9. lampiran skripsi2 - repository.unair.ac.idrepository.unair.ac.id/55343/2/st.tl. 42 -16 par...

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

SKRIPSI EFEKTIVITAS ORGANIC LOADING RATE ... ARYA ZULFIKAR P

iv

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam

lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi

kepustakaan, tetapi pengutipan harus seizin penyusun dan atau harus

menyebutkan sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah dan kelaziman mensitir atau

menyalin pendapat penulis lainnya. Dokumen skripsi ini merupakan hak milik

Universitas Airlangga.



v

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena atas rahmat dan

hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Efektivitas

Organic Loading Rate Terhadap Penyisihan Bahan Organik dengan Media

Arang Tempurung Kelapa (Cocos nucifera) Pada Reaktor Anaerobik

Kontinyu”. Skripsi ini terdiri atas beberapa bab, yaitu bab pendahuluan, bab tinjauan

pustaka, bab metode penelian, hasil dan pembahasan, kesimpulan dan saran, serta

daftar pustaka. Setiap isi dari bab tersebut terangkai secara komprehensif untuk

melakukan penelitian Efektivitas Organic Loading Rate Terhadap Penyisihan

Bahan Organik dengan Media Arang Tempurung Kelapa (Cocos nucifera) Pada

Reaktor Anaerobik Kontinyu.

Skripsi ini merupakan salah satu syarat wajib yang digunakan untuk

memperoleh gelar Sarjana Teknik (S.T.). Skripsi ini disusun sesuai dengan

ketentuan teknis penyusunan yang ada di Program Studi S1 Ilmu dan Teknologi

Lingkungan, Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas

Airlangga. Segala masukan demi perbaikan kualitas naskah skripsi ini sangat

diharapkan. Semoga skripsi ini bermanfaat.

Surabaya, Juni 2016

Penyusun,

Arya Zulfikar P



vi

UCAPAN TERIMAKASIH

Puji syukur atas rahmat Allah SWT, akhirnya penyusun dapat

menyelesaikan naskah skripsi ini dengan baik. Naskah skripsi ini tidak akan

selesai tanpa bimbingan, bantuan, doa, dari berbagai pihak. Oleh karena itu,

penyusun menyampaikan ucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Dr. Sucipto Hariyanto, DEA selaku Ketua Departemen Biologi Fakultas Sains

dan Teknologi Universitas Airlangga, yang telah banyak menyediakan fasilitas

untuk menunjung skripsi

2. Dr. Eko Prasetyo Kuncoro, S.T., DEA selaku Koordinator Program Studi

(Prodi) S1 Ilmu dan Teknologi Lingkungan (ITL), yang telah menyediakan

fasilitas untuk menunjang skripsi

3. Prof. Drs. Hery Purnobasuki, M.Si., Ph.D., selaku Ketua Penelitian. Oleh

karena skripsi ini merupakan bagian dari penelitian yang berjudul

“Kemampuan Arang Tempurung Kelapa (Cocos nucifera) sebagai

Penyisih Kadar Ammonia (Inhibitor Produksi Biogas) Pada Pengolahan

Air Limbah Anaerobik”. Yang telah memberikan berbagai ilmu dan

pengalaman dalam penelitian ini.

4. Nur Indradewi Oktavitri, S.T., M.T. selaku pembimbing I yang selalu

membimbing dan mengarahkan penyusun dalam setiap kegiatan dan

penyusunan naskah skripsi.

5. Prof. Dr. Bambang Irawan, M.Sc. selaku pembimbing II yang selalu

membimbing dan mengarahkan penyusun dalam setiap kegiatan dan

penyusunan naskah skripsi.

6. Seluruh staff laboran Laboratorium Ekologi dan Lingkungan Ruang 122, dan

Laboratorium Basah, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga yang

telah mendukung pelaksanaan penelitian skripsi

7. Bapak Andi dan Ibu Aisyah, sebagai orang tua yang selalu memberikan doa

dan motivasi

8. Attar H, Indah Purnamasari, Mufrihatul Hayati, Siti Mariya Ulfa, Semma, dan

Mega selaku rekan penelitian yang telah memberikan dukungan dan motivasi

9. Citra Ayu Nurjanah, sebagai orang terdekat penyusun yang telah selalu

memberikan motivasi dan mengingatkan penyusun

10. Rekan-rekan Ilmu dan Teknologi Lingkungan 2012 yang telah memberikan

bantuan dan bertukar informasi

11. Semua pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak

langsung yang belum disebutkan namanya satu persatu.



vii

Paramarta Z.P., 2016. Efektivitas Organic Loading Rate Terhadap Penyisihan

Bahan Organik dengan Media Arang Tempurung Kelapa (Cocos nucifera) Pada

Reaktor Anaerobik Kontinyu. Skripsi ini di bawah bimbingan Nur Indradewi

Oktavitri, S.T., M.T., dan Prof. Dr. Bambang Irawan, M.Sc. Program S1 Ilmu

dan Teknologi Lingkungan, Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi,

Universitas Airlangga

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh organic loading rate

(OLR) yang efektif untuk menyisihkan bahan organik menggunakan reaktor

anaerobik kontinyu bermedia arang aktif tempurung kelapa (Cocos nucifera).

Bahan organik pada penelitian ini diukur dengan parameter TCOD dan SCOD.

Pengoperasian reaktor pada penelitian ini menggunakan variasi OLR yaitu OLR

0, 4, 8, dan 16 g/L.hari. Penelitian ini dilakukan selama 15 hari pada tiap OLR

dengan volume reaktor 1 liter dan pengambilan sampel air limbah dilakukan

setiap 3 hari. Hasil dari penelitian menunjukan penyisihan konsentrasi TCOD dan

SCOD ada beda signifikan. Organic loading rate yang efektif untuk penyisihan

konsentrasi TCOD dan SCOD adalah OLR 16 g/L.hari yang mampu menyisihkan

konsentrasi TCOD sebesar 2.736 mg/L dan menyisihkan konsentrasi SCOD

sebesar 2.016 mg/L.

Kata Kunci: Organic Loading Rate, Anaerobik, TCOD, SCOD



viii

Paramarta Z.P., 2016. The Effectiveness of Organic Loading Rate to Remove The

Organic Materials Using Activated Carbon Coconut Shell Media (Cocos

nucifera) in Continuous Anaerobic Reactor. This script was supervised by Nur

Indradewi Oktavitri, S.T., M.T., and Prof. Dr. Bambang Irawan, M.Sc.

Environmental Science and Technology, Departement of Biology, Faculty of

Science and Technology, Airlangga University.

ABSTRACT

The aims of this research was to know the effect of Organic Loading Rate

that is effectives for removing organic materials in continuous anaerobic reactor

using activated carbon coconut shell media (Cocos nucifera). In this research, the

parameters that used to measure the organic material were TCOD and SCOD. The

operation of the reactor that used in this research using OLR variations, such as

0, 4, 8, and 16 g/L.day. The research was conducted for 15 days on each OLR

with 1 liter reactor volume and sampling of wastewater every 3 days. The results

of this OLR research were a significant difference OLR in the concentration

removal of TCOD and SCOD. The effective OLR for concentration removal of

TCOD and SCOD was OLR 16 g/L.day can remove the concentration of TCOD by

2,736 mg/L and remove the concentration of SCOD by 2,016 mg/L.

Keywords: Organic Loading Rate, anaerobic, TCOD, SCOD



ix

DAFTAR ISI

JUDUL ......................................................................................................... i

LEMBAR PERNYATAAN .......................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... iii

LEMBAR PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ...................................... iv

PRAKATA ................................................................................................... v

UCAPAN TERIMAKASIH .......................................................................... vi

ABSTRAK ................................................................................................... vii

ABSTRACT ................................................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................ ix

DAFTAR TABEL ........................................................................................ xi

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xiii

BAB I: PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................................ 5

1.3 Asumsi Penelitian ................................................................................ 6

1.4 Hipotesis .............................................................................................. 6

1.4.1 Hipotesis kerja ............................................................................ 6

1.4.2 Hipotesis statistika ...................................................................... 7

1.5 Tujuan ................................................................................................. 7

1.6 Manfaat ............................................................................................... 8

BAB II: TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air Limbah .......................................................................................... 9

2.1.1 Karakteristik air limbah ............................................................... 9

2.1.2 Bahan organik dalam air limbah .................................................. 11

2.1.3 Air limbah sintetik ...................................................................... 11

2.2 Pengolahan Air Limbah Secara Anaerobik ........................................... 12

2.3 Sistem Pengolahan Air Limbah Pada Reaktor Anaerobik ..................... 17

2.3.1 Pengolahan air limbah dengan sistem batch ................................ 17

2.3.2 Pengolahan air limbah dengan sistem kontinyu ........................... 17

2.4 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Stabilitas Reaktor .......................... 18

2.4.1 Organic Loading Rate (OLR) ...................................................... 18

2.4.2 Derajat keasamaan (pH) .............................................................. 19

2.4.3 Alkalinitas ................................................................................... 19

2.4.4 Suhu............................................................................................ 19

2.4.5 Senyawa racun atau penghambat ................................................. 20

2.5 Seeding dan Aklimatisasi ..................................................................... 20

2.6 Penggunaan Media............................................................................... 21

2.6.1 Tempurung kelapa ...................................................................... 21

2.6.2 Arang aktif Tempurung kelapa .................................................... 22

2.6.3 Aktivasi arang aktif ..................................................................... 24

2.7 Sifat Adsorpsi Arang Aktif .................................................................. 24

2.8 Parameter Pengolahan Anaerobik ........................................................ 28



x

2.8.1 Total Chemical Oxygen Demand (TCOD) .................................... 28

2.8.2 Soluble Chemical Oxygen Demand (SCOD) ................................ 29

2.8.3 Volatile Fatty Acid (VFA) ........................................................... 29

BAB III: METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .............................................................. 31

3.1.1 Tempat penelitian ........................................................................ 31

3.1.2 Waktu penelitian ......................................................................... 31

3.2 Variabel Penelitian............................................................................... 31

3.3 Bahan dan Alat Penelitian .................................................................... 32

3.3.1 Bahan penelitian ......................................................................... 32

3.3.2 Alat penelitian ............................................................................. 32

3.4 Cara Analisis ....................................................................................... 33

3.4.1 Cara kerja.................................................................................... 33

3.4.2 Analisis Data ............................................................................... 45

BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN

4.1 Penyisihan Konsentrasi Total Chemical Oxygen Demand (TCOD)

dan Soluble Chemicel Oxygen Demand (SCOD)

Pada Tiap Organic Loading Rate (OLR) .............................................. 49

4.2 Beda Efisiensi Penyisihan Bahan Organik Menggunakan

Reaktor Anaerobik Kontinyu Bermedia Arang Aktif

Tempurung Kelapa (Cocos nucifera) Bila Nilai OLR Berbeda ............. 71

4.3 Organic Loading Rate (OLR) Efektif Untuk Menyisihkan

Bahan Organik Menggunakan Reaktor Anaerobik Kontinyu

Bermedia Arang Aktif Tempurung Kelapa (Cocos nucifer) .................. 73

BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan.......................................................................................... 76

5.2 Saran ................................................................................................... 76

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 77

LAMPIRAN ................................................................................................. 83



xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Komposisi Limbah Organik ................................................... 11

Tabel 2.2 Karakter Air Limbah Air Sintetik ........................................... 11

Tabel 2.3 Karakter Susu Bubuk ............................................................. 12

Tabel 2.4 Komposisi Nutrisi .................................................................. 12

Tabel 4.1 Hasil Uji Beda Statistik Penyisihan TCOD dan SCOD

Pada OLR 0 g/L.hari .............................................................. 51


Pada OLR 4 g/L.hari ...................................................................... 55


Pada OLR 8 g/L.hari ...................................................................... 59


Pada OLR 16 g/L.hari ............................................................ 63


Untuk Penentuan OLR Efektif ............................................... 73



xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Proses Anaerobik ............................................................... 14

Gambar 2.2 Struktur Reaktor Fixed Bed................................................ 15

Gambar 2.3 Tempurung Kelapa dan Arang Tempurung Kelapa ............ 21

Gambar 2.4 Arang Aktif Tempurung Kelapa ........................................ 22

Gambar 2.5 Adsorpsi ............................................................................ 24

Gambar 3.1 Bagan Alir Tahapan Penelitian .......................................... 33

Gambar 3.2 Desain Reaktor 1 dengan OLR 0 g/l.hari ............................ 39

Gambar 3.3 Desain Reaktor 2 dengan Variasi OLR .............................. 40

Gambar 4.1 Grafik Penyisihan Konsentrasi TCOD dan SCOD

Pada OLR 0 g/L.hari .......................................................... 50

Gambar 4.2 Grafik Regresi Penyisihan Konsentrasi TCOD dan SCOD

Pada OLR 0 g/L.hari .......................................................... 51

Gambar 4.3 Konsentrasi VFA Pada OLR 0 g/L.hari .............................. 53

Gambar 4.4 Produksi Biogas Harian Pada OLR 0 g/L.hari .................... 54


Pada OLR 4 g/L.hari .......................................................... 55


Pada OLR 4 g/L.hari .......................................................... 57




Pada OLR 8 g/L.hari .......................................................... 60


Pada OLR 8 g/L.hari .......................................................... 62




Pada OLR 16 g/L.hari ........................................................ 65


Pada OLR 16 g/L.hari ........................................................ 67

Gambar 4.15 Konsentrasi VFA Pada OLR 16 g/L.hari ............................ 68

Gambar 4.16 Produksi Biogas Harian Pada OLR 16 g/L.hari .................. 68

Gambar 4.17 Nilai pH Pada Semua OLR ................................................ 70

Gambar 4.18 Nilai Suhu Pada Semua OLR ............................................. 70



xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Ringkasan Ilmiah ................................................................... 83

Lampiran 2 Data Bahan Organik Running ................................................. 93

Lampiran 3 Data VFA, pH, Suhu, dan Biogas Running ............................. 94

Lampiran 4 Hasil Seeding ......................................................................... 95

Lampiran 5 Hasil Analisis Data Secara Statistik ........................................ 96

Lampiran 6 Dokumentasi Penelitian .......................................................... 99

Lampiran 7 Data Pribadi Penyusun ........................................................... 100



1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air limbah didefinisikan sebagai kombinasi air buangan yang berasal dari

tempat tinggal, institusi, bangunan industri, dan komersial yang terbawa oleh air

tanah, air permukaan, dan air hujan (Metcalf & Eddy, 2003). Air limbah yang

berasal dari air limbah industri pengolahan bahan organik mengandung 70%

bahan organik, bahan organik yang terkandung ini akan mengurangi kadar

oksigen terlarut di badan air untuk proses degradasi (Templeton & Butler, 2011).

Konsentrasi bahan organik dalam air limbah dapat ditunjukan dengan oksidasi

kimia menggunakan potassium dibikromat yang disebut Chemical Oxygen

Demand (COD). Chemical Oxygen Demand adalah banyaknya oksigen yang

dibutuhkan untuk oksidasi sempurna bahan organik dalam air (Wiesmann dkk.,

2007).

Chemical Oxygen Demand yang terkandung dalam air limbah disebut total

Chemical Oxygen Demand (TCOD). Total Chemical Oxygen Demand (TCOD)

terdiri atas particulate Chemical Oxygen Demand (PCOD) dan soluble Chemical

Oxygen Demand (SCOD). Particulate Chemical Oxygen Demand (PCOD) adalah

kandungan COD yang terdapat pada koloid dan padatan yang tersuspensi pada air

limbah, sedangkan soluble Chemical Oxygen Demand (SCOD) adalah kandungan

COD yang terlarut pada air limbah (Metcalf & Eddy, 2003) dan bahan yang

mudah didegradasi secara biologis (Padmono, 2003).



2

Limbah yang mengadung bahan organik tinggi dapat menurunkan kualitas

badan air. Pengolahan yang tepat untuk mendegradasi bahan organik yang cukup

tinggi adalah pengolahan anaerobik (Nadais dkk., 2010). Pengolahan anaerobik

adalah pengolahan secara biologi yang memanfaatkan mikroorganisme untuk

mendegradasi bahan organik dalam kondisi tidak didapatkan oksigen terlarut

(Indriyati, 2005). Menurut Indriyati (2005), pengolahan anaerobik memiliki

keuntungan yaitu menghasilkan energi dalam bentuk biogas, dan memiliki

kerugian yaitu proses pertumbuhan mikroorganisme lambat dan perlu media

sebagai tempat bakteri melekat. Media pada pengolahan anaerobik bermacam-

macam, tetapi yang sering digunakan adalah reaktor dengan media tetap atau fixed

bed reactor. Reaktor dengan media tetap terdapat dua sistem aliran yaitu sistem

diam (batch) dan sistem kontinyu. Salah satu media yang digunakan pada

pengolahan anaerobik adalah arang aktif. Bahan yang digunakan untuk arang aktif

bermacam-macam, yaitu batok kelapa (Kurniati, 2008), kulit kacang kedelai

(Laras dkk., 2015), batang jagung (Suhendra & Gunawan, 2010), dan kulit buah

mahoni (Salamah, 2008). Salah satu bahan yang sering digunakan adalah batok

kelapa (Kurniati, 2008).

Pemilihan batok kelapa sebagai media untuk menyisihkan bahan organik

karena Indonesia merupakan salah satu penghasil kelapa, yaitu sebesar 16.846.000

ton (Siriphanich dkk., 2011). Besarnya produksi kelapa berbanding lurus dengan

besar limbah batok kelapa. Banyaknya limbah batok kelapa diharapkan dapat

digunakan dalam proses pengolahan air limbah. Batok kelapa yang dimanfaatkan

untuk pengolahan air limbah mengalami proses aktivasi. Batok kelapa yang



3

teraktivasi disebut arang aktif batok kelapa (Jamilatun & Setyawan, 2014).

Menurut beberapa penelitian arang aktif batok kelapa mampu menyisihkan COD

berkisar 75%-80% (Nakhla & Suidan, 1995). Batok kelapa juga mampu

menurunkan TSS dan VSS sebesar 87,78% dan 77,38% (Ahmad dkk., 2011).

Selain bahan organik batok kelapa mampu menyisihkan ammonia sebesar 30,78%

(Harahap, 2013). Kemampuan arang aktif batok kelapa untuk menyerap bahan

organik karena arang aktif batok kelapa mempunyai luas permukaan berkisar

antara 300 m2/g hingga 3500 m

2/g (Jamilatun & Setyawan, 2014). Beberapa

penelitian yang telah dilakukan tidak diketahui konsentrasi bahan organik influent

dan beban organik yang diolah. Oleh karena itu, pada penelitian yang akan

dilakukan konsentrasi bahan organik diketahui untuk menentukan beban organik

yang diolah.

Selain media, faktor yang mempengaruhi pengolahan anerobik antara lain

laju beban organik atau organic loading rate (OLR) (Indriyati, 2005) dan volatile

fatty acids (VFA) (Buyukkamaci & Filibeli, 2004). OLR adalah besaran yang

menyatakan jumlah material organik dalam air buangan atau limbah yang

diuraikan oleh mikroorganisme dalam reaktor per unit volume per hari (Indriyati,

2005). Besarnya nilai OLR atau laju beban organik yang terdapat didalam reaktor

didasarkan pada nilai waktu tinggal hidraulik (Padmono, 2003) dan kondisi

influent beban organik yang masuk (Chernicharo, 2007).

Penelitian yang dilakukan oleh Ramasamy dkk.,(2004) pada pengolahan

anaerobik tanpa media menunjukan OLR berpengaruh terhadap efisiensi

penyisihan COD sebesar 93% dan Farajzadehha dkk.,(2012) menunjukan OLR



4

mampu menyisihkan COD sebesar 85%. Akram & Stuckey (2008) melakukan

penelitian pengolahan anaerobik dengan media biofilter dalam bentuk bubuk

arang aktif dengan organic loading rate (OLR) 4 – 16 g/L.hari. Degradasi COD

sebesar 98% pada OLR 16g/L.hari. Han dkk., (2010) melakukan penelitian

pengolahan anaerobik dengan media butiran arang aktif dengan organic loading

rate (OLR) sebesar 4 – 8 g/L.hari. Degradasi COD sebesar 80% pada OLR 4

g/L.hari. Berdasarkan penelitian di atas, OLR berpengaruh terhadap efisiensi

penyisihan bahan organik yang terjadi pada pengolahan anaerobik. Penelitian

diatas menunjukan perbedaan nilai OLR untuk menyisihkan bahan organik.

Akram & Stuckey (2008) menunjukan efisiensi penyisihan tertinggi terjadi saat

OLR tinggi, sedangkan Han dkk., (2010) menunjukan efisiensi penyisihan

tertinggi saat OLR rendah. Oleh karena itu penelitian yang akan dilakukan

menggunakan variasi OLR yaitu 4, 8, dan 16 g/L.hari untuk mengetahui

efektivitas OLR dalam menyisihkan bahan organik. Selain organic loading rate

(OLR), faktor lain yang berpengaruh terhadap pengolahan anaerobik adalah

volatile fatty acids (VFA).

Volatile fatty acids adalah senyawa penting dalam proses metabolisme

pembentukan gas methan dan menyebabkan mikroba jenuh dalam konsentrasi

tinggi (Buyukkamaci &Filibeli, 2004). Konsentrasi VFA berbanding terbalik

dengan pH (Zhang dkk., 2015). Konsentrasi VFA meningkat pada saat pH turun

menyebabkan produksi biogas menurun (Komemoto dkk., 2009). Oleh karena itu,

pemantauan konsentrasi VFA penting untuk mengetahui kinerja proses degradasi

anaerobik (Wijekoon dkk., 2010). Berdasarkan Wijekoon dkk.,(2010) pada OLR



5

yang besar menghasilkan nilai VFA yang tinggi dan efisiensi penyisihan yang

tinggi. Oleh karena itu, penelitian ini juga melakukan pemantauan konsentrasi

VFA untuk mengetahui kinerja proses anaerobik yang terjadi pada reaktor.

Berdasarkan pada beberapa penelitian yang telah ada, belum terdapat

penelitian penggunaan butiran arang aktif batok kelapa sebagai media biofilter

dalam pengolahan anaerobik dengan variasi OLR untuk menurunkan bahan

organik dan peningkatan produksi biogas. Oleh karena itu, penelitian ini

menggunakan butiran arang aktif batok kelapa sebagai media dengan OLR 16

g/L.hari, 8 g/L.hari, dan 4 g/L.hari menggunakan reaktor anaerobik media tetap

secara kontinyu. Parameter yang digunakan dalam penelitian ini untuk mewakili

bahan organik adalah CODT, dan CODS. Selain itu dilakukan pemantauan VFA,

pH, suhu dan produksi biogas.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam penelitian ini, yaitu :

1. Berapakah konsentrasi penyisihan bahan organik menggunakan reaktor

anaerobik kontinyu bermedia arang aktif batok kelapa pada tiap nilai

OLR?

2. Apakah ada beda konsentrasi penyisihan bahan organik menggunakan

reaktor anaerobik kontinyu bermedia arang aktif batok kelapa bila nilai

OLR berbeda?

3. Manakah OLR efektif untuk menyisihkan bahan organik menggunakan

reaktor anaerobik kontinyu bermedia arang aktif batok kelapa?



6

1.3 Asumsi Penelitian

Asumsi dalam penelitian ini, yaitu :

1. Pada pengolahan anaerobik, OLR mempengaruhi proses penyisihan bahan

organik (Ramasamy dkk., 2011)

2. Organic loading rate pada pengolahan anaerobik dipengaruhi oleh HRT

(Padmono, 2003), influent bahan organik (Chernicharo, 2007), dan media

(Han dkk., 2010).

3. Media butir arang aktif batok kelapa mampu menyisihkan COD (Han dkk.,

2010)

Berdasarkan penelitian tersebut, maka dapat diasumsikan bahwa media

arang aktif batok kelapa dengan OLR mampu menyisihkan COD pada reaktor

anaerobik kontinyu.

1.4 Hipotesis

1.4.1 Hipotesis Kerja

Hipotesis kerja dalam penelitian ini, yaitu :

1. Semakin besar nilai OLR, konsentrasi penyisihan bahan organik semakin

tinggi.

2. Semakin besar nilai OLR, semakin efektif untuk menyisihkan bahan

organik.



7

1.4.2 Hipotesis Statistika

Hipotesis statistika dalam penelitian ini, yaitu :

H0a = tidak ada perbedaan konsentrasi penyisihan TCOD menggunakan reaktor

anaerobik kontinyu bermedia batok kelapa berdasarkan nilai OLR

H1a = ada perbedaan konsentrasi penyisihan TCOD menggunakan reaktor


H0b = tidak ada perbedaan konsentrasi penyisihan SCOD menggunakan reaktor


H1b = ada perbedaan konsentrasi penyisihan SCOD menggunakan reaktor


1.5 Tujuan

Tujuan dalam penelitian ini, yaitu :

1. Mengetahui konsentrasi penyisihan bahan organik menggunakan reaktor

anaerobik kontinyu bermedia arang aktif batok kelapa pada tiap nilai OLR

dengan parameter TCOD, dan SCOD.

2. Mengetahui perbedaan konsentrasi penyisihan bahan organik

menggunakan reaktor anaerobik kontinyu bermedia arang aktif batok

kelapa bila nilai OLR berbeda.

3. Mengetahui OLR efektif untuk menyisihkan bahan organik menggunakan

reaktor anaerobik kontinyu bermedia arang aktif batok kelapa.



8

1.6 Manfaat

Manfaat dalam penelitian ini, yaitu :

1. Memberikan informasi efektivitas OLR untuk menyisihkan bahan organik

2. Memberikan alternatif pengolahan air limbah secara anaerobik.



9

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air Limbah

Air limbah didefinisikan sebagai kombinasi cairan yang berasal dari

tempat tinggal, institusi, bangunan industry, dan komersial yang terbawa oleh air

tanah, air permukaan, dan air hujan (Metcalf & Eddy, 2003). Kontaminan yang

terdapat dalam air limbah meliputi total padatan tersuspensi, komponen organik

terlarut, padatan anorganik, nutrien, logam dan mikroorganisme patogen

(Templeton & Butler, 2011). Menurut Peraturan Pemerintah nomor 82 tahun 2001

tentang kualitas air dan pengendalian pencemaran air, air limbah adalah sisa dari

usaha dan atau kegiatan yang berwujud cair. Komposisi air limbah yaitu 99,9% air

dan 0,1% padatan. Padatan dalam air limbah terdiri dari 70% organik, dan 30%

anorganik (Templeton & Butler, 2011).

2.1.1 Karakteristik Air Limbah

Karakteristik air limbah memberikan gambaran tentang materi yang

menyusun suatu air limbah. Karakteristik air limbah dapat dibedakan dalam tiga

jenis (Risdianto, 2007), yaitu:

1. Karakteristik fisik

Karakteristik fisik air limbah yang digunakan untuk menentukan kualitas

air meliputi suhu, kekeruhan, warna, bau, konduktivitas, dan padatan (Risdianto,

2007). Temperatur (suhu) menunjukkan derajat atau tingkat panas air limbah yang

ditunjukkan dalam berbagai skala, diantaranya celcius (oC). Perbedaan air limbah



10

baru dan lama secara fisik dapat dilihat berdasarkan tingkat kebauan serta warna

limbah tersebut. Limbah yang baru biasanya berwarna abu-abu kecoklatan,

sedangkan air limbah yang sudah membusuk akan berwarna kehitaman (Fitria,

2011). Padatan yang terdapat di dalam air limbah dapat diklasifikasikan menjadi

floating, seattleable, dan suspended (Siregar, 2005).

2. Karakteristik kimia

Karakteristik kimia air limbah meliputi senyawa organik dan senyawa

anorganik. Bahan organik dalam limbah mengandung sekitar 40%-60% protein,

25% - 50% karbohidrat, dan 10% lainnya berupa lemak. Bahan anorganik yang

berperan dalam pengontrolan air limbah antara pH, klor, alkalinitas, sulfur, dan

logam berat (Risdianto, 2007). Bahan organik dan anorganik dalam jumlah

berlebihan akan bersifat toksik dan menghalangi proses biologis. Gas-gas yang

terdapat dalam air limbah biasanya terdiri atas oksigen, nitrogen, karbondioksida,

hidrogen sulfida, amonia, dan metan (Siregar, 2005).

3. Karakteristik biologis

Karakteristik biologi pada air limbah untuk mengetahui potensi

mikoorganisme pathogen pada air limbah sebelum dibuang ke badan air..

Kebanyakan berupa sel tunggal yang bebas ataupun berkelompok dan mampu

melakukan proses kehidupan (tumbuh, metabolisme, dan reproduksi). Keberadaan

bakteri dalam pengolahan air limbah merupakan kunci efisiensi proses biologis

(Siregar, 2005). Mikroorganisme dalam air limbah dan air permukaan

diklasifikasikan menjadi tiga yaitu protista, binatang, dan tanaman (Risdianto,

2007).



11

2.1.2 Bahan Organik dalam Air Limbah

Penyusun utama bahan organik biasanya polisakarida (karbohidrat),

polipeptida (protein), lemak (fats), dan asam nukleat (nucleid acid). Salah satu

contoh komposisi dan persentase komponen penyusun limbah orgaik dapat dilihat

pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Komposisi Limbah Organik No. Jenis Bahan Organik Persentase (%) 1. Lemak 30 2 Protein 25 3 Abu 21 4 Asam Amino, kanji (starch) 8 5 Lignin 6 6 Selulosa 4 7 Hemiselulosa 3 8 Alkohol 3

Sumber: Effendi (2003)

2.1.3 Air Limbah Sintetik

Air limbah sintetik yang digunakan dalam penelitian ini memiliki karakter

dan komposisi tertentu. Karakter dan komposisi air limbah sintetik dapat dilihat

pada Tabel 2.2, sedangkan komposisi susu bubuk yang digunakan dapat dilihat

pada Tabel 2.3, dan komposisi nutrisi yang digunakan dapat dilihat pada Tabel

2.4.

Tabel 2.2 Karakter Air Limbah Sintetik

No. Parameter Nilai Tipikal 1. COD 3290 mg/L 2. pH 7 3. Suspended Solid 300 mg/L 4. Nitrogen 50 mg/L 5. Phospor 12 mg/L

Sumber: Dawood dkk. (2011)



12

Tabel 2.3 Karakter Susu Bubuk

No. Parameter Nilai Tipikal (mg) 1. Protein 20,5 2. Karbohidrat 52,7 3. Gula 23 4. Lemak 19


Tabel 2.4 Komposisi Nutrisi No. Kandungan Konsentrasi (g/L) 1. NH4Cl 2,8 2. KH2PO4 2,0 3. MgSO4.7H2O 0,1 4. CaCl2 0,076 5. NaHCO3 4,0


2.2 Pengolahan Air Limbah Secara Anaerobik

Proses pengolahan air limbah secara anaerob secara umum digunakan

untuk mengolah limbah padat, limbah pertanian, kotoran hewan, pengolahan

lumpur, dan limbah penduduk. Pada prinsipnya, semua bahan organik dapat

didegradasi pada proses anaerobik dan akan lebih efisien dan ekonomis apabila

limbahnya bersifat biodegradable (mudah terurai). Pengolahan secara anerobik

lebih banyak sesuai untuk negara yang memiliki iklim tropis hingga sub tropis

(Chernicharo, 2007).

Pengolahan air limbah anaerob adalah sebuah metode peruraian bahan

organik atau anorganik tanpa kehadiran oksigen. Produk akhir dari degradasi

anaerob adalah gas, paling banyak metana (CH4), dan karbondioksida (CO2).

Bakteri anaerob tidak memerlukan oksigen bebas dan dapat bekerja dengan baik

pada suhu yang semakin tinggi hingga 40°C, serta pada pH sekitar 7. Bakteri



13

anaerob juga akan bekerja dengan baik pada keadaan yang gelap dan tertutup

(Pohan, 2008).

Beberapa keuntungan yang diperoleh dengan menggunakan proses

anaerob, misalnya seperti waktu detensi yang dibutuhkan dalam pengolahan

sangat sedikit, teknologi yang sederhana, murah, dan mempunyai keuntungan

dalam pengoperasian dan perawatan. (Chernicharo, 2007).

Proses anaerobik secara umum terbagi menjadi 3 tahap yaitu proses

hidrolisis, proses pembentukan asam (Acidogenesis/Acetogenesis), serta proses

pembentukan gas metan (Methanogenesis) (Gerardi, 2003). Gambar 2.1

merupakan skema proses anaerobik. Setiap tahapan dari proses anaerobik

dijelaskan sebagai berikut:

1. Tahap Hidrolisis

Hidrolisis merupakan proses pemecahan senyawa menggunakan air oleh

bakteri hidrolitik atau fakultatif anaerob. Zat-zat organik seperti polisakarida

lemak, dan protein akan dihidrolisa menjadi monosakarida, asam lemak, dan asam

amino. Reaksi hidrolisis merupakan proses dimana pelarutan senyawa organik

yang mulanya tidak larut dan proses penguraian senyawa tersebut menjadi

senyawa dengan berat molekul yang cukup kecil untuk dapat melewati membran

sel. Reaksi ini dikatalis oleh enzim yang dikeluarkan oleh bakteri anaerob

(Gerardi, 2003). Enzim yang dikeluarkan adalah eksoenzim oleh bakteri

fermentasi hidrolitik (Chernicharo, 2007).



14

2. Tahap Pembentukan Asam

Tahap pembentukan asam, yang meliputi tahap acidogenesis dan

acetogenesis. Tahap acidogenesis, yaitu bahan organik yang telah terhidrolisis

secara enzimatik pada tahap hidrolisis akan dikonversi menjadi asam volatil.

Selain pembentukan asam volatil yang dapat dimanfaatkan oleh mikroba sebagai

sumber energi, pada tahap ini juga dihasilkan karbon dioksida (CO2). Salah satu

jalur penting dalam pembentukan asam volatil ini adalah pembentukan H2,

Akumulasi bahan organik yang terurai menjadi asam volatil dapat mengakibatkan

penurunan pH (Padmono, 2007). Tahapan selanjutnya yaitu acetogenesis dimana

asam lemak volatil yang telah terbentuk dikonversi oleh bakteri pembentuk asetat

menjadi asam asetat. Pada tahap ini asam lemak volatil dan alkohol dikonversikan

menjadi asam asetat (Padmono, 2007).

3. Tahap Metanogenik

Tahap ini merupakan tahap yang penting dalam proses dekomposisi bahan

organik secara anaerobik. Hal ini dikarenakan waktu duplikasi bakteri pembentuk

metan sangat lambat yaitu mencapai 3 hari, dibandingkan dengan bakteri

pembentuk asam yang hanya membutuhkan 3 jam. Bakteri pembentuk metan

menghasilkan komponen akhir yang sangat sederhana berupa gas metan (CH4)

dan gas karbon dioksida (CO2) dari hasil reduksi asam asetat yang telah terbentuk

pada tahap asetogenik (Padmono, 2007).



15

Gambar 2.1 Proses Anaerobik (Sumber : Chenicharo, 2007)

Pengolahan air limbah anaerobik ada dua macam yaitu anaerobic fluidized

bed reactor (reaktor anaerobik dengan media yang bergerak) dan anaerobic fixed

bed reactor (reaktor anaerobik dengan media lekat diam). Anaerobic fixed bed

reactor merupakan sebuah reaktor biologis tanpa suplai oksigen (anaerobik) yang

menggunakan sistem pertumbuhan mikroba melekat (attached), dimana mikroba

tumbuh dan berkembang dengan menempel pada suatu media (Padmono, 2003).

Media yang digunakan dapat berupa bahan-bahan yang tidak dapat terdegradasi

(inert), seperti plastik, keramik, tanah liat, batu apung, atau bahan alam lainnya.

Reaktor tipe fixed bed ini dapat dioperasikan secara upflow (aliran ke atas) dan

Hidrolisis

Acidogenesis

Acetogenesis

Asam volatil (Propionate, butirat, asam

laktat, dsb.)

CH4 dan CO2

Monosakarida, Asam amino

H2 dan CO2

Asam lemak, Alkohol

Asam asetat

Bahan organik kompleks (Karbohidrat, Protein,

Lipid)

Methanogenesis



16

downflow (aliran ke bawah) atau tanpa resirkulasi efluen. Reaktor dengan sistem

upflow, substrat umpan masuk melalui dasar reaktor yang kemudian terdistribusi

diantara media dan keluar melalui bagian atas. Reaktor dengan sistem downflow,

substrat umpan masuk melalui bagian atas reaktor yang kemudian terdistribusi di

antara material penyangga tetap dan keluar melalui bagian bawah (Indriyati,

2005). Struktur reaktor upflow dan downflow dapat dilihat pada Gambar 2.2.

Proses yang terjadi pada reaktor anaerobik tipe fixed bed adalah air limbah

yang akan diolah dialirkan ke dalam reaktor melewati media. Pada reaktor ini

dicapai waktu tinggal yang pendek dan beban organik yang tinggi, akibat

pertumbuhan biofilm pada permukaan media (Indriyati, 2005). Kelebihan reaktor

fixed bed, yaitu media dapat diganti setelah penyerapan maksimum, struktur

reaktor yang digunakan tidak rumit, dan biaya operasi yang relatif ekonomis

(Wang dkk., 2011). Karakter reaktor fixed bed yaitu dapat mengolah air limbah

dengan bahan organik tinggi, mempunyai waktu detensi yang singkat, serta

produksi lumpur yang sedikit (Kocadagistan dkk., 2005).

Gambar 2.2 Struktur reaktor fixed bed, A: aliran upflow; B aliran downflow

(Sumber : Indriyati, 2005)

A B



17

2.3 Sistem Pengolahan Air Limbah pada Reaktor Anaerobik

2.3.1 Pengolahan Air Limbah dengan Sistem Batch

Pengolahan anaerobik dengan sistem batch adalah salah satu pengolahan

dengan biaya yang murah, pengoperasian yang mudah, perangkaian reaktor yang

mudah, dan sering diterapkan di daerah pedesaan karena kesederhanaan operasi.

Pengolahan dengan sistem batch banyak dikembangkan pada negara yang sedang

berkembang (Karagianndis, 2012). Pada sistem batch, reaktor diisi dengan bahan

baku (air limbah) selama sekali dengan penambahan inokulum atau tanpa

penambahan inokulum (Nayono, 2009). Reaktor tersebut harus berada dalam

keadaan tertutup dan diberikan waktu retensi dengan periode tertentu, bila telah

melewati waktu retensi maka reaktor dibuka. Air limbah dalam reaktor dibuang

dan diisi kembali dengan air limbah yang baru. Sistem batch merupakan sistem

tanpa aliran, sehingga pengisian hanya dilakukan sekali sebelum operasi dengan

periode tertentu (Nayono, 2009).

2.3.2 Pengolahan Air Limbah dengan Sistem Kontinyu

Pengolahan air limbah dengan sistem kontinyu dikembangkan pada tahun

1986 dengan syarat pengoperasian adalah tersedianya nutria (air limbah) dalam

waktu harian atau berkelanjutan (Agathos & Reineke, 2003). Sistem kontinyu

merupakan cara yang paling fleksibel untuk mengamati jumlah operasi yang

diperlukan dalam proses kontrol untuk pengolahan air limbah. Sistem aliran

kontinyu terbagi menjadi 2 jenis, yaitu aliran bersegmentasi dan tanpa segmen.

Aliran bersegmentasi bercirikan dengan gelembung udara yang diberikan pada

aliran air limbah, sedangkan aliran tanpa segmentasi adalah aliran dimana air



18

limbah disuntikkan secara berkelanjutan tanpa bersegmentasi oleh gelembung

udara (Korenaga, dkk., 1994).

2.4 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Stabilitas Reaktor

Pada proses pengolahan anaerob banyak faktor yang mempengaruhi

stabilitas reaktor, yaitu:

2.4.1 Organic Loading Rate (OLR)

OLR adalah besaran yang menyatakan jumlah material organik dalam air

buangan atau limbah yang diuraikan oleh mikroorganisme dalam reaktor per unit

volume per hari (Indriyati, 2005). Besarnya nilai OLR atau laju beban organik

yang terdapat didalam reaktor didasarkan pada nilai waktu tinggal hidraulik atau

(Padmono, 2003) dan kondisi influent beban organik yang masuk (Chernicharo,

2007). Laju organik yang berbeda memberikan dampak yang berbeda terhadap

laju reaksi (Indriyati, 2005). Nilai OLR dapat dihitung dengan persamaan 2.1

(Cernicharo, 2007).

�� =� � ��

(2.1)

Keterangan :

Lv = organic loading rate (kg/m3.hari atau g/L.hari)

Q = debit influen rata-rata (m3/hari atau L/hari)

So = influen COD (kg/m3 atau g/L)

V = total volume (m3 atau L)



19

2.4.2 Derajat keasaman (pH)

Derajat keasaman (pH) menunjukan sifat asam atau basa pada suatu

bahan. Derajat keasaman merupakan suatu ekspresi konsentrasi ion hidrogen.

Konsentrasi ion hidrogen merupakan parameter penting pada air dan air limbah.

Rentang pH yang cocok dengan kehidupan biologi adalah 6-9 (Metcalf & Eddy,

2003). Nilai pH berpengaruh terhadap proses anaerob. Harga pH yang rendah

diakibatkan oleh proses dari tahap kedua, yakni terbentuknya asam lemak volatil.

Pada kondisi yang sangat asam, bakteri acetogenic (bakteri pembentuk asam

asetat) mungkin masih bisa bertahan hidup, tetapi bakteri metanogenik (bakteri

pembentuk gas metan) sama sekali tidak bisa bertahan hidup (Padmono, 2007).

2.4.3 Alkalinitas

Alkalinitas pada proses anaerob diperlukan untuk mempertahankan pH

agar tetap di dalam rentang yang optimum sehingga bakteri metan dapat tumbuh

dengan baik dan dapat menghasilkan biogas dengan perbandingan 55-75% gas

metan dan 25-45% gar karbondioksida. Kondisi pH netral dan nilai alkalinitas

pada rentang 500-900 mg/L CaCO3 dibutuhkan untuk menghasilkan perbandingan

gas tersebut (Indriyati, 2005).

2.4.4 Suhu

Menurut Metcalf & Eddy (2003), suhu merupakan faktor lingkungan

terpenting yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba karena enzim yang

menjalankan metabolisme sangat peka terhadap suhu. Kondisi optimum yang

mendukung pertumbuhan mikroba adalah sekitar 27-30°C. Suhu optimum untuk

pertumbuhan mikroba adalah sekitar 25-35 °C.



20

2.4.5 Senyawa racun atau penghambat

Pada proses anaerob, senyawa penghambat dibedakan menjadi dua jenis

yaitu penghambat fisik dan penghambat kimia. Penghambat fisik adalah suhu,

sedangkan penghambat kimia adalah logam berat dan asam lemak volatil (Volatile

Fatty Acid / VFA). Pada proses anaerob, konsentrasi asam volatil dalam rentang

200 – 400 mg/L sebagai asam asetat menunjukan kondisi reaktor yang baik

(Indriyati, 2005). Ketika substrat terdegradasi dan memasuki tahap asidogenesis,

total asam volatil tinggi yaitu lebih dari 10.000 mg/L akan menjadi inhibitor

dalam degradasi anaerob (Wilkie, 2008).

2.5 Seeding dan Aklimatisasi

Seeding merupakan proses pembenihan mikroba yang nantinya akan

mengolah air limbah (Indriyati, 2003). Tujuan proses seeding agar didapatkan

suatu populasi mikroba yang mencukupi dan stabil secara kuantitas. Selain itu

seeding bertujuan untuk menjamin sel-sel mikroba mampu memanfaatkan

senyawa-senyawa pencemar pada limbah sebagai nutrisi, sehingga perombakan

dapat berlangsung dengan cepat (Titiresmi, 2007).

Aklimatisasi merupakan proses adaptasi mikroba dengan air limbah yang

akan diolah (Indriyati, 2003). Aklimatisasi bertujuan untuk mendapatkan kultur

biomassa yang telah teradaptasi terhadap air limbah yang akan diteliti. Pada

proses ini dilakukan dengan sistem batch karena mikroba dapat tumbuh dan

berkembang biak serta beradaptasi dengan lingkungan baru (Titiresmi, 2007).



21

2.6 Penggunaan Media

Pengertian media adalah tempat atau sarana untuk melekatkan koloni

mikroba di dalam suatu reaktor atau memperbanyak jumlah bakteri dalam reaktor.

Media dapat berupa berbagai bahan, namun pemilihan media pendukung untuk

tumbuhnya bakteri sangat mempengaruhi kinerja dari reaktor yang akan

digunakan sehingga diperlukan pemilihan media yang tepat. Faktor-faktor yang

mempengaruhi efektivitas media pendukung adalah ukuran dan bentuk,

perbandingan luas permukaan dan volume, porositas dan kekasaran permukaan

media pendukung (Indriyati, 2003).

2.6.1 Tempurung Kelapa

Tanaman kelapa (Cocos nucifera L) merupakan tanaman serbaguna,

karena dari akar sampai ke daun kelapa bermanfaat. Buah kelapa terdiri dari

beberapa komponen, yaitu sabut kelapa, tempurung kelapa, daging buah kelapa,

dan air buah kelapa. Daging buah adalah komponen utama yang dapat diolah

menjadi berbagai produk bernilai ekonomi tinggi. Sedangkan air, tempurung, dan

sabut sebagai hasil samping dari buah kelapa yang juga dapat diolah menjadi

berbagai produk yang juga memiliki nilai ekonomis (Sari, 2011).

Tempurung atau batok kelapa merupakan salah satu bagian dari buah

kelapa dengan presentase 17% dari buah kelapa yang berumur 12 bulan.

Tempurung kelapa biasa disebut juga batok seperti Gambar 2.3. Tempurung

kelapa merupakan lapisan keras dari buah kelapa yang terdiri dari lignin (29,4%),

selulosa (26,60%), pentosan (27,70%), abu (0,6%), nitrogen 0,11%, air (8%), dan

berbagai mineral. Kandungan tersebut beragam sesuai dengan jenis kelapanya.



22

Struktur keras disebabkan oleh silikat (SiO2) yang cukup tinggi kadarnya pada

tempurung kelapa. Berat tempurung kelapa sekitar 15-19% dari berat keseluruhan

buah kelapa (Sari, 2011).

Tempurung kelapa mempunyai jumlah yang berlimpah, bahkan banyak

yang menjadi limbah. Tempurung kelapa yang mempunyai struktur keras di

lingkungan sulit terurai dan waktu yang dibutuhkan sangat lama. Tempurung

kelapa banyak dijadikan arang seperti Gambar 2.3. Arang ini banyak sekali

digunakan sebagai adsorben. Selain itu, tempurung kelapa memiliki kemungkinan

sebagai media filter karena strukturnya stabil, mempunyai daya adsorbsi air yang

tinggi, dan mempunyai pori yang banyak (Okafor dkk., 2012).

Gambar 2.3 Tempurung kelapa dan arang Tempurung kelapa (Asmara, 2014).

2.6.2 Arang Aktif Tempurung Kelapa

Produksi arang aktif di Indonesia dapat mencapai 20.000 ton dengan

konsumsi terbesar di dalam negeri. Tempurung kelapa dapat dimanfaatkan

sebagai arang aktif. Arang aktif adalah karbon tak berbentuk yang diolah secara

khusus untuk menghasilkan luas permukaan yang sangat besar, berkisar antara

300-2000 m2/g. Luas permukaan yang besar dari struktur dalam pori-pori karbon

aktif dapat dikembangkan, struktur ini memberikan kemampuan karbon aktif



23

menyerap gas-gas dan uap-uap dari gas dan dapat mengurangi zat-zat dari liquida.

Arang yang dimaksud disini adalah arang tempurung kelapa yang sudah

diaktivasi, baik secara fisik maupun kimia. Aktivasi adalah perubahan secara fisik

dimana luas permukaan dari karbon meningkat dengan tajam dikarenakan

terjadinya penghilangan senyawa tar dan senyawa sisa-sisa pengarangan. Arang

aktif seperti Gambar 2.4 dapat dibuat dengan melalui proses karbonisasi pada

suhu 550oC selama kurang lebih tiga jam (Kurniati, 2008).

Gambar 2.4 Arang aktif Tempurung kelapa (Asmara, 2014).

Dua jenis perbedaan dalam pembuatan dan penggunaan karbon aktif, yaitu

(Kurniati, 2008):

1. Fase liquid

Karbon aktif umumnya ringan dan halus berbentuk seperti serbuk.

2. Fase Penyerap uap

Karbon aktif keras, berbentuk butiran atau pil.

Berdasarkan ukuran pori-porinya karbon aktif dikelompokkan menjadi dua

jenis, yaitu (Kurniati, 2008):

1. Mikropori, dengan ukuran pori-pori 10-1000 Å.

2. Makropori, dengan ukuran pori-pori lebih besar dari 1000 Å.



24

2.6.3 Aktivasi Arang Aktif

Proses aktivasi pada material arang aktif ada tiga proses, antara lain proses

fisika, kimia dan kombinasi fisika-kima. Proses pengaktifan secara fisika

dilakukan dengan pembakaran material dalam tungku dengan suhu 850o C. Proses

pengaktifan secara kimia dilakukan dengan menambahkan senyawa kimia tertentu

pada karbon. Senyawa kimia yang dapat digunakan sebagai bahan pengaktif

antara lain, H3PO4, garam mineral lainnya (Meisrilestari dkk., 2013) dan KOH (

Shoumkova & Stoyanova, 2013). Faktor-faktor yang mempengaruhi proses

aktivasi, yaitu waktu perendaman, konsentrasi aktivator, dan ukuran bahan

(Kurniati, 2008). Cara aktivasi secara kimia dengan cara, yaitu material ditimbang

sebanyak 100 g. KOH 10% sebanyak 500 mL direbus dengan suhu 1000 C,

setelah cukup panas, 100 g material dimasukkan dan diaduk selama kurang lebih

4 jam menggunakan stirrer. Setelah itu, material dituang diloyang dan dioven

selama 3 jam pada suhu 2000 C. Setelah dioven, material dikeluarkan dari oven,

dan dinetralkan dengan menggunakan air panas secukupnya. Material segera

disimpan dan diusahakan tidak terkena dengan angin atau udara luar (Boopathy

dkk., 2013).

2.7 Sifat Adsorpsi Arang Aktif

Adsorpsi atau penjerapan secara umum adalah proses mengumpulkan

benda-benda terlarut yang terdapat dalam larutan antara dua permukaan. Pada

sistem adsorpsi, media penjerapnya disebut adsorben dan zat yang terjerap disebut

adsorbat seperti Gambar 2.5. Salah satu adsorben yang banyak digunakan adalah



25

karbon aktif yang biasanya terbuat dari Tempurung kelapa. Karbon aktif ini

digunakan baik dari segi aplikasi maupun volume penggunaannya (Sugiharto,

2008).

Adsorpsi dapat dikelompokkan berdasarkan mekanisme terjadinya

adsorpsi, yaitu secara fisik, kimiawi, dan pertukaran ion (Rahayu, 2008). Adsorpsi

fisik disebabkan oleh gaya tarik yang lemah antar molekul. Molekul yang

teradsorpsi bebas bergerak di sekitar adsorben dan tidak hanya menetap pada satu

titik. Apabila gaya tarik molekuler antara zat terlarut dengan adsorben lebih besar

daripada gaya tarik antara zat terlarut dengan muka zat terlarut sehingga zat

terlarut teradsorpsi hanya di permukaan adsorben. Adsorpsi kimiawi merupakan

interaksi secara kimia antara padatan dan zat teradsorpsi, dan biasa disebut dengan

adsorpsi yang diaktifkan. Adsorpsi yang banyak digunakan merupakan adsorpsi

fisik dan untuk mempercepat, digunakan adsorpsi secara kimia. Adsorpsi secara

kimia hanya terjadi pada lapisan tunggal dan zat yang teradsopsi secara kimia

pada permukaan bahan padat sulit untuk disisihkan dengan gaya yang lebih kuat (

Singh & Kaushal, 2013).

Gambar 2.5 Adsorbat yang terjerap pada adsorben(Putro & Ardhiany, 2010)

Adsorben

Pori

Adsorpsi Adsorbat



26

Adsorpsi pertukaran adalah adsorpsi yang diperankan oleh tarikan listrik

antara adsorbat dan permukaan adsorben. Ion dari suatu substansi banyak

berperan dalam adsorpsi ini. Ion akan terkonsentrasi di permukaan adsorben

sebagai hasil tarikan elektrostatistik ke tempat yang bermuatan berlawanan di

permukaan. Pada umumnya ion bermuatan lebih besar akan tertarik lebih kuat ke

tempat yang bermuatan lebih kecil, seperti ion monovalen. Pertukaran ion

termasuk dalam kelompok adsorpsi pertukaran ini.

Sifat karbon aktif yang paling penting adalah daya serap. Dalam hal ini,

ada beberapa faktor yang mempengaruhi daya serap adsorpsi, yaitu (Nugroho,

2008):

a. Sifat Adsorben

Karbon aktif yang merupakan adsorben adalah suatu padatan berpori, yang

sebagian besar terdiri dari unsur karbon bebas dan masing-masing berikatan

secara kovalen. Dengan demikian, permukaan arang aktif bersifat non polar.

Tingkat adsorpsi umumnya sebanding dengan luas permukaan spesifik

(Suzuki,1990). Semakin kecil pori-pori arang aktif, mengakibatkan luas

permukaan semakin besar, dengan demikian kecepatan adsorpsi bertambah. Untuk

meningkatkan kecepatan adsorpsi, dianjurkan agar menggunakan karbon aktif

yang telah dihaluskan.

b. Sifat Serapan

Banyak senyawa yang dapat diadsorpsi oleh karbon aktif, tetapi

kemampuannya untuk mengadsorpsi berbeda untuk masing-masing senyawa.



27

Adsorpsi akan bertambah besar sesuai dengan bertambahnya ukuran molekul

serapan dari struktur yang sama, seperti dalam deret homolog.

c. Temperatur

Dalam pemakaian karbon aktif dianjurkan untuk mengetahui temperatur

saat berlangsungnya proses. Tingkat adsorpsi umumnya meningkat dengan

menurunnya suhu, tetapi perubahan kecil dalam suhu cenderung tidak mengubah

proses adsorpsi dalam pengolahan limbah secara signifikan.

d. pH

Untuk asam-asam organik adsorpsi akan meningkat, apabila pH

diturunkan, yaitu dengan penambahan asam-asam mineral. Hal ini disebabkan

karena kemampuan asam mineral dapat mengurangi ionisasi asam organik

adsorben.

e. Waktu Kontak

Jika karbon aktif ditambahkan dalam suatu cairan, dibutuhkan waktu

untuk mencapai keseimbangan. Waktu yang dibutuhkan berbanding terbalik

dengan jumlah yang digunakan. Waktu yang dibutuhkan ditentukan oleh sifat

karbon aktif yang juga mempengaruhi waktu kontak (Nugroho, 2008).



28

2.8 Parameter Pengolahan Anaerobik

2.8.1 Total Chemical Oxygen Demand (TCOD)

Chemical Oxygen Demand adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan

untuk oksidasi sempurna bahan organik dalam air (Wiesmann dkk., 2007). COD

yang terkandung dalam air limbah disebut total Chemical Oxygen Demand

(TCOD). Total Chemical Oxygen Demand (TCOD) terdiri atas particulate

Chemical Oxygen Demand (PCOD) dan soluble Chemical Oxygen Demand

(SCOD) (Metcalf & Eddy, 2003). Analisis TCOD digunakan untuk menentukan

banyaknya oksigen pada bahan organik yang dapat dioksidasi kimia (Pottasium

dichromate) dalam kondisi asam (Davis, 2010). Penggunaan potassium dikromat

sebagai oksidator, diperkirakan sekitar 95%-100% bahan organik dapat

dioksidasi. Meskipun demikian, terdapat juga bahan organik yang tidak dapat

dioksidasi dengan metode ini, misalnya piridin dan bahan organik yang bersifat

sangat mudah menguap. Glukosa dan lignin dapat dioksidasi secara sempurna.

Asam amino dioksidasi menjadi amonia nitrogen. Nitrogen organik dioksidasi

menjadi nitrit. Reaksi yang terlibat dalam proses penentuan COD ditunjukan

dalam persaamaan 2.2 (Effendi, 2003).

CnHaOb + c Cr2O72- + 8c H+ � n CO2 + (a+8c)/2 H2O + 2c Cr3+ (2.2)

Kalium dikromat dapat mengoksidasi bahan organik secara sempurna

apabila berlangsung dalam suasana asam dan suhu tinggi. Oleh karena itu, bahan-

bahan mudah menguap (volatile) yang terdapat dalam air akan menguap selama

proses oksidasi berlangsung, jika tidak dilakukan pencegahan. Salah satu cara

untuk mencegah terjadinya penguapan bahan-bahan mudah menguap dengan



29

menggunakan kondensor refluks. Pada metode refluks, air sampel dapat didihkan

tanpa kehilangan bahan-bahan mudah menguap (Effendi, 2003).

2.8.2 Soluble Chemical Oxygen Demand (SCOD)

Total Chemical Oxygen Demand (TCOD) terdiri atas particulate Chemical

Oxygen Demand (PCOD) dan soluble Chemical Oxygen Demand (SCOD). Soluble

Chemical Oxygen Demand (SCOD) adalah kandungan COD yang terlarut pada air

limbah (Metcalf & Eddy, 2003) dan bahan yang mudah didegradasi secara

biologis (Padmono, 2003). Presentase SCOD pada TCOD adalah 40% dan sisanya

adalah PCOD sebesar 60%. PCOD adalah kandungan COD yang terdapat pada

koloid dan padatan yang tersuspensi pada air limbah. Persentase PCOD yang besar

dapat mudah dihilangkan dengan cara filtrasi atau penyaringan. Persentase SCOD

sebesar 40% terdiri dari 95% mudah terdegradasi dan 5% sukar terdegradasi

(Henze & Comeau, 2008).

Analisis SCOD sama seperti dengan TCOD dengan menggunaan potassium

dikromat sebagai oksidator, diperkirakan sekitar 95%-100% bahan organik dapat

dioksidasi. Air limbah yang akan di uji COD dilakukan penyaringan terlebih

dahulu (Effendi, 2003).

2.8.3 Volatile Fatty Acid (VFA)

Volatile Fatty Acid atau Asam Lemak Volatil (VFA) merupakan hasil

biokonversi senyawa organik polimer menjadi monomer pada proses

asidogenesis. VFA adalah senyawa penting dalam proses metabolisme

pembentukan gas methan dan menyebabkan mikroba jenuh dalam konsentrasi

tinggi (Buyukkamaci & Filibeli, 2004). Konsentrasi VFA berbanding terbalik



30

dengan pH (Zhang dkk., 2015). VFA meningkat pada saat pH turun menyebabkan

produksi biogas menurun (Komemoto dkk., 2009). Oleh karena itu, pemantauan

konsentrasi VFA penting untuk mengetahui kinerja proses degradasi anaerobik

(Wijekoon dkk., 2010).



31

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

3.1.1 Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di tiga tempat, yaitu :

1. Laboratorium Basah, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga

sebagai tempat persiapan dan pengoperasian reaktor anaerobik.

2. Laboratorium Ekologi dan Lingkungan, Fakultas Sains dan Teknologi,

Universitas Airlangga sebagai tempat analisis air limbah.

3. Rumah Potong Hewan (RPH) di Pegirian Surabaya sebagai tempat

pengambilan sludge untuk sumber mikroorganisme.

3.1.2 Waktu Penelitian

Penelitian ini berlangsung selama tujuh bulan dari Desember 2015 hingga

Juni 2016. Penelitian ini meliputi kegiatan persiapan alat dan bahan, penelitian

pendahuluan, penelitian utama, analisis data dan pembahasan serta penyusunan

laporan.

3.2 Variabel Penelitian

Penelitian ini terdapat tiga variabel yaitu,

1. Variabel bebas : variasi Organic Loading Rate (OLR)

2. Variabel terikat : persentase penyisihan bahan organik

3. Variabel kontrol : konsentrasi awal bahan organik, pH, dan suhu



32

Berdasarkan variabel-variabel tersebut diketahui parameter yang akan di

analisis. Parameter utama pada penelitian ini adalah TCOD dan SCOD, sedangkan

parameter pendukung adalah VFA, suhu, pH dan biogas.

3.3 Bahan dan Alat Penelitian

3.3.1 Bahan Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah arang aktif tempurung

kelapa 100 g mesh 20, akuades, bahan untuk aktivasi (larutan KOH 10%), bahan

untuk air limbah sintetis (20 g glukosa; 14,4 g KNO3; 30 g Na2S2O3; 100 g

NaHCO3; 2 g NH4Cl; 2 g MgSO4; dan 2 g bubuk susu instan merek Danstart

(Purnobasuki dkk., 2014)), sludge dari rumah pemotongan hewan (RPH) 50 mL,

bahan untuk analisis TCOD dan SCOD (K2Cr2O7 12,259 g; Ag2SO4 10 g; HgSO4

50 g; H2SO4 36 N 100 mL; larutan Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O 1 L; indikator feroin

100 mL (SNI-06-6989-15-2004); dan kertas saring Whatmann 42(SNI-06-6989-

26-2005)), dan bahan untuk analisis VFA (H2SO4 36 N 1 L; NaOH 0,1 N 2 L; dan

indikator phenolphtalein (PP) 100 mL (Rajakumar & Meenambal, 2008)),

3.3.2 Alat Penelitian

Alat penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah laboratory bottle

ukuran 1 L 2 buah, pompa peristaltik BT100-2J, botol sampel 50 mL bahan kaca 6

buah, pH meter, termometer air raksa 1 buah, test tube COD 6 buah, COD reaktor

dengan range suhu 100 oC dan range waktu 60 – 240 menit 1 buah, labu destilasi ,

heating mantle, erlenmeyer 250 mL 3 buah, buret 50 mL 2 buah, statif 2 buah,

klem 4 buah, beaker glass 50 mL 1 buah, gelas ukur Pyrex A 25 mL ± 0,25 mL,



33

gelas ukur Pyrex A 100 mL ± 1,0 mL, spektrofotometer, timbangan analitik, botol

reagen bahan kaca ukuran 500 mL, pengaduk kaca 1 buah, , cawan kaca 5 buah,

penjepit besi 1 buah, krus porselin 25 mL 4 buah, erlenmeyer vakum 1 buah,

corong penghisap 50 mm 2 buah, oven, desikator, pipet ukur Pyrex A 10 mL ±

0,05 mL, dan manometer.

3.4 Cara Analisis

Cara analisis pada penelitian ini disusun untuk membuktikan kebenaran

hipotesis. Cara analisis pada penelitian ini terdapat dua bagian, yaitu cara analisis

parameter yang dipantau dan cara analisis data.

3.4.1 Cara Kerja

Penelitian ini terdiri dari beberapa tahapan. Tahapan tersebut dilakukan

secara berurutan sesuai dengan bagan penelitian Gambar 3.1.



34

Gambar 3.1 Bagan alir tahapan penelitian

Persiapan Media

Arang aktif tempurung kelapa dengan ukuran mesh 20 disiapkan sebanyak 100 g dan diaktivasi dengan KOH pada suhu 100 oC selama 4 jam

Persiapan Air Limbah

Seeding dan pembuatan air limbah sintetik yang memiliki konsentrasi COD 4.000 mg/l dengan rincian yaitu NH4Cl, KH2PO4, MgSO4.7H2O, CaCl2, NaHCO3, susu bubuk, dan sludge.

Reaktor anaerob yang digunakan sebanyak 2 buah dengan volume 1L. Reaktor 1 diisi dengan air limbah sintetik dan media dengan OLR 0 g/L.hari, sedangkan reaktor 2 diisi dengan air limbah sintetik dan media dengan pengaturan OLR

Running menggunakan dua reaktor yaitu sistem batch atau OLR 0 g/l.hari untuk reaktor 1 sebagai kontrol dan sistem kontinyu untuk masing-masing variasi OLR untuk reaktor 2. Variasi OLR yang dilakukan yaitu OLR 4, 8, dan 16 g/L.hari dan running dilakukan selama 15 hari untuk setiap OLR.

Parameter yang dipantau selama 15 hari adalah parameter utama konsentrasi TCOD, dan SCOD, serta parameter pendukung VFA, produksi biogas, pH, dan suhu pada hari ke-0, 3, 6, 9, 12, dan 15

Kemampuan penyisihan TCOD dan SCOD serta fluktuasi VFA, pH, suhu, dan produksi biogas, dianalisis secara deskriptif menggunakan grafik

Efektivitas OLR yang digunakan untuk pengolahan air limbah dianalisis secara statistika dan deskriptif dengan menggunakan metode two away ANOVA



35

1. Seeding

Seeding atau pembenihan merupakan tahapan awal sebelum penelitian.

Tujuan dari proses ini adalah untuk mendapatkan suatu populasi mikroorganisme

yang mencukupi untuk memulai penelitian dan mampu mengoksidasi zat-zat

organik yang terkandung di dalam air limbah. Proses seeding pada penelitian ini

dilakukan dengan mengambil sludge rumah potong hewan (RPH) sebagai

inokulum. Inokulum berfungsi sebagai sumber mikroorganisme dalam melakukan

penyisihan TCOD dan SCOD dalam air limbah sintetis.

Analisis awal sludge untuk mengetahui kandungan VSS sebelum proses

seeding dilakukan untuk mengetahui biomassa mikoorganisme. Seeding dilakukan

pada reaktor anaerob 1 L dengan volume sludge yang akan dilakukan proses

seeding sebanyak 1 L. Selanjutnya dilakukan pengamatan nilai VSS setiap hari,

hingga nilai VSS mencapai konsentrasi lebih besar dari 3.000 mg/L. Hal tersebut

dikarenakan proses seeding dianggap telah selesai jika konsentrasi VSS lebih

besar dari 3.000 mg/L (Titiresmi, 2007).

Parameter VSS yang dipantau pada tahap seeding dianalisis menggunakan

metode gravimetri (Alaerts & Santika, 1987). Adapun langkah untuk analisis VSS

adalah sebagai berikut:

a. Kertas saring dipanaskan pada suhu 1050C selama 1 jam, kemudian

didinginkan pada desikator selama 15 menit.

b. Kertas saring kemudian ditimbang dan dicatat sebagai berat awal (a gram)

c. Kertas saring kemudian dirangkaikan dengan alat analisis yang terdiri dari

corong penghisap, erlenmeyer vakum, dan pompa vakum.



36

d. Sampel sludge RPH sebanyak 50 mL dituang ke dalam corong penghisap yang

telah berisi kertas saring secara bertahap.

e. Kertas saring yang telah mengandung filtrat dan cawan porselen kemudian

dipanaskan menggunakan oven pada suhu 1050C selama 1 jam.

f. Kertas saring beserta filtrat dan cawan porselen didinginkan pada desikator

selama 15 menit. Kertas saring beserta filtrat kemudian ditimbang sebagai

berat akhir (b gram). Cawan porselen kemudian ditimbang sebagai berat awal

cawan porselen (c gram).

g. Kertas saring beserta filtrat kemudian dimasukkan dalam cawan porselen dan

dipanaskan menggunakan furnace pada suhu 5500C selama 1 jam.

h. Cawan porselen yang berisi kertas saring kemudian dipanaskan pada suhu

1050C menggunakan oven selama 15 menit, kemudian didinginkan

menggunakan desikator selama 15 menit.

i. Cawan porselen yang berisi kertas saring kemudian di timbang sabagai berat

akhir (d gram). Besarnya nilai VSS dihitung menggunakan Persamaan 3.1.

VSS (mg/L) = TSS (mg/L) – FSS (mg/L) (3.1)

Keterangan: TSS = besarnya nilai Total Suspended Solid (TSS) dari sampel yang

sama FSS = besarnya nilai Fixed Suspended Solid (TSS) dari sampel yang

sama dimana nilai TSS dihitung menggunakan Persamaan 3.2 dan FSS

menggunakan Persamaan 3.3.

TSS (mg/L) =��

�� (3.2)



37

Keterangan: a : berat awal kertas saring setelah pemanasan 1050C (gram) b : berat kertas saring beserta filtrat setelah pemanasan 1050C (gram)

FSS (mg/L) = =��

�� (3.3)

Keterangan: c : berat awal cawan porselen sebelum pemanasan 5500C (gram) d : berat akhir cawan porselen setelah pemanasan 5500C (gram)

2. Persiapan Media

Media yang digunakan sebagai adsorben adalah arang aktif tempurung

kelapa. Arang aktif tempurung kelapa diaktivasi menggunakan KOH 10%.

Pembuatan KOH 10% adalah perkalian persentase KOH dipasaran dengan KOH

yang dibutuhkan. Jumlah KOH yang dibutuhkan untuk membuat KOH 10%

adalah 0,085 g tiap 100 mL. Tahapan proses aktivasi secara berurutan sebagai

berikut (Boopathy, dkk., 2013):

Sebanyak 50 g arang aktif tempurung kelapa dicampur dengan 250 mL

larutan aktivator dan dipanaskan pada suhu 850C selama 4 jam. Setelah proses

pemanasan selesai, arang aktif dan larutan aktivator dipisahkan, kemudian arang

aktif tempurung kelapa dipanaskan menggunakan oven selama 3 jam pada suhu

2000C. Arang aktif tempurung kelapa hasil aktivasi ini memiliki pH basa. Setelah

proses pemanasan menggunakan oven, arang aktif tempurung kelapa dicuci

dengan air panas hingga pHnya netral atau mendekati angka 7. Setelah netral,

arang aktif tempurung kelapa dikeringkan menggunakan oven dengan suhu



38

1050C. Arang aktif tempurung kelapa teraktivasi segera disimpan dan diusahakan

tidak kontak dengan udara luar.

3. Persiapan Air Limbah

Air limbah yang digunakan adalah air limbah sintetis yang memiliki

konsentrasi COD 4.000 mg/L. Untuk membuat air limbah sintetis per 1 L

dibutuhkan bahan dengan rincian sebagai berikut (Purnobasuki dkk., 2014) :

Komposisi air limbah adalah 14,4 g KNO3, 30 g Na2S2O3, 100 g NaHCO3,

2 g NH4Cl, 2 g MgSO4, 2 g bubuk susu instan dan 5 mL sludge RPH. Komposisi

bubuk susu instan yang digunakan dalam 100 g adalah 10,5 g protein, 26 g lemak,

58 g karbohidrat, 3,2 g asam linoleat, 390 mg asam linolenat, 50 mg DHA, dan 50

mg ARA. Tahapan proses pembuatan air limbah dimulai dengan melarutkan 14,4

g KNO3, 30 g Na2S2O3, 100 g NaHCO3, 2 g NH4Cl, dan 2 g MgSO4 dalam 100

mL akuades dengan labu ukur 100 mL sebagai nutrisi. Susu bubuk sebanyak 2 g

dilarutkan dalam 100 mL akuades dengan labu ukur 500 mL. Larutan 100 mL

nutrisi dimasukkan ke dalam labu ukur 500 mL berisi larutan susu bubuk

kemudian diaduk hingga tercampur merata. Nutrisi dan larutan susu tersebut

dicampurkan dengan 5 mL sludge RPH kemudian ditambahkan hingga volume

500 mL dan dicampur hingga merata.

4. Persiapan dan running reaktor

Pada penelitian ini menggunakan reaktor anaerobik yaitu laboratory bottle

ukuran 1 L dan tertutup. Penelitian ini menggunakan dua reaktor yaitu reaktor 1

dijalankan dengan OLR 0 g/L.hari dan reaktor 2 dijalankan secara kontinyu

dengan variasi OLR 4, 8, dan 16 g/L.hari. Reaktor 2 dilengkapi unit pendukung



39

yaitu bak ekualisasi inlet dan bak outlet. Bak ekualisasi inlet air limbah memiliki

kapasitas 16 L yang akan dialirkan kedalam reaktor 2 sesuai dengan OLR.

Reaktor 2 dilengkapi dengan katup dan pompa yang berfungsi untuk mengatur

aliran dan outlet untuk mengambil sampel Contoh bentuk reaktor 1 dapat dilihat

pada Gambar 3.2 dan reaktor 2 dapat dilihat pada Gambar 3.3.

Pengaturan OLR dilakukan dengan mengatur debit yang masuk pada

reaktor 2. OLR 4 g/L.hari, 8 g/L.hari, dan 16 g/L.hari menggunakan debit 1

L/hari, 2 L/hari, dan 4 L/hari. OLR diperoleh dengan persamaan 3.4.

Lv =� � ��

� (3.4)

Keterangan :

Lv = organic loading rate ( g/L.hari )

Q = debit influen rata-rata ( L/hari )

So = influen COD ( g/L)

V = total volume ( L )

Penentuan aliran atau debit didapat dari perbandingan volume dengan

HRT. Nilai debit tersebut diaplikasikan dalam pengoperasian reaktor dengan cara

menampung air limbah di gelas ukur dan dicatat waktu yang dibutuhkan untuk

memenuhi volume tersebut. Debit diperoleh dengan persamaan 3.5.

Q = �

� (3.5)

Keterangan :

Q : Debit (L/hari) V : Volume ( L ) t : Waktu ( hari )



40

Waktu operasional untuk masing-masing OLR adalah 15 hari dan

replikasi sebanyak 3 kali. Pengambilan sampel dilakukan pada hari ke 0, 3, 6, 9,

12, dan 15.

Gambar 3.2 Desain reaktor 1 dengan OLR 0 g/L.hari



41

Gambar 3.3 Desain reaktor 2 dengan variasi OLR

5. Analisis parameter yang dipantau selama penelitian

Parameter yang dipantau pada penelitian ini adalah TCOD, sCOD, VFA,

produksi biogas, pH, dan suhu

A. Analisis Total Chemical Oxygen Demand (TCOD) dan Soluble Chemical

Oxygen Demand (SCOD)

Pembuatan reagen analisis TCOD dan SCOD meliputi larutan baku kalium

dikromat 0,25 N, larutan asam sulfat-perak sulfat, larutan indicator ferroin, dan

larutan ferro ammonium sulfat (FAS) 0,1 N dengan cara berikut (Alaerts &

Santika, 1987) :

1. Larutan baku kalium dikromat 0,25 N

K2Cr2O7 sebanyak 12,259 g (yang telah dikeringkan pada 150oC selama 2

jam) dilarutkan dengan akuades dan tepatkan sampai 1.000 mL.

2. Larutan Asam sulfat-perak sulfat

Ag2SO4 sebanyak 10 g dilarutkan dalam 1.000 mL asam sulfat pekat.

Pelarutan ini membutuhkan waktu 1-2 hari.



42

3. Larutan indikator ferroin

1,10 phenanthrolin monohidrat sebanyak 1,485 g dan FeSO4.7H2O

sebanyak 0,695 g dicampurkan dalam akuades dan diencerkan sampai 100 mL.

4. Larutan fero ammonium sulfat (FAS) 0,1 N

FeSO4.7H2O, Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O sebanyak 39 g dilarutkan di dalam 1

L labu takar berisi 500 mL akuades. Ditambahkan 20 mL H2SO4 pekat. Larutan

tersebut didinginkan dengan merendam labu takar di dalam air yang mengalir.

Akuades ditambahkan sampai mencapai 1 L. Larutan FAS harus distandarkan

dengan K2Cr2O7. Larutan FAS ini tidak stabil karena sebagai zat pereduksi akan

dioksidasi sedikit demi sedikit oleh oksigen terlarut di udara. Standardisasi perlu

dilakukan setiap hari sebelum dan sesudah tes COD.

Standarisasi larutan FAS dengan menggunakan beaker tinggi 20 mL untuk

mengencerkan 10 mL larutan standar K2Cr2O7 dengan akuades sampai 100 mL.

Ditambahkan 30 mL H2SO4 pekat. Dinginkan, kemudian dititrasikan dengan fero

ammonium sulfat dengan menggunakan 2-3 tetes indikator feroin. Warna larutan

berubah dari hijau ke biru-biruan menjadi oranye kemerah-merahan. Normalitas

FAS ditentukan dengan persamaan 3.6 (Alerts & Santika, 1987).

Normalitas FAS = �� !" #$ � %�"�� &�� !" #$

�� '() *�%+ �&+�%�,�% (3.6)

Analisis COD dilakukan analisis TCOD menggunakan metode bikarbonat

yaitu air limbah 0,5 mL dimasukkan ke dalam COD tube ditambahkan 0,4 g

HgSO4, 2 mL K2Cr2O7 dan 2 mL Ag2SO4 kemudian dikocok hingga merata. COD

tube yang berisi air limbah dan reagen yang telah homogen dimasukan pada COD

reaktor dengan suhu 100oC selama 2 jam. COD tube didinginkan kemudian



43

larutan dimasukan dalam Erlenmeyer 250 mL dan ditambahkan indikator feroin 2-

3 tetes lalu di homogenkan. Larutan pada erlenmeyer tersebut dititrasi dengan

larutan standar fero ammonium sulfat (FAS) 0,10 N hingga berwarna merah

kecoklatan. Nilai COD diperoleh dengan perhitungan menggunakan persamaan

3.7.

COD (mg/L) = �� - � . �

� (3.7)

Keterangan: a : volume titran yang digunakan untuk titrasi blanko (mL) b : volume titran yang digunakan untuk titrasi sampel (mL) N : normalitas FAS V : volume sampel (mL)

Selain TCOD, sampel dianalisis SCOD langkah kerja yang dilakukan sama

dengan analisis TCOD tetapi air limbah disaring terlebih dahulu. Air hasil

penyaringan dilakukan analisis SCOD.

B. Analisis Volatile Fatty Acid (VFA)

Pembuatan reagen yang dibutuhkan untuk analisis VFA meliputi larutan

NaOH 0,1 N dan larutan Asam Sulfat adalah (Stepnowski dkk., 2008) :

1. Pembuatan larutan NaOH 0,1 N

NaOH 4 g dilarutkan dengan akuades dalam labu ukur 1.000 mL dan

tepatkan sampai tanda batas.

2. Larutan Standard Asam Asetat/Acetic Acid (H2SO4 1 : 1)

Larutan Standard Asam Asetat/Acetic Acid 5.000 ppm adalah dengan

larutkan 1,9 mL Acetic Acid Glacial (s.g. 1,043) dengan 1 L akudes.

Analisis VFA dilakukan dengan cara memasukkan 50 mL sampel ke

dalam labu ukur 500 mL dengan penambahan 150 mL akuades dan 5 mL asam



44

sulfat. Labu ukur dirangkaikan dalam alat destilasi untuk diuapkan. Hasil destilasi

(destilat) pertama sebanyak 10-15 mL dibuang, kemudian dilakukan proses

destilasi untuk memperoleh 150 mL destilat dalam Erlenmeyer. Destilat dalam

Erlenmeyer dikocok agar homogen. Destilat dalam Erlenmeyer diberi 3 tetes

indicator PP, kemudian dititrasi menggunakan NaOH 0,1 N. Pada proses titrasi

akan terjadi perubahan warna dari yang tidak berwarna menjadi merah muda.

Hasil volume NaOH yang digunakan titrasi kemudian dicatat dan dilakukan

perhitungan dengan persamaan 3.8.

Kadar VFA = �� -�#/ � -�"�� &�� -�#/ � 0.

�� (mg/L) (3.8)

C. Pengukuran pH

Pengukuran pH dilakukan untuk mengetahui fluktuasi nilai pH pada air

limbah sintetis. Pengukuran pH menggunakan metode elektrometri (APHA,

1999). Berikut merupakan langkah-langkah dalam melakukan pengukuran pH.

a. Sebelum digunakan pH meter dikalibrasi terlebih dahulu ke dalam pH 4,

pH 7, dan pH 10.

b. Elektroda dikeringkan dengan kertas tisu dan dibilas dengan akuades.

c. Elektroda dibilas dengan sampel air limbah.

d. Elektroda dicelupkan ke dalam sampel air limbah hingga pH meter

menunjukkan pembacaan yang tetap.

e. Hasil pembacaan angka pada tampilan pH meter dicatat.



45

D. Pengukuran suhu

Pengukuran suhu dilakukan untuk mengetahui fluktuasi suhu pada dari air

limbah sintetis. Pengukuran suhu menggunakan termometer air raksa (APHA,

1999). Berikut merupakan langkah-langkah dalam melakukan pengukuran suhu:

a. Termometer dicelupkan ke dalam sampel air limbah dan dibiarkan 2 menit

sampai dengan 5 menit sampai termometer menunjukkan nilai yang stabil.

b. Pembacaan skala termometer dicatat tanpa mengangkat terlebih dahulu

termometer dari sampel air limbah.

E. Pengukuran produksi biogas

Pengukuran biogas dilakukan dengan mengalirkan selang biogas pada

reaktor menuju manometer yang berisi air destilasi. Air destilasi pada manometer

akan terdesak ketika terdapat biogas yang masuk ke dalam manometer.

Permukaan air destilasi berhimpit dengan skala yang ada pada manometer.

Perubahan permukaan air destilasi yang ditunjukkan pada skala dipantau dan

dicatat untuk mengetahui banyaknya produksi biogas selama penelitian.

3.4.2 Analisis Data

Analisa data dilakukan terhadap data yang diperoleh dari hasil analisis

setiap parameter yakni parameter TCOD, SCOD, VFA, pH, dan suhu:

1. Analisis penyisihan konsentrasi TCOD, dan SCOD pada tahap running.

Analisis penyisihan konsentrasi dilakukan terhadap data TCOD dan SCOD

pada konsentrasi OLR tertentu selama tahap running. Data konsentrasi penyisihan

TCOD dan SCOD dilakukan tabulasi data dalam bentuk tabel dan diplotkan dalam

bentuk grafik dengan sumbu X adalah waktu pengamatan dan sumbu Y adalah



46

konsentrasi penyisihan TCOD dan SCOD. Besarnya penurunan konsentrasi TCOD,

dan SCOD dihitung dengan menggunakan persamaan 3.9.

Penyisihan (mg/L) = C0 – C1 (3.9)

Keterangan: C0 = konsentrasi parameter inlet pada hari ke-i (mg/L) C1 = konsentrasi parameter oulet pada hari ke-i (mg/L)

2. Analisi fluktuasi VFA

Data VFA selama 15 hari pengamatan dilakukan tabulasi data dalam

bentuk tabel dan diplotkan dalam bentuk grafik. Sumbu X pada grafik merupakan

waktu pengataman (hari ke-) dan sumbu Y merupakan konsentrasi VFA (mg/L).

Grafik yang diperoleh dianalisis secara deskriptif.

3. Analisis uji beda konsentrasi penyisihan bahan organik pada OLR dengan

uji statistik

Data inlet dan oulet bahan organik pada tiap OLR didapatkan kemudian

dilakukan perhitungan penyisihan bahan organik. Data konsentrasi penyisihan

bahan organik dianalisis secara statistik menggunakan software Statistical

Product and Service Solution (SPSS). Uji awal yang dilakukan yaitu uji

normalitas menggunakan One Sample Kolmogorov Smirnov (K-S) dan uji

homogenitas dengan Levene Test. Jika didapatkan data yang berdistribusi normal

dan varian data yang homogen, maka uji statistik dilanjutkan dengan

menggunakan uji Analysis Of Varian (ANOVA) dua arah dengan derajat

signifikansi 5% untuk mengetahui adanya pengaruh perlakuan. Bila didapatkan

pengaruh dari perlakuan yang diberikan, uji dilanjutkan dengan uji Duncan untuk

mengetahui adanya signifikasi antar perlakuan.



47

Cara pengambilan keputusan dari uji ANOVA ini adalah :

Jika diperoleh sig < α, maka H0 ditolak dan H1 diterima.

Jika diperoleh sig > α, maka H0 diterima dan H1 ditolak.



48

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini akan dijelaskan hasil penelitian dan pembahasan yang

meliputi data konsentrasi penyisihan TCOD dan SCOD untuk parameter bahan

organik pada tiap OLR yang dapat dilihat pada Lampiran 2, serta data pemantaun

pH, suhu, VFA, dan produksi biogas tiap OLR pada Lampiran 3. Data hasil

running dilakukan analisis data untuk mengetahui konsentrasi penyisihan bahan

organik pada tiap OLR, mencari perbedaan tingkat penyisihan bahan organik pada

OLR yang berbeda, serta menentukan OLR efektif untuk menyisihkan bahan

organik

Penelitian ini dilakukan selama 15 hari dengan pengambilan sampel pada

hari ke 0, 3, 6, 9, 12, dan 15. Penelitian dilakukan secara bertahap yaitu

pengoperasian OLR 0 dan 4 g/L.hari pada tahap pertama selama 15 hari. Tahap

selanjutnya OLR 8 g/L.hari selama 15 hari dan tahap terakhir OLR 16 g/L.hari

selama 15 hari. Pada setiap tahapan dilakukan pengukuran parameter TCOD dan

SCOD pada saat inlet dan outlet untuk mengetahui konsentrasi penyisihannya.

Penelitian ini diawali dengan proses seeding dari lumpur RPH. Proses

seeding dilakukan untuk memperoleh jumlah mikroorganisme yang digunakan

dalam proses pengoperasian reaktor (running). Jumlah mikroorganisme dapat

dipantau dari nilai VSS. Nilai VSS selama proses seeding dapat dilihat pada

Lampiran 4. Nilai VSS yang telah lebih dari 3000 mg/L menunjukan proses

seeding telah selesai dan lumpur RPH dapat digunakan sebagai sumber



49

mikroorganisme pada pengoperasisan reaktor (running). Penelitian dilanjutkan

dengan pengoperasian reaktor (running) untuk mendapatkan data penyisihan

bahan organik, sehingga diketahui OLR efektif yang digunakan untuk pengolahan

air limbah secara anaerobik kontinyu.

4.1 Penyisihan Konsentrasi Total Chemical Oxygen Demand (TCOD) dan

Soluble Chemical Oxygen Demand (SCOD) Pada Tiap Organic Loading

Rate (OLR)

Pada penelitian ini dilakukan pengukuran TCOD dan SCOD pada saat inlet

untuk mengetahui seberapa besar kemampuan penyisihan TCOD dan SCOD yang

terjadi pada reaktor dengan proses anaerobik. Pengukuran TCOD untuk

mengetahui jumlah bahan organik dalam bentuk senyawa kompleks, sedangkan

SCOD diukur untuk mengetahui bahan organik terlarut dalam bentuk senyawa

sederhana hasil dari degradasi bahan organik yang dilakukan oleh

mikroorganisme dalam proses anaerobik. OLR yang digunakan pada penelitian

tahap pertama adalah OLR 0 g/L.hari. Pada OLR 0 g/L.hari tidak terjadi proses

aliran air limbah secara kontinyu melainkan proses yang terjadi aliran diam

(batch). Penyisihan konsentrasi TCOD dan SCOD pada OLR 0 g/L.hari dapat

dilihat pada Gambar 4.1.



50

Gambar 4.1 Grafik Penyisihan Konsentrasi TCOD dan SCOD Pada OLR 0 g/L.hari

Berdasarkan Gambar 4.1 diketahui bahwa terjadi penyisihan TCOD dan

SCOD pada OLR 0 g/L.hari. Rentang penyisihan TCOD sebesar 1.968 – 2.496

mg/L dan SCOD sebesar 1.787 – 2.400 mg/L. Penyisihan konsentrasi TCOD

tertinggi terjadi pada hari ke-6 sebesar 2.496 mg/L sedangkan penyisihan

konsentrasi SCOD tertinggi terjadi pada hari ke-3 sebesar 2.400 mg/L. Penyisihan

terjadi mulai hari ke-3 hingga hari ke-15. Pada penyisihan konsentrasi TCOD

terjadi fluktuasi penyisihan selama waktu operasional, sedangkan penyisihan

konsentrasi SCOD menurun setelah hari ke-3. Oleh karena itu dilakukan uji beda

secara statistik untuk mengetahui beda penyisihan yang terjadi saat waktu

operasional. Hasil uji beda dapat dilihat pada Tabel 4.1.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 3 6 9 12 15

Pen

yisi

han

Konse

ntr

asi (m

g/L

)

Waktu Operasional (Hari)

TCOD

SCOD



51

Tabel 4.1 Hasil Uji Beda Statistik Penyisihan TCOD dan SCOD Pada OLR 0 g/L.hari

Waktu

Operasional

Mean Penyisihan

TCOD SCOD

Hari ke-0 0 ± 0.00 mg/L a 0 ± 0,00 mg/L d Hari ke-3 1.968 ± 332,55 mg/L b 2.400 ± 219,96 mg/L f Hari ke-6 2.496 ± 144,00 mg/L c 1.968 ± 83,13 mg/L e Hari ke-9 2.095 ± 322,09 mg/L c 1.832 ± 286,70 mg/L e Hari ke-12 2.415 ± 286,30 mg/L c 1.786 ± 79,09 mg/L e Hari ke-15 2.352 ± 56,73 mg/L c 2.112 ± 415,69 mg/L ef

Pada Tabel 4.1, notasi huruf yang sama menunjukkan tidak ada beda

signifikan sedangkan huruf yang berbeda menunjukkan adanya beda signifikan.

Berdasarkan Tabel 4.1 penyisihan konsentrasi TCOD dan SCOD terdapat beda

nyata antara penyisihan konsentrasi TCOD dan SCOD selama waktu operasional.

Pada Tabel 4.1 dapat dilihat bahwa pada hari ke-6 hingga hari ke-15 tidak terdapat

perbedaan penyisihan, namun pada hari ke-3 terdapat perbedaan penyisihan

dengan hari-hari lainnya. Hal tersebut menunjukan pada hari ke-3 telah terjadi

proses anaerobik pada reaktor. Berdasarkan data tersebut dilakukan regresi pada

hari yang berbeda signifikan dapat dilihat pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2 Grafik Regresi Penyisihan Konsentrasi TCOD dan SCOD Pada OLR 0 g/L.hari

y = 1248x - 1008

R² = 0.9001y = 984x - 512

R² = 0.5916

0

1000

2000

3000

0 3 6

Pen

yisi

han

Konse

ntr

asi

(mg/L

)


TCOD

SCOD

Linear (TCOD)

Linear (SCOD)



52

Berdasarkan Gambar 4.2 diketahui bahwa hubungan waktu operasional

dan penyisihan konsentrasi TCOD dan SCOD mengalami regresi linier positif. Hal

tersebut karena nilai slope yang positif sebesar 1248 dan 984. Pengaruh waktu

operasional dan penyisihan konsentrasi TCOD dapat diketahui dari koefisien

determinasi yaitu 0,9001 dan 0,5916 sehingga pengaruh antara waktu operasional

dengan penyisihan konsentrasi TCOD sebesar 90,01% dan SCOD sebesar 58,16%.

Oleh karena itu, nilai korelasi antara waktu operasional dan konsentrasi TCOD

dan SCOD OLR 0 g/L.hari sebesar 0,9487 dan 0,7691 sehingga dapat diartikan

bahwa semakin lama waktu operasional reaktor maka semakin meningkat

penyisihan konsentrasi TCOD dan SCOD. Peningkat penyisihan konsentrasi

TCOD dan SCOD akibat dari proses anaerobik pada reaktor.

Proses anaerobik diawali dengan proses hidrolisis adalah proses

penguraian senyawa polimer menjadi monomer sederhana dengan bantuan bakteri

(Metcalf & Eddy, 2003). Proses selanjutnya adalah proses asidogenesis yaitu yaitu

mikroba mengubah partikel tersuspensi menjadi terlarut. Proses asidogenesis

diketahui dengan meningkatnya konsentrasi SCOD dan VFA. Proses terakhir dari

proses anaerobik adalah proses metanogenesis. Proses metanogenesis adalah

proses tereduksi SCOD dan VFA untuk dikonversikan menjadi gas metan (biogas)

(Soetopo dkk., 2011).

Pada proses anaerobik dapat menyebabkan rasio TCOD dan SCOD

berfluktuasi seperti yang terlihat pada Gambar 4.1. Persentase ratio penyisihan

konsentrasi SCOD dibandingkan penyisihan konsentrasi TCOD pada penelitian ini

antara 50% - 80%. Besarnya persentase rasio penyisihan konsentrasi SCOD



53

dibandingkan penyisihan konsentrasi TCOD menunjukan proses anaerobik pada

reaktor telah berlangsung (Nadais dkk., 2010). Hal tersebut ditunjukan dengan

tingginya penyisihan SCOD berbanding lurus dengan penurunan konsentrasi VFA

dapat dilihat pada Gambar 4.3. sehingga menghasilkan produksi biogas yang

cukup tinggi dapat dilihat pada Gambar 4.4.

Selain dari penyisihan konsentrasi TCOD dan SCOD, penurunan VFA, dan

produksi biogas, proses anaerobic pada reaktor ditunjukan dengan nilai pH 6,6 -

7,0 dan suhu 27 – 29 OC. Gerardi (2003) menyatakan bahwa bakteri anaerob

mampu tumbuh dan bekerja dengan baik pada pH 6.5 – 7.5. dan menurut

Angelidaki dan Ahring (1993) menyatakan bahwa proses anaerobik dapat terjadi

pada suhu 25 – 40 oC sehingga bakteri mampu mendegradasi bahan organik.

Gambar 4.3 Konsentrasi VFA Pada OLR 0 g/L.hari

0

10000

20000

30000

0 3 6 9 12 15Konse

ntr

asi VFA

(m

g/L

)




54

Gambar 4.4 Produksi Biogas Harian Pada OLR 0 g/L.hari

Berdasarkan data-data diatas dapat diketahui bahwa pada reaktor

anaerobik OLR 0 g/L.hari terjadi proses anaerobik. Pada reaktor ini menunjukan

efisiensi penyisihan sebesar 41%-52% untuk penyisihan konsentrasi TCOD dan

37%-50% untuk penyisihan konsentrasi SCOD. Efisiensi tertinggi penyisihan

TCOD dan SCOD sebesar 50% terjadi pada hari ke-3. Hal tersebut menunjukan

bahwa setelah hari ke-3 bakteri masih mampu melakukan penyisihan TCOD dan

SCOD tetapi tidak lagi optimum. Menurut Dareioti & Kornaros, (2014)

menyatakan efisiensi penyisihan konsentrasi TCOD dan SCOD yang rendah akibat

dari akumulasi asam asetat yang ditunjukan dengan konsentrasi VFA.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 3 6 9 12 15

Volu

me

Bio

gas

(cm

3 )




55

Pada OLR 4 g/L.hari air limbah dialirkan dari bak ekualisasi menuju outlet

dengan melewati reaktor anaerobik. Pada OLR ini dilakukan pengukuran

konsentrasi TCOD dan SCOD pada bak ekualisasi sebelum mengukur konsentrasi

TCOD dan SCOD pada outlet reaktor. Hal tersebut dilakukan untuk mengetahui

kemampuan penyisihan yang terjadi pada reaktor anaerobik kontinyu. Pada bak

ekualisasi konsentrasi TCOD berkisar 3.509 – 3.920 mg/L dan konsentrasi SCOD

berkisar 1.755 – 2352 mg/L. Hasil penyisihan pada reaktor anaerobik dengan

OLR 4 g/L.hari dapat dilihat pada Gambar 4.3.


Berdasarkan Gambar 4.5 diketahui bahwa terjadi penyisihan konsentrasi

TCOD dan SCOD pada OLR 4 g/L.hari. Penyisihan terjadi mulai hari ke-3 hingga

hari ke-15. Rentang penyisihan konsentrasi TCOD sebesar 1.381 – 2.090 mg/L

dan SCOD sebesar 510 – 971 mg/L. Penyisihan konsentrasi TCOD tertinggi terjadi

0

500

1000

1500

2000

2500

0 3 6 9 12 15

Pen

yisi

han

Konse

ntr

asi (

mg/L

)


TCOD

SCOD



56

pada hari ke-3 sebesar 2.090 mg/L, sedangkan penyisihan konsentrasi SCOD

tertinggi terjadi pada hari ke-3 dan ke-12 yaitu sebesar 971 dan 784 mg/L. Pada

penyisihan konsentrasi TCOD terjadi fluktuasi penyisihan selama waktu

operasional, sedangkan penyisihan konsentrasi SCOD tidak mengalami perubahan

pada hari ke-6 dan ke-9. Oleh karena itu dilakukan uji beda secara statistik untuk

mengetahui beda penyisihan yang terjadi saat waktu operasional. Hasil uji beda

dapat dilihat pada Tabel 4.2


Waktu

Operasional

Mean Penyisihan

TCOD SCOD

Hari ke-0 0 ±0,00 mg/L a 0 ± 0,00 mg/L d Hari ke-3 2.090 ± 636,63 mg/L b 971 ± 193,99 mg/L f Hari ke-6 1.505 ± 265,01 mg/L b 510 ± 205,77 mg/L de Hari ke-9 1.642 ± 171,08 mg/L b 510 ± 218,87 mg/L de Hari ke-12 1.381 ± 466,29 mg/L b 784 ± 326,31 mg/L ef Hari ke-15 1.792 ± 403,82 mg/L b 635 ± 155,56 mg/L ef



Pada tabel 4.2 dapat dilihat bahwa pada penyisihan konsentrasi TCOD tidak terjadi

beda penyisihan dari hari ke-3 hingga hari ke-15, sedangkan pada penyisihan

konsentrasi SCOD terdapat beda penyisihan antara hari ke-3 dengan hari-hari

lainnya. Namun besar penyisihan konsentrasi SCOD pada hari ke-3 tidak terlalu

jauh berbeda dengan hari ke-12 dan hari ke-15. Pada OLR 4 g/L.hari penyisihan

konsentrasi TCOD dan SCOD tidak terlalu berbeda nyata. Berdasarkan data

tersebut dilakukan regresi pada hari yang berbeda signifikan dapat dilihat pada

Gambar 4.6.



57






determinasi yaitu 0,3631 dan 0, 2687 sehingga pengaruh antara waktu operasional







y = 634.67x - 149.33

R² = 0.3631

y = 261.33x - 12.444

R² = 0.2687

0

500

1000

1500

2000

2500

0 3 6

Pen

yisi

han

Konse

ntr

asi (m

g/L

)


TCOD

SCOD

Linear (TCOD)

Linear (SCOD)



58

Persentase ratio penyisihan konsentrasi SCOD dibandingkan penyisihan

konsentrasi TCOD pada OLR 4 g/L.hari antara 54% - 74%. Ratio penyisihan

konsentrasi TCOD dan SCOD pada OLR 4 g/L.hari lebih kecil dari OLR 0

g/L.hari. Namun pada OLR ini rasio penyisihan konsentrasi TCOD dan SCOD

semakin meningkat hingga hari ke-15, berbeda dengan OLR 0 g/L.hari yang

memiliki rasio besar pada hari ke-3 dan berfluktuasi pada hari berikutnya.

Peningkatan rasio pada OLR 4 g/L.hari berbanding lurus dengan penurunan VFA

dapat dilihat pada Gambar 4.7 dan peningkatan produksi biogas pada Gambar 4.8.

Pada OLR 4 g/L.hari proses anaerobik terjadi pada hari ke-6 yang ditandai

dengan penurunan konsentrasi VFA dan produksi biogas. Selain itu pada hari ke-6

kondisi pH reaktor 7,3 dan suhu 29OC menunjukan kondisi optimum bakteri untuk

mendegradasi bahan organik.


0

5000

10000

15000

20000

25000

0 3 6 9 12 15

Konse

ntr

asi VFA




59


Berdasarkan data-data diatas dapat diketahui bahwa pada reaktor

anaerobik OLR 4 g/L.hari terjadi proses anaerobik. Pada reaktor ini menunjukan

efisiensi penyisihan sebesar 32% - 53% untuk penyisihan konsentrasi TCOD dan

22% - 46% untuk penyisihan konsentrasi SCOD. Efisiensi tertinggi penyisihan

TCOD sebesar 53% terjadi pada hari ke-3 dan SCOD sebesar 46% terjadi pada hari

ke-12. Namun kinerja optimum reaktor OLR 4 g/L.hari terjadi pada hari ke-12

ditunjukan penurunan VFA dan produksi biogas yang cukup tinggi.

Pada OLR 4 g/L.hari kemampuan penyisihan bahan organik lebih rendah

dari OLR 0 g/L.hari. Hal tersebut terjadi karena pada OLR 4 g/L.hari terjadi

sistem kontinyu yaitu dilakukan pengaliran air limbah secara kontinyu pada

reaktor dengan waktu tinggal tertentu sehingga beban organik yang masuk dalam

reaktor selalu bertambah. Pada OLR 0 g/L.hari tidak ada aliran air limbah

sehingga beban organik yang ada pada reaktor tetap dan mikroba lebih optimum

mendegradasi air limbah. Menurut Indriyati (2003), kenaikan konsentrasi bahan

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0 3 6 9 12 15

Volu

me

Bio

gas

(cm

3 )




60

organik yang terlalu cepat menyebabkan bakteri metanogenik yang tumbuh lebih

lambat daripada bakteri asidogenik, belum siap untuk mengolah beban organik

yang lebih besar. Hal tersebut yang menyebabkan efisiensi penyisihan OLR 4

g/L.hari lebih rendah OLR 0 g/L.hari. Pada tahap selanjutnya pada penelitian ini

nilai OLR ditingkat menjadi 8 g/L.hari.

Pada OLR 8 g/L.hari air limbah dialirkan dari bak ekualisasi menuju outlet

dengan melewati reaktor anaerobik memiliki konsentrasi TCOD berkisar 3.504 –

4.966 mg/L dan konsentrasi SCOD berkisar 2.614 – 4.045 mg/L. Hasil penyisihan

TCOD dan SCOD dapat dilihat pada Gambar 4.9.




0

500

1000

1500

2000

2500

0 3 6 9 12 15

Pen

yisi

han

Konse

ntr

asi (

mg/L

)


TCOD

SCOD



61


dan SCOD sebesar 1.143 – 2.186 mg/L. Penyisihan konsentrasi TCOD tertinggi

terjadi pada hari ke-3 sebesar 2.304 mg/L, sedangkan penyisihan konsentrasi

SCOD tertinggi terjadi pada hari ke-15 sebesar 2.293 mg/L. Pada penyisihan

konsentrasi TCOD terjadi penurunan penyisihan setelah hari ke-3, sedangkan

penyisihan konsentrasi SCOD terjadi fluktuasi hingga hari ke-15. Oleh karena itu

dilakukan uji beda secara statistik untuk mengetahui beda penyisihan yang terjadi

saat waktu operasional. Hasil uji beda dapat dilihat pada Tabel 4.3.


Waktu

Operasional

Mean Penyisihan

TCOD SCOD

Hari ke-0 0 ± 0,00 mg/L a 0 ± 0,00 mg/L d Hari ke-3 2.304 ± 144,00 mg/L c 1.600 ± 363,45 mg/L ef Hari ke-6 2.252 ± 620,40 mg/L c 1.143 ± 484,11 mg/L e Hari ke-9 1.329 ± 57,73 mg/L b 1.488 ± 299,76 mg/L e Hari ke-12 1.330 ± 79,67 mg/L b 1.666 ± 464,18 mg/L ef Hari ke-15 1.926 ± 137,50 mg/L c 2.293 ± 356,18 mg/L f





Pada tabel 4.3 dapat dilihat bahwa pada penyisihan konsentrasi TCOD terjadi beda

penyisihan pada hari ke-9 dan hari ke-12 dengan hari-hari lainnya, sedangkan

pada penyisihan konsentrasi SCOD terdapat beda penyisihan antara hari ke-15

dengan hari-hari lainnya. Perbedaan pada penyisihan konsentrasi TCOD hari ke-9

dan hari ke-12 karena memiliki penyisihan yang lebih rendah dari hari-hari



62

lainnya, sedangkan pada penyisihan SCOD hari ke-15 berbeda dengan hari lainnya

karena memiliki nilai penyisihan yang tinggi dari hari-harinya. Berdasarkan data

tersebut dilakukan regresi pada hari yang berbeda signifikan dapat dilihat pada

Gambar 4.10.






determinasi yaitu 0,1939 dan 0,559 sehingga pengaruh antara waktu operasional





y = 369.28x + 528

R² = 0.1939

y = 532.16x - 72

R² = 0.559

0

500

1000

1500

2000

2500

0 3 6 9

Pen

yisi

han

Konse

ntr

asi (m

g/L

)


TCOD

SCOD

Linear (TCOD)

Linear (SCOD)



63




konsentrasi TCOD pada OLR 8 g/L.hari antara 74% - 83%. Rasio penyisihan

konsentrasi TCOD dan SCOD lebih besar daripada OLR sebelumnya. Rasio

penyisihan konsentrasi TCOD dan SCOD berfluktuasi hingga hari ke-15. Rasio

tertinggi terjadi pada hari ke-12 dengan rasio 1,25. Tingginya rasio tersebut tidak

menyebabkan penurunan penyisihan bahan organik maupun peningkatan VFA

dapat dilihat pada Gambar 4.11. Namun pada hari ke-12 menyebabkan bakteri

metanogenik tidak memproduksi biogas dapat dilihat pada gambar 4.12. Hal

tersebut karena bakteri metanogenik tumbuh lebih lambat dan belum siap untuk

mengolah SCOD yang meningkat (Indriyati, 2011).


0

5000

10000

15000

20000

25000

0 3 6 9 12 15

Konse

ntr

asi VFA

(m

g/L

)




64


Berdasarkan data penyisihan bahan organik diatas dapat diketahui bahwa

pada reaktor anaerobik OLR 8 g/L.hari terjadi proses anaerobik. Pada reaktor ini

menunjukan efisiensi penyisihan sebesar 31% - 51% untuk penyisihan konsentrasi

TCOD dan 47% - 70% untuk penyisihan konsentrasi SCOD. Efisiensi tertinggi

penyisihan TCOD sebesar 51% terjadi pada hari ke-3 dan hari ke-15 dan SCOD

sebesar 70% terjadi pada hari ke-15. Peningkatan efisiensi penyisihan pada hari

ke-15 karena bakteri metanogenik telah siap mendegradasi SCOD dan konsentrasi

VFA untuk dikonversi menjadi biogas. Menurut Soetopo dkk., (2011), bakteri

metanogenik mereduksi SCOD dan menguraikan konsentrasi VFA menjadi gas

metan (CH4) dan CO2.

Pada OLR 8 g/L.hari efisiensi penyisihan bahan organik lebih tinggi dari

OLR sebelumnya karena pada OLR ini debit aliran yang masuk lebih cepat dari

pada OLR 4 g/L.hari sehingga biomassa yang terdapat pada air limbah cepat

berganti dengan biomassa yang baru. Hal tersebut yang membuat peningkatan

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 3 6 9 12 15

Pro

duks

i Bio

gas

(cm

3 )




65

efisiensi penyisihan pada OLR 8 g/L.hari daripada OLR 4 g/L.hari yang memiliki

debit lebih lamban. Oleh karena itu, penelitian dilanjutkan pada tahap terakhir

dengan OLR 16 g/L.hari.

Pada OLR 16 g/L.hari air limbah dialirkan dari bak ekualisasi menuju

outlet dengan melewati reaktor anaerobik memiliki konsentrasi TCOD berkisar

4.128 – 4.992 mg/L dan konsentrasi SCOD berkisar 2.832 – 4.512 mg/L. Hasil

penyisihan TCOD dan SCOD dapat dilihat pada Gambar 4.7.





dan SCOD sebesar 1.184 – 2.016 mg/L. Penyisihan konsentrasi TCOD tertinggi

terjadi pada hari ke-15 sebesar 2.736 mg/L, dan penyisihan konsentrasi SCOD

tertinggi terjadi pada hari ke-15 sebesar 2.016 mg/L. Pada penyisihan konsentrasi

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 3 6 9 12 15

Pen

yisi

han

Konse

ntr

asi (m

g/L

)


TCOD

SCOD



66

TCOD dan SCOD terjadi penurunan penyisihan setelah hari ke-3, kemudian

mengalami peningkatan secara bertahap hingga hari ke-15. Oleh karena itu

dilakukan uji beda secara statistik untuk mengetahui beda penyisihan yang terjadi

saat waktu operasional. Hasil uji beda dapat dilihat pada Tabel 4.4.


Waktu

Operasional

Mean Penyisihan

TCOD SCOD

Hari ke-0 0 ± 0,00 mg/L a 0 ± 0,00 mg/L d Hari ke-3 1.968 ± 581,96 mg/L bc 1.248 ± 219,96 mg/L e Hari ke-6 1.488 ± 462,89 mg/L b 1.184 ± 99,92 mg/L e Hari ke-9 1.536 ± 462,89 mg/L b 1.488 ± 299,76 mg/L ef Hari ke-12 2.080 ± 483,18 mg/L bc

2.736 ± 659,89 mg/L c 1.872 ± 380,98 mg/L ef

Hari ke-15 2.016 ± 380,98 mg/L f





Pada tabel 4.4 dapat dilihat bahwa pada penyisihan konsentrasi TCOD dan SCOD

terjadi beda penyisihan pada hari ke-15 dengan hari-hari lainnya. Pada hari ke-15

menunjukan penyisihan tertinggi dari hari-hari lainnya. Berdasarkan data tersebut

dilakukan regresi pada hari yang berbeda signifikan dapat dilihat pada Gambar

4.14.



67






determinasi yaitu 0,5257 dan 0, 6536 sehingga pengaruh antara waktu operasional








konsentrasi TCOD pada OLR 16 g/L.hari antara 41% - 80%. Rasio penyisihan

y = 744x - 336

R² = 0.5257

y = 552x - 320

R² = 0.65360

500

1000

1500

2000

2500

0 3 6

Pen

yisi

han

Konse

ntr

asi (m

g/L

)


TCOD

SCOD

Linear (TCOD)

Linear (SCOD)



68

konsentrasi TCOD dan SCOD pada OLR 16 g/L.hari lebih kecil dari OLR lainnya.

Rasio penyisihan konsentrasi TCOD dan SCOD tertinggi terjadi pada hari ke-9.

Peningkatan rasio pada OLR 16 g/L.hari berbanding lurus dengan penurunan

VFA dapat dilihat pada Gambar 4.15 dan peningkatan produksi biogas pada

Gambar 4.16.



0

5000

10000

15000

20000

25000

0 3 6 9 12 15

Konse

ntr

asi VFA

(m

g/L

)


0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 3 6 9 12 15

Pro

duks

i Bio

gas

(cm

3 )




69

Berdasarkan data-data penyisihan bahan organik diatas dapat diketahui

bahwa pada reaktor anaerobik OLR 16 g/L.hari terjadi proses anaerobik. Pada

reaktor ini menunjukan efisiensi penyisihan sebesar 37% - 58% untuk penyisihan

konsentrasi TCOD dan 37% - 71% untuk penyisihan konsentrasi SCOD. Efisiensi

tertinggi penyisihan TCOD sebesar 58% dan SCOD sebesar 71% terjadi pada hari

ke-15. Peningkatan efisiensi penyisihan pada hari ke-15 karena bakteri

metanogenik telah siap mendegradasi SCOD dan konsentrasi VFA untuk

dikonversi menjadi biogas. Menurut Soetopo dkk., (2011), bakteri metanogenik

mereduksi SCOD dan menguraikan konsentrasi VFA menjadi gas metan (CH4)

dan CO2.

Pada OLR 16 g/L.hari memiliki efisiensi penyisihan bahan organik

tertinggi dari OLR 0, 4, dan 8 g/L.hari. Tinggi konsentrasi penyisihan bahan

organik pada OLR 16 g/L.hari karena biomassa yang terdapat pada reaktor lebih

cepat berganti sehingga mampu mendegradasi beban organik yang masuk

kedalam reaktor. Menurut Akram & Stuckey (2008), semakin baik efisiensi

penyisihan pada OLR yang besar disebabkan terlepasnya biomassa yang telah

menyerap bahan organik dan digantikan biomassa yang baru, sehingga membuat

kinerja reaktor lebih stabil dan lebih baik dari OLR yang kecil. Pada penelitian ini

dapat disimpulkan bahwa semakin besar OLR maka efisiensi penyisihan TCOD

dan SCOD semakin tinggi dan waktu tinggal yang terjadi semakin singkat. Selain

itu, semakin besar OLR produksi biogas semakin tinggi dan konsentrasi VFA

menurun. Selain itu, media arang aktif tempurung kelapa juga melakukan adsorpsi



70

bahan organik yang terdapat dalam air limbah membuat proses pengolahan

anaerobik lebih optimal (Kasam dkk., 2005).

Pada penelitian ini kinerja proses anaerobik pada reaktor masing-masing

OLR termasuk optimum dan berjalan baik dipantau dari nilai pH dapat dilihat

pada Gambar 4.17 dan suhu dapat dilihat pada Gambar 4.18.

Gambar 4.17 Nilai pH pada semua OLR

Gambar 4.18 Nilai suhu pada semua OLR

1

2

3

4

5

6

7

8

0 3 6 9 12 15

Nila

i pH


OLR 0 g/L.hari OLR 4 g/L.hari OLR 8 g/L.hari OLR 16 g/L.hari

25

26

27

28

29

30

31

0 3 6 9 12 15

Suhu (

OC)





71

Pada Gambar 4.17, nilai pH pada setiap reaktor berkisar 6.6 – 7.4. Nilai

pH tersebut dapat menunjukan bahwa pada setiap reaktor telah terjadi proses

anaerobik. Gerardi (2003) menyatakan bahwa bakteri anaerob mampu tumbuh dan

bekerja dengan baik pada pH 6.5 – 7.5. Pada Gambar 4.18 nilai suhu pada setiap

reaktor berkisar 27 – 30 oC. Menurut Gerardi (2003) suhu optimum pada proses

anaerobik berkisar antara 32 -35 oC, tetapi Angelidaki & Ahring (1993)

menyatakan bahwa proses anaerobik dapat terjadi pada suhu 25 – 40 oC dan

mampu mendegradasi bahan organik. Berdasarkan data-data yang didapatkan

pada penelitian ini dapat diketahui bahwa pada penelitian ini kinerja reaktor

anaerobik berjalan baik.

4.2 Beda Konsentrasi Penyisihan Bahan Organik Menggunakan Reaktor

Anaerobik Kontinyu Bermedia Arang Aktif Tempurung Kelapa

(Cocos nucifera) Bila Nilai OLR Berbeda

Data penyisihan konsentrasi TCOD dan SCOD yang diperoleh dari semua

OLR kemudian diuji secara statistik untuk menjawab hipotesis statistik. Sebelum

dilakukan uji statistik untuk menjawab hipotesis statistik dilakukan uji beda

pengaruh waktu operasional pada penelitian ini. Hasil analisis statistik pengaruh

waktu operasional digunakan untuk menentukan perlakuan efektif terhadap

penyisihan konsentrasi TCOD dan SCOD pada air limbah secara anaerob dapat

dilihat pada Lampiran 5 Tabel 1. Berdasarkan Lampiran 5 Tabel 1 diketahui

bahwa pada hari ke-6 tidak terdapat beda signifikan dengan hari ke-15. Oleh



72

karena itu pada uji beda konsentrasi penyisihan bahan organik bila nilai OLR

berbeda menggunakan konsentrasi penyisihan TCOD dan SCOD pada hari ke- 15.

Selain dari hasil analisis statistik, menggunakan konsentrasi penyisihan

TCOD dan SCOD pada hari ke-15 karena pada hari ke-15 proses anaerobik

dianggap telah selesai dan penyisihan tertinggi terjadi pada hari ke-15.

Berdasarkan data-data yang ada, OLR 16 g/L.hari mampu menyisihkan bahan

organik dengan penyisihan tertinggi dibandingkan OLR yang lainnya. Konsentrasi

penyisihan bahan organik OLR 16 g/L.hari TCOD sebesar 2.726 mg/L dan SCOD

sebesar 2.016 mg/L.

Data konsentrasi penyisihan bahan organik berdasarakan nilai OLR diuji

secara statistika dengan software SPSS versi 22. Berdasarkan uji One Sample

Kolmogorov-Smirnov, diperoleh nilai signifikan penyisihan TCOD sebesar 0,180

dan SCOD sebesar 0,129 (Lampiran 5 Tabel 2). Nilai signifikasi yang lebih dari

0,05 menunjukan sampel berdistribusi normal. Langkah selanjutnya dilakukan uji

Homogenitas sampel taraf (α) 0,05 dengan Levene’s test. Hasil uji tersebut

menunjukan signifikansi taraf TCOD dan SCOD lebih dari 0,05 (Lampiran 5 Tabel

3), sehingga varian data bersifat homogen. Tahap selanjutnya, dilakukan uji

Anova Two-Way dengan taraf (α) 0,05. Hasil uji Anova menunjukan nilai

signifikasi TCOD sebesar 0,005 dan sCOD sebesar 0,000 (Lampiran 5 Tabel 4).

Berdasarkan uji Anova didapat hasil beda nyata pada Tabel 4.5.



73

Tabel 4.5 Hasil Uji Beda Statistik Penyisihan TCOD dan SCOD Untuk Penentuan OLR Efektif

OLR Mean Penyisihan

TCOD SCOD

OLR 0 g/L.hari 2.352 ± 180,937 cb 2.112 ± 339.411 e

OLR 4 g/L.hari 1.792 ± 329,719 a 634 ± 279,377 d

OLR 8 g/L.hari 1.926 ± 112,269 ab 2.293 ± 360,977 e

OLR 16 g/L.hari 2.736 ± 538,799 c 2.016 ± 311,076 e



Hasil uji beda menyatakan bahwa konsentrasi penyisihan konsentrasi TCOD dan

SCOD ada beda signifikan. Oleh karena itu, untuk hipotesis pertama dapat

dinyatakan H0a ditolak dan H1a diterima, dan untuk hipotesis kedua dapat

dinyatakan H0b ditolak dan H1b diterima.

4.3 Organic Loading Rate (OLR) Efektif Untuk Menyisihkan Bahan

Organik Menggunakan Reaktor Anaerobik Kontinyu Bermedia

Arang Aktif Tempurung Kelapa (Cocos nucifera)

Berdasarkan hasil uji statistik dapat diketahui bahwa variasi nilai OLR

berpengaruh pada konsentrasi penyisihan bahan organik. Hal tersebut dapat dilihat

dari OLR 0, 4, 8, dan 16 g/L.hari yang memiliki beda signifikan pada konsentrasi

penyisihan TCOD dan SCOD. Pada konsentrasi penyisihan TCOD OLR 0 g/L.hari

dengan OLR 16 g/L.hari tidak memiliki beda signifikan, sedangkan pada

konsentrasi penyisihan SCOD OLR 4g/L.hari memiliki beda signifikan dengan

OLR lainnya. Hasil uji beda signifikan dapat dilihat pada Tabel 4.5.



74

Berdasarkan hasil uji statistik pada Tabel 4.5, diketahui bahwa pada

konsentrasi penyisihan TCOD terjadi perbedaan yang signifikan bila nilai OLR

berbeda sedangkan pada konsentrasi penyisihan SCOD ada perbedaan yang

signifikan antara OLR 4 g/L.hari dengan OLR 0, 8, dan 16 g/L.hari. Namun

berdasarkan hasil mean penyisihan OLR 16 g/L.hari memiliki konsentrasi

penyisihan TCOD yang lebih tinggi dari OLR lainnya. Pada konsentrasi

penyisihan SCOD mean penyisihan OLR 16 g/L.hari memiliki nilai lebih rendah

dari OLR 0 dan 8 g/L.hari tetapi tidak terdapat beda signifikan dapat dilihat pada

Tabel 4.5. Oleh karena itu OLR 16 g/L.hari mampu menyisihkan bahan organik

lebih tinggi dari OLR lainnya

Organic Loading Rate 16 g/L.hari memiliki konsentrasi penyisihan tinggi

sebesar 2.736 mg/L karena disebabkan terlepasnya biomassa yang telah

menyerap bahan organik dan digantikan biomassa yang baru, sehingga membuat

kinerja reaktor lebih stabil dan lebih baik dari OLR yang kecil (Akram & Stuckey,

2008). Semakin besar OLR yang digunakan waktu yang dibutuhkan untuk proses

anaerobik semakin singkat dan air limbah yang diolah semakin besar. Oleh karena

itu, OLR yang efektif untuk digunakan pada proses pengolahan anaerobik adalah

OLR yang memiliki nilai besar dan pada penelitian ini OLR yang efektif adalah

OLR 16g/L.hari. Pada penelitian ini terlepasnya biomassa dapat terlihat dengan

semakin banyak endapan yang terdapat pada reaktor dapat dilihat pada Lampiran

6, sehingga pada OLR yang besar membutuhkan reaktor yang lebih besar. Namun

pada penelitian ini tidak dilakukan pengukuran biomassa yang terdapat selama

proses anaerobik pada reaktor. Selain itu, pada OLR 16 g/L.hari menghasilkan



75

jumlah biogas lebih tinggi daripada OLR lainnya dapat dilihat pada sub bab 4.1.

Oleh karena itu, OLR 16 g/L.hari adalah OLR yang efektif untuk digunakan

sebagai pengolahan anaerobik secara kontinyu.



76

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan

Berdasarkan penelitian yang dilakukan maka dapat disimpulkan :

1. Konsentrasi penyisihan TCOD pada OLR 0, 4, 8, dan 16 g/L.hari

berturut turut sebesar 2.352 mg/L, 1.792 mg/L, 1.926 mg/L, dan 2.736

mg/L, sedangkan untuk penyisihan konsentrasi SCOD berturut turut

sebesar 2.112 mg/L, 635 mg/L, 2.293 mg/L, 2.016 mg/L.

2. Konsentrasi penyisihan TCOD dan SCOD terdapat beda pada nilai

OLR 0, 4, 8, dan 16 g/L.hari.

3. Organic Loading Rate yang efektif digunakan untuk penyisihan bahan

organik adalah OLR 16 g/L.hari.

5.2 Saran

Berdasarkan penelitian yang dilakukan maka saran yang didapatkan :

1. Perlu dilakukan pengukuran biomassa selama proses anaerobik pada

reaktor.

2. Perlu menggunakan reaktor dengan volume besar untuk nilai OLR

yang besar.



77

DAFTAR PUSTAKA

Agathos, S. N., & Reineke, W., 2003. Biotechnology for the Enviroment :

Wastewater Treament and Modeling, Waste Gas Handling. Kluwe

Academic Publishers. Netherlands. Hal.: 137

Ahmad, A., Bahruddin, dan Rahmi, A., 2011. Penyisihan Kandungan Padatan

Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit dengan Bioreaktor Hibrid Anaerob

Bermedia Cangkang Sawit. Prosiding. Hal. C04-1 – C04-6. ISSN 1693 –

4393.

Akram, A., & Stuckey, D. C., 2008. Flux and Performance Improvement in A

Submerged Anaerobic Membrane Bioreactor (SAMBR) Using Powdered

Activated Carbon (PAC). Process Biochemistry. 4: 93 – 102.

Alaerts, G., & Santika, S. S., 1984. Metode Penelitian Air. Usahan Nasional,

Surabaya. Hal.: 141 – 159.

APHA, 1999. Standart Methods for the Examination of Water and

Wastewater 20th

edition. American Public Health Association. Hal.: 56-

107.

Asmara, A. A., 2014. Pengaruh Variasi Massa Arang Aktif Batok Kelapa

Terhadap Penyisihan Konsentrasi Kadar Amonia dengan Anaerobic Fixed

Bed Reactor. Skripsi. Sarjana Teknik, Universitas Airlangga, Surabaya. Hal.

23.

Bansal, R. S. & Goyal, M. 2005. Activated Carbon Adsorption. CRC Press,

Taylor & Francais Group. USA. Hal.: 50-100.

Boopathy, R., Karthikeyan, S., Mandal, A. B., dan Sekaran, G. 2013. Adsorption

of Ammonium Ion By Coconut Shell-Activated Carbon From Aquoeous

Solution; Kinetics, isotherm, and Thermodynamic Studies. Environmental

Science Pollution Res. 20: 533-542.

Buyukkamaci, N., & Filibeli, A., 2004. Volatile Fatty Acid in Anerobic Hybrid

Reactor. Process Biochemistry. 39: 1491 – 1494.

Chernicharo, C. A. L., 2007. Biological Wastewater Treatment Series Volume

Four: Anaerobic Reactors. IWA Publishing, London. Hal.: 77.

Dareioti, M. A., & Kornaros, M., 2014. Effect of Hydraulic Retention Time

(HRT) On The Anaerobic Co-Digestion Of Agro-Industrial Wastes In a

Two-Stage CSTR System. Bioresource Technology. 167 (2014): 407 –

415.



78

Davis, M.L., 2010. Water and Wastewater Engineering. McGraw Hill, New

York. Hal.: 884.

Dawood, A. T., Kumar, A., & Sambi, S. S. 2011. Study on Anaerobic Treatment

of Synthetic Milk Wastewater under Variable Experimental Conditions.

International Journal of Environmental Science and Development. 2(1): 17-

23.

Effendi, H., 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumberdaya dan

Lingkungan Perairan. Kanisius, Yogyakarta. Hal.: 25-64

Farajzadehha, S., Mirbagheri, S. A., Farajzadehha, S., dan Shayegan, J., 2012.

Lab Scale Study of HRT and OLR Optimization in UASB Reactor for

Pretreating Fortified Wastewater in Various Operational Temperatures.

APCBEE Procedia. Hal. 90 – 95.

Fitria, N. N., 2011. Analisa Outlet Proses Pengolahan Limbah Cair di Unit Effluen

Treatment dan Advanced Treatment Pabrik III PT. Petrokomia Gresik Jawa

Timur. Tugas Akhir. Universitas Sebelas Maret. Hal. 17 – 19.

Gerardi, M. H., 2003. The Microbiology of Anerobic Digesters. John Wiley and

Sons Inc, New Jersey. Hal.: 31 – 55.

Han, W., Chen, H., Yao, X., Li, Y., dan Yang, C., 2010. Biohydrogen Production

with Anaerobic Sludge Immobilized by Granular Activated Carbon in A

Continuous Strirred-tank. Journal of Forestry Research. 21(4): 509 – 513.

Harahap, S., 2013. Pencemaran Perairan Akibat Kadar Amoniak yang Tinggi dari

Limbah Cair Industri Tempe. Jurnal Akutika. 4(2): 183-194

Henze, M., & Comeau, Y., 2008. Wastewater Characterization. Biological

Wastewater Treatment: Priciples Modelling and Design. IWA

Publishing. Hal: 33 – 36.

Indriyati, 2003. Proses Pembenihan (Seeding) dan Aklimatisasi pada Reaktor Tipe

Fixed Bed. Jurnal Teknik Lingkungan, 4(2): 55 – 59.

Indriyati, 2005. Pengolahan Limbah Cair Organik secara Biologi Menggunakan

Reaktor Anerobik Lekar Diam. JAI, 1(3): 341-343.

Jamilatun, S., & Setyawan, M., 2014. Pembuatan Arang Aktif dari Tempurung

Kelapa dan Aplikasinya Untuk Penjernihan Asap Cair. Spektrum Industri.

12(1): 73 – 83.

Karagianndis, A., 2012. Waste to Energy Opportunities and Challenges for

Developing and Transition Economies. Springer. London. Hal. 116



79

Kocadagistan, B., Kocadagistan, E., Topcu, N., dan Demircioǧlu, N. 2005.

Wastewater Treatment With Combined Upflow Anaerobic Fixed-bed and

Suspended Aerobic Reactor Equipped With a Membrane Unit. Process

Biochemistry. 40: 177-182.

Komemoto, K.., Lim, Y. G., Onoue, Y., Niwa, C., dan Toda, T., 2009. Effect of

Temperature on VFA’s and Biogas Production in Anerobic Solubilization

of Food Waste. Waste Management. 29: 2950 – 2955.

Korenaga, T., Tsukube, H., Shinoda, S., dan Nakamura, I., 1994. Hazardous

Waste Control in Research and Education. CRC Press. United State

America. Hal: 224.

Kurniati, E., 2008. Pemanfaatan Cangkang Kelapa Sawit Sebagai Arang Aktif.

Jurnal Penelitian Ilmu Teknik. 8(2): 96 – 103.

Laras, N. S., Yuliani., dan Fitrihidajati, H., 2015. Pemanfaatan Arang Aktif

Limbah Kulit Kacang Kedelai (Glycine max) dalam Meningkatkan

Kualitas Limbah Cair Tahu. LenteraBio. 4(1): 72 – 76.

Meisrilestari, Y., Khomaini, R., dan Wijayanti, H. 2013. Pembuatan Arang Aktif

Dari Cangkang Kelapa Sawit Dengan Aktivasi Secara Fisika, Kimia, dan

Fisika-Kimia. Konversi. 2(1): 1-6.

Metcalf & Eddy, 2003. Wastewater Engineering: Treatment and Reuse 4th

Edition. McGraw Hill. Hal. 546-602.

Nadais, M. H. G. A. G., Capela, M. I. A. P. F., Arroja, L. M. G. A., dan Hung, Y.

T., 2010. Anaerobic Treatment of Milk Processing Wastewater. Handbook

of Enviromental Enginnering, Volume: Enviromenrtal

Bioengineering.Springer Science and Business Media. Hal. 555.

Nakhla, G. F., & Suidan, M. T., 1995. Effect of Anaerobic Biological Activity on

The Adsopryive Capacity of Granular Activated Carbon. Jstor. 67(7):

1020 – 1026.

Nayono, S. E., 2009. Anaerobic Digestion of Organic Solid Waste for Energy

Production. KIT Scientific Publishing. Hal. 21

Nugroho, R. 2010. Pengembangan Teknologi untuk Mengolah Senyawa Nitrogen

dalam Air Limbah dengan Menggunakan Reaktor Berbahan Isian Batu

Belerang dan Batu Kapur. Laporan Akhir. Kementrian Riset dan Teknologi.

Hal.13. Okafor, P. C., Okon, P. U., Daniel, E. F., dan Ebenso E. E. 2012. Adsorption

Capacity of Coconut (Cocos nucifera L.) Shell for Lead, Copper,



80

Cadmium, and Arsenic From Aqueous Solutions. J. Electrochem. Sci. 7.

12354-12369Padmono, D., 2003. Pengaruh Beban Organik Terhadap

Efisiensi Anerobic Fixed Bed Reactor dengan Aliran Catu Upflow. Jurnal

Teknik Lingkungan. 4(3): 150-151.

Padmono, D., 2007. Distribusi Substrat di dalam Fixed Bed Reactor (FBR).

Jurnal Teknik Lingkungan. 8(1): 30.

Pohan, N., 2008. Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu dengan Proses Biofilter

Aerobik. Tesis. Universitas Sumatera Utara, Meda. Hal.34.

Purnobasuki, H., Oktavitri, N. I., Kuncoro, E. P., Asmara, A. A., dan Rafsanjani,

S. I., 2014. Ammonia and Organic Compound Removal From Dairy Milk

Simulation Wastewater by Coconut Shell (Cocos nucifera). Journal of

Chemical and Pharmaceutical Research. 6(12): 619-624.

Putro, A. N. H. dan Ardhiany, S. A. 2010. Proses Pengambilan Kembali Bioetanol

Hasil Fermentasi dengan Metode Adsorpsi Hidrophobik. Skripsi.

Universitas Diponegoro. 9-10.

Rajakumar, R., & Meenambal, T., 2008. Comparative Study on Start-Up

Performance of HUASB and AF Reactors Trearing Poultry Slaughterhouse

Wastewater. Int.J.Environ. Res. 4: 403.

Ramasamy, E.V., Gajalaksmi, S., Sanjeevi, R., Jithesh, M. N., dan Abbasi, S. A.,

2004. Feasibility Studies on The Treatment of Dairy Wastewaters with

Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactors. Biosource Technology. 93.

209 – 212.

Risdianto, D., 2007. Optimalisasi Proses Koagulasi Flokulasi untuk Pengolahan

Air Limbah Industri Jamu (Studi Kasus PT. Sido Muncul). Tesis. Magister

Teknik Kimia, Universitas Diponegoro, Semarang. Hal. 44-46.

Salamah, S., 2008. Pembuatan Karbon Aktif dari Kulit Buah Mahoni dengan

Perlakuan Perendaman dalam Larutan KOH. Prosiding. Hal. B-55 – B-5.

ISBN : 978-979-3980-15-7.

Sari. 2011. Optimalisasi Nilai Kalor Pembakaran Biobriket Campuran Batubara

dengan Arang Tempurung Kelapa. Skripsi. Universitas Negeri Solo. Hal.

35-37.

Shoumkova, A., & Stoyanova, V., Zeolites Formation by Hydrothermal Alkali

Activation of Coal Fly Ash from Thermal Power Station “Maritsa 3”,

Bulgaria. Fuel. 103. 533-541.



81

Singh, U., & Kaushal, R. K., 2013. Treatment of Wastewater with Low Cost

Adsorbent – A Review. Intern. Journal of Technichal and Non Technical

Research. 4: 33-42.

Siregar, S. A. 2005. Instalasi Pengolahan Air Limbah. Kanisius, Yogyakarta.

Hal: 25-107.

Siriphanich, J., Saradhuldhat, P., Romphopak, T., Krisanapook, K., Pathaveerat,

S., dan Tongchitpakdee, S., 2011. Postharvest Biology and Technology of

Tropical and Subtropical Fruits : Cocona to Mango. Woodhead Publishing

Series in Food Science, Technology and Nutrition. Hal: 8-28.

SNI-06-6989-15-2004 tentang Air dan air limbah – Bagian 15: Cara uji kebutuhan

oksigen kimiawi (KOK) refluks terbuka dengan refluks terbuka secara

titrimetri. Badan Standarisasi Nasional.

SNI-06-6989-26-2005 tentang Air dan air limbah – Bagian 26: Cara uji kadar

padatan total secara gravimetri. Badan Standarisasi Nasional

Stepnowski, P., Siedlecka, A. M., Kurmirska, J., Ossowaski, T., Glamowski, P.,

Golebiowski, M., Gajdus, J., dan Kaczynski, Z., 2008. Determination of

Volatile Fatty Acids in Environmental Aqueous Samples. Polish J. of

Environ. Stud. 17 (3): 351-356.

Sugiharto, 2008. Dasar – Dasar Pengelolaan Air Limbah. UI-Press, Jakarta.

Hal: 45 – 126.

Suhendra, D., & Gunawan, E. R., 2010. Pemmbuatan Arang Aktif dari Batang

Jagung Menggunakan Aktivator Asam Sulfat dan Penggunaannya Pada

Penjerapan Ion Tembaga(II). Makara,Sains. 14(1): 22 – 26.

Suzuki, M., 1990. Adsorption Engineering. Kodansha LTD., Tokyo and

Elsevier Science Publisher B. V., Amsterdam. Hal : 5 – 22.

Templeton, M. R., & Butler, D., 2011. An Introduction to Wastewater Treatment.

Ventus Publishing, USA. Hal: 9-13.

Titiresmi, 2007. Penurunan Kadar COD Air Limbah Industri Permen dengan

Menggunakan Reaktor Lumpur Aktif. Jurnal Teknik Lingkungan. 8: 91-

96.

Wang, Q., Yang, Y., Yu, C., Huang H., Kim, M., Feng, C., dan Zhang, Z. 2011.

Study on a Fixed Zeolit Bioreactor For Anaerobic Digestion of

Ammonium-Rich Swine Wastes. Bioresource Technology. 102: 7064-7068



82

Wiesmann, U., Choi, I. S., dan Dombrowski, E. M., 2007. Fundamental

Biological Wastewater Treatment. Wiley-VchVerlag Gmbh and Co.

Kgaa, Berlin. Hal: 36-169.

Wijekoon, K. C., Visvanathan, C., dan Abeynayaka, A., 2010. Effect of Organic

Loading Rate on VFA Production, Organic Matter Removal and Microbial

Activity of A Two-Stage Thermophilic Anaerobic Membrane Bioreactor.

Bioresource Technology. 102: 5353 – 5360.

Wilkie, A.C., 2008. Biomethane From Biomass, Biowaste, and Biofuels. ASM

Press, Washington DC. Hal: 200

Zhang, C., Su, H., Wang, Z., Tan, T., dan Qin, P., 2015. Biogas by Semi-

Continuous Anaerobic Digestion of Food Waste. Appl Biochem

Biotechnol.



83

Lampiran 1 Ringkasan Ilmiah

EFEKTIVITAS ORGANIC LOADING RATE TERHADAP PENYISIHAN BAHAN ORGANIK DENGAN MEDIA ARANG TEMPURUNG KELAPA (Cocos nucifera) PADA REAKTOR ANAEROBIK KONTINYU

Arya Zulfikar Paramartaa*, Nur Indradewi Oktavitria, Bambang Irawanb.

aProgram Studi S1 Ilmu dan Teknologi Lingkungan, Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Indonesia

bProgram Studi S1 Biologi, Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Indonesia

(*) Alamat Koresponden: Banyu Urip Wetan, Sawahan, Surabaya, +6285 73034 4644, e-mail: [email protected]

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh organic loading rate (OLR) yang efektif untuk menyisihkan bahan organik menggunakan reaktor anaerobik kontinyu bermedia arang aktif tempurung kelapa (Cocos nucifera). Bahan organik pada penelitian ini diukur dengan parameter TCOD dan SCOD. Pengoperasian reaktor pada penelitian ini menggunakan variasi OLR yaitu OLR 0, 4, 8, dan 16 g/L.hari Penelitian ini dilakukan selama 15 hari pada tiap OLR dengan volume reaktor 1 liter dan pengambilan sampel air limbah dilakukan setiap 3 hari. Hasil dari penelitian menunjukan penyisihan konsentrasi TCOD dan SCOD ada beda signifikan. Organic loading rate yang efektif untuk penyisihan konsentrasi TCOD dan SCOD adalah OLR 16 g/L.hari yang mampu menyisihkan konsentrasi TCOD sebesar 2.736 mg/L dan menyisihkan konsentrasi SCOD sebesar 2.016 mg/L.

Kata Kunci: Organic Loading Rate, Anaerobik, TCOD, SCOD.



84

1. Pendahuluan

Air limbah didefinisikan sebagai kombinasi air buangan yang berasal dari tempat tinggal, institusi, bangunan industri, dan komersial yang terbawa oleh air tanah, air permukaan, dan air hujan (Metcalf & Eddy, 2003). Air limbah yang berasal dari air limbah industri pengolahan bahan organik mengandung 70% bahan organik, bahan organik yang terkandung ini akan mengurangi kadar oksigen terlarut di badan air untuk proses degradasi (Templeton & Butler, 2011). Konsentrasi bahan organik dalam air limbah dapat ditunjukan dengan oksidasi kimia menggunakan potassium dibikromat yang disebut Chemical Oxygen Demand (COD). Chemical Oxygen Demand adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan untuk oksidasi sempurna bahan organik dalam air (Wiesmann dkk., 2007). COD yang terkandung dalam air limbah disebut total Chemical Oxygen Demand (TCOD). Total Chemical Oxygen Demand (TCOD) terdiri atas particulate Chemical Oxygen Demand (PCOD) dan soluble Chemical Oxygen Demand (SCOD). PCOD adalah kandungan COD yang terdapat pada koloid dan padatan yang tersuspensi pada air limbah, sedangkan SCOD adalah kandungan COD yang terlarut pada air limbah (Metcalf & Eddy, 2003) dan bahan yang mudah didegradasi secara biologis (Padmono, 2003).

Limbah yang mengadung bahan organik tinggi dapat menurunkan kualitas badan air. Pengolahan yang tepat untuk mendegradasi bahan organik yang cukup tinggi adalah pengolahan anaerobik (Nadais dkk., 2010). Pengolahan anaerobik adalah pengolahan secara biologi yang memanfaatkan mikroorganisme untuk mendegradasi bahan organik dalam kondisi tidak didapatkan oksigen terlarut (Indriyati, 2005). Menurut Indriyati (2005), pengolahan anaerobik memiliki keuntungan yaitu menghasilkan energi dalam bentuk biogas, dan memiliki kerugian yaitu proses pertumbuhan mikroorganisme lambat dan perlu media sebagai tempat bakteri melekat. Salah satu media yang digunakan pada pengolahan anaerobik adalah arang aktif. Bahan yang digunakan untuk arang aktif bermacam-macam, yaitu tempurung kelapa (Kurniati, 2008).

Selain media, faktor yang mempengaruhi pengolahan anerobik antara lain laju beban organik atau organic loading rate (OLR) (Indriyati, 2005) dan volatile fatty acids (VFA) (Buyukkamaci & Filibeli, 2004). OLR adalah besaran yang menyatakan jumlah material organik dalam air buangan atau limbah yang diuraikan oleh mikroorganisme dalam reaktor per unit volume per hari (Indriyati, 2005). Besarnya nilai OLR atau laju beban organik yang terdapat didalam reaktor didasarkan pada nilai waktu tinggal hidraulik (Padmono, 2003) dan kondisi influent beban organik yang masuk (Chernicharo, 2007).

Penelitian yang dilakukan oleh Ramasamy dkk.,(2004) pada pengolahan anaerobik tanpa media menunjukan OLR berpengaruh terhadap efisiensi penyisihan COD sebesar 93% dan Farajzadehha dkk.,(2012) menunjukan OLR mampu menyisihkan COD sebesar 85%. Akram & Stuckey (2008) melakukan penelitian pengolahan anaerobik dengan media biofilter dalam bentuk bubuk arang aktif dengan organic loading rate (OLR) 4 – 16 g/L.hari. Degradasi COD



85

sebesar 98% pada OLR 16g/L.hari. Han dkk., (2010) melakukan penelitian pengolahan anaerobik dengan media butiran arang aktif dengan organic loading rate (OLR) sebesar 4 – 8 g/L.hari. Degradasi COD sebesar 80% pada OLR 4 g/L.hari. Oleh karena itu penelitian yang akan dilakukan menggunakan variasi OLR yaitu 4, 8, dan 16 g/L.hari untuk mengetahui efektivitas OLR dalam menyisihkan bahan organik. Selain organic loading rate (OLR), faktor lain yang berpengaruh terhadap pengolahan anaerobik adalah volatile fatty acids (VFA).

Pada penelitian ini menggunakan butiran arang aktif tempurung kelapa sebagai media dengan variasi OLR, yaitu OLR 0, 4, 8, dan 16 g/L.hari menggunakan reaktor anaerobik media tetap secara kontinyu. Parameter yang digunakan dalam penelitian ini untuk mewakili bahan organik adalah TCOD, dan

SCOD. Selain itu dilakukan pemantauan VFA, pH, suhu dan produksi biogas.

2. Metode

2.1 Tempat dan Waktu

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Ekologi dan Lingkungan (Ruang 122), dan Laboratorium Basah Departemen Biologi Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya. Pengambilan sludge sebagai inokulum penelitian diambil dari Rumah Pemotongan Hewan (RPH) Jalan Pegirian, Surabaya. Waktu pelaksanaan penelitian berlangsung selama 7 bulan terhitung dari bulan Desember 2015 – Juni 2016.

2.2 Alat dan Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah arang aktif tempurung kelapa 100 g mesh 20, akuades, bahan untuk aktivasi (larutan KOH 10%), bahan untuk air limbah sintetis (20 g glukosa; 14,4 g KNO3; 30 g Na2S2O3; 100 g NaHCO3; 2 g NH4Cl; 2 g MgSO4; dan 2 g bubuk susu instan merek Danstart, sludge dari rumah pemotongan hewan (RPH) 50 mL, bahan untuk analisis TCOD dan SCOD (K2Cr2O7 12,259 g; Ag2SO4 10 g; HgSO4 50 g; H2SO4 36 N 100 mL; larutan Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O 1 L; indikator feroin 100 mL; dan kertas saring Whatmann 42), dan bahan untuk analisis VFA (H2SO4 36 N 1 L; NaOH 0,1 N 2 L; dan indikator phenolphtalein (PP) 100 mL),

Alat penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah laboratory bottle ukuran 1 L 2 buah, pompa peristaltik BT100-2J, botol sampel 50 mL bahan kaca 6 buah, pH meter, termometer air raksa 1 buah, test tube COD 6 buah, COD reaktor dengan range suhu 100 oC dan range waktu 60 – 240 menit 1 buah, labu destilasi , heating mantle, erlenmeyer 250 mL 3 buah, buret 50 mL 2 buah, statif 2 buah, klem 4 buah, beaker glass 50 mL 1 buah, gelas ukur Pyrex A 25 mL ± 0,25 mL, gelas ukur Pyrex A 100 mL ± 1,0 mL, spektrofotometer, timbangan analitik, botol reagen bahan kaca ukuran 500 mL, pengaduk kaca 1 buah, , cawan kaca 5 buah, penjepit besi 1 buah, krus porselin 25 mL 4 buah, erlenmeyer vakum 1 buah, corong penghisap 50 mm 2 buah, oven, desikator, pipet ukur Pyrex A 10 mL ± 0,05 mL, dan manometer.



86

3. Hasil dan Pembahasan

Penelitian ini dilakukan selama 15 hari dengan pengambilan sampel pada hari ke 0, 3, 6, 9, 12, dan 15. Penelitian dilakukan secara bertahap yaitu pengoperasian OLR 0 dan 4 g/L.hari pada tahap pertama selama 15 hari. Tahap selanjutnya OLR 8 g/L.hari selama 15 hari dan tahap terakhir OLR 16 g/L.hari selama 15 hari. Pada setiap tahapan dilakukan pengukuran parameter TCOD dan

SCOD pada saat inlet dan outlet untuk mengetahui konsentrasi penyisihannya. Penelitian ini diawali dengan proses seeding dari lumpur RPH. Proses

seeding dilakukan untuk memperoleh jumlah mikroorganisme yang digunakan dalam proses pengoperasian reaktor (running). Jumlah mikroorganisme dapat dipantau dari nilai VSS. Nilai VSS selama proses seeding. Nilai VSS yang telah lebih dari 3000 mg/L menunjukan proses seeding telah selesai dan lumpur RPH dapat digunakan sebagai sumber mikroorganisme pada pengoperasisan reaktor (running). Penelitian dilanjutkan dengan pengoperasian reaktor (running) untuk mendapatkan data penyisihan bahan organik, sehingga diketahui OLR efektif yang digunakan untuk pengolahan air limbah secara anaerobik kontinyu.

3.1 Penyisihan Konsentrasi Total Chemical Oxygen Demand (TCOD) dan Soluble Chemicel Oxygen Demand (SCOD) Pada Tiap Organic Loading Rate (OLR)

Pada penelitian ini bahan organik air limbah ditunjukan dengan parameter COD. Parameter COD pada penelitian ini terdiri dari TCOD dan SCOD. TCOD diukur untuk mengetahui jumlah bahan organik dalam bentuk senyawa kompleks, sedangkan SCOD diukur untuk mengetahui bahan organik terlarut dalam bentuk senyawa sederhana hasil dari degradasi bahan organik yang dilakukan oleh mikroorganisme dalam proses anaerobik. Nilai TCOD dan SCOD didapat dari nilai influen dan efluen air limbah yang diukur setelah waktu tinggal tercapai. Waktu tinggal pada reaktor dipengaruhi oleh variasi OLR atau laju beban organik. Variasi OLR yang digunakan pada penelitian ini adalah 0, 4, 8, dan 16g/L.hari, serta OLR 0g/L.hari sebagai kontrol. Variasi OLR mempengaruhi konsentrasi penyisihan bahan organik yang ditunjukan pada Gambar 4.1 dan Gambar 4.2.



87

Gambar 4.1 Konsentrasi penyisihan TCOD berdasarkan nilai OLR

Gambar 4.2 Konsentrasi penyisihan SCOD berdasarkan nilai OLR

Pada OLR 0 g/L.hari menunjukan penyisihan sebesar sebesar 1.968 – 2.496 mg/L untuk penyisihan konsentrasi TCOD dan 1.787 – 2.352 mg/L untuk penyisihan konsentrasi SCOD. Penyisihan konsentrasi TCOD tertinggi terjadi pada hari ke-6 sebesar 2.496 mg/L sedangkan penyisihan konsentrasi SCOD tertinggi terjadi pada hari ke-3 sebesar 2.352 mg/L. Hal tersebut menunjukan bahwa setelah hari ke-3 bakteri masih mampu melakukan penyisihan TCOD dan

SCOD tetapi tidak lagi optimum. Menurut Dareioti & Kornaros, (2014) menyatakan penyisihan konsentrasi TCOD dan SCOD yang rendah akibat dari akumulasi asam asetat yang ditunjukan dengan konsentrasi VFA. Pada OLR 4 g/L.hari menunjukan penyisihan sebesar 2.090 – 1.793 mg/L untuk penyisihan konsentrasi TCOD dan 2.090 – 1.793 mg/L untuk penyisihan konsentrasi SCOD. penyisihan tertinggi TCOD sebesar 2.090 mg/L terjadi pada hari ke-3 dan SCOD sebesar 697 mg/L terjadi pada hari ke-12. Namun kinerja optimum reaktor OLR 4 g/L.hari terjadi pada hari ke-12 ditunjukan penurunan VFA dan produksi biogas yang cukup tinggi.

Pada OLR 4 g/L.hari kemampuan penyisihan bahan organik lebih rendah dari OLR 0 g/L.hari. Hal tersebut terjadi karena pada OLR 4 g/L.hari terjadi

0

1000

2000

3000

0 3 6 9 12 15

Konsentrasi Penyisihan

TCOD (mg/L)


OLR 0 g/L.hari OLR4 g/L.hari OLR 8 g/L.hari OLR 16 g/L.hari

0

1000

2000

3000

0 3 6 9 12 15

Konsentrasi Penyisihan

SCOD (mg/L)





88

sistem kontinyu yaitu dilakukan pengaliran air limbah secara kontinyu pada reaktor dengan waktu tinggal tertentu sehingga beban organik yang masuk dalam reaktor selalu bertambah. Pada OLR 0 g/L.hari tidak ada aliran air limbah sehingga beban organik yang ada pada reaktor tetap dan mikroba lebih optimum mendegradasi air limbah. Menurut Indriyati (2003), kenaikan konsentrasi bahan organik yang terlalu cepat menyebabkan bakteri metanogenik yang tumbuh lebih lambat daripada bakteri asidogenik, belum siap untuk mengolah beban organik yang lebih besar. Hal tersebut yang menyebabkan konsentrasi penyisihan OLR 4 g/L.hari lebih rendah OLR 0 g/L.hari.

Pada OLR 8 g/L.hari menunjukan penyisihan sebesar 1.248 – 2.304 mg/L untuk penyisihan konsentrasi TCOD dan 1.344 – 2.293 mg/L untuk penyisihan konsentrasi SCOD. Penyisihan tertinggi TCOD sebesar 2.304 mg/L terjadi pada hari ke-3 dan SCOD sebesar 2.293 mg/L terjadi pada hari ke-15. Peningkatan penyisihan pada hari ke-15 karena bakteri metanogenik telah siap mendegradasi

SCOD dan konsentrasi VFA untuk dikonversi menjadi biogas. Pada OLR 8 g/L.hari penyisihan bahan organik lebih tinggi dari OLR sebelumnya karena pada OLR ini debit aliran yang masuk lebih cepat dari pada OLR 4 g/L.hari sehingga biomassa yang terdapat pada air limbah cepat berganti dengan biomassa yang baru. Hal tersebut yang membuat peningkatan penyisihan pada OLR 8 g/L.hari daripada OLR 4 g/L.hari yang memiliki debit lebih lamban. Pada OLR 16 g/L.hari menunjukan penyisihan sebesar 1.536 – 2.736 mg/L untuk penyisihan konsentrasi TCOD dan 1.104 – 2.016 mg/L untuk penyisihan konsentrasi SCOD. Penyisihan tertinggi TCOD sebesar 2.736 mg/L dan SCOD sebesar 2.016 mg/L terjadi pada hari ke-15. Peningkatan penyisihan pada hari ke-15 karena bakteri metanogenik telah siap mendegradasi SCOD dan konsentrasi VFA untuk dikonversi menjadi biogas. Menurut Soetopo dkk., (2011), bakteri metanogenik mereduksi SCOD dan menguraikan konsentrasi VFA menjadi gas metan (CH4) dan CO2.

Pada OLR 16 g/L.hari memiliki penyisihan bahan organik tertinggi dari OLR 0, 4, dan 8 g/L.hari. Tinggi penyisihan bahan organik pada OLR 16 g/L.hari karena biomassa yang terdapat pada reaktor lebih cepat berganti sehingga mampu mendegradasi beban organik yang masuk kedalam reaktor. Menurut Akram & Stuckey (2008), semakin tinggi penyisihan pada OLR yang besar disebabkan terlepasnya biomassa yang telah menyerap bahan organik dan digantikan biomassa yang baru, sehingga membuat kinerja reaktor lebih stabil dan lebih tinggi dari OLR yang kecil. Pada penelitian ini dapat disimpulkan bahwa semakin besar OLR maka penyisihan TCOD dan SCOD semakin tinggi dan waktu tinggal yang terjadi semakin singkat. Selain itu, semakin besar OLR produksi biogas semakin tinggi dan konsentrasi VFA menurun. .Selain itu, media arang aktif tempurung kelapa juga melakukan adsorpsi bahan organik yang terdapat dalam air limbah membuat proses pengolahan anaerobik lebih optimal (Kasam dkk., 2005).

Berdasarkan data-data diatas dapat disimpulkan bahwa semakin besar OLR maka penyisihan TCOD dan SCOD semakin tinggi dan waktu tinggal yang terjadi semakin singkat. Selain itu, semakin besar OLR produksi biogas semakin tinggi



89

dapat dilihat pada Gambar 4.3 dan konsentrasi VFA menurun. Selain dari penyisihan bahan organik keberhasilan proses anaerobik pada reaktor terlihat dari nilai pH dan suhu dapat dilihat pada Gambar 4.4 dan Gambar 4.5.

Gambar 4.3 Produksi biogas pada tiap OLR

Gambar 4.4 Nilai pH pada semua OLR

Gambar 4.5 Nilai suhu pada semua OLR Pada Gambar 4.4, nilai pH pada setiap reaktor berkisar 6.6 – 7.4. Nilai pH tersebut dapat menunjukan bahwa pada setiap reaktor telah terjadi proses anaerobik. Gerardi (2003) menyatakan bahwa bakteri anaerob mampu tumbuh dan bekerja dengan baik pada pH 6.5 – 7.5. Pada Gambar 4.5 nilai suhu pada

0.000

0.050

0.100

0 3 6 9 12 15

Pro

duks

i Bio

gas

(Cm

3 )

Waktu Operasional (Hari)OLR 4 g/L.hari OLR 8 g/L.hariOLR 16 g/L.hari OLR 0g/L.hari

6.0

6.5

7.0

7.5

0 3 6 9 12 15

Nila

i pH

Hari ke-

OLR 4g/L.hari OLR 8g/L.hari OLR 16g/L.hari OLR 0g/L.hari

24.0

26.0

28.0

30.0

32.0

0 3 6 9 12 15

Suhu (

oC)

Hari ke-

OLR 4g/L.hari OLR 8g/L.hari OLR 16g/L.hari OLR 0g/L.hari



90

setiap reaktor berkisar 27 – 30 oC. Menurut Gerardi (2003) suhu optimum pada proses anaerobik berkisar antara 32 -35 oC, tetapi Angelidaki & Ahring (1993) menyatakan bahwa proses anaerobik dapat terjadi pada suhu 25 – 40 oC dan mampu mendegradasi bahan organik. Berdasarkan data-data yang didapatkan pada penelitian ini dapat diketahui bahwa pada penelitian ini kinerja reakto anaerobik berjalan baik.

3.2 Beda Konsentrasi Penyisihan Bahan Organik Menggunakan Reaktor Anaerobik Kontinyu Bermedia Arang Aktif Tempurung Kelapa (Cocos nucifera) Bila Nilai OLR Berbeda

Pada uji beda konsentrasi penyisihan bahan organik bila nilai OLR berbeda menggunakan konsentrasi penyisihan TCOD dan SCOD pada hari ke- 15 karena pada hari ke-15 proses anaerobik dianggap telah selesei dan penyisihan tertinggi terjadi pada hari ke-15. Berdasarkan hasil analisis dapat dilihat bahwa pada setiap OLR menunjukan tingkat konsentrasi penyisihan bahan organik yang berbeda-beda. Penyisihan bahan organik pada setiap OLR dapat dilihat pada Gambar 4.1 dan Gambar 4.2.

Berdasarkan Gambar 4.1 dan Gambar 4.2, OLR 16 g/L.hari mampu menyisihkan bahan organik dengan penyisihan tertinggi dibandingkan OLR yang lainnya. Penyisihan bahan organik OLR 16 g/L.hari TCOD sebesar 2.726 mg/L dan SCOD sebesar 2.016 mg/L. Data penyisihan bahan organik berdasarakan nilai OLR diuji secara statistika dengan software SPSS versi 22.

Berdasarkan uji One Sample Kolmogorov-Smirnov, diperoleh nilai signifikan penyisihan TCOD sebesar 0,180 dan SCOD sebesar 0,129. Nilai signifikasi yang lebih dari 0,05 menunjukan sampel berdistribusi normal.

Langkah selanjutnya dilakukan uji Homogenitas sampel taraf (α) 0,05 dengan Levene’s test. Hasil uji tersebut menunjukan signifikansi taraf TCOD dan SCOD lebih dari 0,05, sehingga varian data bersifat homogen. Tahap selanjutnya,

dilakukan uji Anova Two-Way dengan taraf (α) 0,05. Hasil uji Anova menunjukan nilai signifikasi TCOD sebesar 0,005 dan sCOD sebesar 0,000. Hasil uji beda menyatakan bahwa konsentrasi penyisihan konsentrasi TCOD dan SCOD ada beda signifikan.

3.3 Organic Loading Rate (OLR) Efektif Untuk Menyisihkan Bahan Organik

Menggunakan Reaktor Anaerobik Kontinyu Bermedia Arang Aktif

Tempurung Kelapa (Cocos nucifer)

Berdasarkan hasil uji statistik dapat diketahui bahwa variasi nilai OLR berpengaruh pada konsentrasi penyisihan bahan organik. Hal tersebut dapat dilihat dari OLR 0, 4, 8, dan 16 g/L.hari yang memiliki beda signifikan pada konsentrasi penyisihan TCOD dan SCOD. Pada konsentrasi penyisihan TCOD OLR 0 g/L.hari dengan OLR 16 g/L.hari tidak memiliki beda signifikan, sedangkan pada konsentrasi penyisihan SCOD OLR 4g/L.hari memiliki beda signifikan dengan OLR lainnya. Namun berdasarkan hasil mean penyisihan OLR



91

16 g/L.hari memiliki konsentrasi penyisihan TCOD yang lebih tinggi dari OLR lainnya dapat dilihat pada Gambar 4.1 dan Gambar 4.2. Organic Loading Rate 16 g/L.hari memiliki penyisihan tinggi karena disebabkan terlepasnya biomassa yang telah menyerap bahan organik dan digantikan biomassa yang baru, sehingga membuat kinerja reaktor lebih stabil dan lebih baik dari OLR yang kecil. Semakin besar OLR juga waktu yang dibutuhkan untuk proses anaerobik lebih singkat dan air limbah yang diolah semakin. Oleh karena itu, OLR yang efektif untuk digunakan pada proses pengolahan anaerobik adalah OLR yang memiliki nilai besar dan pada penelitian ini OLR yang efektif adalah OLR 16g/L.hari.

4. Simpulan

Berdasarkan penelitian yang dilakukan maka dapat disimpulkan :

1. Penyisihan konsentrasi TCOD pada OLR 0 g/L.hari sebesar 2.352 mg/L, OLR 4 g/L.hari sebesar 1.792 mg/L, OLR 8 g/L.hari sebesar 1.926 mg/L, dan OLR 16 g/L.hari sebesar 2.736 mg/L. Untuk penyisihan konsentrasi SCOD pada OLR 0 g/L.hari sebesar 2.112 mg/L, OLR 4 g/L.hari sebesar 635 mg/L, OLR 8 g/L.hari sebesar 2.293 mg/L, dan OLR 16 g/L.hari sebesar 2.016 mg/L.

2. Konsentrasi penyisihan TCOD dan SCOD terdapat beda bila nilai OLR 0, 4, 8, dan 16 g/L.hari.

3. Organic Loading Rate yang efektif digunakan untuk penyisihan bahan organik adalah OLR 16 g/L.hari.

Daftar Pustaka

Akram, A., & Stuckey, D. C., 2008. Flux and Performance Improvement in A Submerged Anaerobic Membrane Bioreactor (SAMBR) Using Powdered Activated Carbon (PAC). Process Biochemistry. 4: 93 – 102.

Angeldaki, I., & Ahring, B. K., 1993. Anaerobic Thermophilic Digestion Of Manure At Different Ammonia Loads : Effect Of Temperature. Was. Res. 28(3). 727 – 731

Buyukkamaci, N., & Filibeli, A., 2004. Volatile Fatty Acid in Anerobic Hybrid Reactor. Process Biochemistry. 39: 1491 – 1494.

Chernicharo, C. A. L., 2007. Biological Wastewater Treatment Series Volume Four: Anaerobic Reactors. IWA Publishing, London. Hal.: 77.

Dareioti, M. A., & Kornaros, M., 2014. Effect of Hydraulic Retention Time (HRT) On The Anaerobic Co-Digestion Of Agro-Industrial Wastes In a Two-Stage CSTR System. Bioresource Technology. 167 (2014): 407 – 415.

Farajzadehha, S., Mirbagheri, S. A., Farajzadehha, S., dan Shayegan, J., 2012. Lab Scale Study of HRT and OLR Optimization in UASB Reactor for Pretreating Fortified Wastewater in Various Operational Temperatures. APCBEE Procedia. Hal. 90 – 95.

Gerardi, M. H., 2003. The Microbiology of Anerobic Digesters. John Wiley and Sons Inc, New Jersey. Hal.: 31 – 55.



92

Han, W., Chen, H., Yao, X., Li, Y., dan Yang, C., 2010. Biohydrogen Production with Anaerobic Sludge Immobilized by Granular Activated Carbon in A Continuous Strirred-tank. Journal of Forestry Research. 21(4): 509 – 513

Indriyati, 2003. Proses Pembenihan (Seeding) dan Aklimatisasi pada Reaktor Tipe Fixed Bed. Jurnal Teknik Lingkungan, 4(2): 55 – 59.

Indriyati, 2005. Pengolahan Limbah Cair Organik secara Biologi Menggunakan Reaktor Anerobik Lekat Diam. JAI, 1(3): 341-343.

Kasam, Yulianto, Andik, dan Sukma, T., 2005. Penurunan Chemical Oxygen Demand dalam Limbah Cair Laboratorium Menggunakan Filter Karbon Aktif Arang Tempurung Kelapa. Jurnal Logika. 2(2): 3-17.

Kurniati, E., 2008. Pemanfaatan Cangkang Kelapa Sawit Sebagai Arang Aktif. Jurnal Penelitian Ilmu Teknik. 8(2): 96 – 103.

Metcalf & Eddy, 2003. Wastewater Engineering: Treatment and Reuse 4th Edition. McGraw Hill. Hal. 546-602

Nadais, M. H. G. A. G., Capela, M. I. A. P. F., Arroja, L. M. G. A., dan Hung, Y. T., 2010. Anaerobic Treatment of Milk Processing Wastewater. Handbook.

Padmono, D., 2003. Pengaruh Beban Organik Terhadap Efisiensi Anerobic Fixed Bed Reactor dengan Aliran Catu Upflow. Jurnal Teknik Lingkungan. 4(3): 150-151.

Ramasamy, E.V., Gajalaksmi, S., Sanjeevi, R., Jithesh, M. N., dan Abbasi, S. A., 2004. Feasibility Studies on The Treatment of Dairy Wastewaters with Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactors. Biosource Technology. 93. 209 – 212.

Soetopo, R.S., Purwati, S., Setiawan, Y., dan Adhytia, K.W. 2011. Efektivitas Proses Kontinyu Digestasi Anaerobik Dua Tahap Pada Pengolahan Lumpur Biologi Industri Kertas. Jurnal Riset Industri. 5 (2): 131 – 142.

Templeton, M. R., & Butler, D., 2011. An Introduction to Wastewater Treatment. Ventus Publishing, USA. Hal: 9-13.

Wiesmann, U., Choi, I. S., dan Dombrowski, E. M., 2007. Fundamental Biological Wastewater Treatment. Wiley-VchVerlag Gmbh and Co. Kgaa, Berlin. Hal: 36-169.



93

Lampiran 2 Data Bahan Organik Running

Tabel 1 Data Rata-rata Hasil Analisis Bahan Organik Pada Setiap OLR OLR 0 g/L.hari

Hari

ke-

TCOD SCOD

Inf

(mg/L)

Penyisiha

n (mg/L)

Efisie

nsi

(%)

Inf

(mg/L)

Penyisiha

n (mg/L)

Efisien

si (%)

0 4800 0 0 4080 0 0

3 2832 1968 41 1680 2400 50

6 2304 2496 52 2112 1968 41

9 2706 2094 44 2247 1833 38

12 2385 2415 50 2293 1787 37

15 2448 2352 49 1968 2112 44

OLR 4 g/L.hari

Hari

ke-

TCOD SCOD

Inf

(mg/L)

Eff

(mg/L)

Penyisi

han

(mg/L)

Efisiensi

(%)

Inf

(mg/L)

Eff

(mg/L)

Penyisiha

n (mg/L)

Efisien

si (%)

0 3920 3920 0 0 2352 2352 0 0

3 3920 1829 2091 53 2352 1568 971 43

6 3920 2651 1269 32 2352 2029 510 17

9 3920 2464 1456 37 2352 1991 510 21

12 3509 2128 1381 39 2128 1431 784 46

15 3771 1979 1792 48 1755 1245 635 36

OLR 8 g/L.hari

Hari

ke-

TCOD SCOD

Inf

(mg/

L)

Eff

(mg/L)

Penyisiha

n (mg/L)

Efisien

si (%)

Inf

(mg/L)

Eff

(mg/L)

Penyisiha

n (mg/L)

Efisien

si (%)

0 4320 4320 0 0 3600 3600 0 0

3 4512 2208 2304 51 2736 1392 1600 49

6 4966 2714 2252 45 4045 1843 1143 54

9 3504 2175 1329 36 3168 1680 1488 47

12 4266 2935 1330 31 2614 1193 1666 54

15 3807 1881 1926 51 3257 963 2293 70

OLR 16 g/L.hari

Hari

ke-

TCOD SCOD

Inf

(mg/L)

Eff

(mg/L)

Penyisihan

(mg/L)

Efisiensi

(%)

Inf

(mg/L)

Eff

(mg/L)

Penyisihan

(mg/L)

Efisiensi

(%)

0 4992 4992 0 0 4512 4512 0 0

3 4224 2256 1968 47 2832 1584 1248 44

6 4272 2784 1488 35 3024 1920 1104 37

9 4128 2592 1536 37 3216 1728 1488 46

12 4320 2240 2080 38 3408 1536 1872 55

15 4704 1968 2736 58 2832 816 2016 71



94

Lampiran 3 Data VFA, pH, Suhu, dan Biogas Running

Tabel 1 Data Rata-rata Hasil Analisis VFA, pH, Suhu, dan Biogas Pada Setiap

OLR

OLR 0 g/L.hari

Hari ke- VFA (mg/L) pH Suhu (oC) Biogas (cm

3)

0 15060 6.9 29 0

3 8800 6.9 29 0.025

6 11780 6.6 27 0.035

9 16640 7 27.5 0.038

12 22140 6.9 29 0.047

15 17900 7 29 0.053

OLR 4 g/L.hari


3)

0 19400 7.3 28.5 0

3 19600 6.9 30 0

6 10060 7.3 29 0.003

9 10300 7 28 0.016

12 6920 7.4 29 0.031

15 6760 7.4 28 0.047

OLR 8 g/L.hari


3)

0 20000 7.1 28.5 0

3 6720 7.1 28 0.016

6 10280 6.9 29 0.038

9 11340 6.9 28 0.050

12 9700 7.3 27 0.050

15 8300 7.1 28 0.053

OLR 16 g/L.hari


3)

0 14360 7.1 28.5 0

3 15140 6.9 29 0.006

6 19200 6.6 29 0.025

9 15380 6.9 28 0.050

12 15600 7 30 0.053

15 11000 7.2 29 0.063



95

Lampiran 4 Hasil Seeding

OLR 0 g/L.hari

Pra Seeding Pasca Seeding

2160 5308

- -

OLR 4 g/L.hari


2060 2908

2908 4225

OLR 8 g/L.hari


1105 2008

2010 4509

OLR 16 g/L.hari


1200 2160

2160 5360



96

Lampiran 5. Hasil Analisis Data Secara Statistik

Tabel 1. Beda Nyata Waktu Operasional

TCOD

Duncana,b

hari N

Subset

1 2 3 4

H0 12 .00

H9 12 1583.50

H12 12 1689.58 1689.58

H6 12 1876.50 1876.50 1876.50

H3 12 2082.67 2082.67

H15 12 2201.58

Sig. 1.000 .218 .098 .172

SCOD

Duncana,b

hari N

Subset

1 2

H0 12 .00

H9 12 1332.83

H6 12 1449.17

H3 12 1500.00

H12 12 1584.83

H15 12 1764.00

Sig. 1.000 .147



97

Tabel 2. Beda Nyata Tiap OLR

One-Sample Kolmogorov-Smirnov Test

SCOD TCOD

N 16 16

Normal Parametersa,b

Mean 1764.00 2201.56

Std. Deviation 740.299 479.030

Most Extreme Differences Absolute .179 .189

Positive .125 .189

Negative -.179 -.076

Test Statistic .179 .189

Asymp. Sig. (2-tailed) .180c .129

c

Tabel 3. Hasil Uji Homogenitas

Levene's Test of Equality of Error Variancesa

F df1 df2 Sig.

TCOD 2.511 3 12 .108

SCOD .089 3 12 .965

Tabel 4. Hasil Uji Beda

Tests of Between-Subjects Effects

Source

Dependent

Variable

Type III Sum of

Squares df Mean Square F Sig.

Corrected Model TCOD 2207173.188a 3 735724.396 7.149 .005

SCOD 6959676.500b 3 2319892.167 22.077 .000

Intercept TCOD 77550039.063 1 77550039.063 753.603 .000

SCOD 49787136.000 1 49787136.000 473.798 .000

Perlakuan TCOD 2207173.188 3 735724.396 7.149 .005

SCOD 6959676.500 3 2319892.167 22.077 .000

Error TCOD 1234868.750 12 102905.729

SCOD 1260971.500 12 105080.958

Total TCOD 80992081.000 16

SCOD 58007784.000 16

Corrected Total TCOD 3442041.938 15

SCOD 8220648.000 15



98

Tabel 5. Hasil Uji Duncan

TCOD

Duncana,b

Perlakuan N

Subset

1 2 3

OLR 4 4 1792.00

OLR 8 4 1926.25 1926.25

OLR 0 4 2352.00 2352.00

OLR 16 4 2736.00

Sig. .565 .085 .116

SCOD

Duncana,b

Perlakuan N

Subset

1 2

OLR 4 4 634.75

OLR 16 4 2016.00

OLR 0 4 2112.00

OLR 8 4 2293.25

Sig. 1.000 .272



99

Lampiran 6 Dokumentasi Penelitian

Gambar 1. OLR 0 g/L.hari Gambar 2. OLR 4 g/L.hari

Gambar 3 OLR 8 g/L.hari Gambar 4 OLR 16 g/L.hari



100

Lampiran 7. Data Pribadi Penyusun

Nama : Arya Zulfikar Paramarta

Tempat dan Tanggal Lahir : Surabaya, 21 Maret 1994

Alamat : Banyu Urip Wetan VD/55 Surabaya

Nama orang tua (Ayah) : Andi T.S

Nama orang tua (Ibu) : Aisyah

Status dalam keluarga : Saya dalam keluarga sebagai anak tunggal.



9. lampiran skripsi2 - repository.unair.ac.idrepository.unair.ac.id/55343/2/st.tl. 42 -16 par...

Documents