Pengaruh Laju Aliran Influent Terhadap Konsentrasi Substrat Dan Konsentrasi Biomassa Dalam Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Industri

Astuti, Wiji (2019) Pengaruh Laju Aliran Influent Terhadap Konsentrasi Substrat Dan Konsentrasi Biomassa Dalam Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Industri. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02311650020006-Master_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (1MB) | Request a copy

Abstract

Dalam setiap kegiatan industri, memiliki peran dalam pencemaran lingkungan, terutama pencemaran air karena limbah cair. Menurut Peraturan Pemerintah No. 82 tahun 2001 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, dalam menentukan kualitas air beberapa parameter harus diperhatikan, yaitu Chemical Oxygen Demand (COD), Biological Oxygen Demand (BOD), Dissolved Oxygen (DO), Tingkat keasaman (pH) dan Total Suspended Solids (TSS). Oleh karena itu, sebelum melakukan pembuangan limbah cair ke sungai perlu dilakukannya pengolahan limbah terlebih dahulu. Salah satu proses pengolahan limbah cair yaitu secara anaerobik, dimana memiliki dampak yang positif seperti menaikkan nilai Organic Loading Rate (OLR), menurunkan produksi sludge, menghilangkan bakteri patogen, menghasilkan biogas yang kaya akan gas metana serta konsumsi energi yang rendah. Pada penelitian ini, telah dilakukan pemodelan matematis dari persamaan kinetik monod dalam keadaan steady state sehingga menghasilkan solusi dalam bentuk persamaan konsentrasi limbah substrat (Si) atau disebut COD dengan laju aliran influen (q). Dari persamaan yang diperoleh, dapat dilihat pengaruh laju aliran terhadap penurunan konsentrasi substrat antara influent dengan effluent. Persamaan yang diperoleh merupakan persamaan fungsi kubik. Dimana diperoleh 3 solusi yang diantaranya 1 bilangan riil dan 2 bilangan kompleks. Penyelesaian persamaan fungsi kubik pada penelitian ini diperoleh dengan menggunakan software MATLAB serta perhitungan menggunakan algoritma metode Nickalls. Solusi yang digunakan hanyalah solusi yang berupa bilangan riil. Selanjutnya, solusi yang diperoleh digunakan sebagai fungsi objektif pada algoritma Particle Swarm Optimization (PSO), dimana fungsi batasannya adalah laju aliran yaitu dengan batas bawah 1m3/jam dan batas atas 50m3/jam. Dengan adanya laju aliran influent yang diberikan memberikan pengaruh nilai konsentrasi substrat effluent menjadi lebih rendah daripada konsentrasi substrat influent. Semakin besar laju aliran yang diberikan nilai konsentrasi substrat semakin kecil. Namun, laju aliran yang optimal adalah laju aliran yang tidak melebihi 50m3/jam. Hal ini dikarenakan pada laju aliran tersebut hanya mampu menurunkan konsentrasi substrat (COD) sebesar 51%-52%.
=================================================================================================================================
Every industrial activity has the potential to contribute to environmental pollution, particularly water pollution caused by liquid waste. According to Government Regulation No. 82 of 2001 concerning Environmental Management, several key parameters must be considered in determining water quality, including Chemical Oxygen Demand (COD), Biological Oxygen Demand (BOD), Dissolved Oxygen (DO), pH, and Total Suspended Solids (TSS). Therefore, wastewater must be treated before being discharged into natural water bodies. One commonly applied treatment process is anaerobic treatment, which offers several advantages, such as increasing the Organic Loading Rate (OLR), reducing sludge production, eliminating pathogenic bacteria, generating biogas rich in methane, and requiring relatively low energy consumption. In this study, a mathematical model based on the Monod kinetic equation under steady-state conditions was developed to derive an equation relating the substrate concentration (Si), represented by COD, to the influent flow rate (q). The resulting equation is a cubic function with three solutions, consisting of one real root and two complex roots. The cubic equation was solved using MATLAB and the Nickalls algorithm, while only the real solution was considered for further analysis. This real-valued solution was then used as the objective function in a Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm, with the influent flow rate constrained between 1 m³/h and 50 m³/h. The results indicate that increasing the influent flow rate reduces the effluent substrate concentration relative to the influent concentration, with higher flow rates leading to lower substrate concentrations. However, the optimal operating condition is achieved at a flow rate not exceeding 50 m³/h, as this operating range is capable of reducing the COD concentration by approximately 51–52%.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Kata Kunci: Kinetika Monod, Laju Aliran, Metode Nickalls, Substrat Konsentrasi.
Subjects:	Q Science > Q Science (General) > Q180.55.M38 Mathematical models
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Physics Engineering > 30101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Astuti Wiji
Date Deposited:	21 Jul 2026 08:48
Last Modified:	21 Jul 2026 08:48
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/69849

Actions (login required)

View Item