Penurunan Kadar Amoniak (NH4 N) Lindi dengan Prosesdigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-17462-2308100544... · BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA II.1 Lindi (Leachate) ... cair yang dihasilkan

Penurunan Kadar Amoniak (NH4‐N) dalam Lindi dengan Proses Trickling Filter Biologis Sebagai Bahan Baku 

Biogas

OLEH:

Ginanjar Trio P 2308.100.544

BAB 1 PENDAHULUAN

I.1 Latar BelakangI.2 Perumusan MasalahI.3 Tujuan PenelitiaI.4 Manfaat PenelitianI.5 Batasan Masalah

SAMPAH

PencemaranUdara

Pencemaran Air

PencemaranTanah

LINDI (LEACHATE)

Amoniak

Biogas

Dll

Conventional Activated Sludge Process

PERUMUSAN MASALAH• Lindi sebagai bahan baku biogas dengan kandungan NH4‐N yang tinggi akan menghasilkan biogas dengan kandungan Nitrogen yang tinggi pula.

• Memanfaatkan sistem Trickling Filter biologisuntuk mereduksi area pengolahan lindi. Semakin kecilnya area pengolahan lindi sehingga diperlukan peralatan proses penurunan kadar Nitrogen yang tidak terlalu membutuhkan area yang luas

TUJUAN PENELITIAN• Menurunkan kadar NH4‐N pada lindi sebagai bahan baku biogas dengan menggunakan sistem trickling filter biologis (Bio‐trickling filter).

• Mencari rasio terbaik antara rate umpan terhadap rate udara untuk pengolahan lindi dengan sistem Bio‐trickling filter. 

MANFAAT PENELITAN• Memperoleh lindi sebagai bahan baku biogas dengan kadar NH4‐N yang rendah.

• Memperoleh besaran untuk komposisi umpan dan rate umpan terhadap laju penurunan kadar nitrogen dalam lindi.

BATASAN MASALAHPenelitian ini dilakukan dalam skala laboratorium menggunakan proses kontinyu untuk mengolah lindi (limbah cair sampah) yang berasal dari TPA Benowo dengan menggunakan starter berupa activated sludge.

B

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Lindi (Leachate)II.2 AmoniaII.3 Lumpur AktifII.3.1 NitrifikasiII.4 Kurva Pertumbuhan MikrobaII.5 Faktor yang Mempengaruhi NitrifikasiII.6 Keuntungan dan Kelemahan Trickling Filter Biologis

LINDI (LEACHATE) Air lindi sampah (Leachate) adalah limbah cair yang dihasilkan oleh Tempat Pembuangan Akhir (TPA) sampah. Komponen yang terkandung didalamnya antara lain komponen organik terlarut, komponen anorganik, logam berat dan komponen organik xenobiotic yang biasanya didapatkan dalam konsentrasi rendah namun diduga menimbulkan efek toksik dan genotoksik (Garnasih I., 2009)

AMONIAK (NH4-N)• Amoniak dalam air amat beracun bagi ikan, udang dan binatang air lainnya. Dapat menimbulkan kesuburan tanaman air (eutropia).

• Konsentrasi ammonium dibawah 200 mg/L sangat menguntungkan mikroorganisme anaerob, tetapi jika amonia naik diatas ambang batas yaitu 1,7 – 4 g/L produksi biogas terhambat. (Liu and Sung, 2002; Chen et al., 2008)

LUMPUR AKTIF (ACTIVATED SLUDGE)

• Menurut Anna dan Malte (1994), Lumpur aktif adalah ekosistem yang komplek yang terdiri dari bakteri, protozoa, virus dan organisme‐organisme lainnya.

• Menurut Bitton (1994), mikroorganisme yang terkandung dalam lumpur aktif: Bakteri: Zooglea, Pseudomonas, Flavobacterium, Alkaligenes, Bacillus, Achromobacter, Corynebacterium, Comomonas, Brevibacteriumdan Acenetobactes. Fungi: Geotrichum, Penicilium, Chephalos porium, Clados porium, dan Alternaria. dll

ATTACHED GROWTH

TRICKLING FILTER

BAB 3 METODOLOGI

III.1 Kondisi OperasiIII.2 Variabel PenelitianIII.3 Besaran Yang DiukurIII.4 Gambar Alat

KONDISI OPERASI• pH lindi  : 7,0 – 8,5• Temperatur lindi (oC) : 25 – 30• Packing pada kolom stripper : Bambu dengan

panjang 1 inch• Ukuran Kolom : Diameter = 0,1 m

Tinggi =  2,25 m• Recycle ratio : 0,5

VARIABEL PENELITIAN• Ketinggian Packed :  2 meter

• Rate limbah cair banding Rate Udara: 1:3 lt/min1:6 lt/min1:9 lt/min

• Aliran Udara : – bottom saja– bottom dan setengah tinggi packing

BESARAN YANG DIUKURBesaran yang diukur Waktu pengukuran

COD Awal operasi, 1 hari sekali, akhir

operasi

pH Awal operasi

MLVSS pada pembuatan bio‐

packing

Awal operasi, 1 hari sekali

hingga tercapai fase lag

Konsentrasi limbah amonia Awal operasi, 1 hari sekali, akhir

operasi

ATTACHED GROWTH PROCESES

GAMBAR ALAT

5

87

1

6

23

4

Tangki Penampung

Tangki Overflow

Rotameter

Kolom Trickling

Filter

Pompa

EffluentTangki

Drainase

Kompressor

BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

1. Hubungan Penurunan Konsentrasi Amoniak dan COD dengan Waktu

2. Hubungan antara variabel dengan % removal

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 5 10 15

Kete

bala

n (m

m)

Waktu (hari)

Series1

Hubungan antara ketebalan Packing dengan Waktu (Attached Growth)

Hubungan antara MLVSS dengan Waktu (Attached Growth)

0100020003000400050006000700080009000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

MLV

SS (m

g/L)

Waktu (hari)

Series1

Grafik 4.1 Hubungan antara Konsentrasi Amoniak dan COD dengan Waktu Trickling Filter pada Rate Lindi : Rate Udara (L/min) = 1:3

dengan aerasi dari bottom kolom

Grafik 4.2 Hubungan antara Konsentrasi Amoniak dan COD dengan Waktu Trickling Filter pada Rate Lindi : Rate Udara (L/min) = 1:6

dengan aerasi dari bottom kolom

Grafik 4.3 Hubungan antara Konsentrasi Amoniak dan COD dengan Waktu Trickling Filter pada Rate Lindi : Rate Udara (L/min) = 1:9

dengan aerasi dari bottom kolom

Grafik 4.4 Hubungan antara Konsentrasi Amoniak dan COD dengan Waktu Trickling Filter pada Rate Lindi : Rate Udara (L/min) = 1:3dengan aerasi dari bottom kolom dan setengah tinggi packing

Grafik 4.5 Hubungan antara Konsentrasi Amoniak dan COD dengan Waktu Trickling Filter pada Rate Lindi : Rate Udara (L/min) = 1:6dengan aerasi dari bottom kolom dan setengah tinggi packing

Grafik 4.6 Hubungan antara Konsentrasi Amoniak dan COD dengan Waktu Trickling Filter pada Rate Lindi : Rate Udara (L/min) = 1:9dengan aerasi dari bottom kolom dan setengah tinggi packing

Grafik 4.7 Hubungan antar variabel dengan % removal

39,443,7

62,1

40,344,9 47,7

35,1

51

77,971,4

87,291,8

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1:3 1:6 1:9 1:3 +½pack

1:6 +½pack

1:9 +½pack

%

Removal

Variable

CODNH4-N

BAB 5 KESIMPULAN DAN

SARAN

KESIMPULAN

1) Bio‐Trickling Filter dapat digunakan sebagai pengolah lindi dalam upaya menurunkan kadar NH4

+‐N untuk bahan baku biogas.2) Rasio terbaik antara rate umpan terhadap 

rate udara untuk pengolahan lindi dengan sistem Bio‐trickling filter adalah 1:9 (L/min) dengan posisi aerasi berasal dari bottomkolom dan setengah tinggi packing yang mampu menurunkan konsentrasi amoniak sebesar 94,798 % dengan konsentrasi amoniak akhir sebesar 110 16 mg NH +

SARAN

1) Melakukan kontrol secara teratur agar tidak terjadi penyumbatan pada aliran fluida karena lindi membawa pengotor yang dapat menyumbat sistem perpipaan.

2) Mengatur sistem perpipaan termasuk letak pompa agar tidak terjadi kebocoran atau terbakarnya pompa.

SEKIAN

TERIMA KASIH...

DAN

1. Prosedur Analisa

2. Bakteri

1.1 Larutan Nessler1.2 MLSS1.3 MLVSS

1.4 COD

3. Kurva Volatilitas Amonia4. Zoogleal film formation on packing media in trickling filters. Adapted from Zajik (1971).

Analisa MLSS• Analisa dilakukan pada sampel feed, starter, serta sampel 

dari operasi yang terakhir. Analisa sebagai berikut :• Memanaskan cawan krus yang sudah dibersihkan ke dalam 

oven pada suhu 1100 C untuk mendapatkan berat konstan kemudian mendinginkannya selama 15 menit dalam desikator

• Menimbang cawan tersebut (B1)• Memasukkan sejumlah sampel ke dalam cawan• Memasukkan cawan + sampel ke dalam oven sampai suhu 

1050C cawan + abu (B2) selama 1 jam, kemudian mengeluarkan dan mendinginkannya selama 15 menit dalam desikator

• Menimbang cawan + abu (B2)• Menghitung MLSS dengan persamaan :

VolsampelBBlgMLSS 1000)()/( 12

ANALISA MLVSS• Setelah analisa MLSS, memasukkan kembali cawan + abu ke dalam furnace pada suhu 5500selama 10 – 20 menit

• Memindahkannya ke dalam oven dengan suhu 1050C selama 30 menit sebelum mendinginkannya dalam desikator selama 15 menit

• Kemudian menimbangnya (B3): 

VolsampelBBlgMLVSS 1000)()/( 32

ANALISA NESSLER• Pembuatan Larutan Nessler

– Menimbang Kristal NaOH sebanyak 16 g, KI sebanyak 7 g dan HgI2 sebanyak 10 g dengan menggunakan neraca analitik.

– Melarutkan NaOH tersebut kedalam 100 mL aquadest didalam labu takar.

– Melarutkan KI 7 g dalam aquadest.– Melarutkan HgI2 10 g dalam aquadest.– Mencampurkan kedua campuran tadi hingga larut.– Mencampurkan campuran KI dan HgI2 kedalam larutan NaOH dalam 

labu takar 100 ml.– Dihomogenkan.– Menyaring larutan tersebut dan membuang endapannya.– Hasilnya dimasukkan kedalam botol penampung dan disimpan pada 

suhu kamar.

ANALISA NESSLER (cont’d)

• Pembuatan Larutan EDTA– Menimbang Kristal EDTA sebanyak 5 g dengan menggunakan neraca analitik. 

– Melarutkan EDTA dalam 88 ml NaOH 0.1 N.– Dilarutkan dalam hingga 100 ml aquadest dan dihomogenkan.

– Hasilnya dimasukkan kedalam botol penampung dan disimpan pada suhu kamar.

ANALISA NESSLER (cont’d)

• Prosedur Analisa– Membuat larutan baku amonia baku 1 ppm,  2 ppm,  3 ppm dan 4 

ppm. Kemudian mebuat kurva kalibrasinya.– Dioptimalkan alat spektrofotometer sesuai dengan petunjuk 

penggunaan alat pengujian kadar amonia. – Memasukkan 50 ml sample penelitian kedalam beaker glass.– Menambahkan 3 tetes larutan EDTA, dikocok dan dibiarkan selama + 5 

menit.– Menambahkan 2 ml larutan nessler,dikocok dan dibiarkan selama + 10 

menit hingga warna berubah menjadi kuning kecoklatan.– Dimasukkan ke dalam kuvet pada spektrofotometer, diukur kadar 

ammonia sampel pada spektrofotometer pada panjang gelombang 450 nm.

– Dibaca hasilnya, disesuaikan dengan kurva kalibrasi dan dicatat hasilnya.

ANALISA COD

• 0,4 gram HgSO4 dimasukkan ke dalam erlenmeyer COD 250 ml.

• Masukkan 5 atau 6 batu didih ke dalam erlenmeyer tersebut.

• Ditambahkan larutan sampel sebanyak 20 ml dan K2Cr2O7 sebanyak 10 ml.

• Disiapkan 30 ml reagen AgSO4, selanjutnya  5 ml reagen tersebut dimasukkan ke dalam erlenmeyer COD, dikocok dengan perlahan‐lahan.

ANALISA COD (cont’d)

• Air pendingin dialirkan pada kondensor dan erlenmeyer COD diletakkan dibawahnya. Sisa reagen pada butir 4 dituangkan melalui kondensor ke dalam erlenmeyer COD sedikit demi sedikit dan selama ini gelas refluks digoyangkan agar semua reagen dan sampel tercampur.

• Semua peralatan diatas kemudian ditempatkan di atas pemanas dan dipanaskan selama 2 jamG l fl k dibi k di i k di

ANALISA COD (cont’d)

• Ditambahkan 3 – 4 tetes indikator feroin• Dikromat yang tersisa di dalam larutan sesudah direfluks, titrasi dengan larutan standart fero ammonium sulfat 0,1 N, sampai warna hijau‐biru menjadi coklat merah.

• Blangko yang terdiri dari 20 ml air suling yang mengandung semua reagent yang ditambahkan pada larutan sampel, direfluks dengan cara yang sama dengan cara di atas.

• Untuk memperoleh hasil yang teliti maka 

ANALISA COD (cont’d)

• a : ml larutan baku ferroamonium sulfat (FAS) yang digunakan untuk titrasi blangko (ml)

• b : ml larutan baku ferroamonium sulfat (FAS) yang digunakan untuk titrasi sampel (ml)

• N :    normalitas larutan baku ferroamonium sulfat (FAS) ek/liter

)/(8000 litermgcNbaCOD

Bakteri Nitrosomonas europaea

Bakteri Nitrobacter winogradsky

Kurva Volatilitas Amonia (Adams, Eckenfelder,1974)