No. 1329/S2-TL/PPP/2025 PELEPASAN BIOHIDROGEN YANG TERBENTUK PADA PENGOLAHAN LIMBAH CAIR ARTIFISIAL KONSENTRASI TINGGI SECARA ANAEROBIK DENGAN FLUSHING GAS NITROGEN TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh RAIHANNISA RIZQI MEUTIA NIM: 25322313 (Program Studi Magister Teknik Lingkungan) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Januari 2025 i ABSTRAK PELEPASAN BIOHIDROGEN YANG TERBENTUK PADA PENGOLAHAN LIMBAH CAIR ARTIFISIAL KONSENTRASI TINGGI SECARA ANAEROBIK DENGAN FLUSHING GAS NITROGEN Oleh Raihannisa Rizqi Meutia NIM: 25322313 (Program Studi Magister Teknik Lingkungan) Pemanfaatan biomassa sebagai sumber energi terbarukan saat ini menjadi fokus utama dalam upaya mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil dan mengatasi masalah lingkungan. Dengan kandungan organiknya yang tinggi, palm oil mill effluent (POME) memiliki potensi yang besar sebagai bahan baku untuk produksi energi terbarukan, sekaligus dapat menggantikan posisi tanaman pangan sebagai bahan baku bioenergi. Produksi energi terbarukan dari POME dapat dilakukan dengan biokonversi anaerobik melalui fermentasi. Selama fase asidogenesis, produk bioenergi berupa bioetanol, biohidrogen, dan asam lemak volatil dapat dihasilkan. Beberapa penelitian sebelumnya telah mengkaji konversi limbah POME menjadi hidrogen, namun konsentrasi biohidrogen yang dihasilkan masih cenderung rendah. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh sebagian besar hidrogen yang terlarut dalam fase cair, sehingga tidak dapat terukur secara langsung. Penambahan flushing nitrogen ke dalam reaktor dimaksudkan untuk mendorong pelepasan biohidrogen terlarut ke fase gas. Efisiensi pelepasan gas hidrogen diukur melalui koefisien perpindahan massa (k La dan kL) dengan memvariasikan kecepatan superfisial gas. Analisis karakteristik hidrodinamika gelembung gas berupa kecepatan gelembung, bentuk dan ukuran gelembung, rezim aliran, dan gas hold up yang terbentuk dilakukan untuk memahami proses transfer gas yang terjadi. Hasil penelitian menunjukkan peningkatan laju alir volumetrik dan kecepatan superfisial gas yang diinjeksikan berpengaruh positif terhadap proses transfer gas. Koefisien transfer massa optimum diperoleh pada kecepatan superfisial 0,0079 m/s dengan koefisien transfer massa (k La) dan koefisien transfer gas (k L) sebesar 0,00032 detik -1 dan 2,69H10 -5 m/detik. Pengaplikasian flushing gas nitrogen dengan kecepata superfisial gas sebesar 0,0079 m/s dalam pengolahan limbah artifisial organik tinggi dapat meningkatkan konsentrasi gas hidrogen, dengan peningkatan konsentrasi maksimum sebesar 41,7% dan konsentrasi biohidrogen maksimum yang dihasilkan sebesar 17,3% dicapai pada waktu reaksi 72 jam. Kata kunci: anaerobik, flushing gas nitrogen, hidrogen, limbah cair kelapa sawit, transfer gas ii ABSTRACT BIOHYDROGEN GAS STRIPPING FORMED IN ANAEROBIC PROCESS OF HIGH-CONCENTRATION ARTIFICIAL WASTEWATER USING NITROGEN GAS FLUSHING By Raihannisa Rizqi Meutia NIM: 25322313 (Master’s Program in Environmental Engineering) The use of biomass as a renewable energy source has become a primary focus to decrease reliance on fossil fuels and tackle environmental issues. Due to its high organic content, palm oil mill effluent (POME) holds significant potential as a feedstock for renewable energy generation, offering an alternative to food crops in bioenergy production. Renewable energy production from POME can be achieved through anaerobic bioconversion via fermentation. During the acidogenesis phase, bioenergy products such as bioethanol, biohydrogen, and volatile fatty acids can be produced. Several previous studies have investigated the conversion of POME waste into hydrogen, but the biohydrogen concentration remains relatively low. This is likely due to the majority of the hydrogen being dissolved in the liquid phase, making it difficult to measure directly. The addition of nitrogen flushing into the reactor aims to promote the release of dissolved biohydrogen into the gas phase.