LAPORAN-PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI GULA METODE ACTIVATED SLUDGE

TUGAS BIOTEKNOLOGI LINGKUNGAN LAPORAN REVIEW JOURNAL “Determining the Kinetic’s !e""icients in Tre#tment !" S$g#rc#ne

In%$str& Using Aer!'ic Acti(#te% Acti(#te% S)$%ge '& !m*)ete+,i- Regime.

O)eh / E))# A0#)t#n! A0#)t#n!(# (# NI, / 1213456115

PROGRA, STUDI PASASARJANA TEKNIK KI,IA 7AKUL AKU LTAS TEKNIK  TEKN IK  UNIVERSITAS RIAU

BAB I PENDA8ULUAN 1919

L#t#r Be)#:#ng

Limbah industri hasil pertanian adalah hasil samping yang dihasilkan dari suatu proses produksi bahan baku menjadi produk tertentu yang kehadirannya mempun mempunyai yai dampak dampak yang yang signif signifika ikan n bagi bagi lingku lingkunga ngan n karna karna nilai nilai polusi polusi yang yang sangat tinggi. Adapun sumber dari polusi tersebut adalah : limbah pabrik yang mengandung kadar minyak, lemak dan gula yang tinggi sehingga menyebabkan tingginya kadar BOD, limbah dari pencucian tebu, termasuk lumpur dan partikel partikel yang tersuspensi, limbah dari pembersihan boiler yang melarutkan  padatan dan fosfat, limbah dari cloth filter yang mengandung padatan terlarut dan BOD BOD deng dengan an kada kadarr yang yang ting tinggi gi,, limb limbah ah dari dari sist sistem em pend pendin ingi gina nan n yang yang meng mengan andu dung ng baha bahan n kimi kimiaa seper seperti ti aO! aO!,, a"O a"O# dan dan asam asam hidr hidrol olik ik yang yang digunakan untuk membunuh kuman serta limbah dari hasil parit infiltrasi yang terindikasi memiliki kadar BOD dan konsentrasi gula yang tinggi. $alah $alah satu dari dari permas permasalah alahan an industr industrii gula gula adalah adalah pengur penguraian aian limbah limbah  pabrik yang tidak berkelanjutan, akti%itas ini di &$A adalah '(-)** hari per  tahun dan di +ran (- bulan per tahun serta di +ndia adalah  bulan per tahun. Dari Dari berb berbag agai ai meto metode de peng pengol olah ahan an limb limbah ah indu indust stri ri gula gula,,

meto metode de

 penggunaan bakteri adalah sangat penting karna diskontiniutas dan muatan dari  bahan organiknya organiknya yang tinggi. Oleh karena itu, bakteri yang akan digunakan harus dipili dipilih h berdas berdasark arkan an ketaha ketahanan nanan an peruba perubahan han dan tetap tetap bertah bertahan an pada pada tangki tangki  pemurnian ketika produksi limbah berhenti dan dapat menghasilkan lumpur lumpur dalam  jumlah yang rendah sehingga dapat disimpan. Oleh karena itu, maka metode  pengolahan anaerob yang diikuti dengan proses aerob harus dapat dilakukan. &A$B &A$B dan sistem sistem lumpur lumpur aktif aktif adalah adalah metode metode yang yang umum umum diguna digunakan kan pada pada industri industri ini. $ekarang $ekarang ini, reaktor anaerobik anaerobik dikembangk dikembangkan an dalam pengolahan pengolahan limbah limbah organik organik

dengan dengan konsentrasi konsentrasi menengah menengah dan tinggi. erlakuan erlakuan biologis biologis

dengan sistem lumpur aktif adalah metode paling umum untuk pengolahan limbah aerob. roses pertumbuhan bakteri aerob dipengaruhi oleh oksigen terlarut dan  padatan biologis yang tersuspensi.

Optimisasi, monitoring dan pengontrolan dari proses biologi adalah hal yang penting dalam bidang penelitian dan juga industri untuk peningkatan hasil. Oleh karena itu, diperlukan perhitungan dan penentuan koefisien kinetika dari sistem lumpur aktif dengan menggunakan persamaan /onod yang telah digunakan untuk pengolahan limbah industri pulp dan kertas, minyak, industri kulit, unggas, produksi makanan he0an, dan industri minyak sa0it. $ehingga dalam pengolahan limbah industri gula pada penelitian ini menggunakan sistem lumpur aktif aerob-anaerob dengan menentukan koefisien kinetika 1, 2 d, 3ma4, 2 s dan 3. 1949

T$;$#n Pene)iti#n

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah : menentukan dan menganalisa nilai koefisien kinetika 1, 2d, 3ma4, 2s dan 3 dari pengolahan limbah industri gula pada pabrik gula +mam 2homeini dan $hustar dengan sistem lumpur aktif.

BAB II LANDASAN TEORI 4919

Lim'#h In%$stri G$)#

+ndustri gula merupakan salah satu industri terbesar di dunia 52horam, '*)#6. /enurut A0asthi et al. 5'*))6 gula tebu telah diproduksi oleh lebih dari ))* negara. +ndustri gula juga diketahui menjadi industri dengan pemakaian air  secara intensif yang artinya bah0a industri gula menggunakan banyak air dalam  proses produksinya. +ndustri gula dalam prosesnya akan mengeluarkan limbah  padat, cair, dan gas. Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses  produksi baik industri maupun domestik 5rumah tangga6 yang kehadirannya pada saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki karena tidak memiliki nilai ekonomis. 2ehadiran limbah dapat berdampak negatif bagi lingkungan terutama kesehatan manusia sehingga perlu dilakukan penanganan limbah. 7ingkat bahaya keracunan yang ditimbulkan oleh limbah tergantung jenis dan karakteristik limbah. /enurut 2untoro 5'*)*6, industri gula dengan perkebunan #(.*** !a dan mempunyai kapasitas giling )'.*** 7on tebu per hari, maka akan dihasilkan limbah cair  sebanyak *** m # per hari. Limbah cair pabrik gula meliputi bekas air kondensor dan bekas air cucian  proses. Air cucian proses termasuk air cucian e%aporator, buangan ketel dan  peralatan lain, bekas air cucian lantai, tumpahan nira, tetes dan lain-lain. Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan terhadap beberapa pabrik gula di +ndonesia, nilai "OD air buangan pabrik gula bisa ber%ariasi mulai di ba0ah )** mg8l sampai di atas 9** mg8l. !al ini tidak sama untuk setiap pabrik gula, tergantung pada cara pengolahan, kondisi peralatan dan kebersihan di masingmasing pabrik. ahadi 5'*))6 melaporkan bah0a bekas air kondensor 5air injeksi6 memiliki BOD dan "OD yang tidak begitu tinggi. Oleh karena itu bisa diduga  bah0a tingginya angka "OD disebabkan oleh bekas air cucian proses, sehingga tinggi rendahnya angka ini sangat ber%ariasi untuk tiap pabrik gula. Berikut adalah karakteristik air limbah industri gula.

ada umumnya air limbah industri gula memiliki karakteristik yaitu mengandung bahan-bahan organik yang tinggi. !al ini ditunjukkan dengan nilai BOD yang tinggi dimana bahan organik tersebut digunakan sebagai makanan untuk bakteri. 2arakteristik lainnya yaitu memiliki 0arna kecoklatan, bau seperti tebu bakar, suhu yang tinggi, rendah nilai p!, tinggi kadar abu atau residu padat dan mengandung persentase yang tinggi berupa bahan organik dan anorganik  terlarut sekitar (*; bisa dianggap sebagai pengurangan rendemen gula 5/emon dkk, '**6. !al ini juga yang menyebabkan meningkatnya mikroorganisme dalam air. eningkatan jumlah bakteri ini yang kemudian menggunakan semua oksigen terlarut dalam air 5"hicas, '** ',( )*** > #* #(* - '9(*

Peng!)#h#n Air Lim'#h

engolahan limbah cair bertujuan untuk menghilangkan atau menyisihkan kontaminan. 2ontaminan dapat berupa senya0a organik yang dinyatakan oleh nilai BOD, "OD, nutrient, senya0a toksik, mikrorganisme pathogen, partikel non  biodegradable, padatan tersuspensi maupun terlarut. 2ontaminan dapat disisihkan dengan pengolahan fisik, kimia maupun biologi 5/etcalf and ddy,'**6. engelolaan limbah adalah kegiatan terpadu yang meliputi kegiatan  pengurangan 5minimization6, segregasi (segregation6, penanganan 5handling 6,  pemanfaatan dan pengolahan limbah. 2egiatan pendahuluan pada pengelolaan limbah 5pengurangan, segregasi dan penanganan limbah6 dapat membantu mengurangi beban pengolahan limbah di +AL 5+nstalasi engolahan Air Limbah6.

engolahan limbah adalah upaya terakhir dalam sistem pengelolaan limbah setelah sebelumnya dilakukan optimasi proses produksi dan pengurangan serta pemanfaatan limbah. engolahan limbah dimaksudkan untuk menurunkan tingkat cemaran yang terdapat dalam limbah sehingga aman untuk dibuang ke lingkungan. Limbah yang dikeluarkan dari setiap kegiatan akan memiliki karakteristik yang berlainan. !al ini karena bahan baku, teknologi proses, dan  peralatan yang digunakan juga berbeda. amun akan tetap ada kemiripan karakteristik diantara limbah yang dihasilkan dari proses untuk menghasilkan  produk yang sama. 2arakteristik utama limbah didasarkan pada jumlah atau %olume limbah dan kandungan bahan pencemarnya yang terdiri dari unsur fisik, biologi, kimia dan radioaktif. 2arakteristik ini akan menjadi dasar untuk menentukan proses dan alat yang digunakan untuk mengolah air limbah. Adapun tahapan dan jenis proses serta alat yang digunakan untuk mengolah air limbah adalah sebagai berikut: A9 T#h#*#n *r!ses

engolahan air limbah biasanya menerapkan # tahapan proses yaitu  pengolahan pendahuluan 5 pre-treatment 6, pengolahan utama 5 primary treatment 6, dan pengolahan akhir 5 post treatment 6. engolahan pendahuluan ditujukan untuk  mengkondisikan aliran, beban limbah dan karakter lainnya agar sesuai untuk  masuk ke pengolahan utama. engolahan utama adalah proses yang dipilih untuk  menurunkan pencemar utama dalam air limbah. $elanjutnya pada pengolahan akhir dilakukan proses lanjutan untuk mengolah limbah agar sesuai dengan baku mutu yang ditetapkan. B9 Jenis Pr!ses %#n A)#t Peng!)#h#n

Ada tiga jenis proses yang dapat dilakukan untuk mengolah air limbah yaitu:

). roses secara fisik

roses fisik dilakukan dengan cara memberikan perlakuan fisik pada air  limbah seperti menyaring, mengendapkan, atau mengatur suhu proses dengan menggunakan alat screening, grit chamber, dan settling tank 5 settling pond 6. '. roses secara biologi roses biologi dilakukan dengan cara memberikan perlakuan atau proses  biologi terhadap air limbah seperti penguraian atau penggabungan substansi  biologi dengan lumpur aktif 5activated sludge6, attached gro0th filtration, proses aerobik dan proses an-aerobik. #. roses kimia roses kimia dilakukan dengan cara membubuhkan bahan kimia atau larutan kimia pada air limbah agar dihasilkan reaksi tertentu. &ntuk suatu jenis air  limbah tertentu, ketiga jenis proses dan alat pengolahan tersebut dapat diaplikasikan

secara

sendiri-sendiri

atau

dikombinasikan

dengan

mempertimbangkan aspek teknis, ekonomi dan pengelolaannya. $ebagian besar  limbah cair industri pangan dapat ditangani dengan mudah dengan sistem  biologis, karena polutan utamanya berupa bahan organik, seperti karbohidrat, lemak, protein, dan %itamin. olutan tersebut umumnya dalam bentuk tersuspensi atau terlarut. 7ujuan dasar pengolahan limbah cair adalah untuk menghilangkan sebagian besar padatan tersuspensi dan bahan terlarut, dan juga untuk pemisahan unsur hara 5nutrien6 berupa nitrogen dan fosfor. $ecara umum, pengolahan limbah cair dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu: ). engolahan rimer engolahan primer merupakan pengolahan secara fisik untuk menyisihkan  benda-benda terapung atau padatan tersuspensi terendapkan. engolahan primer  ini berupa penyaringan kasar, dan pengendapan primer untuk memisahkan bahan inert seperti butiran pasir 5tanah6. $aringan kasar digunakan untuk mele0atkan  benda berukuran relatif besar. 2arena butiran pasir 5tanah6 merupakan bahan non biodegradable dan dapat terakumulasi di dasar instalasi pengolahan limbah cair, maka bahan tersebut harus dipisahkan dari limbah cair yang akan diolah.

emisahan butiran pasir 5tanah6 dapat dilakukan dengan bak pengendapan primer. engendapan primer ini umumnya dirancang untuk 0aktu tinggal sekitar ' jam. engolahan primer hanya dapat mengurangi kandungan bahan yang mengambang atau bahan yang dapat terendapkan oleh gaya gra%itasi. $ebagian  polutan limbah cair industri pangan terdapat dalam bentuk tersuspensi dan terlarut yang relatif tidak terpengaruh oleh pengolahan primer tersebut. &ntuk  menghilangkan atau mengurangi kandungan polutan tersuspensi atau terlarut diperlukan pengolahan sekunder dengan proses biologis 5aerobik maupun anaerobik6. ). engolahan $ekunder engolahan

sekunder

5secara

biologis6

pada

prinsipnya

adalah

 pemanfaatan akti%itas mikroorganisme seperti bakteri dan protoCoa. /ikroba tersebut mengkonsumsi polutan organik biodegradable dan mengkon%ersi polutan organik tersebut menjadi karbondioksida, air dan energi untuk pertumbuhan dan reproduksinya. Oleh karena itu, sistem pengolahan limbah cair secara biologis harus mampu memberikan kondisi yang optimum bagi mikroorganisme, sehingga mikroorganisme tersebut dapat menstabilkan polutan organik biodegradable secara optimum. &paya yang dilakukan untuk mempertahankan agar mikroorganisme tetap aktif dan produktif, mikroorganisme tersebut harus dipasok dengan oksigen yang cukup, cukup 0aktu untuk kontak dengan polutan organik, temperatur dan komposisi medium yang sesuai. $istem pengolahan limbah cair yang dapat diterapkan untuk pengolahan sekunder limbah cair industri pangan skala antara lain adalah sistem lumpur aktif 5activated sludge6. emanfaatan

mikroorganisme

anaerobik

sudah

diterapkan

untuk 

 pengolahan limbah cair dengan kandungan padatan organik tersuspensi tinggi. engolahan limbah cair dengan sistem ini memiliki berbagai keuntungan seperti rendahnya produksi lumpur, rendahnya konsumsi energi, dan dihasilkannya gas metana 5gas bio6 sebagai produk samping yang bermanfaat. engolahan limbah secara sekunder dapat mengurangi BOD dan 7$$ secara signifikan, tetapi efluen masih mengandung amonium atau nitrat, dan

fosfor dalam bentuk terlarut. 2edua bahan ini merupakan unsur hara 5nutrien6  bagi tanaman akuatik. ika unsur nutrien ini dibuang ke perairan 5sungai atau danau6, akan menyebabkan pertumbuhan biota air dan pertumbuhan yang berlebih dapat mengakibatkan eutrofikasi dan pendangkalan badan air tersebut. Oleh karena itu, unsur hara tersebut perlu dieliminasi dari efluen.  itrogen dalam efluen instalasi pengolahan sekunder kebanyakan dalam  bentuk senya0a amonia atau ammonium, tergantung pada nilai p!. $enya0a amonia ini bersifat toksik jika konsentrasin%a cukup tinggi. ermasalahan lain yang berkaitan dengan amonia adalah penggunaan oksigen terlarut selama proses kon%ersi dari amonia menjadi nitrat oleh mikroorganisme 5nitrifikasi6. Oleh karena itu, untuk meningkatkan kualitas efluen dibutuhkan pengolahan tambahan atau pengolahan tersier 5advanced waste water treatment 6 untuk mengurangi atau menghilangkan konsentrasi BOD, 7$$ dan nutrien 5,6. '. roses 7ersier roses pengolahan tersier yang dapat diterapkan antara lain adalah filtrasi  pasir, eliminasi nitrogen 5nitrifikasi dan denitrifikasi6, dan eliminasi fosfor 5secara kimia maupun biologis6. 49