Kajian Aplikasi Bakteri Nitrosomonas sp. pada Teknik Biofilter Untuk Penghilangan Emisi Gas Amoniak

(1)

KAJIAN APLIKASI BAKTERI

Nitrosomonas

sp. PADA TEKNIK BIOFILTER

UNTUK PENGHILANGAN EMISI GAS AMONIAK

Oleh :

PUJI RAHMAWATI NURCAHYANI

F03400038

2006

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

Puji Rahmawati Nurcahyani (F03400038). Study of Application of Nitrosomonas sp. at Biofilter Technique for Removing Ammonia Gaseous Emissions. Supervised by : Mulyorini Rahayuningsih dan Mohamad Yani.

SUMMARY

Air is the main requirement of live for all living being. Air pollution cause by presence of pollutant in the environment from industrial activities, one of them is condensed latex processing industry using ammonia. The air pollution control can be done with chemical-physical methods which is relatively higher cost and biological method using bacteria to degrade the pollutant. Biofilter technique represent one of those methods. Biofilter is a reactor with solid material as packing material in which microbes are attached naturally, forming biolayer (thin layer) to reduce polutant gases.

The aim of the research is to determine the type of packing material for application of ammonia gaseous emission, determining capacities of absorption and estimated kinetics of biofilter during the time operated.

The type of packing material that used are coral, activated carbon, compost and soil. The gas source is condensation of NH4OH with certain thinning. The thinning function to determine ammonia concentration to be added at the time of biofilter operated. The column is made from the polivinyl chloride (PVC) pipe with height of 60 cm and diameter of 15.24 cm.

The bacteria that inoculated is nitrifying bacteria, Nitrosomonas sp.. Conditioning the bacterium has done before its application in the biofilter, by giving nutrient with the change of colour as the indicator. The data is analyzed by descriptive analysis methods for the removal gaseous capacity, the growth rate of microorganism and nitrat forming. Those parameters is measured to determine the best conditions of removal gas emission.

(3)

content is 27.74 %, 33.12 %, 32.35 % and 28.86 %. The pH value of each packing material is neutral, but there is addition dolomite at activated carbon to stable pH value.

The absoption capacities of coral and activated carbon are 0.53 g-N/kg-dried coral/day and 0.41 g-N/kg-g-N/kg-dried activated carbon/day. Biofilter soil and compost has absorption capacities are 1.16 N/kdried soil/day and 0.59 g-N/kg-dried compost/day. During application periode, each material packing increasing pH value, decreasing the nitrifying bacteria number and nitrat forming. Water content range is between 20-40 %, the range of temperature around biofilter is 28 – 31 oC.

Kinetics of biofilter operated has Vm at coral, activated carbon, soil and compost is 0.0015 g-N/kg-dried coral/hour, 0.028 g-N/kg-dried activated carbon/hour, 0.012 g-N/kg-dried soil/hour, 0.012 g-N/kg-dried compost/hour. The Ks value of each biofilter is 4.31 ppm, 6.34 ppm, 36.6 ppm and 23.09 ppm.

(4)

Dem ikianlah sosok pahlawan yang m enj adikan t anggungj awab sebagai energi pendorongnya, pengorbanan sebagai hakikat dan t abiat nya, keberanian j iwa sebagai

perisainya. Kesabaran sebagai nafas panj angnya.

Seorang pahlawan boleh salah, boleh gagal, boleh t ert im pa m usibah. Akan t et api, dia t idak boleh kalah. Dia t idak boleh m enyerah kepada kelem ahannya, dia t idak

boleh m enyerah kepada t ant angannya, dia t idak boleh m enyerah kepada ket erbat asannya. Dia harus t et ap m elawan, m enem bus gelap, supaya dia bisa m enj em put faj ar. Se ba b, k e pa h la w a n a n a da la h pia la ya n g dir e bu t , bu k a n

k a do ya ng dih a dia h k a n .

Dalam t radisi perlawanan, t aruhannya adalah k e be r a n ia n. Disini, t aruhannya adalah k e a r ifa n . Tapi dalam dua- duanya ada kesunyian. Disana kam u m elaw an dalam sunyi, disini kam u bekerj a dalam sunyi. Disana kam u berdarah- darah sendiri,

disini kam u m enguras sem ua energi j iwam u. Mem eras ser at - serat pikiranm u. Sendiri. Ket ika orang t ert idur kam u t erbangun it ulah susahnya. Ket ika orang

m eram pas kam u m em bagi it ulah peliknya. Ket ika orang m enikm at i kam u m encipt akan it ulah rum it nya. Ket ika orang m engadu kam u bert anggungj aw ab it ulah

repot nya. Makanya t idak banyak orang bersam am u disini, m endirikan im perium kebenaran.

( anis m at t a)

(5)

KAJIAN APLIKASI BAKTERI Nitrosomonas sp. PADA TEKNIK BIOFILTER UNTUK PENGHILANGAN EMISI GAS AMONIAK

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

Oleh

PUJI RAHMAWATI NURCAHYANI F03400038

2006

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(6)

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

KAJIAN APLIKASI BAKTERI Nitrosomonas sp. PADA TEKNIK BIOFILTER UNTUK PENGHILANGAN EMISI GAS AMONIAK

SKRIPSI

Oleh

Lahir di Tuban, 17 Februari 1982 Tanggal Lulus : 6 maret 2006

Menyetujui Bogor, 10 Maret 2006

(7)

DAFTAR ISI

halaman

DAFTAR ISI ...

ii

DAFTAR TABEL ...

iii

DAFTAR GAMBAR...

iv

DAFTAR LAMPIRAN...

vi

I. PENDAHULUAN ... 1

A. LATAR BELAKANG... 1

B. TUJUAN ... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA... 4

A. GAS AMONIAK ... 4

B. BAKTERI PENGOKSIDASI AMONIAK ... 6

C. BIOFILTER... 10

D. BAHAN PENGISI BIOFILTER ... 11

E. KORAL... 13

F. ARANG AKTIF... 15

G. KOMPOS ... 16

H. TANAH ... 17

III. METODE PENELITIAN ... 19

A. BAHAN DAN ALAT ... 19

B. METODE PENELITIAN ... 19

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 28

A. KARAKTERISTIK BAHAN PENGISI ... 28

B. BIOFILTER KORAL ... 29

C. BIOFILTER ARANG AKTIF... 37

D. BIOFILTER TANAH... 44

E. BIOFILTER KOMPOS ... 51

F. PEMBAHASAN UMUM ... 58

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 62

A. KESIMPULAN ... 62

B. SARAN... 62

DAFTAR PUSTAKA... 64

(8)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Beberapa kegiatan yang menghasilkan polutan amoniak ... 3

Tabel 2. Daftar bakteri pengoksidasi senyawaan nitrogen ... 10

Tabel 3 . Beberapa bahan pengisi biofilter yang pernah diaplikasikan ... 12

Tabel 4. Ringkasan ciri-ciri penting bahan pengisi biofilter yang biasa digunakan

13

Tabel 5. Komposisi media pertumbuhan

Nitrosomonas

sp ... 21

Tabel 6. Karakteristik bahan pengisi yang digunakan ... 28

Tabel 7. Kapasitas penyerapan beberapa polutan gas pada beberapa jenis bahan

pengisi biofilter... 60

Tabel 8. Nilai kinetika beberapa jenis bahan pengisi biofilter. ... 60

(9)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.

Diagram Reaksi Unsur Nitrogen... 4

Gambar 2.

Bakteri

Nitrosomonas

sp. dengan perbesaran 39 000 x (Suwa,

1995,

http://biology.kenyon.edu

... 7

Gambar 3.

Tahapan propagasi

Nitrosomonas

sp... 20

Gambar 4.

Grafik hubungan beban (x) dan kapasitas penyerapan (y)

untuk menentukankapasitas penyerapan bahan. ... 24

Gambar 5.

Model kolom biofilter skala laboratorium...

26

Gambar 6.

Perubahan penyerapan gas NH

₃

oleh biofilter dengan

bahan pengisi koral dinokulasi dengan

Nitrosomonas

sp. ...

31

Gambar 7.

Kapasitas penyerapan biofilter koral terhadap beban... 32

Gambar 8.

Analisa kinetika biofilter dengan bahan pengisi koral

dinokulasi dengan

Nitrosomonas

sp………... 33

Gambar 9.

Perubahan jumlah sel bakteri pengoksidasi NH

₃

selama

pengoperasian biofilter koral ………. 36

Gambar 10.

3

bahan pengisi arangaktif diinokulasi dengan

Nitrosomonas

sp……. 39

Gambar 11.

Kapasitas penyerapan biofilter arang aktif terhadap beban... 40

Gambar 12.

Analisa kinetika biofilter dengan bahan pengisi arang aktif

dinokulasi dengan

Nitrosomonas

sp………... 41

Gambar 13.

₃

selama

pengoperasian biofilter arang aktif ……… 43

(10)

pengisi tanah diinokulasi dengan

Nitrosomonas

sp………

45

Gambar 15.

Kapasitas penyerapan biofilter tanah terhadap beban... 46

Gambar 16.

Perubahan konsentrasi inlet-outlet selama kinetika biofilter

dengan bahan pengisi tanah dinokulasi dengan

Nitrosomonas

sp...

47

Gambar 17.

Analisis kinetika penghilangan NH

₃

biofilter berbahan

pengisi tanah dengan diinokulasi oleh

Nitrosomonas

sp………

48

Gambar 18.

₃

selama

pengoperasian biofilter tanah ……… 49

Gambar 19.

3

oleh biofilter dengan bahan pengisi

kompos diinokulasi dengan

Nitrosomonas

sp……… 52

Gambar 20.

Kapasitas penyerapan biofilter kompos terhadap beban... 53

Gambar 21.

Perubahan konsentrasi inlet-outlet selama kinetika biofilter dengan

bahan pengisi kompos dinokulasi dengan

Nitrosomonas

sp……….

54

Gambar 22.

₃

biofilter berbahan pengisi

kompos dengan diinokulasi oleh

Nitrosomonas

sp……… 55

Gambar 23.

3

selama

pengoperasian biofilter kompos ……… 56

Gambar 24.

Mekanisme biofiltrasi dalam kolom………... 58

(11)

KAJIAN APLIKASI BAKTERI

Nitrosomonas

sp. PADA TEKNIK BIOFILTER

UNTUK PENGHILANGAN EMISI GAS AMONIAK

Oleh :

PUJI RAHMAWATI NURCAHYANI

F03400038

2006

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(12)

Puji Rahmawati Nurcahyani (F03400038). Study of Application of Nitrosomonas sp. at Biofilter Technique for Removing Ammonia Gaseous Emissions. Supervised by : Mulyorini Rahayuningsih dan Mohamad Yani.

SUMMARY

Air is the main requirement of live for all living being. Air pollution cause by presence of pollutant in the environment from industrial activities, one of them is condensed latex processing industry using ammonia. The air pollution control can be done with chemical-physical methods which is relatively higher cost and biological method using bacteria to degrade the pollutant. Biofilter technique represent one of those methods. Biofilter is a reactor with solid material as packing material in which microbes are attached naturally, forming biolayer (thin layer) to reduce polutant gases.

The aim of the research is to determine the type of packing material for application of ammonia gaseous emission, determining capacities of absorption and estimated kinetics of biofilter during the time operated.

The type of packing material that used are coral, activated carbon, compost and soil. The gas source is condensation of NH4OH with certain thinning. The thinning function to determine ammonia concentration to be added at the time of biofilter operated. The column is made from the polivinyl chloride (PVC) pipe with height of 60 cm and diameter of 15.24 cm.

The bacteria that inoculated is nitrifying bacteria, Nitrosomonas sp.. Conditioning the bacterium has done before its application in the biofilter, by giving nutrient with the change of colour as the indicator. The data is analyzed by descriptive analysis methods for the removal gaseous capacity, the growth rate of microorganism and nitrat forming. Those parameters is measured to determine the best conditions of removal gas emission.

(13)

content is 27.74 %, 33.12 %, 32.35 % and 28.86 %. The pH value of each packing material is neutral, but there is addition dolomite at activated carbon to stable pH value.

The absoption capacities of coral and activated carbon are 0.53 g-N/kg-dried coral/day and 0.41 g-N/kg-g-N/kg-dried activated carbon/day. Biofilter soil and compost has absorption capacities are 1.16 N/kdried soil/day and 0.59 g-N/kg-dried compost/day. During application periode, each material packing increasing pH value, decreasing the nitrifying bacteria number and nitrat forming. Water content range is between 20-40 %, the range of temperature around biofilter is 28 – 31 oC.

Kinetics of biofilter operated has Vm at coral, activated carbon, soil and compost is 0.0015 g-N/kg-dried coral/hour, 0.028 g-N/kg-dried activated carbon/hour, 0.012 g-N/kg-dried soil/hour, 0.012 g-N/kg-dried compost/hour. The Ks value of each biofilter is 4.31 ppm, 6.34 ppm, 36.6 ppm and 23.09 ppm.

(14)

Dem ikianlah sosok pahlawan yang m enj adikan t anggungj awab sebagai energi pendorongnya, pengorbanan sebagai hakikat dan t abiat nya, keberanian j iwa sebagai

perisainya. Kesabaran sebagai nafas panj angnya.

Seorang pahlawan boleh salah, boleh gagal, boleh t ert im pa m usibah. Akan t et api, dia t idak boleh kalah. Dia t idak boleh m enyerah kepada kelem ahannya, dia t idak

boleh m enyerah kepada t ant angannya, dia t idak boleh m enyerah kepada ket erbat asannya. Dia harus t et ap m elawan, m enem bus gelap, supaya dia bisa m enj em put faj ar. Se ba b, k e pa h la w a n a n a da la h pia la ya n g dir e bu t , bu k a n

k a do ya ng dih a dia h k a n .

Dalam t radisi perlawanan, t aruhannya adalah k e be r a n ia n. Disini, t aruhannya adalah k e a r ifa n . Tapi dalam dua- duanya ada kesunyian. Disana kam u m elaw an dalam sunyi, disini kam u bekerj a dalam sunyi. Disana kam u berdarah- darah sendiri,

disini kam u m enguras sem ua energi j iwam u. Mem eras ser at - serat pikiranm u. Sendiri. Ket ika orang t ert idur kam u t erbangun it ulah susahnya. Ket ika orang

m eram pas kam u m em bagi it ulah peliknya. Ket ika orang m enikm at i kam u m encipt akan it ulah rum it nya. Ket ika orang m engadu kam u bert anggungj aw ab it ulah

repot nya. Makanya t idak banyak orang bersam am u disini, m endirikan im perium kebenaran.

( anis m at t a)

(15)

KAJIAN APLIKASI BAKTERI Nitrosomonas sp. PADA TEKNIK BIOFILTER UNTUK PENGHILANGAN EMISI GAS AMONIAK

SKRIPSI

Oleh

2006

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(16)

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

KAJIAN APLIKASI BAKTERI Nitrosomonas sp. PADA TEKNIK BIOFILTER UNTUK PENGHILANGAN EMISI GAS AMONIAK

SKRIPSI

Oleh

Lahir di Tuban, 17 Februari 1982 Tanggal Lulus : 6 maret 2006

Menyetujui Bogor, 10 Maret 2006

(17)

DAFTAR ISI

halaman

DAFTAR ISI ...

ii

DAFTAR TABEL ...

iii

DAFTAR GAMBAR...

iv

DAFTAR LAMPIRAN...

vi

I. PENDAHULUAN ... 1

A. LATAR BELAKANG... 1

B. TUJUAN ... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA... 4

A. GAS AMONIAK ... 4

B. BAKTERI PENGOKSIDASI AMONIAK ... 6

C. BIOFILTER... 10

D. BAHAN PENGISI BIOFILTER ... 11

E. KORAL... 13

F. ARANG AKTIF... 15

G. KOMPOS ... 16

H. TANAH ... 17

III. METODE PENELITIAN ... 19

A. BAHAN DAN ALAT ... 19

B. METODE PENELITIAN ... 19

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 28

A. KARAKTERISTIK BAHAN PENGISI ... 28

B. BIOFILTER KORAL ... 29

C. BIOFILTER ARANG AKTIF... 37

D. BIOFILTER TANAH... 44

E. BIOFILTER KOMPOS ... 51

F. PEMBAHASAN UMUM ... 58

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 62

A. KESIMPULAN ... 62

B. SARAN... 62

DAFTAR PUSTAKA... 64

(18)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Beberapa kegiatan yang menghasilkan polutan amoniak ... 3

Tabel 2. Daftar bakteri pengoksidasi senyawaan nitrogen ... 10

Tabel 3 . Beberapa bahan pengisi biofilter yang pernah diaplikasikan ... 12

13

Tabel 5. Komposisi media pertumbuhan

Nitrosomonas

sp ... 21

Tabel 6. Karakteristik bahan pengisi yang digunakan ... 28

Tabel 7. Kapasitas penyerapan beberapa polutan gas pada beberapa jenis bahan

pengisi biofilter... 60

Tabel 8. Nilai kinetika beberapa jenis bahan pengisi biofilter. ... 60

(19)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.

Diagram Reaksi Unsur Nitrogen... 4

Gambar 2.

Bakteri

Nitrosomonas

sp. dengan perbesaran 39 000 x (Suwa,

1995,

http://biology.kenyon.edu

... 7

Gambar 3.

Tahapan propagasi

Nitrosomonas

sp... 20

Gambar 4.

Grafik hubungan beban (x) dan kapasitas penyerapan (y)

untuk menentukankapasitas penyerapan bahan. ... 24

Gambar 5.

Model kolom biofilter skala laboratorium...

26

Gambar 6.

₃

bahan pengisi koral dinokulasi dengan

Nitrosomonas

sp. ...

31

Gambar 7.

Kapasitas penyerapan biofilter koral terhadap beban... 32

Gambar 8.

Analisa kinetika biofilter dengan bahan pengisi koral

dinokulasi dengan

Nitrosomonas

sp………... 33

Gambar 9.

₃

selama

pengoperasian biofilter koral ………. 36

Gambar 10.

3

bahan pengisi arangaktif diinokulasi dengan

Nitrosomonas

sp……. 39

Gambar 11.

Kapasitas penyerapan biofilter arang aktif terhadap beban... 40

Gambar 12.

Analisa kinetika biofilter dengan bahan pengisi arang aktif

dinokulasi dengan

Nitrosomonas

sp………... 41

Gambar 13.

₃

selama

pengoperasian biofilter arang aktif ……… 43

(20)

pengisi tanah diinokulasi dengan

Nitrosomonas

sp………

45

Gambar 15.

Kapasitas penyerapan biofilter tanah terhadap beban... 46

Gambar 16.

Perubahan konsentrasi inlet-outlet selama kinetika biofilter

dengan bahan pengisi tanah dinokulasi dengan

Nitrosomonas

sp...

47

Gambar 17.

₃

biofilter berbahan

pengisi tanah dengan diinokulasi oleh

Nitrosomonas

sp………

48

Gambar 18.

₃

selama

pengoperasian biofilter tanah ……… 49

Gambar 19.

3

oleh biofilter dengan bahan pengisi

kompos diinokulasi dengan

Nitrosomonas

sp……… 52

Gambar 20.

Kapasitas penyerapan biofilter kompos terhadap beban... 53

Gambar 21.

Perubahan konsentrasi inlet-outlet selama kinetika biofilter dengan

bahan pengisi kompos dinokulasi dengan

Nitrosomonas

sp……….

54

Gambar 22.

₃

biofilter berbahan pengisi

kompos dengan diinokulasi oleh

Nitrosomonas

sp……… 55

Gambar 23.

3

selama

pengoperasian biofilter kompos ……… 56

Gambar 24.

Mekanisme biofiltrasi dalam kolom………... 58

(21)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Metode Analisis Gas NH

3

... 69

Lampiran 2. Metode Analisis Proksimat ... 70

Lampiran 3. Metode Pengukuran Nitrat ... 72

Lampiran 4. Metode

Total Plate Count

untuk Sel Bakteri Heterotrof ... 73

Lampiran 5. Metode

Most Probable Number

untuk Sel

Nitrosomonas

sp. ... 74

Lampiran 6. Biofilter yang dioperasikan ... 75

Lampiran 7. Kurva Standar NH

3

... 76

Lampiran 8. Data Inlet – outlet Biofilter Kolom Koral ... 77

Lampiran 9. Data Inlet – Outlet Biofilter Kolom Arang Aktif ... 79

Lampiran 10. Data Inlet – Outlet Biofilter Kolom Tanah ... 83

Lampiran 11. Data Inlet – Outlet Biofilter Kolom Kompos ... 87

Lampiran 12. Data Beban dan Penyerapan Biofilter Kolom Koral ... 91

Lampiran 13. Data Beban dan Penyerapan Biofilter Kolom Arang aktif ... 93

Lampiran 14. Data Beban dan Penyerapan Biofilter Kolom Tanah ... 97

(22)

I. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Pencemaran udara merupakan faktor yang sangat penting untuk

diperhatikan. Kualitas udara yang melebihi baku mutu emisi yang ditetapkan

akan menyebabkan kerusakan lingkungan. Kebutuhan akan udara bersih tidak

saja untuk manusia tetapi juga hewan dan tumbuhan. Semakin banyak polutan

berbahaya akan menyebabkan keseimbangan lingkungan terganggu.

Akumulasi dapat terjadi secara berangsur seperti halnya yang terjadi pada

polutan industri.

Amoniak merupakan gas yang sangat berbau, sangat mudah terbang

sehingga sangat mengganggu pernafasan dan menyebabkan perih di mata.

Ketika amoniak ini teroksidasi menjadi nitrit akan bersifat toksik dan dapat

menyebabkan keracunan. Agroindustri yang menghasilkan polutan ini antara

lain industri pengolahan lateks pekat dapat dilihat pada Tabel 1. Indriasari

(2005) mengungkapkan bahwa konsentrasi polutan di gudang leum berkisar

antara 12 -100 ppm. Cho et al., (2000) menambahkan hal ini dapat

menyebabkan gangguan pada kesehatan baik bagi pekerja maupun penduduk

sekitar, sebab emisi gas penyebab bau ini tidak berwarna namun bersifat

sangat korosif terhadap logam.

Beberapa metode telah dikaji sebagai upaya pengendalian pencemaran

udara. Metode pengendalian secara fisik dan kimia antara lain : kondensasi,

insinerasi, adsorbsi, absorbsi dan sistem membran. Metode fisik-kimia

memiliki berbagai kelemahan, yaitu gas tidak musnah sempurna, tetapi justru

memberi dampak lain dengan adanya residu maupun senyawa gas lain yang

dapat membahayakan lingkungan. Dalam hal ini dilakukan pengkajian

terhadap penggunaan agen biologis untuk mendegradasi polutan sehingga gas

dapat dibuang ke lingkungan tanpa ada efek samping. Perlakuan gas secara

biologi memanfaatkan kemampuan mikroorganisme yang dapat mengubah

(23)

Penanganan polusi gas yang berbau secara biologis terbagi atas dua

metode yaitu: sistem gas-padatan dan sistem gas-cairan. Metode yang

menggunakan tabung sebagai alat penghilang gas merupakan salah satu

bentuk sistem gas-padatan yang memiliki biaya yang lebih efisien. Biofilter

merupakan salah satu metode yang digunakan untuk penghilangan gas berbau

secara biologis. Cara lainnya adalah dengan menggunakan metode

bioscrubber dan metode biotrickling filter (Hirai et al., 2001, Ottengraf,

1987).

Biofilter merupakan teknologi yang sedang dikembangkan untuk

pengendalian pencemaran udara. Industri yang menghasilkan polutan

berbahaya dapat menerapkan teknologi ini dengan berbagai keuntungan

terutama biaya investasi dan pemeliharaan yang rendah, operasi stabil pada

jangka waktu yang lama, dan tidak menimbulkan polusi baru dibandingkan

dengan metoda fisik-kimia. Dari tiga metode biologi, bioscrubber, trickling

(24)

Tabel 1. Beberapa kegiatan yang menghasilkan polutan amoniak

Kegiatan penghasil NH3 Sumber polutan NH3 Konsentrasi Referensi

1. Industri pertanian : a. Industri pupuk b. Industri pengolahan

karet alam c. Industri kayu

2. Industri kimia : a. Industri amoniak

3. Wisata bahari : a. Pantai karnaval

b. Perairan

c. Biota akuatik

4. IPAL

5. Tempat pembuangan akhir (TPA)

6. Reaksi biokimia

- Proses produksi

- Emisi gudang leum

- Pembersihan kayu

- Ledakan di unit amoniak pabrik

- Limbah industri

- Peristiwa pasang merah

- Aktivitas metabolisme ikan mas dengan berat 30 gram pada suhu 16-25 oC

- Buangan limbah cair pabrik

- Proses pengomposan

- Fertilizer ammoniator

- Substrat urea dengan menggunakan enzim proteinase

Urea + H2O CO2 + 2NH3

- 12-100 ppm 2.48 ppm - 0.60 mg/l 1.06 mg/l 10-20 mg/hari - - 4 lb/ton - PT. Pupuk iskandar muda Indriasari et al.,

2005 Lembaga kajian ekologi dan konservasi lahan basah, 2005 Kompas, 5 Februari 2006

Kompas, 11 Mei 2004

Kompas, 13 Mei 2004

-

Kompas, 31 Agustus 2003

Fogiel et al.,

1978

Paul et al., 1989

B. TUJUAN

Tujuan penelitian ini adalah :

1. Menentukan jenis bahan pengisi terbaik untuk diaplikasikan pada biofilter

dengan gas amoniak sebagai polutan

2. Menentukan kapasitas penyerapan bahan pengisi biofilter selama waktu

operasi

(25)

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. GAS AMONIAK

Komponen utama siklus nitrogen adalah unsur nitrogen di udara. NO2

didapatkan jika udara berinteraksi dengan oksigen. Nitrogen akan bereaksi

dengan oksigen pada suhu 1000 oC dan tekanan tinggi, elektron akan saling

berinteraksi sebagai sebuah ikatan dan kemudian terjadi reaksi oksidasi

dengan tingkat energi tertentu. Pada kondisi tersebut maka terbentuklah NO

dan NO2. Jika NO2 bereaksi dengan air hujan maka terbetuklah HNO3. Nitrat

yang terbentuk akan digunakan tanaman sebagai cadangan makanan

pembentuk energi.

N2 (g) + O2 (g) Ù 2 NO (g)

Pada suhu 3000 oC dalam kesetimbangan hanya terdapat 5% gas NO.

Gas NO terbentuk juga di atmosfer pada waktu terjadi loncatan bunga api

listrik (kilat).

Proses pengikatan nitrogen dari udara disebut fiksasi nitrogen.

Tanaman jenis polong-polongan seperti semanggi, alfalfa, dan kacang kedelai

membentuk bintil-bintil pada akar sehingga bakteri pengikat nitrogen dapat

mengikat nitrogen dari udara dan dikonversi menjadi amoniak (NH3). NH3

dapat dikonversi lagi menjadi ion NO2 dan dikonversi lebih lanjut menjadi

NO3. Tanaman menggunakan ion nitrat sebagai nutrien pertumbuhan.

Nitrogen terdapat dalam asam amino yang akan bereaksi lebih lanjut

membentuk protein.

Amoniak terbentuk selama proses yang disebut Proses Haber-Bosch. Nitrogen dan hidrogen bereaksi pada kondisi tekanan (200-300 atm) dan

temperatur tinggi (550 oC) yang disertai katalis reaksi (Fe diberi promotor).

Promotor digunakan untuk meningkatkan keaktifan katalis. Reaksi

pembuatan NH3 secara ekonomis, faktor-faktor tekanan, suhu dan konversinya

bervariasi, bergantung jenis pabrik yang dioperasikan. Secara umum reaksinya

sebagai berikut :

(26)

Amoniak dapat langsung direaksikan dengan oksigen menjadi asam

nitrit. Reaksi antara amoniak dengan asam nitrit dapat menghasilkan amonium

nitrat yang memungkinkan diaplikasikan sebagai pupuk. Kotoran hewan yang

membusuk juga dapat menghasilkan nitrat.

Selain proses nitrifikasi, bakteri dalam tanah dapat bekerja dalam

proses denitrifikasi, yaitu perombakan senyawa nitrat menjadi gas nitrogen.

Namun, memiliki efek samping yaitu menghasilkan gas NO dan N2O. Kedua

gas ini bersifat anti bius serta merupakan gas yang dapat menyebabkan efek

rumah kaca dan pemanasan global. Beberapa reaksi yang dapat terjadi dari

senyawa nitrogen dapat dilihat pada Gambar 1.

N2O5 HNO3 NaNO3

H2O NaOH

NaNO2 HNO2

-N2O4

Panas

Dingin

N2O, NH4+ H2SO4

Fe3+ + H2SO4 Cu Zn H2S SO2 S P Fe(OH)2 FeS

NO S H2SO4 H3PO4 Fe3+

NaOH

NO N2

1000 oC

3000 oC

NH3 Proses Haber, t = 500 oC, 250 atm, katalis Fe

Di bakar, t = 600 oC Na2O > 500 oC

NH4NO3 Panas

(27)

B. BAKTERI PENGOKSIDASI AMONIAK

Nitrifikasi adalah proses oksidasi terhadap amoniak menjadi nitrat.

Proses ini melibatkan dua jenis bakteri yaitu bakteri pengoksidasi amoniak

yang mengoksidasi amoniak menjadi nitrit dan bakteri pengoksidasi nitrit

yang mengoksidasi nitrit menjadi nitrat. Bakteri pengoksidasi amoniak

menghasilkan oksida nitrit selama oksidasi amoniak selama masa

pertumbuhan. Klasifikasi bakteri pengoksidasi amoniak dapat dijelaskan

sebagai berikut (Kuenen et al., 1994) :

1. Bakteri pengoksidasi amoniak litotrof, yaitu bakteri jenis gram negatif yang

melepaskan energi bebas untuk metabolismenya dari oksidasi amoniak

menjadi nitrit dan mendapatkan karbon untuk pertumbuhan dengan

asimilasi karbon dioksida. Reaksi nitrifikasi secara autotrofik adalah

sebagai berikut :

2. Bakteri nitrifikasi heterotrof, campuran nitrogen organik dan anorganik

(seperti amoniak) dan campuran nitro-organik dioksidasi menjadi bahan

organik dan anorganik seperti nitrat (NO3-), nitrit (NO2-), hidroksilamin

(NH2OH) dan asam trihidroksamik. Proses nitrifikasi heterotrof hanya

terjadi jika terdapat sumber energi eksternal yang mencukupi. Adapun

nitrifikasi heterotrof juga membutuhkan NADH yang berasal dari bahan

organik, tapi tidak menghasilkan ATP. Reaksi nitrifikasi secara

heterotrofik adalah sebagai berikut :

3. Bakteri nitrifikasi yang mengoksidasi amoniak secara anaerobik. Mereka

menggunakan yang disebut anamox proses yang mana mengoksidasi NH4+ NH2OH NO2- NO3

-NAD(P)H

NH4+ NH2OH NO2- NO3

(28)

pasangan amoniak untuk direduksi menjadi nitrit dan menghasilkan N2.

Hal ini menunjukkan terjadinya proses biologi meskipun mekanisme yang

tepat belum dapat diterangkan. Mikroorganisme yang dominan pada

komunitas anamox adalah Planctomycete.

Nitrifikasi adalah proses mengkonversi amonium menjadi nitrat. Hal

ini terjadi dengan bantuan bakteri nitrifikasi yaitu yang mendapatkan energi

dari oksidasi amoniak dengan menggunakan CO2 sebagai sumber karbon.

Bakteri nitrifikasi ditemukan pada tanah, air pada rentang pH cukup luas,

tetapi pada tanah yang terlalu asam bakteri tidak aktif. Bakteri ini akan

ditemukan dalam sebuah konsorsium, karena sebagian bakteri memiliki

spesialisasi untuk mendekomposisi zat organik tertentu. Dalam hal ini

nitrosomonas yang mengubah amoniak menjadi nitrit, sedangkan nitrobacter

mengubah nitrit menjadi nitrat (Stewart, 1980).

Nitrosomonas sp. memiliki bentuk sel elips, rantai pendek, motil dan

non-motil, terdapat dalam bentuk konsorsium, berpasangan sebagai rantai

pendek maupun sendiri. Bakteri ini adalah bakteri gram negatif dan memiliki

sitomembran. Sel tumbuh bebas pada medium dan membentuk matriks tipis.

Pertumbuhan sel dapat diamati pada media dengan penambahan indikator

fenolftalein sehingga terjadi perubahan warna merah menjadi kuning jika

terbentuk nitrat (Yani, 1999).

(29)

Bakteri ini termasuk jenis mikroorganisme chemoautotrof yaitu

mendapatkan energi dengan oksidasi kimiawi secara autotrof, karena tidak

tergantung dari pembentukkan zat organik. Prinsip oksidasi amoniak pada

bakteri hampir sama dengan oksidasi karbohidrat pada manusia. Bakteri

menggunakan CO2 untuk memproduksi zat organik yang mana secara prinsip

tidak berbeda dengan tumbuhan (Deacon, http://web.reed.edu).

Reaksi oksidasi amoniak secara biokimia oleh Nitrosomonas sp.

(Hopper et al., 1989) adalah sebagai berikut :

Mekanisme oksidasi amoniak dengan Nitrosomonas europaea telah di

laporkan oleh McTavish et al. (1995) bahwa bakteri ini mendapatkan energi

untuk tumbuh dari oksidasi amoniak menjadi nitrit. Tahap pertama, amoniak

dioksidasi hidroksilamin dengan bantuan amoniak monoksigenase (AMO).

Hidroksilamin dioksidasi oleh enzim multiheme yaitu hidroksilamin

oksidoreduktase (HAO). Elektron yang terlepas dari NH2OH dapat ditransfer

sebagai pasangan elektron dari HAO tetraheme sitokrom c554. Dua elektron

kembali ke reaksi amoniak monoksigenase sementara dua elektron yang lain

menuju sitokrom terminal oksidase tipe aa3 atau ke NADP+ reduktase via

”aliran elektron dapat balik”. Elektron pembawa terdiri dari periplasmik

sitokrom monoheme c552, membran lokal ubiquinon-8 dan beberapa

membran terikat c-sitokrom yang mana tidak diketahui sifatnya.

2H+ + NH3 + 2é + O2Æ NH2OH + H2O ... (1)

Ammonia monooxygenase (AMO)

NH2OH + H2O Æ HONO + 4e + 4 H+... (2)

Hydroxylamine oxidoreduktase (HAO)

2 H+ + ½ O2 + 2e Æ H2O (Terminal Oksidase)... (3)

(30)

HNO2 + O2Æ HNO3 + H2O...(5)

HNO2 + H2O Æ HNO3 + 2e + 2 H+...(6)

Dua c-sitokrom terikat pada membran Nitrosomonas sp. yang telah

dilaporkan oleh Hooper, A.B dan McTavish, et al. (1995). Sitokrom c554

merupakan protein yang mudah larut dan periplasmik. Konsentrasi Fe dan Cu

dalam media pertumbuhan menentukan total sel sitokrom c554. 50-100 %

total sel sitokrom c554 merupakan membran sel. sitokrom c554 berikatan

dengan organel phospholipid. Hal ini diduga phospholipid memiliki peranan

dalam interaksi sitokrom dengan membran. Selama oksidasi NH2OH,

kemampuan hidroksilamin oksidoreduktase (HAO) untuk mentransfer

elektron ke aseptor elektron, sitokrom c554 pada hakekatnya terikat lemah

dengan organel phospholipid. Sitokrom kedua, berikatan dengan membran

Nitrosomonas sp. hal ini teridentifikasi sebagai HAO pada aktifitas katalitik

dan keberadaannya pada panjang gelombang 464 nm. Fraksi HAO ditemukan

sebagai ikatan membran dan hanya pada sel yang tumbuh pada Fe atau Cu

konsentrasi lemah (Yani, 1999).

Nitrit yang telah dihasilkan oleh Nitrosomonas sp. dapat dioksidasi

oleh bakteri pengoksidasi nitrit. Nitrobacter dapat mengoksidasi nitrit menjadi

nitrat. Menurut Paul et al. (1989) proses terbentuknya nitrat melibatkan enzim

nitrit dehydrogenase sehingga terbetuk HNO3+ dan 2 H+. Yani et al., (1999)

menambahkan bakteri ini merupakan bakteri gram negatif yang memiliki

sitomembran yang bersifat polar. Genus ini menggunakan oksigen sebagai

elektron aseptor, tumbuh pada pH 6.5 – 8.5, suhu 5-40 oC. Adapun reaksi

oksidasi nitrit oleh Nitrobacter sp adalah sebagai berikut :

Denitrifikasi adalah proses dimana nitrat terkonversi menjadi

campuran gas (oksida nitrit, oksida nitrogen dan N2) oleh mikroorganisme.

Beberapa jenis bakteri terlibat pada tahap ini ketika fase pertumbuhan dengan

menggunakan bahan organik pada kondisi anaerobik. Karena kekurangan

jumlah oksigen untuk respirasi, mereka menggunakan nitrat pengganti oksigen

(31)

dioksidasi menjadi energi, oksigen yang terbentuk direduksi menjadi molekul

air (Burlage, 1998)

C6H12O6 + 6 O2 = 6 CO2 + 6 H2O + energi

Ketiadaan oksigen dapat digantikan oleh senyawa lain yang dapat

direduksi. Sebagai contoh senyawa nitrat dapat berperan sebagai akseptor

elektron dan dapat direduksi menjadi nitrit, oksida nitrit, oksida nitrogen atau

sebagai N2. Ciri-ciri kondisi dimana kita bisa menemukan mikroorganisme

denitrifikasi adalah (1) terdapat bahan organik yang mudah dioksidasi, (2)

ketidaktersediaan oksigen tetapi terdapat senyawa sebagai sumber nitrogen

yang mudah direduksi. Hal ini terjadi pada kondisi anaerobik, sehingga

senyawaan yang dapat menggantikan peran oksigen dapat tetap membuat

proses denitrifikasi berlangsung dengan baik. Mikroorganisme yang berperan

dalam hal ini adalah B. stutzeri, B. denitrofluorecens, B. vulpinus dan

Thiobacillus denitrificans (Waksman et al., 1957). Berikut daftar bakteri

[image:31.612.149.495.410.603.2]

kemoautotrof pengoksidasi senyawaan nitrogen.

Tabel 2. Daftar bakteri pengoksidasi senyawaan nitrogen

Genus Spesies Habitat

Pengoksidasi amoniak :

Nitrosomonas Nitrosospira Nitrosococcus

Nitrosovibrio

Pengoksidasi nitrit :

Nitrobacter Nitrospira Nitrococcus Europea Briensis Nitrosus Oceanus Mobilis Tenuis Winogradskyi Agilis Gracilis Mobilis

Tanah, air dan air limbah Tanah Laut Laut Tanah Tanah Tanah Tanah, air Laut Laut Sumber : Jenie dan Rahayu (2004)

C. BIOFILTER

Menurut Chou dan Cheng (1997), biofilter adalah reaktor dengan

(32)

dalamnya dengan membentuk biolayer (lapisan tipis). Gas-gas yang melalui

biofilter akan larut atau terserap kedalam lapisan biolayer dan akan diuraikan

oleh mikroba yang ada (Ottenggraf, 1986).

Metode biofilter baik untuk dikembangkan karena biaya investasi dan

operasional rendah, stabil dalam waktu yang relatif lama dan memiliki daya

penguraian/pengolahan yang tinggi jika dibandingkan dengan metode

pengolahan yang dipakai saat ini (Adrew dan Noah, 1995). Bahan pengisi

alami yang biasa digunakan adalah gambut, kompos, arang aktif, sabut kelapa,

humus, dan tanah. Bahan-bahan ini mengandung sejumlah nutrisi yang

mencukupi untuk pertumbuhan mikroba sehingga penambahan nutrisi tidak

diperlukan untuk pemakaian yang tidak terlalu lama (kurang dari 3 bulan)

(Shoda, 1991).

Menurut Ottenggraf (1986), kinerja biofilter dapat dinilai berdasarkan

beberapa hal berikut :

1. laju atau kapasitas penghilangan maksimum (g-senyawa polutan/kg-media

kering)

2. kecepatan tercapainya kondisi aklimatisasi mikroba. Parameter ini akan

menunjukkan kinerja dari bioavailabilitas konsorsium mikroba yang

dikembangkan untuk pendegradasian polutan target. Semakin cepat masa

adaptasi (lag phase), maka kinerja biofilter akan semakin baik.

3. kemampuan mempertahankan rasio penghilangan gas (efisiensi) dalam

waktu yang relatif lama. Rasio penghilangan polutan gas dari biofilter

umumnya diatas 95 % dalam waktu yang relatif lama.

4. kemampuan bahan pengisi dalam mempertahankan kondisi pH, suhu, dan

kadar air. Kemampuan ini menggambarkan kinerja biofilter terhadap

fluktuasi beban polutan gas yang tinggi, kurangnya humidifikasi dan masa

(33)

D. BAHAN PENGISI BIOFILTER

Penentuan bahan pengisi biofilter mutlak dilakukan. Karena bahan

yang dipilih akan menjadi media tempat tumbuh bakteri, sehingga bahan

pengisi dipilih yang bisa mendukung kehidupan bakteri (Hirai et al., 2001).

Persyaratan untuk bahan pengisi/penyangga antara lain :

1. Kapasitas menahan air yang tinggi (Water Holding Capacity).

2. Porositas yang tinggi dan area permukaan spesifik yang luas.

3. Sifat kepadatan yang rendah.

4. Penurunan tekanan yang rendah pada berbagai kandungan air.

5. Perubahan bentuk yang sedikit pada waktu penggunaan yang lama.

6. Tingkat keringanan (lightness).

7. Murah.

8. Kemampuan menyerap bau yang sesuai.

Tabel 3 menunjukkan beberapa jenis bahan pengisi baik organik

maupun anorganik yang pernah diaplikasikan pada biofilter dengan jenis

polutan yang berbeda-beda. Tabel 4 menunjukkan ringkasan ciri-ciri bahan

(34)

[image:34.612.127.514.99.610.2]

Tabel 3 . Beberapa bahan pengisi biofilter yang pernah diaplikasikan

Bahan pengisi Jenis polutan Sumber

Bahan Organik :

Kompos Kompos Serbuk gergaji Tanah Tanah landfill Tanah hutan Serasah daun Gambut Campuran tanah,

kompos, sekam kulit

padi

Campuran tanah,

kompos, serasah daun

karet

Campuan tanah,

kompos, kulit kayu

karet Hidrogen sulfida Sulfur dioksida Sulfur dioksida Sulfur dioksida Hidrogen sulfida Hidrogen sulfida Hidrogen sulfida Hidrogen sulfida Emisi gudang penyimpanan leum Emisi gudang penyimpanan leum Emisi gudang penyimpanan leum Wahyuni, 2004 Prayoga, 2005 Manik, 2004 Manik, 2004 Kurniawan, 2005 Kurniawan, 2005 Kurniawan, 2005 Kurniawan, 2005 Indriasari, 2005 Indriasari, 2005 Indriasari, 2005

Bahan anorganik :

(35)

[image:35.612.131.512.99.548.2]

Ciri-ciri Kompos Gambut Tanah Karbon

aktif, perlit dan bahan lembam lain Bahan sintetis densitas populasi mikroorganisme endogenous tinggi Sedang-rendah

tinggi Tidak ada Tidak ada

area

permukaan

sedang tinggi

Rendah-sedang

tinggi tinggi

permeabilitas

udara

sedang tinggi rendah

Sedang-tinggi

Sangat tinggi

konsentrasi

nutrien

tinggi Sedang-tinggi tinggi Tidak ada Tidak ada

Kapasitas

penyerapan

polutan

sedang sedang sedang

Rendah-tinggi Tidak ada-tinggi, sangat tinggi waktu pemakaian

2-4 tahun 2-4 tahun >30 tahun >5 tahun >15 tahun

biaya rendah rendah Sangat

rendah Sedang-tinggi Sangat tinggi pemakaian umum Mudah, efektifitas biaya Sedang, masalah pengendalian air Mudah, aktifitas biofilter rendah Butuh nutrien, mungkin mahal Hanya prototype atau biotrickling filter

Sumber : Devinny et al. (1999)

E. KORAL

Terumbu karang dapat berkembang baik di daerah tropis dan mampu

menahan nutrien dalam sistemnya sehingga berfungsi sebagai kolam untuk

menampung segala masukkan dari luar. Tiap nutrien yang dihasilkan dapat

digunakan langsung oleh tumbuhan tanpa mengedarkannya terlebih dahulu ke

(36)

merupakan hasil akhir dari kombinasi dinamika produksi kalsium karbonat

oleh alga berkapur, organisme-organisme lain penghasil kalsium karbonat dan

hewan karang dengan erosi terumbu akibat faktor biologis dan fisik (Webber

dan Thurman, 1991). Keberhasilan terbentuknya karang pembentuk terumbu

dengan alga mikroskopik uniseluler dinoflagellata (Symbiodinium

microadriaticum), yang umum disebut zooxanthellae.

Koral merupakan penyusun utama dari terumbu karang. Koral termasuk

anggota filum Cnidaria, klas Anthozoa, dan ordo Madreporaria atau

Scleractinia. Koral memiliki kerangka luar dari kalsium karbonat (CaCO3).

Pada umumnya karang hidup secara koloni. Koloni karang dengan

kerangka-kerangka yang padat dan keras dari CaCO3 tidak akan rusak oleh gelombang

yang kuat. Karang akan mati karena terlalu lama di udara terbuka (Nybakken,

1992).

Proses kalsifikasi adalah proses mineralisasi karikoblast epidermis.

Bahan utama yang digunakan dalam proses kalsifikasi sebenarnya merupakan

hasil sekresi metabolisme. Pembentukkan CaCO3 tergantung kepada

kecepatan pemindahan asam karbonat pada proses kalsifikasi (Suharsono,

1984). Menurut pengamatan laboratoris terbentuknya endapan (kalsium

karbonat) adalah sebagai berikut :

Ca2+ + 2HCO3-Q Ca(HCO3)2Q CaCO3 + H2CO3

CaCO3 (aroganit kristal) inilah yang mengendap dan membentuk

karang (Sya`rani, 1982). Asam karbonat (H2CO3) berubah menjadi ion

hidrogen (H+) dan karbonat (HCO3-) yang cenderung berubah menjadi H2O

dan CO2. semua reaksi ini terjadi di dalam tubuh karang, dimana

pembentukkan air dan karbondioksida dipercepat oleh adanya enzim

anhydrase (Mapstone, 1990). Zooxanthellae memanfaatkan hasil-hasil

metabolisme dari terumbu karang yang berupa bahan-bahan organik dan

respirasi (CO2) dari terumbu karang, yang digunakan untuk proses fotosintesa.

Di dalam air CHO tidak stabil dalam bentuk 2 HCO3-, yang kemudian

mengikat kalsium (Ca2+) dari perairan yang akan membentuk Ca(HCO3)2 yang

berada dalam keadaan stabil (Suharsono, 1984). Apabila proses ini berjalan

(37)

CaCO3 + H2CO3. Hal ini terjadi setiap hari dan pusat pendepositan CaCO3

adalah pada siang hari dimana proses asimilasi mencapai level tertinggi

(Mapstone, 1990).

Hewan karang atau polip memperoleh energi dalam bentuk makanan dan

oksigen langsung dari zooxanthellae dimana hal ini sangat membantu

pertumbuhan dari polip karang itu sendiri. Sebaliknya, zooxanthellae yang

hidup pada jaringan karang, selain memperoleh tempat berlindung dari

pemangsa, dapat juga memakai karbondioksida yang dihasilkan polip karang

dari proses respirasi, nutrien-nutrien (PO43-, NH3-) dan produk-produk

metabolisme lainnya (urea, asam amino) yang berasal dari ekskresi karang

untuk proses fotosintesis (Burke et al., 2002).

Zooxanthellae adalah algae bersel tunggal dengan ukuran mikroskopis

berwarna coklat dan memerlukan cahaya matahari untuk berfotosintesa.

Warna coklat dari algae ini mempengaruhi sebagian besar warna karang,

sehingga hampir semua karang berwarna coklat walaupun sebenarnya karang

juga mempunyai pigmen sendiri (Suharsono, 1996). Dalam kondisi perairan

tertentu zooxanthellae dapat keluar dari karang misalnya sebagai akibat dari

stress lingkungan (kecerahan yang kurang atau berlebihan, salinitas rendah,

suhu terlalu tinggi) atau adanya penyakit yang menimpa karang tersebut dan

menyebabkan karang menjadi putih (Veron, 1993).

F. ARANG AKTIF

Arang dapat diaktifkan dengan menggunakan gas CO2, uap air, dan

bahan kimia. Bahan-bahan yang menutup pori-pori arang dihilangkan

sehingga arang tersebut akan menjadi arang aktif dengan daya adsorbsi yang

lebih tinggi. Proses pengaktifan arang bertujuan agar arang lebih mampu

menyerap zat warna dan gas secara efektif walaupun dalam jumlah yang kecil

(Ketaren dan Djatmiko, 1978).

Sifat fisik dan kimia arang aktif tergantung dari cara pengaktifannya.

Arang yang diaktifkan dengan menggunakan gas, masih menunjukkan struktur

(38)

diaktifkan dengan menggunakan bahan kimia, menunjukan struktur yang

berlainan dengan bahan mentah dan bereaksi asam (Djatmiko et al., 1985).

Dibandingkan dengan adsorben komersial lainnya, arang aktif mudah

dibuat dari bahan-bahan yang mengandung karbon seperti bahan-bahan

buangan. Kelebihan lainnya yaitu memiliki aktivitas dengan spektrum

penyerapan yang luas dan stabilitas fisik dan kimia yang sangat baik. Arang

aktif mempunyai sifat penyerapan yang selektif, lebih menyukai bahan-bahan

non polar daripada bahan polar. Pada bahan-bahan dalam satu deret homolog,

biasanya daya serap arang aktif meningkat dengan meningkatnya titik didih.

Kemampuan daya serap bertambah dengan meningkatnya tekanan dan

menurunnya temperatur (Djatmiko et al., 1985).

Mutu arang aktif tergantung dari luas permukaan, luas melintang dan

isi kapiler untuk setiap unit bobot, ukuran partikel, sifat kimia permukaan, dan

bahan baku serta cara pengaktifan yang dilakukan. Arang yang baik mutunya

adalah arang dengan kadar karbon tinggi dan kadar abu serta hidrogen rendah

(Djatmiko et al., 1985).

G. KOMPOS

Kompos merupakan bahan organik yang berfungsi sebagai pupuk.

Selain itu dapat memperbaiki sifat fisik tanah karena tanah menjadi remah dan

mikroba-mikroba tanah yang bermanfaat dapat hidup dengan subur

(Wudianto, 1996).

Menurut Cosico (1985) pengomposan berarti suatu proses yang dapat

mengakibatkan suatu campuran bahan-bahan organik akan terurai menjadi

produk akhir (kompos) yang stabil di bawah kondisi yang optimum ataupun

buruk yang kemudian kompos tersebut dapat dipergunakan ataupun buruk

yang kemudian kompos tersebut dapat dipergunakan sebagai pupuk dan

penyubur tanah.

Harada et al. (1993), menyatakan bahwa bahan organik yang

dikomposkan dan akan digunakan untuk tanah pertanian sebaiknya

(39)

merugikan terhadap pertumbuhan tanaman. Kompos dicirikan oleh sifat-sifat

berikut :

1. berwarna coklat tua sampai hitam

2. tidak larut dalam air meskipin sebagian dari kompos dapat membentuk

suspensi

3. sangat larut dalam pelarut alkali, natrium pirifosfat, atau larutan amoniak

oksalat menghasilkan ekstrak berwarna gelap dan dapat difraksinasi lebih

lanjut menjadi humic, fulfic, dan humin

4. nisbah C/N berkisar antara 10 – 20 (tergantung bahan baku dan derajat

humidifikasi)

5. memiliki kapasitas pemindahan kation dan absorbsi air yang tinggi

6. jika digunakan pada tanah, kompos menberikan efek-efek menguntungkan

bagi tanah dan pertumbuhan tanaman. Nilai pupuknya ditentukan oleh N,

P, K, Ca, dan Mg.

7. tidak berbau

8. secara biokimiawi tidak stabil tetapi komposisinya berubah karena

aktifitas mikroba, sepanjang kondisi lingkungannya sesuai (seperti suhu

dan kelembaban), yang akan dioksidasi menjadi garam-garam anorganik,

karbondioksida, dan air.

Mutu kompos dipengaruhi oleh tingkat kematangannya. Kompos yang

telah matang akan memiliki kandungan bahan organik yang dapat

didekomposisi dengan mudah dan nisbah C/N yang rendah. Kompos yang

baik tidak mengandung bahan-bahan yang dapat merugikan pertumbuhan

tanaman dan tidak menebarkan bau yang ofensif serta kandungan airnya

mencukupi.

Kompos juga bisa digunakan sebagai bahan pengisi organik, karena

memiliki keragaman dan jumlah mikroorganisme yang tinggi, mempunyai

kapasitas penyangga air yang tinggi serta pH yang netral. Bahan kompos

mempunyai tahanan penurunan permukaan lebih tinggi dibanding gambut

(40)

H. TANAH

Menurut Devinny et al., (1999) tanah dapat digunakan sebagai bahan

pengisi biofilter sebab tanah sangat murah, mudah didapat, tersedia dalam

jumlah melimpah, serta mengandung populasi mikroba yang tinggi. Tanah

secara alami bersifat hidrofilik dan kemampuan untuk menahan kehilangan air

lebih tinggi bila dibandingkan dengan kompos dan gambut walaupun dalam

kondisi yang kering. Namun kekurangan tanah sebagai bahan pengisi adalah

mempunyai daya penurunan tekanan yang besar dan mudah terbentuk celah

untuk aliran udara. Tanah mempunyai permeabilitas yang rendah terhadap gas.

Tanah adalah faktor lingkungan yang mengandung

komponen-komponen biotik maupun abiotik yang diperlukan oleh organisme termasuk

aktifitas organik. Bahan organik pada tanah harus cukup tinggi karena untuk

mempertahankan tanah berstruktur remah, sebab tanaman pada tanah tersebut

memerlukan struktur remah agar sirkulasi udara dan air berjalan dengan baik.

Tanah yang cukup mengandung bahan organik, maka tanah tidak terlalu cepat

kering karena adanya bahan organik kemampuan tanah tersebut menahan air

diperbesar, air tidak lepas tetapi diikat, disamping itu juga akan menjelmakan

tanah dari struktur ringan menjadi lebih baik dan daya mengikat air tinggi,

sedangkan pada tanah berat akan menjadi ringan (Soesrosudirdjo et al., 1977).

Pengaruh fisik yang lain bahwa bahan organik bersama tanah

membentuk koloid yang dapat mengikat ion-ion hara tanaman sehingga tidak

mudah tercuci oleh air hujan meupun air pengairan. Keadaan adalah

sebaliknya apabila tanah hanya mengandung sedikit bahan organik, maka

tanah akan cepat mengeras dan mengering, dimana keadaan tersebut sudah

(41)

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. BAHAN DAN ALAT

Bahan yang digunakan untuk penelitian ini adalah: NH4OH, pereaksi

Nessler, larutan penyerap asam borat 0.01 %, larutan induk standar NH4Cl 10

ppm, Nutrient Agar, Bacto Agar dan aquabidest.

Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain aerator, selang

plastik, flowmeter, kolom dari pipa peralon PVC, bahan pengisi (koral, arang

aktif, kompos, tanah landfill TPA Galuga), inkubator, peralatan gelas,

spektrofotometer.

B. METODE PENELITIAN

1. Pembuatan Reaktor Biofilter

Kolom biofilter yang digunakan terbuat dari pipa PVC dengan

ketinggian tabung 60 cm dan diameter dalam 15.24 cm. Masing-masing

kolom biofilter diberi 5 lubang yaitu 2 lubang untuk lubang pemasukan

dan pengeluaran gas, 3 lubang untuk pengambilan sampel bahan pengisi.

Rancangan biofilter dapat dilihat pada Gambar 5.

Masing-masing kolom diberi ukuran untuk pengisian bahan pengisi.

Setiap kolom diberikan jarak untuk udara sebesar 5 cm pada bagian atas

dan 10 cm pada bagian bawah. Ketinggian bahan pengisi dalam kolom

dibagi menjadi 3, masing-masing 15 cm. Lubang pengambilan contoh

bahan pengisi berada di tengah bahan pengisi itu. Masing-masing bahan

pengisi memiliki berat densitas yang berbeda, sehingga berat bahan

pengisi yang diisikan pada masing-masing kolom juga berbeda. Biofilter

yang dioperasikan dapat dilihat pada Lampiran 4.

2. Penyiapan inokulum bakteri Nitrosomonas sp. dan penghitungan bakteri

heterotrof pada bahan pengisi

Bakteri yang digunakan adalah bakteri Nitrosomonas sp.

(42)

diaplikasikan dalam biofilter, yaitu memberikan asupan nutrien dengan

pengamatan perubahan warna sebagai indikator. Menurut Yani (1999),

bakteri pengoksidasi amoniak dapat tumbuh pada kondisi pH 5.8 - 8.5 dan

suhu 5 - 30 oC. Sedangkan bakteri pengoksidasi nitrit dapat tumbuh pada

suhu 5 - 40 oC dan pH 6.5 – 8.5.

Media yang digunakan untuk memperbanyak Nitrosomonas sp.

adalah media Alexander (AL). Indikator warna menggunakan fenol red.

Adapun komposisi media AL dapat dilihat pada Tabel 5. Nilai pH media

diatur sampai 8 dengan menggunakan NaOH 0.1 N sehingga media

berwarna merah. Jika pH turun, warna akan berubah menjadi kuning, nilai

pH mencapai 6. Bakteri diinkubasi selama empat minggu, kemudian

dilakukan penambahan media untuk perbanyakan. Hal ini dilakukan

sampai perubahan pH media relatif cepat dari 8 ke 6. Perubahan nilai pH

yang relatif cepat, yaitu sekitar 3-4 hari sudah berubah dari nilai pH 8

[image:42.612.208.433.196.352.2]

menjadi 6, mengindikasikan pertumbuhan bakteri Nitrosomonas sp.

Gambar 3. Tahapan propagasi Nitrosomonas sp.. (a) Media pertumbuhan Nitrosomonas sp., (b) Nitrosomonas sp. diinkubasi selama 1 minggu, (c) Nitrosomonas sp. diinkubasi selama 4 minggu.

(43)

[image:43.612.167.404.99.256.2]

Tabel 5. Komposisi media pertumbuhan Nitrosomonas sp.

Bahan Jumlah (per liter)

(NH4)2SO4

K2HPO4

Fe-sitrat

CaCl2.2H2O

MgSO4.7H2O

Fenol-red (pH 6.2 – 8.4)

Aquades

0.59 g

0.2 g

0.5 mg

0.04 g

0.5 mg

900 ml

Sumber : Verstraete (1981) di dalam Anas (1989).

Pengujian TPC terhadap bakteri heterotrof dan MPN terhadap

bakteri Nitrosomonas sp. Hal ini dilakukan untuk mengetahui jumlah sel

mikroorganisme yang terdapat dalam bahan pengisi sebelum aplikasi

biofilter.

3. Karakterisasi bahan pengisi

Tahap ini merupakan tahap persiapan bahan pengisi biofilter.

Bahan pengisi terdiri dari :

1. Koral

2. Arang aktif

3. Kompos dari tempat pengomposan Tumaritis, TPA Galuga, Bogor.

4. Tanah landfill dari TPA Galuga, Bogor.

Bahan pengisi yang akan digunakan dilakukan pengujian awal

bahan antara lain kadar air, pH, kadar nitrogen organik dan karbon

organik.

3. Penelitian Utama

Biofilter yang digunakan sebanyak 4 buah kolom yang diisi dengan

bahan pengisi yang berbeda setinggi ± 45 cm. Gas NH3 diperoleh dari

larutan NH4OH teknis yang diaerasi dengan flow 1-1.3 liter/menit dengan

(44)

Gas NH3 yang digunakan dinaikkan secara bertahap. Hal ini

dilakukan untuk menambah beban pada biofilter, tetapi disesuaikan

dengan kapasitas penyerapannya. Secara teknis, konsentrasi dinaikkan jika

efisiensi lebih dari 90%).

4. Analisis data

Analisis data dilakukan dengan analisis deskriptif untuk parameter

laju penghilangan gas, laju pertumbuhan mikroorganisme dan laju

pembentukan nitrat. Data yang diperoleh digunakan untuk menentukan

kondisi terbaik penghilangan gas.

Contoh perhitungan pengolahan data adalah sebagai berikut :

a). Perhitungan g-N dalam kurva standar :

b). Perhitungan g-N dalam contoh :

Contoh :

Y = a X + b = 11.314 X + 0.0746

Y = Nilai absorbansi

X = Konsentrasi (g-N)

c). Perhitungan g-N per udara yang masuk :

g-N = ml standar x

53.5

14 x 10 ppm x 1 gram

1000 mg

x 1 liter

1000 ml

g-N = ((nilai absorbansi x pengenceran) - b)

a

x 5

((0.450 x 1) – 0.0746) =

g-N x 5

11.341

= 0.00017

g-N/l = g-N yang terserap

Volume (m3) = (waktu sampling (menit) x Flow (liter/menit) x (273+25 0C))

(45)

Contoh :

d). Perhitungan konsentrasi NH3 dalam ppm :

e). Perhitungan beban yang ditambahkan dan penyerapan NH3 dalam

bahan pengisi :

Berat kering bahan = (100 % - % kadar air) x berat bahan pengisi

= (100 % - 22.16 %) x 3.477 kg

= 2.71 kg berat kering

Contoh :

= 0.00017

0.0010 g-N/l

= 0.00017

µg/m3 = (g-N/l x (17/14) x 109)

1000

(0.00017 x (17/14) x 109)

1000 =

= 202.994

ppm = (8.314 x (273 + t 0C) x µg NH3/m3)

103205 x BM NH3

(8.314 x (273+28) x 202.994))

103250 x 17 =

= 0.29 ppm

g-N total/hari = g-N/l udara x flow (l/menit) x 24 jam x 60 menit x ((H+1) – H)

0.00017 x 1 x 24 x 60 (2-1) =

(46)

Penyerapan = Beban inlet – Beban outlet

= 0.09 – 0.03

= 0.06 g-N/kg berat bahan kering

Penentuan kapasitas penyerapan optimal bahan pengisi dapat

dilihat pada Gambar 4, yaitu dilakukan dengan plot data beban (sumbu x)

dan kapasitas penyerapan (sumbu y). Kapasitas penyerapan optimum

ditentukan sebagai titik dimana kurva penyerapan menyimpang dari kurva

[image:46.612.225.420.341.500.2]

penyerapan ideal (Hirai et al.).

Gambar 4. Grafik hubungan beban (x) dan kapasitas penyerapan (y) untuk menentukan kapasitas penyerapan bahan.

f). Perhitungan persen penghilangan polutan (efisiensi) biofilter :

Contoh :

g-N/ kg berat kering bahan = 0.241 g-N total/hari

2.71 kg berat kering

= 0.09 g-N/kg berat kering/hari

Efisiensi = (Konsentrasi inlet – Konsentrasi oulet)

Konsentrasi inlet

x 100 %

Efisiensi = (0.29 ppm – 0.097 ppm)

0.29 ppm

x 100 % Beban pada sum bu x

P

e

n

y

e

ra

p

a

n

pa

da

s

u

m

(47)

g). Perhitungan kinetika biofilter :

Rumus umum kinetika menurut persamaan Michaelis-Menten :

Keterangan :

Vm : Laju penghilangan maksimum (g-N/kg-bahan kering/hari)

Ks : Konstanta jenuh (ppm)

α : Koefisien konversi (kg-bahan kering/g-N) SV : Space velocity (per hari)

[image:47.612.160.532.125.493.2]

Contoh :

Grafik dibuat dengan C ln pada sumbu X dan C ln/R pada sumbu Y

untuk mencari V maksimum (Vm) dan konstanta jenuh (Ks), dengan

menggunakan persamaan umum kinetika. Perhitungan dilakukan dengan

persamaan garis Y= aX + b, sehingga didapatkan a = 1/Vm dan b =

Ks/Vm atau Vm = 1/a dan Ks = Vm x b.

C ln = (konsentrasi inlet – konsentrasi outlet)

konsentrasi outlet x ln konsentrasi inlet

C ln = (3.244 ppm – 0.142 ppm)

0.142 ppm x ln 3.244 ppm

= 9.71

R = SV x (konsentrasi inlet – konsentrasi outlet)

α

R = 1020.13 x (3.244 ppm – 0.142 ppm)

4748392.16

= 0.00067 C ln

= R

Ks

Vm +

C ln

(48)

[image:48.612.185.466.113.593.2]

Gambar 5. Model kolom biofilter skala laboratorium. (a) Pompa udara, (b) Larutan NH4OH pekat, (c) Flow meter, (d) Larutan NH4OH cair, (e) Lubang inlet, (f) Lubang sampling, (g) Lubang outlet.

a

b

d

c

e

f / L-2

a

g

5 cm ruang kosong

15 cm bahan pengisi

10 cm ruang kosong

L-1

(49)

Biofilter yang dioperasikan menggunakan larutan NH4OH teknis

yang diencerkan pada konsentrasi tertentu dan dimasukkan pada wadah b.

Dari wadah b diteteskan pada wadah d untuk menghasilkan gas amoniak

tambahan yang kemudian gas tersebut diakumulasikan ke dalam wadah b.

Pompa udara memompa gas yang terkumpul untuk dialirkan ke dalam

kolom biofilter dengan diatur kecepatan alirannya sebesar 1 liter per menit.

Gas yang dialirkan dilakukan pengambilan contoh dengan

menggunakan tabung sampling yang diisi larutan penyerap asam borat

0.01 % sebanyak 10 ml. Sampling dilakukan selama 1 menit, kemudian

diberikan peraksi nessler sebanyak 1 ml, kemudian dilanjutkan dengan

pengukuran nilai absorbansi pada panjang gelombang 420 nm dengan

blanko. Pengambilan contoh udara dilakukan pada inlet dan outlet.

(50)

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. KARAKTERISTIK DAN FUNGSI BAHAN PENGISI

Bahan pengisi yang digunakan sangat menentukan kinerja biofilter.

Hal ini terkait dengan sifat fisik dan kimia bahan pengisi. Sifat fisik

berpengaruh pada penyerapan secara fisik polutan ke bahan pengabsorb.

Menurut Devinny et al., (1999) absorbsi menghilangkan polutan dengan

mengubahnya dari fasa gas menjadi fasa cair.

Bahan pengisi yang digunakan terdiri dari bahan organik dan

anorganik. Bahan ini dipilih karena memiliki karakteristik yang berbeda, yaitu

koral dan arang aktif sebagai media anorganik, kompos dan tanah sebagai

media organik. Berikut data analisis bahan pengisi yang akan digunakan dapat

dilihat di Tabel 6.

Tabel 6. Karakteristik bahan pengisi yang digunakan

Analisa Koral Arang aktif Kompos Tanah

Berat basah (g) 3 500 2 040 5 000 5 000

Densitas (Kg-bahan kering/m3) 206.10 153.66 373.17 403.66

Kadar air (%) 22.16 38.12 33.77 38.8

Kadar nitrogen organik (%) 0.03 0.05 0.43 0.34

Kadar karbon organik (%) 27.74 33.12 32.35 28.86

pH 7.99 7.28 7.54 7.34

Koral yang digunakan memiliki kadar air yang cukup rendah. Hal ini

disebabkan oleh sifat koral yang memiliki porositas yang tinggi dan tidak

mudah menyerap air. Oleh karena itu, pada kolom koral diperlukan

penambahan air secara berkala agar kadar air bahan relatif stabil. Kadar

karbon total koral relatif lebih rendah dibanding bahan pengisi yang lain,

demikian halnya kadar nitrogen relatif lebih rendah dari bahan pengisi

(51)

secara fisik yang akan menentukan besarnya penyerapan polutan terhadap

bahan.

Arang aktif yang digunakan memiliki kadar air paling tinggi dari

bahan pengisi lainnya. Arang aktif dipilih sebagai bahan pengisi biofilter

karena memiliki sifat penyerapan yang selektif, terutama terhadap bahan

nonpolar. Nilai pH arang aktif cenderung netral, namun untuk mengantisipasi

cepat basanya kondisi arang aktif, maka diberikan dolomit 2% dari berat

bahan pengisi. Dolomit berfungsi sebagai penstabil nilai pH. Dalam hal ini

kadar karbon arang aktif lebih tinggi dibanding bahan pengisi lain. Karena

komponen utama arang aktif adalah karbon yang diberikan perlakuan untuk

mengaktifkan ion pada arang. Menurut Djatmiko et al., (1985) nilai pH sangat

berpengaruh dalam proses adsorbsi secara fisik, karena pH mempengaruhi

kelarutan suatu zat. Sifat adsorbsi disebabkan karena adanya perbedaan

muatan listrik, perbedaan potensial dalam sifat kimia dan perbedaan potensial

panas. Muatan listrik dari arang adalah elektro positif dalam larutan asam dan

elektro negatif dalam larutan alkali.

Bahan pengisi tanah, memiliki kandungan kadar air yang paling

tinggi. Hal ini sangat memungkinkan tercukupi kebutuhan air untuk

pertumbuhan bakteri dan proses lainnya dalam kolom baik secara kimiawi,

fisis maupun biologis. Biofilter kompos juga memiliki kadar air yang relatif

tinggi, selain itu nilai pH kompos juga cenderung netral. Devinny et al.,

(1999) kompos yang sudah jadi memiliki banyak ragam dan populasi

mikroorganisme. Selain itu, kompos memiliki pH yang netral, kadar air tinggi

dan kandungan bahan organik tinggi.

B. BIOFILTER KORAL

1. Kinerja Penghilangan Amoniak

Bahan pengisi koral merupakan bahan anorganik dengan komponen

utama penyusunnya adalah kapur karbonat, sedangkan kapur karbonat

(52)

mempengaruhi koral yang cenderung memiliki sifat buffer asam yang kuat

dan mempengaruhi nilai pH kolom.

Pada H-0 biofilter dioperasikan hingga hari ke tujuh, konsentrasi

inlet yang diberikan adalah fluktuatif antara 0.09 sampai 0.40 ppm. Outlet

biofilter berkisar antara 0.04 sampai 0.10 ppm. Pada Gambar 6a dapat

dilihat efisiensinya sangat beragam. Kondisi awal operasi, efisiensi biofilter

adalah 67% kemudian berangsur naik menjadi 86% pada hari ke 5.

Kemudian kembali mengalami penurunan sampai 44% pada hari ke 9. Fase

ini adalah masa penyesuaian kolom biofilter beroperasi. Nilai pH pada fase

ini berkisar antara 7.78 – 7.99. Gambar 6d menunjukan kisaran nilai pH ini

menunjukkan aktifitas bakteri yang sedang dalam tahap penyesuaian dengan

aktifitas fisiko-kimiawi bahan pengisi, selain itu nilai pH ini menunjukkan

bahwa telah diproduksinya nitrat sebagai hasil oksidasi amoniak oleh

bakteri. Nitrat yang terbentuk pada hari ke-7 adalah 1918.70 ppm.

Fasa penyesuaian ini menunjukkan bahwa semua kondisi dalam

keadaan baru. Pertumbuhan bakteri pengoksidasi amoniak sangat pesat,

sehingga amoniak dapat teroksidasi dengan baik. Pembentukkan nitrat yang

sangat tinggi terjadi pada hari ke-7.

Pada hari ke 10, konsentrasi inlet dinaikkan menjadi 1.04 ppm

hingga 1.29 ppm pada hari ke 14. Efisiensi biofilter naik berkisar antara

93-96%. Pada fase ini Nitrosomonas sp. sedang melakukan aktifitas oksidasi

amoniak dengan baik sehingga terbentuk nitrat sebesar 80.30 ppm.

Pada hari ke 21, inlet ditambahkan 2.37 ppm. Bakteri sudah berada

pada fase lisis, karena beban yang ditambahkan banyak tetapi bahan organik

yang tersedia terlalu sedikit. Hal ini juga dibuktikan nitrat yang terbentuk

cenderung menurun, yaitu 77.80 ppm, sehingga pH kolom cenderung basa.

Demikian halnya pada hari ke 22, inlet yang ditambahkan sebesar 2.49 ppm.

Suasana kolom lebih basa karena kondisi sebelumnya juga demikian. Nitrat

yang terbentuk lebih sedikit, yaitu 74.32 ppm. Gambar 6c menunjukkan

biofilter dengan bahan pengisi koral ini memiliki kapasitas penyerapan

(53)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

P e ny e ra p a n ( g -N /k g b a ha n k e ri n g ) Inlet Outlet 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9

0 7 14 17 21 23

Hari ke

-pH L-1 L-2 L-3 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

K o n s e n tr asi N H 3 ( ppm ) 0 20 40 60 80 100 e fi s ie n s i ( % ) Inlet Outlet Efisiensi 0 500 1000 1500 2000 2500

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

[image:53.612.143.496.78.629.2]

N itr a t y a n g te rb e n tu k (p p m )

Gambar 6. Perubahan penyerapan gas NH3 oleh biofilter dengan bahan pengisi koral dinokulasi dengan Nitrosomonas sp. (a) konsentrasi inlet-outlet gas, (b) penyerapan NH3, (c) pembentukkan NO3-, (d) perubahan nilai pH.

(a )

( b )

( c )

(54)