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 60 70 80 90 100 110 120 la ju peng a uk a n rpm Alk a lin it a s m g L Hari ke- Alkalinitas Laju pengadukan 150 rpm 250 rpm 250 rpm 300 rpm 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 100 150 200 250 300 350 Alk a lin it a s m g L Laju Pengadukan rpm Universitas Sumatera Utara 40 Gambar 4.7 menunjukkan profil rata-rata alkalinitas yang cenderung stabil terhadap perubahan laju pengadukan. Menurut Guang Li et al, 2014 alkalinitas dapat mencerminkan kapasitas buffer pada sistem terhadap asam, dan juga dapat secara efektif menetralkan pH dengan cepat dimana pH merupakan parameter yang penting. Dengan kata lain, perubahan profil alkalinitas dipengaruhi oleh pengontrolan pH sebesar 6 ±0,2. Sementara itu, laju pengadukan tidak berpengaruh terhadap perubahan profil pH dikarenakan pH dijaga stabil sebesar 6 dengan cara menambahkan NaHCO3. Rata-rata alkalinitas dan standar deviasi pada laju pengadukan 300 rpm adalah 3373±175 mgL, pada laju pengadukan 250 rpm bernilai 3067±326 mgL, pada laju pengadukan 200 rpm bernilai 3230±430 mgL dan pada laju pengadukan 150 rpm bernilai 3210± 332 mgL. Perubahan nilai rata-rata Alkalinitas terhadap laju pengadukan cenderung stabil namun pada laju pengadukan 250 rpm nilai rata-rata Alkalinitas mengalami penurunan dan kemudian cenderung stabil kembali pada laju pengadukan 300 rpm. Penurunan nilai alkalinitas dapat terjadi dikarenakan pH bahan baku LCPKS yang diproses pada laju pengadukan 250 rpm cukup tinggi dengan pH 6,5 sehingga penambahan NaHCO 3 tidak diperlukan. Dari data standar deviasi yang diperoleh rata-rata nilai alkalinitas pada variasi laju pengadukan masih dalam rentang nilai yang masih wajar yaitu dalam rentang 830 - 7.000 mgL[23][43][44] Oleh karena itu untuk variasi laju pengadukan pada proses asidogenesis LCPKS dengan keadaan ambient ini dapat disimpulkan bahwa seiring bertambahnya laju pengadukan tidak menyebabkan perubahan alkalinitas yang signifkan dan nilai alkalinitas cenderung stabil.

4.3.2 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Profil Pertumbuhan Mikroba

Pertumbuhan mikroorganisme pada proses asidogenesis dengan memvariasikan laju pengadukan dapat dilihat dari perubahan VSS dikarenakan VSS merupakan cara pengukuran mikroorganisme secara tidak langsung [14]. Dalam proses digestasi anaerob khususnya pada proses asidogenesis, pengadukan berperan penting dalam mengembangbiakkan mikroorganisme. Hal ini terjadi dikarenakan dengan pengadukan, substrat dalam fermentor akan homogen dan merata sehingga proses perombakan akan lebih efektif dan menghindari padatan- Universitas Sumatera Utara 41 padatan terbuang ataupun mengendap yang dapat mengurangi keefektifan proses digestasi [47][48]. Pengaruh laju pengadukan terhadap profil pertumbuhan mikroba ditunjukkan pada Gambar 4.8 dibawah ini. Gambar 4.8 pengaruh laju pengadukan terhadap profil pertumbuhan mikroba Gambar 4.8 menunjukkan bahwa profil VSS pada variasi laju pengadukan 150 rpm, 200 rpm, 250 rpm dan 300 rpm mengalami fluktuasi. Pada laju pengadukan 150 rpm diperoleh konsesntrasi VSS sebesar 10.200-11.900 mgL, pada laju pengadukan 200 rpm sebesar 8.980-15.600 mgL, pada laju pengadukan 250 rpm sebesar 16.120-19.080 mgL dan pada laju pengadukan 300 rpm diperoleh nilai sebesar 8.820-16.660 mgL. Kecenderungan profil pengaruh laju pengadukan terhadap rata-rata VSS dapat dilihat dari Gambar 4.9 dibawah ini. Gambar 4.9 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Rata-Rata VSS Error Bar Menyatakan Standar Deviasi 0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0 300,0 350,0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 60 70 80 90 100 110 120 L a ju peng a du k a n rpm Hari ke- VSS Laju pengadukan 150 rpm VSS m g L 200 rpm 250 rpm 300 rpm 5.000 10.000 15.000 20.000 100 150 200 250 300 350 VSS m g L Laju Pengadukan rpm Universitas Sumatera Utara 42 Gambar 4.9 menunjukkan profil rata-rata VSS mengalami fluktuasi. Nilai VSS yang paling tinggi diperoleh pada laju pengadukan 250 rpm yaitu dengan nilai 16.120-16.660 mgL. Nilai konsentrasi VSS pada laju pengadukan 150 rpm mengalami peningkatan sampai pada laju pengadukan 200 rpm dan 250 rpm. Menurut penelitian yang dilakukan Rungrawee Yingyuad et al, 2007 kondisi pengadukan didalam reaktor menyebabkan bakteri berkembang dengan lebih cepat, pengadukan menjaga keseragaman didalam fermentor serta menghambat pengendapan. Dengan demikian pada laju pengadukan 150 rpm, 200 rpm dan 250 rpm bakteri didalam fermentor berkembang dengan baik seiring peningkatan laju pengadukan. Namun pada laju pengadukan 300 rpm nilai VSS mengalami penurunan. Penurunan nilai VSS pada laju pengadukan 300 rpm dapat terjadi dikarenakan pertumbuhan mikroba di dalam fermentor terganggu oleh laju pengadukan yang terlalu besar. Menurut Tabassum Mumtaz et al, 2008 pertumbuhan mikroba dalam fermentor terganggu secara signifikan akibat dari pengadukan yang terlalu cepat dan juga menurut penelitian Alastair David brourgton, 2008 pengadukan yang berlebihan memberikan dampak negatif terhadap digestasi anaerobik. Oleh karena itu, pada proses asidogenesis LCPKS pada keadaan ambient, variasi laju pengadukan memberikan dampak yang signifikan terhadap konsentrasi VSS, dimana laju pengadukan dapat meningkatkan pertumbuhan mikroba dalam fermentor sampai batas tertentu, kemudian mengalami penurunan pertumbuhan mikroba pada laju pengadukan yang terlalu cepat. Pada penelitian ini diperoleh lau pertumbuhan mikroba yang paling tinggi pada laju pengadukan 250 rpm

4.3.3 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Volatile Solid VS

Proses asidogenesis merupakan proses konversi senyawa organik terlarut menjadi komponen organik sederhana yaitu VFA dan sebagian besar VFA terdiri dari asam asetat, asam butirat dan asam propionat [21] [48]. Kemampuan mikroba untuk mengkonversi senyawa organik tersebut menjadi salah satu parameter yang mempengaruhi jalannya proses asidogenesis, yaitu dapat dinyatakan sebagai nilai Universitas Sumatera Utara 43 Volatile Solid VS. Pengaruh laju pengadukan terhadap Volatile Solid VS dapat ditunjukkan pada Gambar 4.10 dibawah ini. Gambar 4.10 Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Volatile Solid VS Gambar 4.10 menunjukkan bahwa pada laju pengadukan 150, 200, 250 dan 300 rpm profil VS menunjukkan nilai yang fluktuatif. Pada laju pengadukan 150 rpm diperoleh VS dengan nilai 12.000 – 52.200 mgL, pada 200 rpm diperoleh VS dengan nilai 17.400 – 36.200 mgL, pada 250 rpm diperoleh VS dengan nilai 14.080 – 33.840 mgL dan pada 300 rpm diperoleh VS dengan nilai 21.600 – 29.080 mgL. Profil pengaruh laju pengadukan terhadap nilai rata-rata VS ditunjukkan pada Gambar 4.11 dibawah ini. Gambar 4.11 pengaruh laju pengadukan terhadap rata-rata Volatile Solid VS Error Bar Menyatakan Standar Deviasi 50 100 150 200 250 300 350 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 60 70 80 90 100 110 120 la ju peng a du k a n rpm VS m g L Hari ke- VS effluent laju pengadukan 300 rpm 250 rpm 200 rpm 150 rpm 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000 100 150 200 250 300 350 Laju Pengadukan rpm VS m g L Universitas Sumatera Utara 44 Gambar 4.11 menunjukkan bahwa profil rata-rata VS mengalami fluktuasi terhadap peningkatan laju pengadukan. Nilai VS yang fluktuatif dapat terjadi dikarenakan pada tiap perubahan laju pengadukan kemampuan mikroba mendegradasi bahan baku LCPKS berbeda-beda sehingga diperoleh nilai VS yang fluktuatif. Hal tersebut dapat dilihat dari nilai rata-rata VSS pada gambar 4.9 dimana diperoleh pertumbuhan mikroba yang paling tinggi pada laju pengadukan 250 rpm, namun demikian jika dilihat dari rata-rata VS, nilai yang paling kecil didapat pada laju pengadukan 200 rpm. Hal ini membuktikan bahwa pertumbuhan mikroba yang paling tinggi pada laju pengadukan 250 rpm belum tentu menyebabkan nilai VS yang paling rendah pula. Nilai rata-rata VS yang paling rendah terdapat pada laju pengadukan 200 rpm dengan nilai rata-rata yaitu 24.708 ±6.446 mgL. Menurut Forster-Carnerio et al, 2014 Volatile Solid VS mengindikasikan kandungan organik dalam suatu limbah dimana profil VS cenderung sama dengan profil Chemical Oxygen Demand COD. Sehingga pada penelitian ini diharapkan reduksi konsentrasi VS yang tidak terlalu besar. Hal tersebut dikarenakan pada proses asidogenesis produk yang diperoleh berupa VFA produk intermediet dimana VFA ini akan diolah lebih lanjut pada proses metanogenesis untuk menghasilkan gas metana CH 4 . Oleh sebab itu pada proses asidogenesis LCPKS dengan keadaan ambient, laju pengadukan yang optimum diperoleh pada laju pengadukan 200 rpm variasi laju pengadukan memberikan dampak yang signifikan dimana seiring dengan bertambahnya laju pengadukan diperoleh profil rata-rata VS yang fluktuatif.

4.3.4 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Reduksi Chemical Oxygen

Demand COD Chemical Oxygen Demand COD merupakan parameter yang menunjukkan banyaknya senyawa organik yang terdapat dalam bahan baku LCPKS sebagai influent dan keluaran dari fermentor sebagai effluent. Menurut Yee-Shian Wong et al, 2011 COD merupakan salah satu parameter yang menentukan kinerja bakteri didalam fermentor. Pengaruh laju pengadukan terhadap reduksi COD ditunjukkan pada Gambar 4.12 dibawah ini. Universitas Sumatera Utara 45 Gambar 4.12. Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Reduksi Chemical Oxygen Demand COD Gambar 4.12 menunjukkan bahwa dengan peningkatan laju pengadukan dari 150 rpm, 200 rpm, 250 rpm dan 300 rpm, reduksi COD yang diperoleh mengalami fluktuasi. Reduksi COD yang paling rendah terdapat pada laju pengadukan 200 rpm yaitu sebesar 22,22. Menurut Forster-Carnerio et al, 2014 Volatile Solid VS mengindikasikan kandungan organik dalam suatu limbah dimana profil VS cenderung sama dengan profil Chemical Oxygen Demand COD. Hal tersebut dapat dilihat dari pembahasan pada Gambar 4.11 dimana profil VS yang diperoleh sama dengan profil COD yang dihasilkan, yaitu reduksi COD yang paling kecil terdapat pada laju pengadukan 200 rpm. Menurut Yee-Shian Wong et al, 2013 efisiensi reduksi COD pada HRT 4 diperoleh yaitu 48,18 . Sementara itu menurut Piyarat Boonsawang et al, 2014 proses asidogenesis untuk menghasilkan VFA dengan reduksi COD berkisar 33 – 48 . Dapat dikatakan bahwa reduksi COD pada proses asidogenesis tidak lebih besar dari 50 . Hal tersebut dikarenakan pada proses asidogenesis produk yang diperoleh berupa VFA produk intermediet dimana VFA ini akan diolah lebih lanjut pada proses metanogenesis untuk menghasilkan gas metana CH 4 . Oleh karena itu pada proses asidogenesis LCPKS pada keadaan ambient dengan variasi laju pengadukan, laju pengadukan optimum yang diperoleh adalah pada 200 rpm,dimana diperoleh nilai reduksi COD yang palig kecil yaitu 22,22 , 35,5 22,22 29,93 23,96 5 10 15 20 25 30 35 40 100 150 200 250 300 350 Reduk si CO D Laju pengadukan rpm Universitas Sumatera Utara 46 perubahan laju pengadukan menyebabkan perubahan reduksi COD yang cukup signifikan.

4.3.5 Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Pembentukan Volatile Fatty

Acid VFA Pada proses digestasi anaerobik, tahapan asidogenesis merupakan langkah pertama yang mengkonversikan senyawa organik menjadi VFA berantai pendek, dimana VFA merupakan produk intermediet yang dapat digunakan untuk penggunaan yang luas termasuk untuk menghasilkan bio-energi dan bio-plastik [7] [22]. Kandungan VFA yang paling diperoeh yaitu asam asetat, asam propionat dan asam butirat. Pada penelitian ini konsentrasi VFA ditunjukkan oleh konsentrasi asam asetat, asam propionat dan asam butirat. Pengaruh laju pengadukan terhadap pembentukan VFA ditunjukkan pada Gambar 4.13 dibawah ini. Gambar 4.13 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap pembentukan Volatile Fatty Acid VFA Gambar 4.13 menunjukkan profil pembentukan total VFA dimana pada laju pengadukan 150 rpm, 200 rpm, 250 rpm dan 300 rpm terjadi fluktuasi total VFA. Total VFA yang paling besar diperoleh pada laju pengadukan 200 rpm dengan nilai 6019,657 mgL. Nilai total VFA yang paling besar pada penelitian ini sesuai dengan pembahasan pada Gambar 4.11 dan Gambar 4.12 dimana pada laju 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 150 200 250 300 A. Asetat A. Propionat A. Butirat Total VF A m g L Laju Pengadukan rpm Universitas Sumatera Utara 47 pengadukan 200 rpm diperoleh nilai VS dan nilai COD yang paling rendah. Hal ini menunjukkan bahwa pada nilai VS dan reduksi COD yang paling rendah diperoleh nilai total VFA yang paling tinggi pula. Menurut Johan Lindmark et al, 2014 pengadukan sangat mempengaruhi komposisi mikroba sehingga dapat meningkatkan produksi VFA. Namun pada laju pengadukan yang terlalu cepat, menurut Tabassum Mumtaz et al, 2008 pertumbuhan mikroba dalam fermentor terganggu secara signifikan. hal tersebut dapat dilihat pada laju pengadukan 250 rpm dan 300 rpm. Oleh karena itu pada proses asidogenesis LCPKS pada keadaan ambient dengan variasi laju pengadukan, laju pengadukan optimum yang diperoleh adalah pada 200 rpm,dimana diperoleh total VFA yang paling besar yaitu 6019,657 mgL, perubahan laju pengadukan menyebabkan perubahan total VFA yang cukup signifikan.

4.3.6 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Rasio VFAAlkalinitas

Menurut penelitian yang dilakukan Yans Guardia-Puebla et al, 2014 konsentrasi VFA yang dihasilkan dari proses asidogenesis sangat sensitif terhadap terhadap perubahan pH. Sementara itu pada penelitian ini nilai alklalinitas sangat berpengaruh terhadap pengontrolan pH yang dilakukan. Dengan kata lain nilai VFAAlkalinitas sangat dipengaruhi oleh pengontrolan pH. Pengaruh laju pengadukan terhadap rasio VFAAlkalinitas ditunjukkan pada Gambar 4.14 dibawah ini. Universitas Sumatera Utara 48 Gambar 4.14 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Rasio VFAAlkalinitas Gambar 4.14 menunjukkan bahwa profil VFAAlkalinitas fluktuatif terhadap perubahan laju pengadukan dari 150 rpm, 200 rpm, 250 rpm dan 300 rpm. Profil rasio VFAAlkalinitas yang diperoleh mengalami fluktuasi. Pada tiap laju pengadukan diperoleh nilai VFAAlkalinitas masing-masing bernilai 1,58 mgL; 1,96 mgL; 1,71 mgL dan 1,36 mgL. Rasio VFAAlkalinitas yang paling tinggi terdapat pada laju pengadukan 200 rpm. Hal ini sesuai dengan pembahasan pada Gambar 4.13 dimana pada laju pengadukan 200 rpm diperoleh total VFA yang paling tinggi. Menurut Funda Cansu Ertem, 2011 stabilitas dari suatu proses digestasi anaerob dapat dilihat dari rasio VFAAlkalinitas. Semakin besar nilai rasio VFAAlkalinitas pada proses asidogenesis membuktikan bahwa konsentrasi VFA yang dihasilkan lebih tinggi daripada alkalinitas. Menurut Bambang trisakti et al, 2015 proses asidogenesis diasumsikan stabil pada nilai rasio VFAAlkalinitas 1. Nilai rasio VFAAlkalinitas yang diperoleh pada penelitian ini berada pada nilai 1. Oleh sebab itu pada proses asidogenesis LCPKS pada keadaan ambient, diperoleh Rasio VFAAlkalinitas yang optimal pada laju pengadukan 200 rpm. perubahan laju pengadukan menyebabkan perubahan rasio VFAAlkalinitas yang cukup signifikan. 1,59 1,96 1,72 1,38 1 2 3 150 200 250 300 VF AAlk a lin it a s Laju Pengadukan rpm Universitas Sumatera Utara 49

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN