Sugiarto, Yusron (2011) Response of Anaerobic Hybrid Reactor Under Transient Loading. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Fluktuasi karakteristik pakan yang disebabkan oleh perubahan mendadak konsentrasi dan / atau laju aliran yang berpengaruh sering dipromosikan dalam banyak asal limbah. Dalam penelitian ini, respon reaktor hybrid anaerob (AHR) selama fluktuasi transien yang organik- (AHR-1), hidrolik-organik (AHR-2), dan beban hidrolik-(AHR-3), diselidiki. Setelah memulai dengan kinerja yang stabil, T HRE 5.5-L AHRS secara terpisah dikenakan setiap fluktuasi sementara. Kinerja digester, stabilitas dan respons mikroba secara teratur diselidiki. Ditemukan bahwa setelah 90 d dari start up, AHRS juga tampil yang menggambarkan kondisi stabil mereka. Untuk AHR-1, fluktuasi muatan organik, melalui peningkatan konsentrasi pakan antara 12.000-30.000 MGCOD / L pada HRT konstan 3,0 d telah diselidiki. Hasilnya jelas menunjukkan stabilitas dan ketahanan AHR-1 dengan tahan fluktuasi beban. Pada sigih organik transien dimuat (OTL) 6,0 kgcod / m 3 .d untuk waktu percobaan 8, 16, dan 24 jam, AHR-1 dilakukan secara positif untuk menerapkan transien organik. Sedikit peningkatan biogas dan produksi metana dan penurunan pengurangan COD ditemukan untuk 8,5-14,7 L / D, 5.7-10,5 L / D, dan 95,5-98,1% masing-masing. Stabilitas juga dipertahankan. Pada pH, alkalinitas (ALK), dan total asam volatile (TVA) sekitar 7,2, 2.365 mg / l, dan 1.055 mg / l, masing-masing. Ini menunjukkan bahwa transien kecil dan pendek beban organik tidak berdampak negatif pada AHR. Kontras, ketika beban yang lebih tinggi dan waktu yang lebih lama dari OTL5 (Olr dari 8.0 kgcod / m 3.d untuk 72 jam) dan OTL6 (Olr dari 10.0 kgcod / m 3.d selama 72 jam) diterapkan, efisiensi penghapusan COD yang dikurangi dengan tajam ditemukan, serta peningkatan konsentrasi efluen. Meskipun biogas yang diproduksi dipromosikan ketika meningkat OLR, tetapi biogas terdiri lebih rendah komposisi metana dengan mengurangi dari sekitar 71,2 menjadi sebagai 44,2%. AHR-1 menandatangani penghambatan kuat dengan setetes pH, komposisi metana dan akumulasi asam setelah diterapkan OTL6, efek ini segera dipromosikan. Selain itu, respons mikroba juga diselidiki. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas non-metanogenik kemudian dipromosikan baik untuk biomassa ditangguhkan dan terlampir yaitu masing-masing dari 2,34 hingga 3,46 dan 2,38-3,15 gcod-ch 4 /gvs.d, masing-masing. Namun, aktivitas metanogenik dipengaruhi secara negatif untuk hampir 98% berkurang dalam kegiatan mereka, terutama untuk biomassa yang ditangguhkan. Untuk eksperimen kedua (beban hidrolik), AHR-2 kemudian mengalami beban transien hidrolik (HTL) dengan menjaga konsentrasi yang berpengaruh secara konstan pada 12.000 mg cod / l. Laju aliran pakan meningkat dari 1,83 hingga 2,75 L / D, yang mengakibatkan penurunan HRT dari 3,0 hingga 2,0 d dan meningkat dari OLR dari 4.0 hingga 6.0 KGCOD / M 3 .D. Fluktuasi yang lebih serius akhirnya dilakukan selama 72 jam dengan peningkatan laju aliran menjadi 5,5 L / D dan HRT 1,0 d. Untuk beban hidrolik kecil, variasi kecil efisiensi penghapusan ditemukan dan biogas yang diproduksi meningkat dari 5,7 hingga 12,9 l / d. Stimulasi ini mungkin karena peningkatan beban organik dan semakin tinggi pertumbuhan dan aktif kelompok mikroba yang terlibat. Namun, periode yang lebih panjang dan HRT yang lebih pendek dari 1,0 D, sedikit depresi stabilitas AHR yang digambarkan sebagai peningkatan konsentrasi limbah cod dan akumulasi asam diamati. Efisiensi penghilangan COD pada periode ini berkurang sekitar 4,5-7,8%. Sementara, produksi biogas meningkat tajam hingga 23,4 l / d. Parameter stabilitas termasuk pH, TVA dan ALK sedikit terpengaruh oleh fluktuasi waktu singkat (8H, 16 jam dan 24 jam) yang 7,0-7,3, 1.160 ± 195 mg sebagai CACO 3 / L dan 2525 ± 171 mg sebagai asetat / l. Namun pada fluktuasi yang lebih lama dari 72 jam, pH di zona kemasan turun hingga 6,5. Pada pengurangan selanjutnya dari HRT ke 1,0 D, pH di zona yang ditangguhkan menurun tajam menjadi 6,3 karena akumulasi TVA hingga 2,7 g / l (sebagai asam asetat). Namun, parameter ini masih dipertahankan pada tingkat stabil ke arah peningkatan laju aliran untuk efluen. Sampai hasilnya, ditemukan bahwa setelah mengalami fluktuasi beban hidrolik, pertunjukan mikroba AHR sedikit terpengaruh. Kegiatan metanogenik masih dipertahankan pada sekitar 0,11 dan 1,03 GCOD-CH 4 /GVSS.D untuk masing-masing ditangguhkan- dan terlampir-biomassa. Sementara, pertunjukan non-metanogenik sedikit meningkat dari 2,50 hingga 2,90 dan 2,42 hingga 2,81 GCOD-CH 4 /GVSS.D untuk ditangguhkan- dan lampirkan biomassa. Temuan ini mungkin karena fluktuasi beban adalah transien diterapkan dan dihasilkan sebagian dihambat bahkan pada HRT terendah. Penghambatan ini juga dipertahankan. Oleh karena itu, efek minimal disimpulkan ke organisme mikro yang merupakan bentuk-bentuk biofilm yang melindungi.
English Abstract
The fluctuations of feed characteristics caused by sudden changing of influent COD concentration and/or flow rate were often promoted in many waste-origins . In this study, the response of anaerobic hybrid reactor (AHR) during transient fluctuations which were organic-(AHR-1), hydraulic-organic (AHR-2), and hydraulic-(AHR-3) loads, were investigated. After start up with stable performing, t hree 5.5-L AHRs were separately subjected to each transient fluctuation. Digester performance, stability and microbial response were regularly investigated. It was found that after 90 d of start up, AHRs similarly performed which depicted their steady state condition. For AHR-1, the organic-load fluctuations, via increase of feed concentration between 12,000-30,000 mgCOD/L at constant HRT of 3.0 d was investigated. The results clearly indicated stability and resilience of AHR-1 in withstanding those load fluctuations. At small organic transient loaded (OTL) of 6.0 kgCOD/m 3 .d for experimental times of 8, 16, and 24 h, AHR-1 performed positively to apply organic transient. Slight increase of biogas and methane production and decrease of COD reduction were found for 8.5-14.7 L/d, 5.7-10.5 L/d, and 95.5-98.1% respectively. The stability was also maintained; at pH, alkalinity (Alk), and total volatile acid (TVA) approximately 7.2, 2,365 mg/L, and 1,055 mg/L, respectively. This demonstrated that small and short transient of organic load did not negatively affect to AHR. Contrastingly, when higher loads and longer time of OTL5 (OLR of 8.0 kgCOD/m 3 .d for 72 h) and OTL6 (OLR of 10.0 kgCOD/m 3 .d for 72 h) were applied, a sharply reduced of COD removal efficiency was found, as well as the increase of effluent concentration. Although the produced biogas was promoted when increase of OLR, but biogas consisted lower of methane composition by reducing from approximately 71.2 to be as 44.2%. AHR-1 signed strongly inhibition by drop of pH, methane composition and acid accumulation after applied OTL6, this effect was shortly promoted. Moreover, microbial response was also investigated; the results indicated that non-methanogenic activity was subsequently promoted both for suspended- and attached-biomass which were from 2.34 to 3.46 and 2.38-3.15 gCOD-CH 4 /gVSS.d, respectively. However, methanogenic activity was negatively affected for almost 98% reduced in their activities, especially for suspended biomass. For the second experiment (hydraulic loads), AHR-2 was subsequently subjected to hydraulic transient loads (HTL) with maintaining influent concentration constantly at 12,000 mg COD/L. The feed flow rate was increased from 1.83 to 2.75 L/d, which resulted to reduce of HRT from 3.0 to 2.0 d and increase of OLR from 4.0 to 6.0 kgCOD/m 3 .d. A more serious fluctuation was finally performed for 72 h by increase of flow rate to 5.5 L/d and HRT of 1.0 d. For small hydraulic load, small variation of removal efficiency was found and the produced biogas was increased from 5.7 to 12.9 L/d. This stimulation might due to the increase of organic loads and the stimulated more growth and active of microbial groups involved. However, the longer period and shorter HRT of 1.0 d, a slight depress of AHR`s stability which depicted as an increase of effluent COD concentration and acid accumulation were observed. The COD removal efficiency at this period was reduced approximately 4.5-7.8%. While, the biogas production was sharply increased up to 23.4 L/d. The stability parameters including pH, TVA and Alk were slightly affected by short time fluctuations (8h, 16h and 24h) which were 7.0-7.3, 1,160±195 mg as CaCO 3 /L and 2525±171 mg as acetate/L. However at longer fluctuation of 72 h, the pH in packed zone dropped until 6.5. On further reduction of HRT to 1.0 d, the pH in suspended zone sharply decreased to 6.3 due to accumulation of TVA until 2.7 g/L (as acetic acid). However, this parameter was still maintained at stable level toward the increasing flow rate for the effluent. As of the result, it was found that after subjected to hydraulic load fluctuation, microbial performances of AHR was slightly affected. Methanogenic activity was still maintained at approximately 0.11 and 1.03 gCOD-CH 4 /gVSS.d for suspended- and attached-biomass respectively. While, the non-methanogenic performances were slightly increased from 2.50 to 2.90 and 2.42 to 2.81 gCOD-CH 4 /gVSS.d for suspended- and attach-biomass, respectively. This finding might due to the load fluctuation was transient applied and resulted to partially inhibited even at lowest HRT. This inhibition was also shortly maintained. Therefore, a minimal effect was inferred to micro organism which well protective forms of biofilm.
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/579.314 9/SUG/r/041101644 |
| Subjects: | 500 Natural sciences and mathematics > 579 Natural history of microorganisms, fungi, algae > 579.3 Prokaryotes |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian |
| Depositing User: | Endro Setyobudi |
| Date Deposited: | 30 Sep 2011 15:34 |
| Last Modified: | 30 Sep 2011 15:34 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/157726 |
Actions (login required)
 |
View Item |