Pengolahan Limbah Cair Rumah Potong Hewan (RPH) Menggunakan Reaktor Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB)
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR RUMAH POTONG HEWAN (RPH)
MENGGUNAKAN REAKTOR UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE
BLANKET (UASB)
TUGAS AKHIR
Oleh
NUR AFIFAH RITONGA
120407006
Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Muhammad Turmuzi, MS
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2017
Universitas Sumatera Utara
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR RUMAH POTONG HEWAN (RPH)
MENGGUNAKAN REAKTOR UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE
BLANKET (UASB)
TUGAS AKHIR
Oleh
NUR AFIFAH RITONGA
120407006
Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Muhammad Turmuzi, MS
TUGAS AKHIR INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2017
Universitas Sumatera Utara
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir dengan judul:
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR RUMAH POTONGA HEWAN (RPH)
MENGGUNAKAN REAKTOR UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET
(UASB)
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Program Studi
Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Tugas akhir ini adalah hasil
karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini dibuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan
karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan
aturan yang berlaku.
Medan, Mei 2017
NUR AFIFAH RITONGA
NIM. 120407006
Universitas Sumatera Utara
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas akhir dengan judul:
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR RUMAH POTONG HEWAN (RPH)
MENGGUNAKAN REAKTOR UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE
BLANKET (UASB)
Dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik
Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Tugas Akhir ini telah diujikan pada
Sidang Akhir pada 31 Mei 2017 dan dinyatakan telah memenuhi syarat/sah sebagai Tugas
Akhir pada Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Dosen Pembimbing
Medan, Mei 2017
Dosen Penguji I
Prof. Dr. Ir. Muhammad Turmuzi, MS
NIP. 19611225198903 1 003
Dr. Maya Sarah, S.T., M.T
NIP.
Dosen Penguji II
Ir. Netti Herlina, M.T
NIP. 19680425 199903 2 004
Mengetahui
Menyetujui
Ketua Prog. Studi Teknik Lingkungan
Koordinator Tugas Akhir
Ir. Netti Herlina, M.T
NIP. 19680425 199903 2 004
Isra’ Suryati, S.T., M.Si
NIP. 19790622201404200
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT karena hanya dengan
rahmat dan ridho dari Nya lah maka Tugas Akhir yang berjudul Pengolahan Limbah
Cair Rumah Potong Hewan (RPH) Menggunakan Reaktor Upflow Anaerobic Sludge
Blanket (UASB) ini dapat penulis selesaikan.
Penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Muhammad Turmuzi, MS
selaku dosen pembimbing dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis juga
mengucapkan terimakasih kepada:
1.
Pihak Badan Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit Kelas I
Kota Medan yang telah membantu penulis dalam pelaksanaan penelitian.
2.
Ibu Ir. Netti Herlina, MT., selaku ketua Program Studi Teknik Lingkungan
Univesitas Sumatera Utara.
3.
Ibu Dr. Maya Sarah, ST, MT dan Ibu Ir. Netti Herlina, MT., selaku penguji yang
telah memberikan saran dan masukan demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.
4.
Kak Yani dan Bu Gesti selaku staf TU di Teknik Lingkungan USU yang telah
banyak membantu dalam urusan surat-menyurat untuk keperluan Tugas Akhir
ini.
5.
Hazra Ristia , Cut Nindita Putri, Ria Annisa Dalimunte, Addurrun Nafisa Luhty
Hasibuan, Dyah Wulandari, Eva Tiorillys Mashaly Ritonga, Nurul Mawaddah,
Gia Karina Putri, Nidya Yuliani Putri dan Chandra Iramawati yang telah
membantu penulis selama pelaksanaan penelitian.
i
Universitas Sumatera Utara
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh
karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun guna perbaikan
untuk masa yang akan datang. Semoga laporan ini dapat memberikan sumbangan yang
berarti dan bermanfaat.
Medan,
Mei 2017
Penulis
ii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Limbah cair Rumah Potong Hewan (RPH) tergolong limbah organik dengan kandungan bahan
pencemar yang tinggi. Rata-rata COD pada limbah cair RPH mencapai 4221 mg/L. Kandungan
bahan pencemar yang tinggi akan menyebabkan gangguan dan pencemaran bila dibuang
langsung ke lingkungan. Hal ini menjadi dasar bahwa limbah cair RPH harus mendapatkan
pengolahan sebelum dibuang ke lingkungan. Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB)
merupakan reaktor yang mengolah limbah cair secara anaerob dengan memanfaatkan
mikroorganisme untuk mendegradasi bahan pencemar. Proses pada reaktor UASB dibagi
menjadi 2 fase, yaitu start-up dan steady state. Penelitian ini bertujuan untuk mengamati proses
pendegradasian bahan pencemar yang terdapat didalam limbah cair RPH dengan menggunakan
reaktor UASB pada fase start-up selama 33 hari operasional reaktor. Reaktor UASB skala
laboratorium dibuat dari pipa PVC dengan volume efektif 5.8 L dan dilengkapi dengan 4
sampling ports. Inokulum lumpur dan limbah yang digunakan berasal dari kolam anaerob
Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan (PD RPH) Kota Medan. Reaktor dioperasikan
dengan HRT 9 jam dan konsentrasi limbah cair yang ditingkatkan secara bertahap mulai dari
50%, 75% dan 100%. Nilai pH pada inlet berkisar antara 6,6-6,9 sedangkan outlet 7-7,5.
Efisiensi penyisihan COD dan TSS maksimum mencapai 58,4% dan 85,5% didapatkan saat
konsentrasi limbah cair 75%. Sedangkan jumlah penyisihan COD dan TSS maksimum
mencapai 442 mg/L dan 405 mg/L pada saat konsentrasi limbah cair 100%. Jumlah produksi
biogas maksimum mencapai 270 ml/hari pada konsentrasi limbah cair 100%.
Kata Kunci : Inokulum, HRT, Rumah potong hewan, Start-up, UASB
iii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Slaughterhouse wastewater is classified as an organic waste with high pollutants. The average
COD value in slaughterhouse wastewater reached 4221 mg/L. High pollutants in wastewater
will cause disruption and contamination when dispose directly into the environment. This
become the basis that the slaughterhouse wastewater must be treated before discharge into the
environment. Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) is a reactor that treats wastewater
anaerobically by utilizing microorganisms to degrade pollutants. The process of UASB reactor
is divided into 2 phases, i.e. start-up and stedy state. The main objective of this study was to
observe the degradation process of slaughterhouse wastewater pollutants by using UASB
reactor in start-up phase during 33 days of reactor operation. Laboratory scale UASB reactor
with an effective volume of 5,8 L made from PVC pipe and equipped with 4 sampling ports.
The inoculum and wastewater was derived from the anaerobic pond of the Regional Animal
Cutting Company (PD RPH) Medan. Reactor was operated with HRT 9 hours and wastewater
concentration was increased gradually from 50%, 75% and 100%. The inlet pH value ranged
from 6,6-6,9 while the outlets were 7-7,5. Maximum COD and TSS removal efficiency
achieved 58,4% and 85,5% was obtained when the wastewater concentration was 75%. While
the maximum COD and TSS removal amounts was 442 mg/L and 405 mg/L at the wastewater
concentration of 100%. Maximum biogas production achieved 270 ml/d at wastewater
concentration of 100%.
Keywords: Inoculum, HRT, Slaughterhouse wastewater, Start-up, UASB.
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR
i
ABSTRAK
iii
ABSTRACT
iv
DAFTAR ISI
v
DAFTAR GAMBAR
viii
DAFTAR TABEL
ix
DAFTAR PERSAMAAN
x
DAFTAR LAMPIRAN
xi
BAB I
PENDAHULUAN
I-1
1.1 Latar Belakang
I-1
1.2 Rumusan Masalah
I-3
1.3 Tujuan Penelitian
I-3
1.4 Ruang Lingkup
I-3
1.5 Manfaat Penelitian
I-4
TINJAUAN PUSTAKA
II-1
2.1 Limbah Cair
II-1
BAB II
2.1.1 Karakteristik Limbah Cair
II-1
2.1.2 Dampak Negatif Limbah Cair
II-3
2.2 Limbah Cair Rumah Potong Hewan (RPH)
II-3
2.3 Pengolahan Anaerob
II-4
2.4 Reaktor UASB
II-7
2.4.1 Proses Granulasi
II-8
2.4.2 Organic Loading Rate (OLR)
II-9
2.4.3 Hydraulic Retention Time (HRT)
II-10
2.4.4 Kecepatan Upflow (OLR)
II-10
2.4.2 Produksi Gas dan Gas-Liquid-Solid Separator (GLSS)
II-11
2.4.2 Faktor Lingkungan yang Mempengaruhi Reaktor UASB
II-12
2.5 Kelebihan dan Kekurangan Reaktor UASB
II-13
2.6 Regresi Linear
II-15
v
Universitas Sumatera Utara
2.7 Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan (PD RPH) Medan
II-15
2.7.1 Gambaran Umum
II-15
2.7.2 Sistem Pengolahan Limbah Cair
II-16
III-1
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian
III-1
3.2 Lokasi Penelitian
III-3
3.3 Waktu Penelitian
III-3
3.4 Variabel Penelitian
III-3
3.5 Pengumpulan Data
III-4
3.6 Alat dan Bahan
III-5
3.7 Langkah Penelitian
III-5
3.7.1 Tahap Persiapan
III-5
3.7.2 Pengambilan Lumpur dan Proses Seeding
III-6
3.7.3 Pengambilan Limbah Cair RPH
III-8
3.7.4 Pengukuran Volume Biogas
III-9
3.7.5 Pengambilan Sampel
III-9
3.7.6 Pengujian Sampel
III-9
3.7.7 Analisa Data
III-12
IV-1
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Sumber dan Karakteristik Limbah Cair PD RPH Medan
IV-1
4.2 Reaktor Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB)
BAB V
Skala Laboratorium
IV-2
4.2.1 Desain Reaktor
IV-2
4.2.2 Proses Seeding
IV-2
4.2.3 Konsentrasi pH
IV-3
4.2.4 Konsentrasi COD
IV-5
4.2.5 Konsentrasi TSS
IV-8
4.2.5 Korelasi antara Konsentrasi TSS dan COD
IV-11
4.2.5 Produksi Biogas
IV-15
KESIMPULAN DAN SARAN
V-1
5.1 Kesimpulan
V-1
5.2Saran
V-1
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DOKUMENTASI
BIOGRAFI PENULIS
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Proses Konversi Senyawa Organik Menjadi Metan
II-5
Gambar 2.2
Skema Proses Reaktor UASB
II-7
Gambar 2.3
Skema Jaringan Pengolahan Limbah Cair PD RPH Medan
II-17
Gambar 3.1
Diagram Alir Penelitian
III-2
Gambar 3.2
Rancangan Reaktor UASB
III-7
Gambar 3.3
Spektrofotometer NOVA 60
III-10
Gambar 3.4
pH Meter
III-12
Gambar 4.1
Grafik pH pada Inlet dan Outlet
IV-4
Gambar 4.2
Jumlah Penyisihan COD pada Tahap Konsentrasi Limbah
75 % dan 100%
IV-6
Gambar 4.3
Grafik Efisiensi Penyisihan COD
IV-7
Gambar 4.4
Jumlah Penyisihan TSS pada Tahap Konsentrasi Limbah
75 % dan 100%
IV-9
Gambar 4.5
Grafik Efisiensi Penyisihan TSS
IV-10
Gambar 4.6
Perbandingan antara Jumlah COD dengan TSS Terdegradasi
IV-11
Gambar 4.7
Kurva Regresi Konsentrasi TSS dan COD
IV-14
Gambar 4.8
Grafik Produksi Biogas
IV-15
Gambar 4.9
Perbandingan Jumlah COD Terdegradasi
dengan Produksi Biogas
IV-16
Gambar 4.10 Kurva Regresi Konsentrasi COD Terdegradasi
dan Produksi Biogas
IV-19
Gambar 4.11 Grafik Konsentrasi pH, Jumlah Penyisihan COD, Jumlah
Penyisihan TSS serta Produksi Biogas pada Tahap:
(a) 50% (b) 75% dan (c) 100%
IV-20
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Nilai BOD5 Beberapa jenis Industri
II-2
Tabel 2.2
Karakteristik Umum Limbah Cair RPH
II-4
Tabel 3.1
Alat dan Bahan
III-4
Tabel 3.2
Desain Reaktor
III-6
Tabel 3.3
Pedoman untuk Memberikan Interpretasi terhadap
Koefisien Korelasi
III-14
Tabel 4.1
Karakteristik Limbah Cair PD RPH Medan
IV-1
Tabel 4.2
Perhitungan Nilai OLR
IV-3
Tabel 4.3
Data Konsentrasi TSS dan COD
IV-12
Tabel 4.4
Hasil Korelasi antara Konsentrasi TSS dan COD
IV-13
Tabel 4.5
Hasil Uji Regresi Linear antara Konsentrasi TSS dan COD
IV-13
Tabel 4.6
Data Konsentrasi COD Terdengradasi dan Produksi Biogas
IV-17
Tabel 4.7
Hasil Korelasi antara Konsentrasi COD Terdegradasi dan
Produksi Biogas
Tabel 4.8
IV-17
Hasil Uji Regresi Linear Konsentrasi COD Terdegradasi dan
Produksi Biogas
IV-18
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PERSAMAAN
Persamaan 2.1
Persamaan Proses Anaerob
II-4
Persamaan 2.2
Persamaan OLR
II-9
Persamaan 2.3
Persamaan Kecepatan Upflow
II-11
Persamaan 3.1
Persamaan Efisiensi
III-12
Persamaan 3.2
Persamaan Regresi Sederhana
III-13
Persamaan 3.3
Persamaan Koefisien Regresi a
III-13
Persamaan 3.4
Persamaan Koefisien Regresi b
III-13
Persamaan 3.5
Persamaan Koefisien Korelasi
III-14
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I
Rangkuman Data Hasil Uji Konsentrasi pH, COD dan TSS
serta Produksi Biogas
Lampiran II
Hasil Uji Laboratorium BTKLPP Medan
Lampiran III
Lembar Kegiatan Asistensi Tugas Akhir
xi
Universitas Sumatera Utara
MENGGUNAKAN REAKTOR UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE
BLANKET (UASB)
TUGAS AKHIR
Oleh
NUR AFIFAH RITONGA
120407006
Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Muhammad Turmuzi, MS
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2017
Universitas Sumatera Utara
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR RUMAH POTONG HEWAN (RPH)
MENGGUNAKAN REAKTOR UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE
BLANKET (UASB)
TUGAS AKHIR
Oleh
NUR AFIFAH RITONGA
120407006
Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Muhammad Turmuzi, MS
TUGAS AKHIR INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2017
Universitas Sumatera Utara
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir dengan judul:
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR RUMAH POTONGA HEWAN (RPH)
MENGGUNAKAN REAKTOR UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET
(UASB)
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Program Studi
Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Tugas akhir ini adalah hasil
karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini dibuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan
karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan
aturan yang berlaku.
Medan, Mei 2017
NUR AFIFAH RITONGA
NIM. 120407006
Universitas Sumatera Utara
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas akhir dengan judul:
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR RUMAH POTONG HEWAN (RPH)
MENGGUNAKAN REAKTOR UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE
BLANKET (UASB)
Dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik
Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Tugas Akhir ini telah diujikan pada
Sidang Akhir pada 31 Mei 2017 dan dinyatakan telah memenuhi syarat/sah sebagai Tugas
Akhir pada Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Dosen Pembimbing
Medan, Mei 2017
Dosen Penguji I
Prof. Dr. Ir. Muhammad Turmuzi, MS
NIP. 19611225198903 1 003
Dr. Maya Sarah, S.T., M.T
NIP.
Dosen Penguji II
Ir. Netti Herlina, M.T
NIP. 19680425 199903 2 004
Mengetahui
Menyetujui
Ketua Prog. Studi Teknik Lingkungan
Koordinator Tugas Akhir
Ir. Netti Herlina, M.T
NIP. 19680425 199903 2 004
Isra’ Suryati, S.T., M.Si
NIP. 19790622201404200
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT karena hanya dengan
rahmat dan ridho dari Nya lah maka Tugas Akhir yang berjudul Pengolahan Limbah
Cair Rumah Potong Hewan (RPH) Menggunakan Reaktor Upflow Anaerobic Sludge
Blanket (UASB) ini dapat penulis selesaikan.
Penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Muhammad Turmuzi, MS
selaku dosen pembimbing dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis juga
mengucapkan terimakasih kepada:
1.
Pihak Badan Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit Kelas I
Kota Medan yang telah membantu penulis dalam pelaksanaan penelitian.
2.
Ibu Ir. Netti Herlina, MT., selaku ketua Program Studi Teknik Lingkungan
Univesitas Sumatera Utara.
3.
Ibu Dr. Maya Sarah, ST, MT dan Ibu Ir. Netti Herlina, MT., selaku penguji yang
telah memberikan saran dan masukan demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.
4.
Kak Yani dan Bu Gesti selaku staf TU di Teknik Lingkungan USU yang telah
banyak membantu dalam urusan surat-menyurat untuk keperluan Tugas Akhir
ini.
5.
Hazra Ristia , Cut Nindita Putri, Ria Annisa Dalimunte, Addurrun Nafisa Luhty
Hasibuan, Dyah Wulandari, Eva Tiorillys Mashaly Ritonga, Nurul Mawaddah,
Gia Karina Putri, Nidya Yuliani Putri dan Chandra Iramawati yang telah
membantu penulis selama pelaksanaan penelitian.
i
Universitas Sumatera Utara
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh
karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun guna perbaikan
untuk masa yang akan datang. Semoga laporan ini dapat memberikan sumbangan yang
berarti dan bermanfaat.
Medan,
Mei 2017
Penulis
ii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Limbah cair Rumah Potong Hewan (RPH) tergolong limbah organik dengan kandungan bahan
pencemar yang tinggi. Rata-rata COD pada limbah cair RPH mencapai 4221 mg/L. Kandungan
bahan pencemar yang tinggi akan menyebabkan gangguan dan pencemaran bila dibuang
langsung ke lingkungan. Hal ini menjadi dasar bahwa limbah cair RPH harus mendapatkan
pengolahan sebelum dibuang ke lingkungan. Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB)
merupakan reaktor yang mengolah limbah cair secara anaerob dengan memanfaatkan
mikroorganisme untuk mendegradasi bahan pencemar. Proses pada reaktor UASB dibagi
menjadi 2 fase, yaitu start-up dan steady state. Penelitian ini bertujuan untuk mengamati proses
pendegradasian bahan pencemar yang terdapat didalam limbah cair RPH dengan menggunakan
reaktor UASB pada fase start-up selama 33 hari operasional reaktor. Reaktor UASB skala
laboratorium dibuat dari pipa PVC dengan volume efektif 5.8 L dan dilengkapi dengan 4
sampling ports. Inokulum lumpur dan limbah yang digunakan berasal dari kolam anaerob
Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan (PD RPH) Kota Medan. Reaktor dioperasikan
dengan HRT 9 jam dan konsentrasi limbah cair yang ditingkatkan secara bertahap mulai dari
50%, 75% dan 100%. Nilai pH pada inlet berkisar antara 6,6-6,9 sedangkan outlet 7-7,5.
Efisiensi penyisihan COD dan TSS maksimum mencapai 58,4% dan 85,5% didapatkan saat
konsentrasi limbah cair 75%. Sedangkan jumlah penyisihan COD dan TSS maksimum
mencapai 442 mg/L dan 405 mg/L pada saat konsentrasi limbah cair 100%. Jumlah produksi
biogas maksimum mencapai 270 ml/hari pada konsentrasi limbah cair 100%.
Kata Kunci : Inokulum, HRT, Rumah potong hewan, Start-up, UASB
iii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Slaughterhouse wastewater is classified as an organic waste with high pollutants. The average
COD value in slaughterhouse wastewater reached 4221 mg/L. High pollutants in wastewater
will cause disruption and contamination when dispose directly into the environment. This
become the basis that the slaughterhouse wastewater must be treated before discharge into the
environment. Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) is a reactor that treats wastewater
anaerobically by utilizing microorganisms to degrade pollutants. The process of UASB reactor
is divided into 2 phases, i.e. start-up and stedy state. The main objective of this study was to
observe the degradation process of slaughterhouse wastewater pollutants by using UASB
reactor in start-up phase during 33 days of reactor operation. Laboratory scale UASB reactor
with an effective volume of 5,8 L made from PVC pipe and equipped with 4 sampling ports.
The inoculum and wastewater was derived from the anaerobic pond of the Regional Animal
Cutting Company (PD RPH) Medan. Reactor was operated with HRT 9 hours and wastewater
concentration was increased gradually from 50%, 75% and 100%. The inlet pH value ranged
from 6,6-6,9 while the outlets were 7-7,5. Maximum COD and TSS removal efficiency
achieved 58,4% and 85,5% was obtained when the wastewater concentration was 75%. While
the maximum COD and TSS removal amounts was 442 mg/L and 405 mg/L at the wastewater
concentration of 100%. Maximum biogas production achieved 270 ml/d at wastewater
concentration of 100%.
Keywords: Inoculum, HRT, Slaughterhouse wastewater, Start-up, UASB.
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR
i
ABSTRAK
iii
ABSTRACT
iv
DAFTAR ISI
v
DAFTAR GAMBAR
viii
DAFTAR TABEL
ix
DAFTAR PERSAMAAN
x
DAFTAR LAMPIRAN
xi
BAB I
PENDAHULUAN
I-1
1.1 Latar Belakang
I-1
1.2 Rumusan Masalah
I-3
1.3 Tujuan Penelitian
I-3
1.4 Ruang Lingkup
I-3
1.5 Manfaat Penelitian
I-4
TINJAUAN PUSTAKA
II-1
2.1 Limbah Cair
II-1
BAB II
2.1.1 Karakteristik Limbah Cair
II-1
2.1.2 Dampak Negatif Limbah Cair
II-3
2.2 Limbah Cair Rumah Potong Hewan (RPH)
II-3
2.3 Pengolahan Anaerob
II-4
2.4 Reaktor UASB
II-7
2.4.1 Proses Granulasi
II-8
2.4.2 Organic Loading Rate (OLR)
II-9
2.4.3 Hydraulic Retention Time (HRT)
II-10
2.4.4 Kecepatan Upflow (OLR)
II-10
2.4.2 Produksi Gas dan Gas-Liquid-Solid Separator (GLSS)
II-11
2.4.2 Faktor Lingkungan yang Mempengaruhi Reaktor UASB
II-12
2.5 Kelebihan dan Kekurangan Reaktor UASB
II-13
2.6 Regresi Linear
II-15
v
Universitas Sumatera Utara
2.7 Perusahaan Daerah Rumah Potong Hewan (PD RPH) Medan
II-15
2.7.1 Gambaran Umum
II-15
2.7.2 Sistem Pengolahan Limbah Cair
II-16
III-1
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian
III-1
3.2 Lokasi Penelitian
III-3
3.3 Waktu Penelitian
III-3
3.4 Variabel Penelitian
III-3
3.5 Pengumpulan Data
III-4
3.6 Alat dan Bahan
III-5
3.7 Langkah Penelitian
III-5
3.7.1 Tahap Persiapan
III-5
3.7.2 Pengambilan Lumpur dan Proses Seeding
III-6
3.7.3 Pengambilan Limbah Cair RPH
III-8
3.7.4 Pengukuran Volume Biogas
III-9
3.7.5 Pengambilan Sampel
III-9
3.7.6 Pengujian Sampel
III-9
3.7.7 Analisa Data
III-12
IV-1
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Sumber dan Karakteristik Limbah Cair PD RPH Medan
IV-1
4.2 Reaktor Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB)
BAB V
Skala Laboratorium
IV-2
4.2.1 Desain Reaktor
IV-2
4.2.2 Proses Seeding
IV-2
4.2.3 Konsentrasi pH
IV-3
4.2.4 Konsentrasi COD
IV-5
4.2.5 Konsentrasi TSS
IV-8
4.2.5 Korelasi antara Konsentrasi TSS dan COD
IV-11
4.2.5 Produksi Biogas
IV-15
KESIMPULAN DAN SARAN
V-1
5.1 Kesimpulan
V-1
5.2Saran
V-1
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DOKUMENTASI
BIOGRAFI PENULIS
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Proses Konversi Senyawa Organik Menjadi Metan
II-5
Gambar 2.2
Skema Proses Reaktor UASB
II-7
Gambar 2.3
Skema Jaringan Pengolahan Limbah Cair PD RPH Medan
II-17
Gambar 3.1
Diagram Alir Penelitian
III-2
Gambar 3.2
Rancangan Reaktor UASB
III-7
Gambar 3.3
Spektrofotometer NOVA 60
III-10
Gambar 3.4
pH Meter
III-12
Gambar 4.1
Grafik pH pada Inlet dan Outlet
IV-4
Gambar 4.2
Jumlah Penyisihan COD pada Tahap Konsentrasi Limbah
75 % dan 100%
IV-6
Gambar 4.3
Grafik Efisiensi Penyisihan COD
IV-7
Gambar 4.4
Jumlah Penyisihan TSS pada Tahap Konsentrasi Limbah
75 % dan 100%
IV-9
Gambar 4.5
Grafik Efisiensi Penyisihan TSS
IV-10
Gambar 4.6
Perbandingan antara Jumlah COD dengan TSS Terdegradasi
IV-11
Gambar 4.7
Kurva Regresi Konsentrasi TSS dan COD
IV-14
Gambar 4.8
Grafik Produksi Biogas
IV-15
Gambar 4.9
Perbandingan Jumlah COD Terdegradasi
dengan Produksi Biogas
IV-16
Gambar 4.10 Kurva Regresi Konsentrasi COD Terdegradasi
dan Produksi Biogas
IV-19
Gambar 4.11 Grafik Konsentrasi pH, Jumlah Penyisihan COD, Jumlah
Penyisihan TSS serta Produksi Biogas pada Tahap:
(a) 50% (b) 75% dan (c) 100%
IV-20
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Nilai BOD5 Beberapa jenis Industri
II-2
Tabel 2.2
Karakteristik Umum Limbah Cair RPH
II-4
Tabel 3.1
Alat dan Bahan
III-4
Tabel 3.2
Desain Reaktor
III-6
Tabel 3.3
Pedoman untuk Memberikan Interpretasi terhadap
Koefisien Korelasi
III-14
Tabel 4.1
Karakteristik Limbah Cair PD RPH Medan
IV-1
Tabel 4.2
Perhitungan Nilai OLR
IV-3
Tabel 4.3
Data Konsentrasi TSS dan COD
IV-12
Tabel 4.4
Hasil Korelasi antara Konsentrasi TSS dan COD
IV-13
Tabel 4.5
Hasil Uji Regresi Linear antara Konsentrasi TSS dan COD
IV-13
Tabel 4.6
Data Konsentrasi COD Terdengradasi dan Produksi Biogas
IV-17
Tabel 4.7
Hasil Korelasi antara Konsentrasi COD Terdegradasi dan
Produksi Biogas
Tabel 4.8
IV-17
Hasil Uji Regresi Linear Konsentrasi COD Terdegradasi dan
Produksi Biogas
IV-18
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PERSAMAAN
Persamaan 2.1
Persamaan Proses Anaerob
II-4
Persamaan 2.2
Persamaan OLR
II-9
Persamaan 2.3
Persamaan Kecepatan Upflow
II-11
Persamaan 3.1
Persamaan Efisiensi
III-12
Persamaan 3.2
Persamaan Regresi Sederhana
III-13
Persamaan 3.3
Persamaan Koefisien Regresi a
III-13
Persamaan 3.4
Persamaan Koefisien Regresi b
III-13
Persamaan 3.5
Persamaan Koefisien Korelasi
III-14
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I
Rangkuman Data Hasil Uji Konsentrasi pH, COD dan TSS
serta Produksi Biogas
Lampiran II
Hasil Uji Laboratorium BTKLPP Medan
Lampiran III
Lembar Kegiatan Asistensi Tugas Akhir
xi
Universitas Sumatera Utara