Judul: Design and Operational Optimization of Palm Oil Mill Effluent Stabilization Contact Unit Modifications Based on Biokinetic Modeling
Abstrak: Limbah cair kelapa sawit (LCKS) mengandung konsentrasi BOD dan COD berada diatas baku mutu berturut - turut sebesar 30.000 mg/L dan 50.000 mg/L. Berdasarkan rasio BOD/COD LCKS sebesar 0,74; LCKS dapat diolah menggunakan pengolahan biologis. Pengolahan LCKS yang paling banyak digunakan berupa kolam terbuka konvensional. Namun, sistem ini memiliki kelemahan berupa kebutuhan lahan yang luas dan produksi gas rumah kaca berupa gas metana dari kolam terbuka anaerobik. Oleh sebab itu, pengembangan teknologi dilakukan melalui modifikasi proses anaerobik kontak stabilisasi (A-CSt). Penelitian ini bertujuan menguji kinerja konfigurasi A-CSt, menentukan hubungan serta pengaruh variasi waktu detensi (HRT) unit kontak terhadap karakteristik efluen unit kontak, menentukan model biokinetika terpilih dari model persamaan Aborhey & Williamson dan Jerusalimski, serta optimasi desain pemanfaatan variabel biokinetika. Persentase pada masing-masing variasi HRT ke-1 dan ke-2 (variasi HRT stabilisasi 6 dan 5 jam sedangkan HRT UASB, kontak, dan sedimentasi sebesar 192, 16, dan 5 jam), variasi HRT ke-3 sampai ke-5 (variasi HRT kontak 16, 12, dan 8 jam sedangkan HRT UASB, sedimentasi, dan stabilisasi sebesar 192, 5, dan 4 jam) dan variasi HRT ke-6 dan ke-7 (variasi HRT UASB 96 dan 48 jam sedangkan HRT kontak, sedimentasi, dan stabilisasi sebesar 8, 5, dan 4 jam) untuk penyisihan COD berturut-turut sebesar 99,41%; 99,17%; 99,65%; 98,33%; 96,47%; 96,53%; dan 96,01%; serta untuk penyisihan TSS berturut-turut sebesar 99,86%; 99,84%; 99,56%; 99,45%; 98,93%; 98,63%; dan 98,86%. Variasi HRT ke-1 sampai ke-4 telah mememenuhi standar baku mutu COD sebesar 350 mg/L. Adapun, variasi HRT ke-1 sampai ke-3 telah dapat memenuhi standar baku mutu TSS dan amonia berturut-turut sebesar 250 mg/L dan 0,5 mg/L. Semakin lama HRT maka semakin lama waktu mikroorganisme untuk melakukan proses degradasi. Semakin lama HRT dan semakin tinggi konsentrasi amonia influen, maka semakin tinggi kenaikan pH influen menuju tingkat netral akibat proses denitrifikasi aerobik. Temperatur pada unit kontak memengaruhi metabolisme mikroorganisme yang berdampak pada kinerja unit kontak. Model biokinetika dari persamaan Jerusalimski menjadi model terbaik ketika dipengaruhi faktor pengaruh amonia, amonia-pH, amonia-T, dan amonia-pH-T. Model terpilih dapat dimanfaatkan untuk proses desain dan operasional unit dengan memperkirakan nilai organic loading rate (OLR) maksimum untuk mereduksi konsentrasi COD. OLR maksimum unit kontak modifikasi pada model dengan pengaruh amonia, amonia-pH, amonia-T, dan amonia-pH-T berturut-turut sebesar 3,19 g/L/hari; 3,37 g/L/hari; 2,88 g/L/hari; dan 2,85 g/L/hari. F/M optimum untuk unit kontak modifikasi berkisar pada rentang 0,112-0,133 mgMLSS/mgBOD. Sementara pH optimum sebesar 6,91; sedangkan pH minimum dan optimum sebesar 5,80 dan 7,83. Suhu oprasional untuk unit kontak modifikasi berkisar pada rentang 25,10 ℃ dan 26,80 ℃, sementara suhu optimum sebesar 26,14 ℃.
Keyword: biokinetika, kontak stabilisasi, limbah cair kelapa sawit (LCKS), organic loading rate (OLR), waktu detensi