laporan seeding dan aklimatisasi aerob

Seeding dan Aklimatisasi Aerob

I.    Tujuan Percobaan

Melakukan pembenihan dan pengembang biakan mikroorganisme untuk           mengolah         limbah cair secara aerobic.

II.   Alat Yang Digunakan

·         Gelas Kimia                                  

·         Aerator                                         

·         Cawan Penguap                           

·         Desikator                                      

·         Erlenmeyer                                   

·         Kertas saring                                

·         Circulating Bath                           

·         Batang Pengaduk             

·         Neraca Analitik                            

·         Oven                                                         

·         Termometer                                  

   .        Kertas pH             

                       

Bahan Yang Digunakan

 >Larutan standar kalium dikromat 0,25 N

Menimbang dengan teliti 12,259 gram K₂Cr₂O₇ p.a yang telah dipanaskan pada temperatur 100⁰C selama 1 jam,kemudian mengencerkan dengan aquadest hingga volumnya tepat 1 liter.

> Pereaksi asam sulfat-silver sulfat

Memasukan 5,5 gram Ag₂SO₄ ke dalam 1 kg H₂SO₄ dan membiarkan selama 1 atau 2 hari untuk melarutkan serbuk tersebut.

> Larutan indikator Ferroin

Larutan 1,485 gram 1,10-phenenthrolin monohidrat dan 695 mg FeSO_4.7H₂O        dalam aquadest dan mengencerkan hingga volumnya 100ml. Indikator ini harus dibuat baru.

> Larutan Fero Ammonium Sulfat 0,25 N

Melarutkan 98 gram Fe(NH₄)2(SO₄) 6H₂O dalam aquadest, kemudian menambahkan 20 ml H₂SO₄ pekat dan mengencerkan hinnga volumnya 1 liter.          Larutan ini harus distandarisasikan setiap hari dengan cara sebagai berikut :           mengencerkan 10 ml larutan standar K₂Cr₂O₇ 0,25 N dengan aquadest hingga        larutan standar FAS menggunakan 2 atau 3 tetes indikator Ferroin,lalu         menghitung normalitas FAS.

>HgSO₄

>Glukosa

>KNO₃

>KH₂PO₄

III.   Dasar Teori

Salah satu langkah yang penting dalam pengolahan limbah cair adalah penyiapan atau penyesuaian bakteri agar berkembang sesuai dengan kondisi yang diinginkan. Bakteri yang berasal dari biakan murni atau lingkungan sekitar sumber limbah yang akan diolah dikondisikan pada suatu temat dengan diberi umpan yang konsentrasinya sedikit demi sedikit menyerupai konsentrasi limbah yang akan diolah. Biasanya ada tahap awal sebagai umpan digunakan bahan-bahan kimia yang mudah diperoleh dengan komposisi yang jelas.

Untuk bakteri aerob maka perlu ditamabahkan aliran udara yang berasal dari kompresor, blower atau pompa yang disemburkan (spray aerator).

Cara Pengerjaan :

Bakteri yang berasal dari biakan murni atau tempat lain,dikembangkan dalam suatu tempat dan diberi umpan yang konsentrasinya sedikit demi sedikit mendekati limbah yang akan diolah. Komposisi limbah yang digunakan biasanya dalam seeding adalah BOD:N:P = 60:30:1 atau 100:5:1 .

Sebagai sumber karbon biasa digunkan glukosa, sedang nitrogen dan posfor dapat digunakan Kalium Nitrat dan Kalium Dihidrofosfat. Pengaturan pH dapat digunakan kapur atau asam sulfat. Untuk bakteri aerob ditambahkan udara yang cukup agar proses oksidasinya dapat berjalan dengan sempurna. Jika konsentrasi BOD atau COD dalam tempat pengembangan telah relative konstan, dengan fluktuasi sekitar 5%, maka konsentrasi umpan dan volume pembibitan ditambah. Proses ini terus dilakukan hingga volume pembibitan mencapai sekitar 10% kolam yang pengolahan yang dibuat dan VSS sekitar 3000 - 4000 mg/l.

Pemberian substrat:

Misalkan BOD limbah yang akan diolah = 400mg/l,volume awal pembenihan 10 liter. BOD:N:P = 60:3:1

Sebagai sumber karbon adalah glukosa,nitrogen KNO₃ dan fosfor KH₂PO_{4 .}

BM glukosa = 180

C₆H₁₂O₆ + 6O₂                6H₂O + 6H₂O

1 mmol glukosa akan ekivalen dengan 6 mmol oksigen

180 mg glukosa ≈ 192 mg oksigen

1mg oksigen ≈ 180/192 mg glukosa

Untuk membuat 10 liter limbah dengan BOD 400 mg/l keperluan glukosa                                       (10x400x180/192) mg = 3750 mg= 3,75 gram.

BM KNO₃ = 101 BAN =14

KNO₃ yang dibutuhkan = (3/60x750x101/14) mg=1352 mg= 1,35 gr

BM KH₂PO₄ = 136 BAP =31

KH₂PO₄ yang dibutuhkan :

=(1/60x3750x136/31) mg = 274 mg = 0,2749 gram

Jika kandungan BOD pada pembenihan telah mendekati limbah yang akan diolah maka sebagai sumber karbon dapat diganti dengan limbah yang nantinya akan diolah.

IV. Prosedur Kerja

1. Membuat substrat sejumlah volume yang diperlukan dengan menggunakan                                 perbandingan BOD:N:P= 60:30:1 atau 100:5:1

2. Memasukan bibit mikroorganisme sebanyak + 20 % dari volume yang                                         diperlukan ke dalam substrat yang telah dibuat.

3. Melakukan aerasi (pemberian O₂) terus menerus.

4. Pemberian substrat dilakukan setiap hari sampai mencapai bio solid yang            diinginkan.

5. Jumlah bio solid diukur dengan metode gravimetri setiap hari.

6. Nilai COD atau BOD diukur setiap hari.

V. Penetapan COD ( Chemical Oxygen Demand)

COD atau kebutuhan oksigen kimia adalah jumlah oksigen(O₂) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat zat organis yang ada dalam 1 liter sampel air,dimana pengoksidasi K₂Cr₂O₇ digunakan sebagai sumber oksigen (oxygen agent).

Prinsip analisa

Sebagian besar zat organis melalui test COD ini dioksidasi oleh larutan K₂Cr₂O₇ dalam keadaan asam yang mendidih :

C_aH_bO_c + CrO₇ + H⁺             CO₂ + H₂O + Cr³⁺

 (zat organis)       AgSO₄

(warna kuning)                                               (warna hijau)

Selama reaksi yang berlangsung + 2 jam ini,uap direfluks dengan alat kondensor, agar zat organik volatil tidak lenyap keluar. Perak Sulfat (Ag₂SO₄) ditambahkan sebgai katalisator untuk mempercepat reaksi. Sedangkan merkuri sulfat ditambahkan untuk menghilangkan gangguan klorida yang pada ummnya ada dalam air buangan. Untuk memastikan bahwa hampir semua zat organis habis teroksidasi,maka zat pengoksidasi K₂Cr₂O₇  masih terus tersisa sesudah refluks. K₂Cr₂O₇ yang tersisa di dalam larutan tersebut digunakan untuk menentukan beberapa oksigen yang telah terpakai. Sisa K₂Cr₂O₇ tersebut ditentukan melalui titrasi dengan FAS , dimana reaksi yang berlangsung adalah sebgai berkut :

6 Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- + 14 H⁺              6 Fe³⁺ + 2 Cr³⁺ + 7H₂O

Indikator FAS digunakan untuk menentukan titik akhir titrasi,yaitu: disaat warna hijau-biru larutan berubah menjadi coklat-merah,sisa K₂Cr₂O₇ dalam larutan blanko adalah K₂Cr₂O₇ awal, karena diharapkan blanko tidak mengandung zat organis yang terdapat dioksidasi oleh K₂Cr₂O₇.

Gangguan

Kadar khlorida (Cl) sampai 2000 mg/l di dalam sampel dapat mengganggu bekerjanya katalisator Ag₂SO₄ dan pada keadaan tertentu turut teroksidasi oleh dikromat sesuai reaksi :

6 Cl + Cr₂O₇^2- + 14 H⁺            3Cl₂ + 2Cr³⁺ + 7H₂O

Gangguan ini dihilangkan dengan penambahan merkuri sulfat (HgSO₄) pada sampel,sebelum penambahan reagen lainnya. Ion merkuri bergabung dengan ion klorida membentuk merkuri klorida,sesuai reaksi di bawah ini :

Hg²⁺ + 2Cl         HgCl₂

Dengan adanya ion Hg²⁺ ini,konsentrasi ion Cl menjadi sangat kecil dan tidak mengganggu oksidasi zat organis dalam test COD.

Penentuan COD

> kedalam labu refluks memasukan 10 ml contoh air,kemudian menambahkan 0,4 gr serbuk HgSO₄ dan 10 ml larutan Kalium Dikromat 0,25 N dan 20 ml pereaksi asam sulfat pekat serta beberapa butir batu didih.

> labu refluks dipasang pada kondensor dan dipanaskan selama 2 jam setelah mendidih. Setelah dingin,membilas kondensor dengan aquadest. Melepaskan labu reflulks dari kondensor,kemudian mengencerkan dengan aquadest hingga volumenya 140 ml. Setelah dingin menitrasi dengan larutan FAS 0,1 N menggunakan 2 atau 3 tetes indikator Ferroin,mentitrasi di hentikan jika terjadi perubahan warna dari hijau menjadi warna coklat.

Diperlukan blanko , yaitu dengan menggunakan aquadest sebagai sampel denga cara kerja yang sama seperti sampel .

Perhitungan :

COD sebagai mg O₂/liter =

Dimana :

a=ml FAS untuk blanko

b=ml FAS untuk sampel

c=Normalitas FAS (0,25 N)

d=berat ekivalen oksigen (8)

p= pengenceran

Penetapan Konsentrasi Biomassa

Konsentrasi biomassa atau organisme dinyatakan dalam mg/l VSS (volatile suspended solid) prinsip pengukuran berdasarkan gravimetri,yaitu analisa berdasarkan penimbangan berat dan dilakukan dengan cara penyaringan,pemanasan dan penimbangan.

> menyiapkan cawan pijar dan kertas saring,cawan pijar yang telah bersih dipanaskan dalam oven 600°C selama 1 jam,kemudian dimasukkan ke dalam desikator. Setelah itu menimbang sampai konstan( a gram). Kertas saring bebas abu dibasahi dengan aquadest,kemudian memanaskan di dalam oven 100°C selam 1 jam,memasukan ke dalam desikator timbang (b gram).

> menyaring 40 ml contoh air dengan kertas saring bebas abu yang telah ditimbang. Kertas saring yang berisi endapan dimasukkan ke dalam cawan pijar dan dipanaskan dalam oven 105°C selama 1 jam. mendinginkan dalam desikator,kemudian timbang (c gram).

>setelah dingin kemudian memasukan ke dalam desikator dan menimbang ( d gram)

Perhitungan : TSS=

VSS=

VI. Data Pengamatan

Parameter	Hari awal jum’at	Hari ke 3 senin	Hari ke 4 selasa	Hari ke 5 rabu
Suhu (oC)	27,2oC	27,3oC	27,4oC	26,9oC
pH	7	7	7	7
TDS	5 mg/l	8 mg/l	9 mg/l	9 mg/l
konduktivitas	10,5цs	16,8цs	18,8цs	18,2цs
salinitas	0	0	0	0

 VII . Perhitungan

Berat a = 41,0291 gram

Berat c = 41,1515 gram

V sampel = 40 ml

 TSS=

TSS=

TSS=

TSS= 0,00306 x 10⁶

TSS= 3,06 x 10³ mg/l

VIII.   Analisa Percobaan

Dari praktikum yang telah dilakukan dapat dianalisa bahwa dalam percobaan seeding dan aklimatisasi aerob dilakukan pembibitan mikroorganisme dari suspensi tanah dengan substrat yang dibuat dengan perbandingan BOD:N:P = 60:30:1. BOD merupakan makanan bagi bibit yang akan di biakkan, sebagai sumber karbon dalam percobaan ini digunakan glukosa,sebagai sumber nitogen digunakkan KNO₃ dan sebagai sumber pospor digunakan KH₂PO₄. Substrat dibuat dengan volume beberapa ml. Substrat dan bibit mikroorganisme dicampurkan dengan volume total. Kemudian campuran ini diaerasi(pemberian O₂) secara terus menerus selama kurang lebih 5 hari. Sebelum campuran diberi makanan,diukur dulu parameter-parameternya seperti (TDS,salinitas,konduktivitas,suhu,dan Ph) untuk mengecek apakah mikroorganisme berkembang atau tidak. Tujuan pemberian makanan agar nutrisi mikroba tetap terjaga dan nilai TSSnya besar.

Untuk menghitung nilai TSS,pertama-tama kami melakukan hal ini. Kami membasahi kertas saring bebas abu dengan aquadest. Kemudian dipanaskan di dalam ovent dengan suhu 110°C selama 1 jam,setelah itu dinginkan dalam desikatot dan timbang untuk memperoleh berat (a gram). Kemudian mengambil 40 ml air biakan limbah seeding untuk disaring dengan kertas saring bebas abu yang telah ditimbang. Kertas saring yang berisi endapan dimasukkan ke dalam cawan pijar dan dipanaskan dalam oven dengan suhu 110°C selama 1 jam. Kemudian setalah 1 jam,dinginkan dalam desikator dan menimbang untuk memperoleh berat (c gram), nilai TSS dalam pengamatan kurang lebih 5 hari adalah 3,06 x 10³ mg/l. Dari hasil perhitungan dapat dilihat bahwa nilai TSS selalu berbanding lurus denga jumlah mikroba yang dibiakkan semakin tinggi nilai TSS,semakin banyak mikroba yang dibiakan.

IX.   Kesimpulan

                        Setelah melakukan percobaan dapat disimpulkan bahwa :

 >  Pemberian substrat harus diberikan secara beraturan agar jumlah                                                 mikroba yang tumbuh atau dibiakan sesuai keinginan.

 >  Nilai TSS selalu berbandign lurus dengan jumlah mikroba yang                                       dibiakan.

>        Nilai TSS dalam pegamatan selama 5 hari adalah 3,06 x 10³ mg/l

>                    Hal-hal yang harus diperhatikan pada proses pembibitan ialah :

o   Suhu

o   pH

o   Konsentrasi zat organik (substrat)

o   TDS

° Konduktivitas

° Salinitas

·        

Daftar Pustaka

1. Hilwatulisan. 2014.Modul Praktikum Teknik Pengolahan Limbah. Palembang : POLSRI