bioremediasi lahan terkontaminasi minyak bumi dengan...

Bioremediasi Lahan Terkontaminasi Minyak Bumi Dengan Menggunakan Bakteri Bacillus cereus Pada

Slurry Bioreaktor

LABORATORIUM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

Dosen Pembimbing :

Ir. Nuniek Hendrianie, MT

NIP. 195711111986012001

Dr. Ir. Sri Rachmania Juliastuti, M. Eng.

NIP. 195907301986032001

Eko Yudie Setyawan 2308 100 512Rizki Dwi Nanto 2308 100 543

Disusun oleh:

1

Latar Belakang

• Indonesia adalah salah satu penghasil minyak bumi terbesar di dunia

• Dalam UU No. 23/1997 dan PP No. 18/1999 disebutkan bahwa limbah minyak bumi termasuk kategori bahan berbahaya dan beracun (B3)

• Usaha penanggulangan pencemaran akibat tumpahan minyak bumi secara konvensional hasilnya kurang memuaskan

2

Batasan Masalah

• Teknologi bioremidiasi yang digunakan adalah slurry bioreaktor

• Jenis mikroba yang digunakan dalam proses bioremediasi adalah Bacillus cereus

• Tanah tercemar tumpahan minyak bumi,berasal dari lokasi pengeboran minyak PT.PERTAMINA EP, Ledok – Cepu

• Pengaruh aktivitas bakteri Bacillus cereus terhadap kadar TPH (Total Petroleum Hidrokarbon) dan BTEX (Benzene, Toluene, Ethyl Benzene, Xylene) sebagai kontaminan yang terkandung dalam tanah tercemar minyak bumi

3

Tujuan Penelitian

Mengetahui pengaruh mikroba Bacillus cereusterhadap proses bioremidiasi dalam mereduksi kadar TPH (Total Petroleum Hidrokarbon) dan BTEX (Benzene, Toluene, Ethyl Benzene, Xylene) sebagai kontaminan yang terkandung dalam tanah tercemar minyak bumi

4

Manfaat Penelitian

• Memberikan informasi untuk pemecahan masalah pencemaran lingkungan oleh minyak bumi dengan penerapan teknologi bioremediasi

• Mendapatkan alternatif teknologi pengolahan limbah dengan sistem Slurry Bioreaktor untukmengatasi pencemaran lingkungan akibattumpahan minyak bumi

5

Tinjauan Pustaka

Minyak bumi merupakan hasil pelapukan fosil tumbuhan dan hewan yang terpendam jutaan tahun

Sumber pencemaran lingkungan oleh minyak bumi :• Rembesan limbah alam• Rembesan dan tumpahan minyak bumi

akibat kecelakaan• Pembuangan limbah minyak bumi

6

Bioremediasi Remediasi : Proses perbaikan Bioremediasi suatu proses penguraian atau degradasi

secara biologis suatu polutan yang beracun menjadisenyawa lain yang lebih sederhana dan tidak beracun

Kelebihan bioremediasi Kelemahan bioremediasi

•Dapat dilaksanakan di lokasi/diluar lokasi•Sistem biologi adalah sistem yang murah•Masyarakat dapat menerimadengan baik•Ramah lingkungan•Menghapus resiko jangka panjang

•Tidak semua bahan kimia dapat diolah secara bioremediasi•Membutuhkan pemantauan yang intensif•Membutuhkan lokasi tertentu•Berpotensi menghasilkan produk yang tidak dikenal

7

Ex situ In situ

Konsep pengembangan perancangan bioremediasi dapat dilakukan dengan dua cara :

Bioremediasi

8

Slurry Phase : Bejana besar digunakan sebagai “bio-reactor” yang mengandung tanah, air, nutrisi dan udara untuk membuat mikroba aktif guna mendegradasi senyawa pencemar.

Landfarming : Tanah terkontaminasi dipindahkan dan disebar di permukaan lapangan kemudian diperlakukan dengan penambahan bakteri, air,dan nutrisi.

Bioremediasi

9

Slurry Bioreaktor

Tanah terkontaminasi

Saluran keluar tanah

Pengaduk

Gas keluar

Udara masuk

Nutrien

Saluran keluar cairan

mikroa

10

Faktor-faktor yang mendukung proses Bioremediasi Temperatur Nutrien pH Oksigen Kadar air

Bioremediasi

11

Beberapa jenis bakteri pendegradasi hidrokarbonyang efektif di lingkungan alami :

Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas putida Bacillus subtilis Bacillus cereus Bacillus laterospor

Bioremediasi

12

Biodegradasi Fraksi Aromatik

Degradasi Aerobik dari senyawa kimia BTEX

O2

O2

H2O

H2O, koenzim A

Benzena

Katekol

Asam mukonat

Asam β - ketoadipat

Asam suksinat

Asam trikarboksilat

13

Baku mutu hasil bioremediasi tanah tekontaminasi minyak bumi :

Parameter SatuanNilai akhir hasil

olahan analisa limbah*

pH - 6.0 - 9.0 TPH μg/g 10000

Benzene μg/g 1Toluene μg/g 10

Ethylbenzene μg/g 10Xylene μg/g 10

*) Hasil analisa, nilai konsentrasi (μg/g) ditentukan dalam berat kering

Bioremediasi

14

Metodologi Penelitian

a. Kondisi OperasiTemperatur : 25oC – 45oCPH : 6 – 9Rasio (C : N : P) : (12 : 1 : 0,1) Agitasi : 100 rpmAerasi : Memenuhi DO (dissolved oxygen)

diatas 2 mg/lb. VariabelKonsentrasi mikroba: (5%, 10%, 15%)(v/v) dengan

populasi bakteri (105 – 108 sel/ml)

Variabel Penelitian :

15

Tahap Persiapan~ Pengembangan Kultur~ Peremajaan Bakteri~ Preparasi Tanah

Proses Bioremediasi Tahap Analisa Hasil Bioremediasi

~ Analisa Temperatur, pH, DO (dissolved oxygen)~ Analisa kadar C, N, P total ~ Analisa MLVSS~ Analisa TPH (Total Petroleum Hidrokarbon)~ Analisa BTEX (Benzene, Toluene, Ethyl Benzene,

Xylene)

Prosedur Penelitian :

Metodologi Penelitian

16

Skema Tahap PenelitianTanah kontaminan

Screening

Air (Aquadest)Mixing

Bioremediasi Nutrien

Udara

Inokulum

Pemisahan

Tanah hasil bioremidiasi

Analisa HasilUkur kadarTPH, BTEX

Ukur pH, Temperatur,DO, Populasi bakteri, TPH,

MLSS, MLVSS, BTEX

Ukur kadar C- org, N, P, TPH, BTEX

17

Proses Bioremediasi

Tanah KontaminanScreening

8 mesh

Mixing

Inokulum

Slurry Bioreaktor

18

Hasil Penelitian Dan Pembahasan

Grafik IV.1 Perbandingan nilai TPH pada penambahan bakteri Bacillus cereus

Grafik IV.2 Perbandingan % Biodegradasi TPH dengan penambahan bakteri Bacillus cereus

Grafik IV.3 % Biodegradasi TPH pada akhir proses bioremediasi

19

Grafik IV.4 Perbandingan nilai (MLVSS Bacillus cereus dan TPH) vs waktu pada penambahan

Bacillus cereus 5% (v/v)

Grafik IV.5 Hubungan TPH ” 5% (v/v)” (ug/g) dan MLVSS Bacillus cereus ” 5% (v/v)” (mg/l)

terhadap waktu (hari) pada fase log


y = 690.4x + 1142.

y = -793.7x + 60336

0

20000

40000

60000

80000

0 7 14 21Waktu (hari)

TPH

(ug/

g)

0

3000

6000

9000

12000

MLV

SS

BC

(mg/l)

TPH "A" MLVSS "A" Linear (MLVSS "A") Linear (TPH "A")

20


y = 750x + 5428.

y = -1986.x + 60514

0

20000

40000

60000

80000

0 7 14Waktu (hari)

TPH

(ug/

g)

0

4000

8000

12000

16000

MLV

SS

BC

(mg/l)

TPH "B" MLVSS "B" Linear (MLVSS "B") Linear (TPH "B")





21


y = 1071.x + 8142.

y = -1778x + 55600

0

20000

40000

60000

80000

0 7 14Waktu (hari)

TP

H (

ug

/g)

0

6000

12000

18000

24000

ML

VS

S B

C (m

g/l)

TPH "C" MLVSS "C" Linear (MLVSS "C") Linear (TPH "C")





0

10

20

30

40

0 32

Be

nze

ne

(ug/

g)

0% (v/v) 5% (v/v) 10% (v/v) 15% (v/v)

63

22

Grafik IV.10 Konsentrasi benzene vs waktu pada tiap variabel penambahan Bacillus cereus


Waktu (hari)

Grafik IV.11 Konsentrasi toluene vs waktu pada tiap variabel penambahan Bacillus cereus

23


Grafik IV.12 Konsentrasi ethylbenzene vs waktu pada tiap variabel penambahan Bacillus cereus

Grafik IV.13 Konsentrasi xylene vs waktu pada tiap variabel penambahan Bacillus cereus

24

Grafik IV.14 Perbandingan % Biodegradasi BTEX dengan penambahan bakteri Bacillus cereus


25

Kesimpulan

Bioremediasi dengan metode Slurry Bioreaktor dapatdimanfaatkan untuk mendegradasi senyawahidrokarbon minyak bumiSemakin besar penambahan konsentrasi bakteriBacillus cereus maka nilai MLVSS, % biodegradasiTPH, % biodegradasi BTEX semakin meningkatDari segi mereduksi TPH, yang terbaik adalahbioreaktor dengan penambahan Bacillus cereus 15% (v/v), yaitu sebesar 84,82%Dari segi % biodegradasi BTEX, yang terbaik adalahbioreaktor dengan penambahan Bacillus cereus 15% (v/v), yaitu berturut-turut sebesar 97,86%; 79,34%; 75,03%; 59,25%

26

Saran

Pengaduk pada reaktor harus selalu dikontrol agar selalu stabil, karena pengadukan yang terlalu cepat menyebabkan bakteri kesulitan untuk mendapatkan suplai oksigen yang merata

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai aktivitas mikroorganisme, karakteristik dan interaksi antar mikroorganisme untuk mengetahui pengaruhnya terhadap degradasi senyawa hidrokarbon pada proses bioremediasi dengan menggunakan Slurry Bioreaktor

bioremediasi lahan terkontaminasi minyak bumi dengan...

Documents