Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"ABSTRAKMicrobial Desalination Cell (MDC) adalah teknologi yang baru dikembangkan yang mengintegrasikan proses Microbial Fuel Cell (MFC) dan elektrodialisis untuk pengolahan air limbah dan desalinasi air. Karena krisis air masih menjadi masalah besar di beberapa bagian dunia termasuk Indonesia, telah terbukti bahwa MDC adalah teknologi yang menjanjikan untuk mengatasi masalah krisis air. Untuk meningkatkan laju desalinasi, MDC biasa dikembangkan menjadi Stacked Microbial Desalination Cell (SMDC). Masalah lain dalam teknologi SMDC adalah ketidakseimbangan pH antar chamber, oleh karena itu Sodium Percarbonate digunakan dalam penelitian ini karena memiliki kemampuan buffering untuk menyeimbangkan pH antar chamber. Empat variasi konsentrasi Sodium percarbonate diperiksa untuk memberikan kinerja desalinasi terbaik. Kinerja Natrium perkarbonat sebagai katolit kemudian dibandingkan dengan kalium permanganat katolit komersial lainnya. Selain itu, teknologi SMDC mungkin cukup mahal, sehingga untuk mengatasi masalah biaya, air limbah produksi tahu menggunakan substrat karena harganya relatif rendah. Hasil dari penelitian ini adalah konsentrasi optimum natrium percarbonat sebagai katolit berada pada konsentrasi sebesar 0,15 M dengan salt removal sebesar 1,77% di dalam Desalination-Cathode Chamber dan 0,82% penghilangan garam di Desalination-Anode Chamber. Selanjutnya, didapatkan katolit terbaik adalah SP dibandingkan dengan KMnO4 karena bertindak sebagai akseptor elektron yang lebih baik (agen oksidasi) serta buffering katolit dengan nilai SDR dan TDR yang lebih tinggi yaitu sebesar 1,2469 g/(Lh) dan 1,8704 g/h.

---

ABSTRACT

The Microbial Desalination Cell (MDC) is a newly-developed technology which integrates the microbial fuel cell (MFC) process and electrodialysis for wastewater treatment and water desalination. As water crisis still becomes a huge issue in some part of the world including Indonesia, it has been proved that MDC is a promising technology to overcome the problem of water crisis. To promote the desalination rate regular MDC is developed into Stacked Microbial Desalination Cell (SMDC). Another issue in SMDC technology is the pH imbalance between chambers, therefore Sodium percarbonate is used in this research because it has the buffering ability to balance the pH between chambers. Four concentration variations of Sodium percarbonate are examined to give the best desalination performance. The performance of Sodium percarbonate as catholyte is then compared with other commercial catholyte Potassium permanganate. Furthermore, SMDC technology might be quite expensive, thus in order to overcome the cost problem, the wastewater of tofu production is used a substrate because it is relatively low in cost. The result of this research is the optimum concentration of sodium percarbonate as a catholyte is at concentration equal to 0.15 M with 1.77% salt removal in Desalination-Cathode Chamber and 0.82% salt removal in Desalination-Anode Chamber. Also, the best catholyte is SP in comparison to KMnO4 because it acts as a better electron acceptor (oxidation agent) as well as buffering catholyte with higher value of SDR and TDR equal to 1.2469 g/(L.h) and 1.8704 g/h respectively."

"ABSTRAK

Microbial Desalination Cell (MDC), yang merupakan pengembangan dari teknologi Microbial Fuel Cell (MFC), merupakan teknologi alternatif untuk mendesalinasi air laut karena sifatnya yang rendah energi. MDC dapat mendesalinasi air laut dengan memanfaatkan bakteri dalam limbah sebagai sumber energinya. Modifikasi dari MDC terus berkembang untuk meningkatkan efektivitasnya dalam mendesalinasi air laut, salah satunya adalah dengan memodifikasi reaktor menjadi Stacked Microbial Desalination Cell (SMDC). Pada penelitian ini, dikaji pengaruh penggunaan reaktor SMDC terhadap performa desalinasi dengan model limbah tahu sebagai substrat. Bagian lain dalam MDC yang mempengrauhi performa desalinasi adalah katolit dan katoda. Banyak sistem MDC yang masih menggunakan katolit kalium permanganat karena performanya yang baik. Namun, penggunaan kalium permanganat sebenarnya dapat menghasilkan produk akhir yang menghalangi keberlanjutan proses desalinasi. Maka dari itu dilakukan penggantian katolit menggunakan buffer fosfat. Akan tetapi, buffer fosfat diketahui memiliki performa yang rendah. Maka dari itu, digunakan katalis berupa karbon aktif pada lapisan katoda untuk meningkatkan performanya dengan variasi massa karbon aktif sebesar 0, 4, 6, 8, dan 10 gram. Peninjauan performa desalinasi dilihat melalui persetase desalinitas, laju desalinasi, produktivitas listrik, dan perubahan pH. Hasil yang diperoleh adalah reaktor 2-SMDC pada penelitian ini dapat meningkatkan laju desalinasi total secara signifikan sebesar 0,011 g jam dan pada variasi massa lapisan karbon aktif pada katoda optimum yaitu 6 gram yang dapat meningkatkan performa sistem desalinasi dengan katolit buffer fosfat dari 6,86 hingga 10,93, lebih besar daripada sistem desalinasi dengan katolit kalium permanganat yaitu sebesar 8,29.

---

ABSTRACT

Microbial Desalination Cell (MDC), a modification of Microbial Fuel Cell (MFC), is an alternative technology to desalinate seawater because of its low energy characteristics. MDC is able desalinate seawater using microbe in wastewater for its energy source. MDCs modification is developing to enhance its effectiveness, one of it is by reactor modification into a Stacked Microbial Desalination (SMDC). In this research, the effect of an SMDC reactor with tofu wastewater model is determined. Other parts of MDC system that is critical to desalination performance is the catholyte and cathode. Many of MDC system still use potassium permanganate as catholyte because of its high performance. However, potassium permanganate generates insoluble end product that can hamper sustainability of desalination process. Buffer phosphate is therefore used as the catholyte alternatives. Due to its low performance, activated carbon is being used as cathodes coating as catalyst to increase the cathiodic performance. Variation of activated carbon in this research are 0, 4, 6, 8, and 10 gram. The performance is assessed through desalination percentage, desalination rates, electricity productivity, and pH change. The result shows that 2-SMDC reactor configuration used in this experiment can increase the TDR significantly of 0,011 g h. Meanwhile for the variation of activated carbon mass achieved the optimum of 6 gram, which increases the performance of cathiodic system using buffer phosphate as catholyte from a desalination percentage of 6,86 into 10,93, higher than cathiodic system using potassium permanganate which is 8,29."

"Desalinasi merupakan solusi yang tepat untuk mengatasi permasalahan krisis air di beberapa wilayah Indonesia karena melimpahnya sumber daya air laut Indonesia. Sayangnya, teknik desalinasi saat ini membutuhkan energi yang tinggi, yaitu sekitar 4 kWh/m3. Melalui pengembangan Microbial Fuel Cell (MFC), yaitu Microbial Desalination Cell (MDC), kultur mikroba dalam suatu substrat dapat dimanfaatkan untuk mendesalinasi air laut sekaligus menghasilkan energi listrik pada saat bersamaan. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi kinerja MDC dengan sumber mikroorganisme dari air lindi menggunakan elektroda arang tempurung kelapa, bahan yang potensial dan murah untuk aplikasi skala besar. Elektroda grafit dan carbon fiber cloth (CFC) juga diuji sebagai pembanding. Berdasarkan hasil percobaan variasi anoda, didapatkan bahwa anoda terbaik adalah arang dengan power density 189,85 mW/m3 dan salt removal 5,82%. Hasil karakterisasi FESEM juga memperlihatkan pertumbuhan biofilm paling padat terjadi pada permukaan arang. Kombinasi anoda arang dan katoda CFC memberikan hasil paling tinggi dengan power density 1277,69 mW/m3 dan salt removal 15,91%. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa arang memiliki kinerja lebih baik dalam meningkatkan adesi mikroba daripada grafit dan CFC. Karakteristik material elektroda penting untuk diperhatikan untuk meningkatkan kinerja MDC.

---

Desalination is the proper solution to overcome water shortages in some regions of Indonesia as Indonesia has abundant water resources. However, current water desalination techniques are energy extensive, which is about 4 kWh/m3. The development of Microbial Fuel Cell (MFC)—Microbial Desalination Cell (MDC)—can perform desalination without energy input. MDC utilizes microorganisms in a substrate to generate electricity as a driving force to desalinate seawater. This research was conducted to evaluate MDC performance utilizing microorganisms from leachate with coconut shell charcoal (biochar) as the electrode. Graphite and carbon fiber cloth (CFC) electrodes were also examined as the comparators. Based on anode experiment result, biochar yielded the highest power density and salt removal, 189.85 mW/m3 and 5.82%, respectively. High-resolution surface images of the electrodes obtained by FESEM also showed that biochar had the most dense microbial communities on its surface. Combination of biochar anode and CFC cathode gave the highest output with 1277.69 mW/m3 power density and 15.91% salt removal. These results show that biochar has better performance than graphite and CFC to enhance the microbial adhesion. Consideration of electrodes material characteristics is important in improving MDC performance."

"Beberapa tahun kedepan Indonesia akan mengalami krisis air, mengingat kebutuhan air terus meningkat setiap tahunnya. Microbial Desalination Cell (MDC) merupakan pilihan teknologi yang baik untuk mendesalinasi air garam menjadi air bersih karena MDC dapat mendesalinasi air sekaligus menghasilkan energi listrik. Limbah cair tempe digunakan sebagai substrat dengan memanfaatkan sumber mikroorganisme didalamnya untuk efisiensi harga operasi. Selama penelitian digunakan limbah tempe model sebelum pada akhir penelitian diganti dengan limbah tempe industri. Untuk meningkatkan kinerja MDC, penelitian ini mengkaji penggunaan larutan buffer fosfat tanpa larutan elektrolit di ruang katoda dengan variasi konsentrasi 0,025 M, 0,05M, 0,1 M dan 0,15 M dan variasi pH buffer fosfat di ruang anoda dengan pH 6,6, pH 7,0, pH 7,4, dan pH 7,8. Hasil terbaik dari penelitian ini didapatkan pada penggunaan limbah tempe model, dengan buffer fosfat konsentrasi 0,1 M , dan pH 6,6 pada buffer fosfat di ruang anoda dengan besar slt removal 11,78% dan besar power density rata-rata yang dihasilkan 23,36 mW/m2.

---

The next few years Indonesia will experience a water crisis, because the needs for water continues to increase every year. Microbial Desalination Cell (MDC) is a good choice of technology to desalinate salt water into fresh water because MDC can desalinate water and generating electricity. Tempe wastewater used as a substrate by using their source of microorganisms to efficiency price of operations. During experiment, model tempe wastewater was used before at the end of experiment was replaced with industrial tempe wastewater. To improve the performance of the MDC, this sexperiment examines the use of a phosphate buffer solution without the electrolyte solution in the cathode chamber with various concentration of 0.025 M, 0.05M, 0.1 M and 0.15 M phosphate buffer and the pH variation in the anode chamber with a pH of 6.6 , pH 7.0, pH 7.4 and pH 7.8. The The research shows that MDC using model tempe wastewater, with a concentration of 0.1 M phosphate buffer, pH 6.6 phosphate buffer in the anode chamber give the best performance by salt removal 11.78% and average power density 23 , 36 mW / m2.;"

"The microbial desalination cell (MDC) is a modification of the microbial fuel cell (MFC) system. The microbial desalination cell is a sustainable technology to desalinate saltwater by directly utilizing the electrical power generated by bacteria during the oxidation process of organic matter. In this study, tempe wastewater will be used as a substrate. Methylene blue (MB) at concentrations of 100 ?M, 200 ?M, and 400 ?M in the anolyte is added as a redox mediator, and the effect on electricity production and desalination performance are evaluated. The average power density increases by 27.30% and 54.54% at MB concentrations of 100 ?M and 200 ?M, respectively. On the other hand, the increase of the MB concentration in the anolyte results in a decrease in the salt removal percentage. The observation made using a scanning electron microscope showed the presence of MB adsorption on the surface of the anion exchange membrane (AEM) and is suspected to be the cause of the disruption of anion transfer between MDC chambers causing a decrease in the salt removal percentage."

"Indonesia merupakan produsen tepung tapioka terbesar kedua di Asia dengan ekspor mencapai 122 juta USD pada tahun 2021. Pertumbuhan industri ini meningkatkan masalah limbah cair, yang turut dihasilkan saat produksi tepung tapioka dilakukan. Limbah cair dapat mencapai 15-21 m³ per ton singkong dengan kadar sianida mencapai 44,40 mg/L. Berbagai teknologi telah digunakan untuk mendegradasi sianida dalam limbah cair tapioka, namun masih ada kekurangan dari segi teknis maupun ekonomi. Microbial Fuel Cell (MFC) adalah teknologi alternatif yang dapat mengatasi kekurangan ini. MFC dapat mendegradasi limbah sekaligus memproduksi listrik. Penelitian ini mengeksplorasi potensi degradasi sianida dalam limbah cair tapioka menggunakan MFC kompartemen ganda dengan variasi konsentrasi awal sianida dan jenis larutan elektrolit. Hasil menunjukkan degradasi sianida terbesar terjadi pada konsentrasi 20,50 mg/L sebesar 53,17 ± 14,85% dan degradasi terkecil pada konsentrasi 41,50 mg/L sebesar 23,13% ± 4,12%. Perbedaan degradasi disebabkan oleh keracunan bakteri oleh sianida. Produksi listrik bervariasi, pada variasi konsentrasi awal didapatkan tegangan maksimum 96,45 mV dan densitas daya 2048,82 μW/m² pada konsentrasi 20,50 mg/L. Sedangkan, pada variasi larutan elektrolit tegangan maksimum adalah 64,81 mV dengan densitas daya 925,04 μW/m² pada KMnO4. Hasil penelitian ini dapat digunakan untuk mengembangkan teknologi yang lebih efisien dalam mendegradasi sianida pada limbah cair tapioka.

---

Indonesia is the second-largest producer of tapioca starch in Asia, exporting 122 million USD in 2021. The industry's growth has led to an increase in wastewater production, reaching 15-21 m³ per ton of cassava used dan cyanide levels up to 44.40 mg/L. Various technologies have been applied to degrade cyanide in tapioca wastewater, dan still encountered technical dan economic limitations. A microbial fuel cell (MFC) offers an alternative technology that addresses the issues of waste degradation dan simultaneous production of electricity. This study investigates cyanide degradation in tapioca wastewater using a dual-chamber MFC, with variations in the initial cyanide concentration dan types of electrolyte solutions. The highest cyanide degradation occurred at the concentration of 20.50 mg/L, with a 53.17 ± 14.85%. In contrast, the lowest cyanide degradation was observed at 41.50 mg/L, with degradation percentage reaching 23.13% ± 4.12%. These differences of degradation are attributed to cyanide poisoning of the bacteria. The electricity produced varied within variation. At a cyanide concentration of 20.50 mg/L, the maximum voltage was 96.45 mV with a power density of 2048.82 μW/m². In contrast, with KMnO4 as the electrolyte, the maximum voltage was 64.81 mV with a power density of 925.04 μW/m². These findings may contribute to the development of a more efficient cyanide degradation technologies for tapioca wastewater."

"Bakteri telah lama diketahui dapat menghasilkan listrik. Namun, pengembangan teknologi tersebut baru dilakukan beberapa tahun terakhir. MFC (Microbial Fuel Cell) adalah salah satu teknologi yang mengadaptasi prinsip kerja tersebut. MFC berpotensi sebagai penghasil energi listrik alternatif terbarukan melalui konversi limbah menjadi energi listrik. Kenyataaannya, teknologi ini masih menghasilkan listrik yang belum mencapai target nilai voltase minimum. Penelitian ini difokuskan untuk meninjau pengaruh penambahan bakteri gram positif dan negatif serta volume optimal penambahan bakteri gram dengan menggunakan tubular single chamber membranless reactor. Penambahan selektif mixed culture adalah melakukan penambahan gram bakteri masing-masing, yaitu positif dan negatif yang terdapat dalam limbah cair tempe. Gram bakteri ini telah melalui tahap isolasi dan kultur ulang terlebih dahulu sebelum dimasukkan ke dalam substrat sistem MFC. Hasil penelitian didapatkan bahwa penambahan selektif mixed culture dapat meningkatkan produksi tegangan listrik pada sistem MFC. Bakteri gram negatif mendominasi limbah cair tempe dan lebih mampu mentransferkan elektron daripada gram positif. Tegangan bertambah seiring penambahan jumlah bakteri sampai pada titik tertentu yang menyebabkan transfer elektron menurun. Penambahan bakteri gram negatif sebanyak 1 mL memberikan hasil paling optimal yang mampu meningkatkan hasil listrik mencapai 16,50 mV atau 92,14% terhadap eksperimen awal dengan tegangan rata-rata sebesar 17,91 mV. Variasi penambahan optimum ini juga memberikan hasil yang baik pada penggunaan limbah industri, yaitu tegangan dan power density listrik tertinggi sebesar 8,90 mV dan 0,02 mW/m2.

---

Bacteria have long been known could produce electricity. However, the development of these new technologies carried out in recent years. MFC (Microbial Fuel Cell) is one of the technologies that adapt that working principle. MFC potential as a producer of renewable alternative electrical energy through the conversion of waste into electrical energy. The fact, this technology still produces electricity that has not reached the target value of the minimm voultage. This research is focused on reviewing the effect of the addition of gram positive and negative bacteria as well as the optimal volume additions gram using a tubular single chamber membranless reactor. The addition of selective mixed culture of bacteria is adding gram respectively, the positive and negative contained in tempe liquid waste. These gram bacteria have been through the stages of isolation and culture before incorporated into the substrate MFC system. The result showed that the addition of selective mixed culture can increase the production of electric voltage on the system MFC. Gram negative bacteria dominate liquid waste tempe and better able to transfer electrons than gram-positive. The voltage increases with increasing number of bacteria up to a point that causes the electron transfer decreases. Addition of gram-negative bacteria in 1 mL provide the most optimal results that can improve the electrical results reached 16.50 mV or 92.14% against the strart experiment with the average voltage of 17.91 mV. Variations optimum additions also give good results on the use of industrial waste, with electrical voltage and power density high of 8.90 mV and 0.02 mW/m2."

"[Parameter COD dan TDS merupakan dua parameter yang nilainya paling tinggi pada limbah susu yaitu dengan kisaran 1.000-8.000 mg/L untuk COD dan 1.000-4.000 mg/L untuk TDS. Penelitian ini dilakukan untuk menurunkan kedua nilai parameter tersebut menggunakan bioreaktor Microbial Fuel Cell (MFC) yaitu merupakan sebuah teknologi alternatif pengolahan limbah yang dapat mendegradasi kandungan organik limbah serta menghasilkan energi listrik secara langsung tanpa membutuhkan konversi dan untuk melihat potensi limbah susu secara teoritis dalam menghasilkan energi listrik Penelitian dilakukan selama 2 bulan dengan membuat reaktor. MFC skala laboratorium dengan jenis single chamber tanpa membran berukuran 16/L dengan dimensi 40/20/20 cm Terdapat penambahan bakteri Escherichia coli untuk meningkatkan degradasi kandungan organik limbah. Penelitian yang dilakukan secara batch ini menunjukkan efisiensi penurunan COD sebesar 51 pada waktu tinggal 13 hari sedangkan TDS mengalami peningkatan karena adanya penambahan larutan elektrolit. Dengan konsentrasi COD influen sebesar 3.853 mg/L penurunan rata rata COD dari total yang tersisihkan adalah 7.7 setiap harinya Limbah susu ini memiliki potensi untuk dijadikan substrat dalam reaktor MFC karena secara teoritis dapat menghasilkan arus maksimum sebesar 340 mA dengan efisiensi Coulomb sebesar 13 Hasil ini lebih besar dibandingkan dengan penelitian lain yang menggunakan limbah domestik sebagai substrat.

---

COD and TDS are two parameters that have the highest value in dairy wastewater with a COD ranging between 1.000 and 8.000 mg/L and a TDS ranging between 1.000 and 4.000 mg/L. The aim of this study is to reduce the value of these parameters by using a Microbial Fuel Cell (MFC) bioreactor an alternative wastewater treatment technology that can degrade the organic content of the wastewater and produce electrical energy directly without the need of conversion and to see theoretically the dairy wastewater potential in power generation Research is done for 2 months by creating a laboratory scale MFC reactor with single chamber type without a membrane and has reactor volume of 16/L with dimensions of 40/20/20 cm. There is an addition of Escherichia coli bacteria to increase the degradation of the organic content of the wastewater Research which carried out in batch shows COD removal efficiency of 51 at the HRT of 13 days while TDS has increased due to the addition of an electrolyte solution As influent COD concentration is 3.853 mg/L the average decrease of the total excluded COD was 7.7 per day Therefore dairy wastewater has the potential to be used as a substrate in MFC reactor because theoretically it can produce a maximum current of 340 mA with Coulomb efficiency of 13. These result is greater than other research that use domestic wastewater as a substrate., COD and TDS are two parameters that have the highest value in dairy wastewater with a COD ranging between 1 000 and 8 000 mg L and a TDS ranging between 1 000 and 4 000 mg L The aim of this study is to reduce the value of these parameters by using a Microbial Fuel Cell MFC bioreactor an alternative wastewater treatment technology that can degrade the organic content of the wastewater and produce electrical energy directly without the need of conversion and to see theoretically the dairy wastewater potential in power generation Research is done for 2 months by creating a laboratory scale MFC reactor with single chamber type without a membrane and has reactor volume of 16 L with dimensions of 40 20 20 cm There is an addition of Escherichia coli bacteria to increase the degradation of the organic content of the wastewater Research which carried out in batch shows COD removal efficiency of 51 at the HRT of 13 days while TDS has increased due to the addition of an electrolyte solution As influent COD concentration is 3 853 mg L the average decrease of the total excluded COD was 7 7 per day Therefore dairy wastewater has the potential to be used as a substrate in MFC reactor because theoretically it can produce a maximum current of 340 mA with Coulomb efficiency of 13 These result is greater than other research that use domestic wastewater as a substrate ]"

"Krisis air bersih sedang terjadi di seluruh dunia, termasuk di Indonesia. Kondisi Indonesia yang merupakan negara perairan memunculkan ide untuk memanfaatkan air laut sebagai sumber air bersih. Teknik desalinasi yang sudah ada terkendala masalah tingginya energi operasi yang dibutuhkan. Masalah ini dapat teratasi dengan Microbial Desalination Cell (MDC), sebuah sel bioelektrokimia yang memiliki kemampuan mendesalinasi air garam. Penelitian tentang MDC sebelumnya yang dilakukan di Universitas Indonesia telah berhasil memanfaatkan kultur murni Saccharomyces cerevisiae untuk mereduksi 34,52% garam tanpa sumber listrik atau termal. Dalam penelitian kali ini, kultur murni akan diganti dengan model limbah tempe, agar menambahkan efek tambahan berupa penguraian limbah dan menimisasi biaya substrat. Variasi penggunaan buffer, tipe elektrolit, dan penambahan kultur campuran bakteri limbah tempe dilakukan untuk melihat pengaruh terhadap pengurangan kadar garam. Hasil penelitian ini menunjukan bahwa dengan elektrolit KCl + NH4Cl dan pengontrolan pH dengan buffer pH 7 dan penambahan kultur campuran menghasilkan kinerja desalinasi terbaik dengan laju pengurangan garam 33,78%.

---

Water crisis is a world scale problem happening also in Indonesia. As an archipelago, infinite clean water can be achieved by processing seawater. Current desalination technique need high input energy for heat or electricity. Microbial Desalination Cell (MDC), a bioelectrochemistry cell which has desalination function. Former desalination study in Universitas Indonesia show that Saccharomyces cerevisiae culture can remove 34,52 % salt. In this study, the culture is replaced by tempe wastewater for efficiency and show the wastewater treatment potential from MDC. The variations involving effect of buffer usages, type of electrolyte, and addition of tempe wastewater bacteries mix culture to salt removal. This research shows that MDC using NH4Cl + KCl as electrolyte, usage of buffer pH 7, and addition of mix culture shows best salt removal (33,78%)"