Penelitian ini mengkaji pengaruh waktu tinggal (HRT) terhadap pengurangan COD dan produksi biogas pada pengolahan limbah cair kelapa sawit menggunakan reaktor HUASB. HRT yang diteliti meliputi 31,57 jam, 23,68 jam, dan 18,94 jam dengan beban organik bervariasi. Hasilnya, HRT 23,68 jam mampu mengurangi COD hingga 81% dan menghasilkan biogas maksimal 3800 ml.

1. Penentuan Waktu Tinggal (HRT)
Pada Pengolahan Limbah Cair Kelapa Sawit
MenggunakanReaktor HUASB
(Hybrid Upflow Anaerobic Sludge Blanket)
Menjadi Biogas
Oleh :
Lia Murti Tirtayasa ( 070405013 )
Sitihodijah Ritonga ( 070405015 )

2. •BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Tujuan Penelitian
1.4 Manfaat Penelitian
1.5 Ruang Lingkup

3. •BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Limbah Cair Kelapa Sawit
2.2 Pengolahan Palm Oil Palm Effluent POME
2.3 Tahapan Metabolisme Dalam Degradasi
Anareob
2.4 Kondisi Umum Proses Pengolahan Secara
Anaerob
2.5 Jenis-jenis Reaktor Anaerob
2.6 Reaktor Hybrid Upflow Anaerobic Sludge
Blanket

4. BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Lokasi Peneliian
• Penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium Proses
Industri Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.

5. 3.2 Bahan dan Peralatan
3.2.1 Bahan
• Sumber inokulum yang dipergunakan diambil dari
kolam anaerobik pengolahan limbah cair kelapa
sawit dari Pabrik Kelapa Sawit Pasir Mandoge, PTPN
IV.
• Bahan baku yang digunakan adalah limbah cair
kelapa sawit dari Pabrik Kelapa Sawit Adolina, PTPN
IV.
• Asam Oksalat (H2C2O4)
• Kalium Permanganat (KMnO4)
• Asam Sulfat (H2SO4)

6. 3.2.2 Peralatan
• Reaktor HUASB
• Tangki penampungan limbah
• Gas collector
• Oven
• Desikator
• pH meter
• Buret
• Erlenmeyer
• Refluks Kondensor
• Kertas Saring
• Hot Plate

7. 3.3 Prosedur Percobaan
3.3.1 Prosedur Pembuatan Starter Inokulum
• Starter diambil dari kolam anaerobik
pengolahan limbah cair kelapa sawit dari Pabrik
Kelapa Sawit Pasir Mandoge, PTPN IV.

8. 3.3.2 Prosedur Aklamatisasi
• Masukkan sumber inokulum ke dalam reaktor HUASB
dengan perbandingan 75% inokulum dan 25% limbah
segar yang akan diumpankan (Rodriguez, 2001), pH
dijaga konstan antara 6,6-7,6 dan pada temperatur
ruangan 25-30 oC (Anh, 2006).
• Inokulum dibiarkan untuk melakukan stabilisasi dengan
pemberian umpan limbah segar dengan konsentrasi
25% dari limbah yang akan diolah pada HRT 31,57
jam, hingga didapat nilai COD yang konstan
• Kemudian tahap 1 dan 2 diulangi dengan peningkatan
konsentrasi limbah secara bertahap, yakni 50% dan 75%
dari limbah yang akan diolah.
• Setelah konsentrasi pengumpanan 75% selesai
dilakukan, penelitian dapat dilakukan. .

9. 3.3.3 Prosedur Penelitian
• Limbah segar dengan OL 13.275 mg/L dimasukkan
ke dalam reaktor dengan HRT 31,57 jam, pH dijaga
konstan antara 6,6-7,6 dan pada temperatur ruangan
25-30 0C.
• Dilakukan analisa COD dan TSS serta diukur volume
gas yang dihasilkan.
• Apabila telah didapat harga penurunan COD yang
konstan, penelitian dapat dilanjutkan dengan variasi
OL berikutnya yakni 17.700 mg/L dan 26.550 mg/L.
• Apabila dengan variasi OLR pada HRT 31,57 jam telah
selesai dilakukan, penelitian dilanjutkan dengan HRT
yang lain, yakni 23,68 jam dan 18,94 jam dan variasi
OLR pada tiap HRT.

10. 3.4 Prosedur Penentuan COD
• Diambil sampel sebanyak 100 ml dan ditempatkan ke
dalam erlenmeyer.
• Ditambahkan 10 ml KMnO4 dan 5 ml H2SO4 4N ke dalam
erlenmeyer, lalu dibungkus dengan aluminium foil.
• Didihkan di atas hot plate selama 10 menit.
• Setelah dingin ditambahkan 10 ml H2C2O4 0,01 N.
• Sampel dititrasi dengan larutan KMnO4 0,01N sampai
terbentuk larutan yang berwarna merah muda.
• Dilakukan penghitungan faktor koreksi dengan
memasukkan 100 ml aquades ke dalam erlenmeyer lalu
ditambahkan 5 ml H2SO4 4N dan 10 ml H2C2O4 0,01 N lalu
diaduk merata dan diamkan 10 menit. Selanjutnya dititasi
dengan larutan KMnO4 0,01N sampai terbentuk larutan
yang berwarna merah muda.
• Kadar COD dihitung dengan rumus :

11. 3.4 Prosedur Penentuan COD (Sambungan)
1000
KadarCOD x(10 a) F 10 x0,01x31,6(mg / L)
100
Keterangan :
a = ml KMnO4 yang terpakai
F = faktor koreksi KMnO4
31,6 = berat eqivalen KMnO4
Sedangkan faktor koreksi dihitung dengan :
10
Faktorkoreksi
mlKMnO 4

12. 3.5 Prosedur Analisa TSS (Total Suspended Solid)
Metode yang digunakan adalah metode gravimetri.
Adapun cara pengujiannya dengan penimbangan
berat residu di dalam contoh yang tertahan pada
kertas saring 0,45 mikron dan keringkan pada
temperatur 103-1050C sampai diperoleh berat tetap.
Nilai TSS dihitung dengan menggunakan rumus :
A B
TSS x1000
volumesamp el
Keterangan :
A= Berat kertas saring berisi residu tersuspensi (mg)
B = Berat kertas saring kosong (mg)

13. 3.6 Prosedur Penentuan pH
• Sampel diambil secukupnya dengan menggunakan
beaker glass
• Dicelupkan kertas pH ke dalam sampel
• Kemudian hasil pengukuran dibaca dan dicatat

14. 3.7 Prosedur Penentuan Biogas
•Disiapkan beaker glass
yang berisi air dengan posisi
terbalik dan diletakkan di
dalam ember.
•Selang outlet pada gas
kolektor diarahkan ke
dalam beaker glass.
•Keran pada outlet gas
kolektor dibuka.
•Kemudian hasil pengukuran
dibaca dan dicatat.

15. BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengaruh % Reduksi COD
90 OL 13.275 mg/L, HRT
31,57 jam
80
OL 13.275 mg/L, HRT
23,68 jam
70
OL 13.275 mg/L, HRT
18,94 jam
60
OL 17.700 mg/L, HRT
Reduksi COD (%)
31,57 jam
50
OL 17.700 mg/L, HRT
23,68 jam
40
OL 17.700 mg/L, HRT
18,94 jam
30
OL 26.550 mg/L, HRT
31,57 jam
20
OL 26.550 mg/L, HRT
23,68 jam
10
OL 26.550 mg/L, HRT
18,94 jam
0
0 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 88 96 104 112 120
Waktu (hari ke)

16. 4.1.1 OL 13.275 mg/L
Untuk OL 13.275 mg/L, pada HRT 31,57 jam dicapai
selama 16 hari, sedangkan pada HRT 23,68 jam dicapai
selama 14 hari dan HRT 18,94 jam dilaksanakan selama 18
hari. Maksimal penyisihan COD pada OL 13.275 mg/L
adalah sebesar 59,08%.
4.1.2 OL 17.700 mg/L
Untuk OL 17.700 mg/L, pada HRT 31,57 jam dilaksanakan
selama 2 hari, sedangkan pada HRT 23,68 jam dicapai
selama 20 hari dan HRT 18,94 jam dilaksanakan selama 22
hari. Maksimal penyisihan COD pada OL 17.700 mg/L
adalah sebesar 81,47% yaitu pada HRT 23,68 jam.

17. 4.1.3 OL 26.550 mg/L
Pada HRT 31,57 jam untuk hari ke 96 dan 98, % reduksi
COD terus mengalami penurunan dari 20,6 % hingga
16,6 %. Hal ini dikarenakan limbah sudah
kental, sehingga pompa tidak dapat mengalirkan
limbah dengan karakteristik yang demikian.
Pada HRT 23,68 jam dan HRT 18,95 jam pompa juga
tidak dapat mengalirkan limbah.

18. 4.2 Pengaruh % Reduksi TSS
90
OL 13.275
mg/L, HRT 31,57 jam
80
OL 13.275
mg/L, HRT 23,68 jam
70
OL 13.275
mg/L, HRT 18,94 jam
60
OL 17.700
ReduksiTSS (%)
mg/L, HRT 31,57 jam
50
OL 17.700
mg/L, HRT 23,68 jam
40
OL 17.700
mg/L, HRT 18,94 jam
30
OL 26.550
20 mg/L, HRT 31,57 jam
OL 26.550
10 mg/L, HRT 23,68 jam
OL 26.550
0 mg/L, HRT 18,94 jam
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 100 104 108 112 116 120
Waktu (hari ke)

19. 4.2.1 OL 13.275 mg/L
Untuk OL 13.275 mg/L, pada HRT 31,57 jam dicapai
selama 16 hari dengan penyisihan % reduksi TSS
sebesar 43,8%, sedangkan pada HRT 23,68 jam
dicapai selama 14 hari dengan penyisihan % reduksi
TSS sebesar 46,2% dan HRT 18,94 jam dilaksanakan
selama 18 hari. Maksimal penyisihan TSS pada OL
13.275 mg/L adalah pada HRT 18,94 jam dengan
penyisihan % reduksi sebesar 61,96%.

20. 4.2.2 OL 17700 mg/L
Untuk OL 17.700 mg/L, pada HRT 31,57 jam dilaksanakan selama 2
hari, sedangkan pada HRT 23,68 jam dicapai selama 20 hari dan HRT 18,94
jam dilaksanakan selama 22 hari. Maksimal penyisihan TSS pada OL 17.700
mg/L adalah sebesar 83,57% yaitu pada HRT 23,68 jam.
4.2.3 OL 26550 mg/L
Pada HRT 31,57 jam dan HRT 23,68 jam % reduksi TSS terus mengalami
penurunan. Hal ini dikarenakan limbah sudah kental, sehingga pompa
tidak dapat mengalirkan limbah dengan karakteristik yang demikian. Pada
HRT 18,95 jam, pada hari ke 104 hingga 110, % reduksi TSS mengalami
fluktuasi hingga akhirnya mengalami penurunan menjadi 9,5%.

21. 4.3 Pengaruh Volum Biogas
OL 13.275
4000
mg/L, HRT 31,57
3800 jam
3600 OL 13.275
3400 mg/L, HRT 23,68
jam
3200
OL 13.275
3000
mg/L, HRT 18,94
2800 jam
2600 OL 17.700
Volume Biogas (ml)
2400 mg/L, HRT 31,57
jam
2200
OL 17.700
2000 mg/L, HRT 23,68
1800 jam
1600 OL 17.700
mg/L, HRT 18,94
1400
jam
1200
OL 26.550
1000 mg/L, HRT 31,57
800 jam
600 OL 26.550
mg/L, HRT 23,68
400
jam
200
OL 26.550
0 mg/L, HRT 18,94
0 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 88 96 104 112 120 jam
Waktu (hari ke)

22. • 4.3.1 OL 13.275 mg/L
Untuk OL 13.275 mg/L, pada HRT 31,57 jam dicapai selama 16 hari, sedangkan pada
HRT 23,68 jam dicapai selama 14 hari dan HRT 18,94 jam dilaksanakan selama 18 hari.
Volume biogas maksimal didapat pada OL 13.275 mg/L adalah sebesar 2020 ml.
• 4.3.2 OL 17.700 mg/L
Untuk OL 17.700 mg/L, pada HRT 31,57 jam dilaksanakan selama 2 hari, sedangkan
pada HRT 23,68 jam dicapai selama 20 hari dan HRT 18,94 jam dilaksanakan selama
22 hari. Volume biogas maksimal didapat pada OL 17.700 mg/L adalah sebesar 3640
ml.
• 4.3.2 OL 26.550 mg/L
OL 26.550 mg/L dilaksanakan selama 16 hari dengan volum biogas maksimum 2640
ml. Pada OL 26.550 mg/L volume biogas terus mengalami penurunan.

23. BAB V
KESIMPULAN
• Dari hasil penelitian didapatkan OLR optimum pada OLR 17.700 mg/L
dengan HRT 23,68 jam pada hari ke-72 dengan volume biogas sebesar
3.640 ml dan % reduksi COD 81,47% dan % reduksi TSS 83,57%.
• Reduksi COD untuk OLR 13.275 mg/L dengan HRT 31,57 jam, 23,68 jam, dan
18,94 jam berturut-turut adalah 38,92% , 43,02% dan 59,509 %.
• Reduksi COD untuk OLR 17.700 mg/L dengan HRT 31,57 jam, 23,68 jam, dan
18,94 jam berturut-turut adalah 28,24% , 81,47% dan 64,13 %.
• Reduksi COD untuk OLR 26.550 mg/L dengan HRT 31,57 jam, 23,68 jam, dan
18,94 jam berturut-turut adalah 16,58% , 11,50% dan 3,97 %.

24. SARAN
• Sebaiknya bioreaktor yang digunakan dilengkapi
dengan media pemanas, supaya kinerja mikroba
mesofilik lebih baik.
• Sebaiknya pada proses pengukuran volume biogas
menggunakan gas kolektor, jadi hasil yang didapat
lebih akurat dan gas yang terbuang juga lebih
sedikit.

25. Terima
Kasih…

26. I.1 Latar Belakang
Keberadaan PKS di HUASB merupakan salah satu
Indonesia cukup banyak teknik pengolahan limbah cair
HUASB perbah diteliti
Limbah Cair dari PKS Rajesh Danuu. Hasil :
banyak dan diolah reduksi COD 91 % pada
dengan sistem kolam HRT 7,3 jam.
HUASB perbah diteliti
Limbah Cair dari PKS N.A. Badroldin,dkk. Hasil
dapat menghasilkan : efisiensi penguraian
biogas limbah 98% dengan HRT
0,45 hari.

27. I.2 Rumusan Masalah ??
• berupa waktu tinggal optimum yang
dibutuhkan untuk penurunan Chemical
Oxygen Demand (COD) dan Total
Suspended Solid (TSS) dari limbah sawit
menjadi biogas dengan menggunakan
reaktor HUASB.

28. I.3 Tujuan Penelitian
• Untuk mengetahui HRT optimum dalam
pengolahan limbah cair kelapa sawit
menggunakan reaktor HUASB.
• Untuk mengetahui besar penyisihan kadar
COD dan TSS.
• Untuk mengetahui volume biogas yang
dihasilkan.

29. I.4 Manfaat Penelitian
• Manfaat penelitian ini adalah untuk
mendapatkan data dasar berskala
laboratorium dalam pengolahan
limbah cair kelapa sawit
menggunakan reaktor HUASB.

30. I.5 Ruang Lingkup Penelitian
• Sumber inokulum yang dipergunakan
diambil dari kolam anaerobik pengolahan
limbah cair kelapa sawit dari Pabrik Kelapa
Sawit Pasir Mandoge, PTPN IV.
• Dalam penelitian ini, bahan baku yang
digunakan adalah limbah cair kelapa sawit
dari Pabrik Kelapa Sawit Adolina, PTPN IV.
• Parameter uji adalah perubahan nilai COD
(Chemical Oxygen Demand) , TSS (Total
Suspended Solid) dan volume biogas.

31. I.5 Ruang Lingkup Penelitian (Sambungan)
• Pengamatan untuk parameter uji
dilakukan:
• COD : pada aliran inlet dan outlet
• TSS : pada aliran inlet dan outlet
• Volume biogas : pada aliran penampung
gas (gas kolektor)

32. I.5 Ruang Lingkup Penelitian (Sambungan)
• Variabel Berubah : Organic Loading (OL) :
13.275 mg/L, 17.700 mg/L dan 26.550 mg/L
• HRT : 31,57 ; 23,68 ; dan 18,94 jam

33. BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Limbah Cair Kelapa Sawit
Limbah yang berasal dari industri pengolahan kelapa sawit
yang berbentuk cair dengan karakteristik :
No Parameter Satuan Kisaran
1 BOD (Biological Oxygen Demand) mg/l 20.000-30.000
2 COD (Chemical Oxygen Demand) mg/l 40.000-60.000
3 TSS (Total Suspended Solid) mg/l 15.000-40.000
4 TS (Total Solid) mg/l 30.000-70.000
5 Minyak dan Lemak mg/l 5.000-7.000
6 NH3-N mg/l 30 – 40
7 Total N mg/l 500 – 800
8 Suhu oC 90 – 140
9 pH - 4-5

34. 2.2 Pengolahan Palm Oil Mill Effluent (POME)
• Secara konvensional POME diolah menggunakan
sistem kolam.
• waktu retensi 120-140 hari dan efisiensi 60-70%.
• Prosesnya :
Kolam
Bak Pemisah
Kolam Perombakan
Minyak (De-
oiling pond)
Pengasaman Anaerobik
Primer I dan II
Kolam
Kolam
Kolam Perombakan
Aerobik I
Fakultatif Anaerobik
dan II
Sekunder I dan II

35. 2.2.1 Pengolahan Secara Biologi
Ditinjau dari reaktornya :
1. Reaktor pertumbuhan tersuspensi. Contoh : lumpur
aktif.
2. Reaktor pertumbuhan terlekat. Contoh : trickling
filter, cakram biologi, filter terendam dan reaktor
fluidisasi
Ditinjau dari segi lingkungannya :
1. Proses aerob, yang berlangsung dengan hadirnya
oksigen.
2. Proses anaerob, yang berlangsung tanpa oksigen.

36. 2.3 Tahapan Metabolisme dalam Degradasi Anaerob
• Penguraian bahan organik menjadi lebih
Tahap sederhana.
Hidrolisis
• Bakteri akan menghasilkan asam untuk
merombak senyawa hasil hidrolisis menjadi
Tahap
asam, gas hidrogen dan gas karbondioksida.
Pengasaman
• Bakteri metagonesis membentuk gas metan
Tahap
dan gas karbondioksida.
Pembentukan
Metan

37. 2.4 Kondisi Umum Proses Pengolahan Secara Anaerob
Faktor dalam desain pengolahan secara anaerob :
1. Karakteristik limbah
2. Variasi debit dan beban organik
3. Konsentrasi organik dan temperatur
4. Alkalinitas
5. Nutrien dan mikronutrien
6. Solid Retention Time (SRT)

38. 2.5 Jenis-Jenis Reaktor Anaerob
• Reaktor diisi dengan material
Reaktor Filter
pendukung inert yang memiliki luas
Anaerobik
permukaan yang besar.
• Air buangan diolah di dalam
Reaktor Kontak
reaktor tangki berpengaduk
Anaerobik
secara sinambung.
• Air buangan dilewatkan dari bawah reaktor
Bioreaktor Unggun melalui partikel padat seperti pasir dan
dipertahankan dalam keadaan terfluidakan
Terfluidisasi oleh aliran limbah cair yang mengalir ke
atas.

39. (Sambungan……) Jenis-Jenis Reaktor Anaerob
Reaktor • Reaktor yang memiliki sederetan
Berpenyekat sekat yang dipasang secara
Anaerobik vertikal
Upflow Anaerobic • Air buangan diumpankan dari
Sludge Blanket bagian bawah reaktor dan keluar
(UASB) Reactor dari puncak reaktor.
Hybrid Upflow • Reaktor (HUASB) ini adalah sebuah sistem
Anaerobic Sludge dimana substrat dialirkan melalui lumpur
dari bagian bawah reaktor dan keluar dari
Blanket (HUASB) puncak reaktor melalui unggun (packing)
Reactor untuk memisahkan gas, lumpur, dan cairan.

40. 2.6 Reaktor Hybrid Upflow Anaerobic Sludge Blanket
• Mengkombinasikan media
pertumbuhan tersuspensi dan
terlekat dalam satu reaktor.
• Pada media tersuspensi
diharapkan dapat berlangsung
proses asidogenesis.
• Pada media terlekat diperkirakan
akan berlangsung proses
metanogenesis.

41. (Sambungan) Reaktor Hybrid Upflow Anaerobic Sludge Blanket
Perbandingan sistem pengolahan anaerob antara
tersuspensi, hibrid, dan terlekat
Faktor Tersuspensi Hibrid Terlekat
Biomassa yang dicapai Rendah Tinggi Tinggi
Sludge Retention Time (SRT) yang dapat
Rendah Tinggi Tinggi
dicapai
Kesesuaian untuk air buangan dengan Penyisihan
Ya Penyisihan kecil
partikulat Sebagian
Kesesuaian untuk air buangan konsentrat Ya Tidak Tidak
Kesesuaian untuk air buangan encer Tidak Ya Ya
Efisiensi penyisihan Terbatas Tinggi Tinggi
Tinggi bila ada Tinggi jika media
Kebutuhan energi Paling rendah
Resirkulasi terfluidisasi