25
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 LOKASI PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Ekologi, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara USU, Medan.
3.2 BAHAN DAN PERALATAN 3.2.1 Bahan Penelitian
3.2.1.1 Bahan Utama Substrat asam limbah cair kelapa sawit dari effluent reaktor asidogenesis
yang berbahan baku POME dari PKS Adolina.
3.2.1.2 Bahan Analisa Aquadest H
2
O Asam Klorida HCl
Natrium Bikarbonat NaHCO
3
Kertas Saring Whattman No. 41 Ashless Gastec detecting tube No. 4HM
Gastec detecting tube No. 2HT
3.3.2 Peralatan
3.2.2.1 Peralatan Utama 1. Fermentor tangki berpengaduk jar fermentor EYELA model MBF 300ME
yang dilengkapi pengatur kecepatan pengadukan dan suhu. 2. Pompa sludge slurry pump HEISHIN, model No :3NY06F
3. Gas meter SHINAGAWA, model No.:W-NK-0.5B 4. Botol penampungan keluaran fermentor
5. Gas collector
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
26 3.2.2.2 Peralatan Analisa
1. Injektor 2. pH meter
3. Cawan Porselin 4. Oven
5. Desikator 6. Timbangan elektrik Merk OHAUS 4 angka desimal
7. Pipet volumetrik 8. Karet penghisap
9. Pengaduk magnetic 10. Vacuump Filter
11. Pompa Vacump 12. Furnace
13. Gastec Model 801 untuk analisa H
2
S
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
27
3.3.3 Rangkaian Peralatan
Gambar berikut merupakan rangkaian peralatan yang dilakukan dalam metanogenesis asam limbah cair kelapa sawit menjadi biogas.
Gambar 3.1 Rangkaian Peralatan Keterangan :
1. Jar Fermentor 8. Pengatur Suhu Air Jaket
2. Pompa Masuk 9. Wadah Keluaran Fermentor
3. Pompa Keluar 10. Injektor
4. Gas Meter 11. Gas Collector
5. Tombol Pompa Air Jaket 12. Bacaan pH elektroda
6. Tombol Penghidup Fermentor 13. pH meter
7. Pengatur Kecepatan Pengaduk 14. Data Logger
1 1
2 4
10 11
12
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
28
3.3 PROSEDUR PENELITIAN 3.3.1 Prosedur Utama
Penelitian ini merupakan tahap terakhir untuk menghasilkan biogas. Pada tahap metanogenesis ini dilakukan proses loading up, selama 25 hari. Limbah cair
kelapa sawit dimasukkan ke dalam jar fermentor sebagai wadah digestasi anaerobik yang bervolume 2 Liter dengan starter
dari proses fermentasi limbah cair kelapa sawit pada penelitian sebelumnya dengan perbandingan 3 : 1. Setelah tercapai
kondisi stabil maka dilakukan tahap kontinu dimana asam limbah cair kelapa sawit
sebagai substrat yang diperoleh dari digester asidogenesis di umpan kan ke digester metanogenesis 4 kali sehari.
Setelah kondisi kehidupan bakteri stabil yaitu dengan pH dan alkalinitas konstan, dilakukan variasi suhu mesofilik 30
– 42
o
C dan termofilik 43
– 55
o
C [19]
Pada tahap penelitian ini reaktor digestasi yang digunakan jenis CSTR dengan waktu retensi HRT 4 [3], kecepatan pengadukan 100 rpm [18] dengan
pH di jaga konstan 6,7 - 7,5 [4, 12, 44] dengan menggunakan larutan penyangga yaitu
natrium bikarbonat. Suhu di naikkan 2 derajat untuk menjaga kondisi kehidupan mikroba di dalam digester, biogas yang terbentuk diukur melalui gas meter yang
dihubungkan dengan jar fermentor lalu analisa yang dilakukan adalah pH, alkalinitas, Volatil Solid VS dan Total Solid TS dilakukan setiap hari sedangkan
Total Suspended Solid TSS dan Volatil Suspended Solid VSS, CO
2
dan H
2
S dilakukan setiap 3 hari sedangkan COD seminggu sekali.
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
29 3.3.1.1 Blok Diagram Proses Metanogenesis Dari Asam Limbah Cair Kelapa Sawit
Menjadi Biogas
Gambar 3.2 Blok Diagram Proses Metanogenesis Dari Asam Limbah Cair Kelapa Sawit Menjadi Biogas
Dilakukan aklimatisasi POME + starter dengan perbandingan 3:1 di dalam jar fermentor
metanogenesis
Dilakukan analisa pH, Alkalinitas, TS,
VS, TSS, VSS dan COD
Ditetapkan HRT 4 dan dilakukan variasi suhu direaktor metanogenesis
Selesai Apakah nilai
pH dan alkalinitas
tidak turun? Ya
Tidak Diumpankan substrtat
dari effluent asidogenesis 4 kali sehari
Dicatat volume gas yang terbentuk
Dilakukan analisa gas CO
2
dan H
2
S Mulai
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
30
3.3.2 Prosedur Analisa Sampel
3.3.2.1 Analisa Konsentrasi Chemical Oxygen Demand COD Pengujian konsentrasi Chemical Oxygen Demand COD dilakukan di Balai
Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit BTKLPP di jalan K. H. Wahid Hasyim No 15 Medan 20154, Sumatera Utara.
3.3.2.2 Analisia pH pH optimum dari mikroorganisme membentuk metana adalah pada pH =
6,7-7,5 [4, 12, 44]. pH mempunyai arti yang sangat penting di dalam pengolahan limbah cair karena dari pH kita dapat mengetahui kondisi mikroba yang ada di dalam
limbah cair, oleh karena itu analisa ini perlu dilakukan. Prosedur analisa pH adalah sebagai berikut:
1. sampel diambil melalui injektor. 2. Masukkan sampel ke dalam beaker glass.
3. pH elektroda diletakkan di dalam beaker glass dan dicatat pH sampel tersebut. Berikut adalah flowchart prosedur analisa pH :
Gambar 3.3 Flowchart Prosedur Analisa pH Mulai
Dimasukkan sampel kedalam beaker glass
Diletakkan pH elektroda ke dalam beaker glass yang telah berisi sampel
Dicatat nilai pH
Selesai
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
31 3.3.2.3 Analisa Alkalinitas
Alkalinitas dinyatakan sebagai ukuran untuk mengontrol pH dengan metode titrasi dan berhenti pada pH yang berkisar 4,8± 0,02 [50]. Adapun prosedurnya
adalah sebagai berikut : 1. Rotating Magnet dimasukkan kedalam beaker glass.
2. Sampel sebanyak 5 ml ditambahkan dengan aquadest hingga volume larutan 80 ml dimasukkan kedalam beaker glass tersebut.
3. Beaker glass diletakkan diatas magnetic stirrer, dan pH elektroda diletakkan di dalam beaker glass, kemudian stirrer dihidupkan dan kecepatan diatur sedemikian
rupa hingga sampel tercampur sempurna dengan aquadest. 4. Campuran dititrasi dengan larutan HCl 0,1 N hingga pH mencapai 4,8± 0,02.
5. Dicatat volume HCl yang di gunakan 6. Data yang diperoleh di hitung dengan rumus :
M-Alkalinity =
Sampel Vol
x x
M x
terpakai yang
HCl Vol
HCl
5 1000
.
Berikut flowchart prosedur analisa alkalinitas : Mulai
Dimasukkan rotating magnet kedalam beaker glass
Dimasukkan 5 ml sampel dan ditambahkan aquadest kedalam beaker glass hingga volume 80 ml
Diletakkan pH elektroda kedalam beaker glass lalu diletakan beaker glass tersebut di atas magnetic stirrer
A
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
32 Gambar 3.4 Flowchart Prosedur Analisa Alkalinitas
3.3.2.4 Analisa Total Solids TS Total solid didefinisikan sebagai sisa material atau residu yang tersisa yang
ada atau masih tetap ada pada cawan setelah dilakukan proses pengeringan di dalam oven pada suhu yang ditetapkan. TS ini terdiri dari total padatan tersuspensi atau
total padatan ditahan oleh filter biasa disebut Total Suspended Solid TSS dan total padatan terlarut yaitu bagian yang melewati filter biasa disebut Total Dissolved Solid
TDS. “Padatan Tetap” adalah istilah yang diterapkan pada total residu yang
tertahan, atau padatan terlarut setelah pemanasan sampai kering untuk waktu tertentu pada suhu tertentu . Penurunan padatan melalui pembakaran biasa disebut Volatile
Solid. Analisa ini dilakukan dengan metode gravimetri sesuai dengan SNI 06-6989.3- 2004 dan Standard Methods for the Examinatioan of Water and Wastewater Methods
2540 B [51]. Adapun prosedurnya : Dihidupkan stirrer dan diatur kecepatan sedemikian rupa
hingga sampel tercampur sempurna dengan aquadest.
Apakah pH sudah mencapai 4,8±
0,02? Tidak
Ya
Selesai Dicatat volume HCl yang di gunakan
Dititrasi campuran dengan larutan HCl 0,1 N hingga pH mencapai
4,8± 0,02 A
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
33 1. Cawan penguap kosong yang telah dibersihkan, dipanaskan pada suhu 105
o
C dalam oven selama 1 jam. Apabila akan dilanjutkan untuk analisa zat
tersuspensi organik, cawan dipanaskan pada 550
o
C, selama 1 jam. 2. Cawan didinginkan selama 15 menit dalam desikator, lalu ditimbang cawan
yang keluar dari furnace pada 550
o
C diturunkan dulu panasnya dalam oven pada 105
o
C sebelum didinginkan dalam desikator. 3. Sampel sebanyak 5 ml diletakkan ke dalam cawan yang telah di dinginkan.
4. Cawan yang berisi sampel ditimbang. 5. Masukkan cawan berisi sampel ke oven, suhu 103 – 105
o
C selama 1 jam. 6. Setelah 1 jam dinginkan cawan yang berisi residu zat padat tersebut dalam
desikator sebelum ditimbang. 7. Ulangi langkah 5 dan 6, sampai didapat berat yang konstan atau berkurang
berat lebih kecil 4 berat semula atau 0,5 mg, biasanya pemanasan 1-2 jam sudah cukup. Penimbangan harus dikerjakan dengan cepat untuk mengurangi
galat. 8. Kandungan TS dapat dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut :
mL sampel
volume 1000
B -
A talL
padatan to mg
Keterangan : A = berat residu kering + cawan porselen, mg
B = berat cawan porselen, mg
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
34 Berikut flowchart prosedur analisa TS adalah sebagai berikut :
Gambar 3.5 Flowchart Prosedur Analisa Total Solid
3.3.2.5 Analisa Volatile Solid VS Volatile solid VS merupakan materi organik atau padatan organik yang
menguap pada proses pembakaran diatas 500
o
C. Analisa VS ini perlu dilakukan untuk mengetahui banyaknya materi organik dalam limbah. Materi organik inilah
yang akan dikonversikan menjadi biogas oleh metano bakteri. Analisa ini dilakukan dengan metode gravimetri sesuai dengan SNI 06-6989.3-2004 dan Standard Methods
Mulai
Di bersihkan cawan kosong, lalu dipanaskan dalam oven pada suhu 105
o
C selama 1 jam lalu didinginkan dalam desikator selama 15 menit lalu dilanjutkan
pembakaran didalam furnace pada suhu 550
o
C
Ditimbang berat cawan kosong yang telah didinginkan dari desikator
Dimasukkan 5 ml sampel kedalam cawan kosong lalu ditimbang berat cawan berisi sampel tersebut
Dimasukkan kedalam oven cawan berisi sampel kedalam oven pada suhu 103 - 105
o
C selama 1 jam
Setelah 1 jam cawan yang berisi residu didinginkan selama 15 menit sampai suhu kamar di dalam desikator
Ditimbang cawan yang berisi residu tersebut lalu di hitung nilai TS
Selesai
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
35 for the Examinatioan of Water and Wastewater Methods 2540 E [51]. Adapun
prosedur analisa VS adalah sebagai berikut : 1. Cawan yang berisi residu dari analisa Total Solid dimasukkan kedalam furnace
pada suhu 550
o
C selama 1 jam. 2. Setelah 1 jam ditimbang berat cawan dengan residu yang telah menguap menjadi
abu. 3. Kandungan VS dapat dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut:
mL sampel
volume 1000
B -
A latilL
padatan vo mg
Keterangan : A = berat residu + cawan porselen sebelum pembakaran, mg
B = berat residu + cawan porselen setelah pembakaran, mg
Adapun flowchart prosedur analisa volatile solid adalah sebagai berikut:
Gambar 3.6 Flowchart Prosedur Analisa Volatile Solid Mulai
Cawan yang berisi residu dari analisa Total Solid dilanjutkan pembakaran didalam furnace pada suhu 550
o
C selama 1 jam
Ditimbang berat cawan yang berisi abu yang telah didinginkan dari desikator
Dihitung nilai volatile solid
Selesai Setelah 1 jam cawan yang berisi residu yang telah menguap
menjadi abu didinginkan di dalam desikator sampai suhu kamar
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
36 3.3.2.6 Analisa Total Suspended Solid TSS
Total padatan tersuspensi atau total padatan ditahan oleh filter biasa disebut Total Suspended Solid TSS. Analisa ini dilakukan dengan metode gravimetri
sesuai dengan SNI 06-6989.3-2004 dan Standard Methods for the Examinatioan of Water and Wastewater Methods 2540 D [51]. Adapun prosedurnya adalah sebagai
berikut : 1. Kertas saring kosong dipanaskan pada suhu 105
o
C dalam oven selama 1 jam, setelah 1 jam didinginkan didalam desikator lalu ditimbang sebagai berat kertas
saring. 2. Kertas saring dicuci dengan air aquadest sebanyak 10 ml lalu di letakkan di atas
vacuump filter selama waktu tertentu. 3. Sampel yang telah dihomogenkan diletakkan di atas kertas saring yang telah
diletakkan diatas vacuump filter selama waktu tertentu. 4. Kemudian residu yang tertahan diatas kertas saring tersebut dicuci dengan air
suling sebanyak 3 x 10 ml. 5. Cawan kosong yang telah dipanaskan seperti prosedur analisa Total Solid
ditimbang beratnya. 6. Residu yang tertahan diatas kertas saring diletakkan di atas cawan kosong yang
telah ditimbang berat nya. 7. Timbang berat cawan kosong yang berisi residu yang tertahan di atas kertas
saring. 8. Cawan tersebut dipanaskan di dalam oven pada suhu suhu 103 – 105
o
C selama 1 jam.
9. Setelah 1 jam cawan tersebut didinginkan sampai suhu kamar di dalam desikator.
10. Lalu ditimbang berat cawan tersebut. Kandungan TSS dapat dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut :
mL sampel
volume 1000
B -
A L
rsuspensi padatan te
total mg
Keterangan : A = berat residu yang tertahan diatas kertas saring kering + cawan porselen,
mg
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
37 B = berat cawan porselen kosong, mg
Adapun flowchart prosedur analisa TSS adalah sebagai berikut :
Mulai
Dipanaskan kertas saring kosong pada suhu 105
o
C dalam oven selama 1 jam, setelah 1 jam didinginkan didalam desikator lalu ditimbang
sebagai berat kertas saring.
Dicuci kertas saring dengan air aquadest sebanyak 10 ml lalu di letakkan di atas vacuump filter selama waktu tertentu.
Diletakkan sampel yang telah dihomogenkan di atas kertas saring yang telah diletakkan diatas vacuump filter selama waktu tertentu.
Dicuci dengan air suling sebanyak 3 x 10 ml residu yang tertahan diatas kertas saring tersebut
Ditimbang berat cawan kosong yang telah dipanaskan seperti prosedur analisa Total Solid.
Diletakkan kertas saring yang berisi residu yang tertahan diatas cawan kosong dan ditimbang beratnya.
Cawan tersebut dipanaskan di dalam oven pada suhu suhu 103 - 105
o
C selama 1 jam.
A
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
38 Gambar 3.7 Flowchart Prosedur Analisa Total Suspended Solid
3.3.2.7 Analisa Volatile Suspended Solid VSS Menguapnya padatan tersuspensi mengindikasikan adanya zat organik yang
merupakan lanjutan dari analisa jumlah total padatan yang tersuspensi. Analisa ini dilakukan dengan metode gravimetri sesuai dengan SNI 06-6989.3-2004 dan
Standard Methods for the Examinatioan of Water and Wastewater Methods 2540 G [51]. Adapun prosedur analisa VSS adalah sebagai berikut :
1. Cawan yang berisi residu yang tertahan di kertas saring dari analisa TSS dimasukkan kedalam furnace pada suhu 550
o
C selama 1 jam. 2. Setelah 1 jam didinginkan didalam desikator cawan yang berisi abu tersebut.
3. Ditimbang berat cawan dengan kertas saring berisi residu yang telah menguap menjadi abu.
4. Kandungan VSS dapat dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut:
mL sampel
volume 1000
B -
A siL
tersuspen latil
padatan vo mg
Keterangan : A = berat residu yang tertahan diatas kertas saring kering + cawan porselen, mg
B = berat cawan porselen + abu, mg Selesai
Didinginkan cawan tersebut setelah 1 jam ke dalam desikator lalu ditimbang beratnya
Dihitung nilai TSS A
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
39
Adapun flowchart prosedur analisa volatile suspended solid adalah
sebagai berikut:
Gambar 3.8 Flowchart Prosedur Analisa Volatile Suspended Solid
3.3.3 Analisa Gas
3.3.3.1 Analisa Kandungan Gas H
2
S Adapun prosedur analisa gas H
2
S adalah sebagai berikut : 1. Hubungkan gas sampler dan gastec detecting tube No. 4HM tetapi sebelumnya
kedua ujung gastec detecting tube No. 4HM di patahkan. 2. Kemudian hubungkan gastec detecting tube No. 4HM dengan pipa keluaran gas
dari fermentor. 3. Tarik penarik dari gas sampler, kemudian baca hasil yang ditunjukkan dari
detecting tube. 4. Catat nilai pada detecting tube
Mulai
Dilanjutkan pembakaran Cawan yang berisi residu yang tertahan dikertas saring dari analisa Total Suspended Solid didalam furnace
pada suhu 550
o
C selama 1 jam
Ditimbang berat cawan yang berisi abu yang telah didinginkan dari desikator
Dihitung nilai volatile Suspended solid
Selesai Didinginkan di dalam desikator setelah 1 jam cawan yang berisi
residu yang telah menguap menjadi abu sampai suhu kamar
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
40 Adapun flowchart prosedur analisa gas H
2
S adalah sebagai berikut :
Gambar 3.9 Flowchart Prosedur Analisa Gas H
2
S
3.3.3.2 Analisa Kandungan Gas CO
2
Adapun prosedur analisa CO
2
adalah sebagai berikut
1. Patahkan kedua ujung dari gastec detecting tube No. 2HT 2. Ambil gas sampler dan hubungkan dengan gas keluaran dari jar fermentor setelah
adsorben. 3. Tarik gas sampler perlahan-lahan selama 20 detik.
4. Hubungkan gas sampler dengan detecting tube secara cepat. 5. Dorong gas sampler secara perlahan-lahan, kemudian baca hasil yang ditunjukkan
oleh detecting tube hasil yang ditunjukkan di dalam Mulai
Dipatahkan kedua ujung gastec detecting tube No. 4HM
Dihubungkan detecting tube dengan pipa keluaran gas dari fermentor
Ditarik penarik dari gas sampler Gastec Model 801, kemudian baca hasil yang ditunjukkan dari detecting tube
Dicatat nilai pada detecting tube
Selesai
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
41 Adapun flowchart prosedur analisa gas CO
2
adalah sebagai berikut :
Gambar 3.10 Flowchart Prosedur Analisa Gas CO
2
Mulai
Dipatahkan kedua ujung gastec detecting tube No. 2HT
Diambil gas sampler dan hubungkan dengan gas keluaran dari jar fermentor setelah adsorben
Ditarik gas sampler perlahan-lahan selama 20 detik
Dicatat nilai pada detecting tube
Selesai Dihubungkan gas sampler dengan detecting tube secara cepat
Didorong gas sampler secara perlahan-lahan, kemudian dibaca hasil yang ditunjukkan oleh detecting tube
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
42
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 KARAKTERISTIK LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT
Penelitian ini menggunakan limbah cair pabrik kelapa sawit sebagai bahan baku substrat. Adapun karakteristik limbah cair pabrik kelapa sawit yang
digunakan pada penelitian ini adalah Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Adolina yang disajikan pada tabel 4.1 berikut.
Tabel 4.1 Karakteristik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Adolina Parameter
Satuan LCPKS
Adolina Baku Mutu
Limbah Metode Uji
pH 4,10
6 – 9
BOD gL
212,80 110
COD gL
20,9 250
Spektrofotometri SNI 06-6989.
TS gL
0,0134- 0,0365
- APHA metode
2540 B VS
gL 0,0105-
0,0412 -
APHA metode 2540 E
TSS gL
0,2021- 0,2465
300 APHA metode
2540 D VSS
gL 0,2019-
0,2459 -
APHA metode 2540 G
Kandungan Nitrogen
Total 0,0840
Xantoprotein Kjeldahl
Minyak dan Lemak
gL 6,247
25 SNI.066989
Protein 0,5253
Kjeldahl Karbohidrat
- -
- Kepmen LH Nomor 51MEN LH101995
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
43
4.2 PERUBAHAN NILAI DERAJAT KEASAMAN pH DAN ALKALINITAS
Derajat keasaman pH merupakan salah satu faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan aktivitas bakteri [45]. Alkalinitas dan pH
merupakan parameter yang berhubungan satu sama lain dan sangat menjanjikan untuk memastikan lingkungan yang sesuai untuk suksesnya proses metanogenesis
[52]. Berikut grafik yang menunjukkan profil perubahan nilai derajat keasaman dan alkalinitas selama proses metanogenesis.
Gambar 4.1 Profil Perubahan Nilai pH dan Alkalinitas Selama Proses Metanogenesis
Pada gambar 4.1 diatas terlihat profil perubahan nilai pH dan alkalinitas selama proses metanogenesis cenderung meningkat meskipun ada beberapa titik
mangalami fluktuasi. Pada awal proses loading up terjadi fluktuasi disebabkan karena besarnya beban organik yang dilakukan dengan menurunnya HRT dari 40 ke
HRT 10, 6 lalu stabil pada HRT 4 pada hari ke-25. Pada awal proses pH dari limbah cair pabrik kelapa sawit adalah 5,59 dan alkalinitas nya 1100 mgL CaCO
3
dan terus me
ningkat sehingga mencapai pH netral dan alkalinitas ≥ 2500 mgL CaCO
3
ketika variasi suhu dilakukan
.
Dan nilai pH selama proses metanogenesis ini masih pada rentang pH optimum dari mikroorganisme membentuk metana yaitu pada rentang pH
= 6,7-7,5 [4, 12, 44].
500 1000
1500 2000
2500 3000
3500 4000
4500 5000
5500 6000
5 5.5
6 6.5
7 7.5
10 20
30 40
50 60
70 Alkalinitas
mgL CaCO
3
pH
Hari Ke-
pH Alkalinitas
Loading Up
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
44
4.2.1 Pengaruh Suhu Terhadap Perubahan Nilai Derajat Keasaman pH
Gambar 4.2 Pengaruh Suhu Terhadap Perubahan Nilai Derajat Keasaman pH
Gambar 4.2 diatas terlihat bahwa tidak terlihat perubahan derajat keasaman pH yang berarti pada rentang suhu mesofilik yaitu dari 6,9 ke 7,1 dan konstan di
pH 7 pada rentang suhu termofilik. Perubahan nilai pH yang terjadi pada proses metanogenesis ini masih dalam rentang kondisi optimum metanogen membentuk
metana yaitu pada rentang pH = 6,7-7,5 [4, 12, 44]. Berdasarkan teori, penurunan nilai pH disebabkan alkalinitas dalam sampel tidak cukup untuk menyangga sampel
[53].
4.3 PERUBAHAN NILAI TOTAL SOLID TS DAN VOLATILE SOLID VS
Kadar TS diukur berdasarkan jumlah padatan mgl yang tersisa pada pemanasan suhu 103-105°C [51] yang merupakan ukuran senyawa penyusun
material padatan seperti karbohidrat, protein, lemak yang terdapat dalam limbah pada bahan organik dan ini mengindikasikan laju penghancuranpembusukan material
padatan limbah organik [55]. Sedangkan Kadar VS ditentukan berdasarkan padatan tersuspensi mudah menguap mgl kemudian dikeringkan pada suhu 550°C selama 2
jam [51] yang merupakan potensi untuk menghasilkan biogas [46]. Berikut merupakan grafik yang menunjukkan profil perubahan nilai degradasi TS dan VS
selama proses metanogenesis secara berurut.
5 5.5
6 6.5
7 7.5
25 30
35 40
45 50
55 60
pH
Suhu
o
C
Mesofilik Termofilik
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
45 Gambar 4.3 Profil Perubahan Nilai Total Solid TS Selama Proses Metanogenesis
Gambar 4.4 Profil Perubahan Nilai Volatile Solid VS Selama Proses Metanogenesis
Dari gambar 4.3 dan 4.4 diatas terlihat bahwa profil perubahan nilai Total Solid TS dan Volatile Solid VS selama proses metanogenesis memiliki nilai trend
yang sama yaitu mengalami peningkatan meskipun di beberapa titik mengalami fluktuasi namun tidak begitu signifikan. Nilai TS dan VS input merupakan nilai TS
dan VS yang diperoleh dari data penelitian asidogenesis sedangkan nilai TS dan VS output merupakan nilai dari data metanogenesis. Selisih antara input dan output
merupakan degradasi penguraian selama proses metanogenesis. Adapun besarnya
5000 10000
15000 20000
25000 30000
35000 40000
45000 50000
10 20
30 40
50 60
70
P er
ub a
ha n
Nila i
T S
m g
L
Hari ke-
TS input TS output
5000 10000
15000 20000
25000 30000
35000 40000
45000
10 20
30 40
50 60
70
P er
ub a
ha n
Nila i
VS m
g L
VS
Hari ke-
Vs input Vs output
Loading Up
Loading Up
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
46 degradasi TS dan VS selama proses metanogenesis dapat dilihat pada gambar
berikut.
Gambar 4.5 Profil Perubahan Nilai Degradasi TS dan VS Selama Proses Metanogenesis
Gambar 4.6 Pengaruh Suhu Terhadap Perubahan Nilai Degradasi Total Solid TS
Dari gambar 4.6 diatas terlihat bahwa perubahan nilai degradasi TS semakin meningkat dengan meningkatnya suhu dari mesofilik ke termofilik. Pada awal
kondisi suhu mesofilik perubahan nilai degradasi TS mengalami peningkatan yaitu
5000 10000
15000 20000
25000 30000
10 20
30 40
50 60
70
Deg ra
da si
∆TS da
n ∆ VS
m g
L
Hari Ke-
degradasi ∆TS degradasi ∆VS
5000 10000
15000 20000
25000 30000
25 30
35 40
45 50
55 60
Deg ra
da si
T S
m g
L
Suhu
o
C
Loading Up
Mesofilik Termofilik
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
47 dari 13640 mgL ke 24570 mgL sedangkan pada kondisi termofilik nilai degradasi
TS cenderung stabil meskipun terjadi peningkatan yaitu dari 23650 mgl ke 26210 mgL. Berdasarkan teori, tingginya kandungan TS menunjukkan jumlah senyawa
organik dari POME yang tidak larut [9] disebabkan banyaknya akumulasi VFA [26] pada influent substrat yang diperoleh dari reaktor asidogenesis [28] dan tingginya
pada kondisi termofilik hal ini menunjukkan aktivitas metabolisme bakteri yang sangat tinggi, daripada proses mesofilik [55].
Berikut gambar yang menunjukkan pengaruh suhu terhadap perubahan nilai degradasi VS.
Gambar 4.7 Pengaruh Suhu Terhadap Perubahan Nilai Degradasi Volatile Solid VS
Dari gambar 4.7 terlihat perubahan nilai degradasi VS semakin meningkat dengan meningkatnya suhu dari mesofilik ke termofilik. Pada awal kondisi suhu
mesofilik perubahan nilai degradasi VS mengalami peningkatan yaitu dari 12590 mgL ke 23580 mgL dan pada kondisi termofilik nilai degradasi VS juga terjadi
peningkatan yaitu dari 22960 mgl ke 25680 mgL. Berdasarkan teori, semakin meningkat suhu maka kadar padatan yang menguap VS cenderung mengalami
peningkatan dikarenakan banyak nya zat organik yang mampu di ubah menjadi biogas dan cenderung stabil pada suhu termofilik dibandingkan dengan suhu
mesofilik [43]. Tingginya laju pendegrasian TS dan meningkatnya nilai VS akan
5000 10000
15000 20000
25000 30000
25 30
35 40
45 50
55 60
Deg ra
da si
VS m
g L
Suhu
o
C
Mesofilik Termofilik
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
48 meningkatkan produksi biogas [28]. Semakin tinggi konsentrasi VS semakin tinggi
pula pembebanan proses perombakan materi substrat dalam limbah, akan diikuti meningkatnya produksi biogas [38]. Peningkatan pembebanan organik berarti
meningkatnya pasokan makanan yang diperlukan oleh bakteri anaerob, dengan sendirinya kebutuhan nutrisi untuk pertumbuhan bakteri anaerob lebih baik
dibandingkan dengan pasokan makanan yang rendah [20, 55].
4.4 PERUBAHAN NILAI TOTAL SUSPENDEED SOLID TSS DAN VOLATILE SUSPENDED SOLID VSS