Path: Top > S2-Theses > Environmental Engineering-FTSL > 2018

POTENSI MICROBIAL FUEL CELL DALAM PENGOLAHAN AIR LIMBAH PENCUCIAN PROSES PEMBUATAN PULP

POTENCY OF MICROBIAL FUEL CELL FOR WASHING WASTEWATER TREATMENT FROM PULPING PROCESS

Master Theses from JBPTITBPP / 2018-06-28 13:46:41
Oleh : KRISNA ADHITYA WARDHANA (NIM :25316021), S2 - Environmental Engineering-FTSL (krisnaadhitya@gmail.com)
Dibuat : 2018-06-28, dengan 1 file

Keyword : : ML-MFC, katoda udara, resistor, limbah pencucian, proses pulping

Microbial Fuel Cell (MFC) merupakan suatu alternatif solusi akan sumber energi yang terbarukan karena teknologi ini didesain untuk menghasilkan listrik dari proses pengolahan air limbah. Membraneless-Microbial Fuel Cell (ML-MFC) dengan satu kompartemen katoda udara dikembangkan agar lebih ekonomis sehingga memiliki peluang untuk diterapkan di industri. Proses pencucian dalam proses pembuatan pulp memiliki tujuan utama untuk memisahkan bahan kimia yang digunakan dalam pemasakan dan membantu menghilangkan material yang tidak diinginkan. Air limbah proses ini mengandung lindi hitam yang didalamnya terdapat material lignin yang terlepas dari bahan baku pada proses pemasakan yang sudah terencerkan. Berdasarkan potensinya yang masih kaya akan senyawa organik, maka MFC dengan katoda yang kontak langsung dengan udara akan digunakan untuk mengolah air limbah pencucian proses pembuatan pulp.

Rangkaian kegiatan penelitian dilaksanakan dalam 3 tahapan kegiatan utama yaitu tahapan persiapan alat dan bahan, tahapan pelaksanaan penelitian, serta tahapan pengolahan data, analisis, dan evaluasi. Tahapan pelaksanaan penelitian terdiri dari tahap karakterisasi air limbah, penyusunan reaktor MFC, aklimatisasi mikroba, dan pengolahan air limbah dengan MFC. Pada tahap awal MFC akan mengolah air limbah pencucian proses pembuatan pulp dengan variasi konsentrasi COD dari ± 600-1600 mg/L dan kemudian dipilih 1 konsentrasi COD yang akan digunakan pada tahap selanjutnya dengan pertimbangan arus yang ada, voltase yang terbentuk, penyisihan COD, dan waktu pengolahan. Selain itu variasi resistor dari nilai hambatan 0-500 Ω juga diuji pengaruhnya terdapat arus dan voltase untuk mendapatkan 4 nilai hambatan dengan % peningkatan arus terbesar. Resistor terpilih akan digunakan pada reaktor MFC untuk mengolah air limbah dengan konsentrasi COD terpilih dalam rangka mengetahui pengaruhnya terhadap penyisihan COD.

Pengolahan air limbah pencucian pada reaktor MFC 1,2,3, dan 4 dengan variasi konsentrasi COD awal 613, 833, 940, dan 1620 mg/L telah dilakukan dan menunjukkan efisiensi penyisihan COD sebesar 34-48% dengan efisiensi penyisihan COD terbesar pada reaktor 4 dengan masa pengolahan 8 hari. Voltase tertinggi dan arus listrik yang mengalir pada reaktor 1,2,3, dan 4 adalah 258 mV, 287 mv, 222 mv, dan 214 mv serta 16,17 mA/m2; 29,17 mA/m2; 12,67 mA/m2; dan 39,17 mA/m2. Dari tahap ini berdasarkan pertimbangan-pertimbangan diatas dipilih kisaran konsentrasi COD ± 800 mg/L untuk diolah dengan variasi hambatan resistor. Tahap penentuan hambatan resistor dilakukan dengan hambatan resistor sebesar 22 Ω, 56 Ω, 99 Ω, 131 Ω, 166 Ω, 197 Ω, 296 Ω, 384 Ω, 460 Ω, dan 527 Ω yang diuji pada reaktor MFC dan menunjukkan bahwa penggunaan resistor akan menghasilkan voltase yang lebih rendah dibandingkan kondisi open circuit dimana pada kondisi ini, nilai voltase sel yang maksimal dalam MFC diperoleh. Resistor dengan nilai hambatan 22 Ω, 56 Ω, 99 Ω dan 131 Ω memberikan rata-rata terbesar persentase kenaikan arus listrik dibandingkan dengan kondisi open circuit sehingga dipilih untuk tahap selanjutnya. Hasil penelitian pada tahapan selanjutnya menunjukkan variasi hambatan resistor dalam reaktor MFC ternyata tidak memberikan hasil yang signifikan dibandingkan dengan perlakuan kontrol. Perbedaan persentase penyisihan COD tertinggi hanya berkisar 7% dibandingkan kontrol (48±4 % berbanding 41±2%) yang terjadi pada reaktor 1 dengan nilai hambatan resistor 22 Ω. Perbedaan persentase efisiensi penyisihan COD antara variasi hambatan resistor dalam reaktor MFC yang digunakan yaitu 48±4 %, 40±2 %, 44±4 %, 42±3 %, 41±2% untuk hambatan 22 Ω, 56 Ω, 99 Ω, 131 Ω, dan kontrol. Pada tahap ini, voltase tertinggi dan akumulasi arus listrik yang mengalir pada reaktor 1,2,3, dan 4 adalah 3,2 mV; 7,7 mV; 12,4 mV; 22 mV serta 42,05 mA/m2, 35,63 mA/m2; 27,10 mA/m2; 50,45 mA/m2 dengan daya listrik maksimal 10,6 x10-2 mW/m2; 18,6 x10-2 mW/m2; 28,5 x10-2 mW/m2; dan 82,5 x10-2 mW/m2. Potensi listrik reaktor MFC dalam mengolah air limbah pencucian nyata karena listrik yang ada dapat menyalakan lampu led yang dihubungkan dengan reaktor MFC.

Deskripsi Alternatif :

Microbial Fuel Cell (MFC) is an alternatif solution for renewable energy sources because the technology is designed to generate electricity from wastewater treatment processes. Membraneless-Microbial Fuel Cell (ML-MFC) with an air cathode compartment developed with economicaly purposes in order to get visible application in the industry. The washing process in the pulp making process has a primary purpose for separating the chemicals used in cooking process and removed undesirable material. Washing wastewater contain black liquor with lignin that release from cooking process that already dilute. Based on its potential that is still rich in organic compounds, the air cathode MFC will be used to treat washing wastewater from pulp making process.


Research activity divided into three main stages which are material and apparatus preparation, laboratory research worked, and finally data processing, analyzing and evaluation. Laboratory research worked consist of wastewater characterization, reactor setting, acclimatization,and MFC wastewater treatment. In the beginning, MFC will treat washing wastewater with COD concentration varies from ± 600-1600 mg / L and the selected one with consideration of the resulting current and voltage, COD removal, and processing time will be choosen to the next stage. Variation of resistor with the 0-500 Ω resistance value was also tested to understand the effect to current and voltage. 4 resistor with higher % current improvement will be added to MFC reactor to treat washing wastewater with COD concentration selected in order to determine the effect on COD removal.


Washing waste water treatment at 1,2,3 and 4 MFC reactors was conducted with initial COD concentration 613, 833, 940, and 1620 mg / L. The result showed COD removal efficiency on range 34-48% with the greatest COD removal efficiency at reactor 4 with 8 days processing time. The highest voltages and electric current accumulation flowing in reactors 1,2,3, and 4 are 258 mV, 287 mv, 222 mv, 214 mv and 16.17 mA / m2, 29.17 mA / m2, 12.67 mA / m2 and 39.17 mA / m2. Based on this stage, wastewater with COD concentration of ± 800 mg / L was selected to be treated with variation of resistor resistance. Resistance determination was performed with 22 Ω, 56 Ω, 99 Ω, 131 Ω, 166 Ω, 197 Ω, 296 Ω, 384 Ω, 460 Ω, and 527 Ω resistance which tested on MFC reactor. The results shows that resistor usage will produces a lower voltage than the open circuit condition where in this condition, the maximum cell voltage value in MFC is obtained. Resistors with 22 Ω, 56 Ω, 99 Ω and 131 Ω resistance provide the largest average percentage increase in electric current when they were compared to the open circuit conditions and than selected for the next stage. On the next stage, the results of this research showed that the variation of resistor resistance in the MFC reactor did not give significant result compared with the control treatment. The highest percentage difference of COD removal was only 7% compared to control (48 ± 4% to 41 ± 2%) which occurred in reactor 1 with resistance value of 22 Ω. The difference in percentage efficiency of COD removal between resistor resistance variations in MFC reactors used was 48 ± 4%, 40 ± 2%, 44 ± 4%, 42 ± 3%, 41 ± 2% for 22 Ω, 56 Ω, 99 Ω, 131 Ω resistor and control. At this stage, the highest voltage and accumulated electric current flowing in reactors 1,2,3, and 4 are 3.2 mV, 7.7 mV, 12.4 mV, 22 mV and 42.05 mA / m2, 35.63 mA / m2, 27.10 mA / m2, 50.45 mA / m2 with maximum power of 10.6 x10-2 mW / m2, 18.6 x10-2 mW / m2, 28.5 x10-2 mW / m2, and 82.5 x10-2 mW / m2. Electricity potency of MFC reactor on washing wastewater treatment was real because the electricity can turn on led lamp that connected to MFC reactor.


Copyrights : Copyright (c) 2001 by Perpustakaan Digital ITB. Verbatim copying and distribution of this entire article is permitted by author in any medium, provided this notice is preserved.

Beri Komentar ?#(0) | Bookmark

PropertiNilai Properti
ID PublisherJBPTITBPP
OrganisasiS
Nama KontakUPT Perpustakaan ITB
AlamatJl. Ganesha 10
KotaBandung
DaerahJawa Barat
NegaraIndonesia
Telepon62-22-2509118, 2500089
Fax62-22-2500089
E-mail Administratordigilib@lib.itb.ac.id
E-mail CKOinfo@lib.itb.ac.id

Print ...

Kontributor...

  • Pembimbing : Ir. Agus Jatnika Effendi Ph.D., Editor: Garnida Hikmah Kusumawardana

File PDF...