Indonesia merupakan negara penghasil minyak kelapa sawit (Crude Palm Oil-CPO) terbesar di dunia. Provinsi Riau salah satu provinsi yang memiliki luas lahan perkebunan sawit terbesar dengan luas lahan 1,44 juta hektar. Lahan perkebunan yang luas ini berkontribusi terhadap produksi CPO yang tinggi. Pabrik minyak sawit hanya menghasilkan 25-30% produk utama, yaitu berupa 20-23% CPO dan 5-7% inti sawit (kernel), sementara sisanya sebanyak 70-75% adalah residu hasil pengolahan berupa limbah dalam jumlah yang besar. Persoalan utama dari produksi CPO dihasilkannya  limbah  cair  yang  dikenal  Palm  Oil  Mill  Effluent (POME). Pabrik minyak sawit di Indonesia mengolah POME dengan melakukan pengolahan dengan sistem kolam terbuka untuk mengurangi kadar polutan. Tetapi sistem kolam terbuka masih memiliki kekurangan yaitu membutuhkan area yang luas, waktu kontak yang lama, dan terlepasnya gas-gas rumah kaca ke lingkungan.
Kandungan organik yang tinggi di dalam air limbah sawit berpotensi sebagai sumber nutrien untuk pertumbuhan alga. Pengolahan POME menggunakan konsorsium mikroalga dapat menjadi suatu alternatif pengolahan yang efektif dan efisien. Penggunaan konsorsium yang terdiri dari beberapa jenis mikroalga berpotensi mengoptimalkan pertumbuhan kultur dalam mengolah limbah. Mikroalga memanfaatkan bahan-bahan organik sederhana sebagai sumber nutrien pertumbuhan sel-sel mikroalga, sehingga kandungan zat organik dalam limbah cair akan menurun dan mikroalga akan mengabsorbsi CO2 dalam proses fotosintesisnya. Salah satu alternatif yang dapat meningkatkan pertumbuhan mikroalga dan bakteri adalah sistem High Rate Algae Reactor (HRAR). HRAR adalah reaktor terbuka berbentuk sirkuit yang dangkal dengan kedalaman 0,2 – 1 m dan digunakan dalam pengolahan limbah perkotaan, industri, dan agrikultural. HRAR merupakan reaktor yang mempunyai potensi yang besar dalam pengolahan limbah cair sekaligus mempercepat pertumbuhan biomassa mikroalga. Pada sistem reaktor sirkuit, bibit mikroalga, media tumbuh dan nutrisi dicampurkan secara langsung dalam reaktor yang bergerak menyerupai aliran sirkuit. Aliran air dibuat dengan sistem pemompaan, sehingga mikroalga dan nutrisi tetap dapat tercampur dan tidak terjadi pengendapan mikroalga dan nutrisi yang ditambahkan di dasar reaktor.
Sistem HRAR pernah dioperasikan sebagai pengolah air limbah perkotaan secara batch dengan kedalaman air 25 cm dan menggunakan pencahayaan alami, mampu menyisihkan COD, amonia (N-NH3), dan nitrat (NO3) menjadi 63,40; 71,30; dan 64,70% berturut-turut. Penelitian ini melakukan variasi kecepatan pengadukan paddle wheel pada HRAR yang divariasikan menjadi 16, 20, dan 24 cm/detik yang apabila dikonversikan ke rpm menjadi 22, 28, dan 34 rpm. Mixing pada sistem HRAR memiliki peran penting terhadap pertumbuhan sel mikroalga. Mixing berfungsi untuk meningkatkan paparan matahari terhadap sel mikroalga, mengontakkan mikroalga dengan limbah, mencegah terjadinya pengendapan mikroalga, dan sebagai pencampur udara agar lebih cepat terdifusi ke dalam medium. Oleh karena itu, perlu diteliti lebih lanjut mengenai pengaruh kecepatan pengadukan pada sistem HRAR.
Setiap reaktor ditambahkan suspensi alga sebanyak 25% dari volume total. Pengadukan dilakukan secara kontinu selama 24 jam selama 7 hari. Mikroalga yang digunakan pada penelitian ini adalah mikroalga yang terdapat pada kolam pengolahan POME Kolam VI. Mikroalga yang tumbuh pada kolam pengolahan antara lain Spirulina sp., Chlorella sp., Oscillatoria sp. dan Scenedesmus sp., Mikroalga Chlorella sp. dan Oscillatoria sp. Chlorella sp., merupakan jenis mikroalga yang paling dominan. Chorella sp. dapat bertahan terhadap segala perubahan alam karena punya ketahanan genetis terhadap perubahan lingkungan, serta bentuk, ukuran, sifat dan dinding sel yang tersusun dari senyawa selulosa dan lignin yang kuat.
DESAIN REAKTOR
Reaktor High Rate Algae Reactor (HRAR) memiliki dimensi yaitu 40 cm x 25 cm x 30 cm, dengan Vol. kerja sebesar 15 L, berjumlah 3 buah. Pencahayaan pada reaktor menggunakan pencahayaan yang bersumber dari cahaya matahari. Reaktor dilengkapi dengan motor pengaduk berkecepatan 22, 28, dan 34 rpm. Setiap motor pengaduk dilengkapi dengan paddle wheel berdiameter 18 cm dengan 4 buah blade. Paddle wheel dan motor pengaduk dirangkai menjadi satu sistem. Gambar desain reaktor HRAR (Gambar 1 a dan b).
Dari hasil penelitian jumlah sel mikroalga tertinggi dengan variasi kecepatan pengadukan 22, 28, dan 34 rpm yaitu sebanyak 3,02; 6,12; 5,54 (sel/mLx 106) berturut-turut. Efisiensi penyisihan COD pada kecepatan pengadukan HRAR 22 rpm, 28 rpm, dan 34 rpm pada hari ketujuh masing-masing sebesar 72%; 85%; dan 80,5% dan efisiensi penyisihan Nitrogen masing-masing sebesar 71%; 82,5%; dan 73,5%. Kecepatan pengadukan yang terbaik dalam pertumbuhan mikroalga, penyisihan COD dan N total yaitu 28 rpm. Hal ini menunjukkan bahwa kecepatan pengadukan tersebut merupakan kecepatan yang optimum bagi mikroalga indigen dan mereduksi nutrient dalam limbah. Pengadukan paddle wheel pada kecepatan yang sesuai mampu meningkatkan kemampuan mikroalga dalam mengasimilasi nutrien. Pengadukan optimum akan menyebabkan mikroalga terdistribusi secara merata dan tidak stagnan dalam satu titik tertentu. Semakin tinggi kecepatan pengadukan maka pertumbuhan mikroalga akan semakin rendah. Kecepatan yang tinggi diketahui dapat merusak struktur sel mikroalga dan membatasi waktu kontak antara mikroalga dengan limbah. Namun, kecepatan yang rendah berpotensi menyebabkan mikroalga terakumulasi di area dengan aliran yang rendah (Hadiyanto dkk., 2013 Dengan hasil penelitian ini, dapat diketahui bahwa mikroalga indigen dapat menurunkan kandungan polutan pada POME menggunakan Teknologi HRAR.
Baca konten-konten menarik Kompasiana langsung dari smartphone kamu. Follow channel WhatsApp Kompasiana sekarang di sini: https://whatsapp.com/channel/0029VaYjYaL4Spk7WflFYJ2H
