MPMO (MATRIAL PRESERVASI MIKROORGANISME) SEBAGAI
BAHAN AKLIMATISASI DALAM PENGOLAHAN LIMBAH CAIR
PT. SIVATEX, MAJALAYA
1Happy Sembiring1, Eko Tri Sumarnadi1, Lenny Marilyn.E1, Effendi2, Gurharyanto1 Eki Naidania1, Atet Saepuloh1.
1
Puslit Geoteknologi-LIPI 2
Puslit Kimia Terapan-LIPI E-mail : sembiring_happy@yahoo.co.id
ABSTRAK
Dewasa ini, pengolahan limbah organik cair beralih ke metoda biologi dengan menggunakan mikroorganisme yang mampu mendegradasi limbah tersebut menjadi unsur-unsurnya yang lebih sederhana dan tidak berbahaya bagi lingkungan hidup. Metoda ini diminati karena lebih hemat biaya dan cara pengolahannya lebih sederhana dibanding metoda kimia atau fisika. Saat ini sediaan preservasi mikroorganisme yang ada/beredar adalah dalam kultur cair dan serbuk. Permasalahannya adalah kultur cair mempunyai waktu simpan yang singkat (3-6 bulan), juga memerlukan pemberian makanan saat penyimpanan. Sedangkan bentuk serbuk dapat menimbulkan infeksi saluran pernafasan. Untuk itu perlu diupayakan sediaan lain yakni : MPMO (Matrial preservasi mikroorganisme) bentuk tablet yang dapat mengatasi permasalahan tersebut dan berkompetisi dalam harga. Pada penelitian ini, dilakukan uji coba MPMO terhadap limbah Tekstil PT. Sivatex, Majalaya. Aklimatisasi Bacillus LF dilakukan secara bertahap yakni : 25%,50%,75%, 100% dan memberikan nilai SV 30 sebesar 130 mL/L serta mempunyai kemampuan mendegradasi COD sebesar 87.21% menjadi 60.59 mg/L. Dengan demikian MPMO dapat mendegradasi limbah organik cair PT. Sivatex sesuai persyaratan baku mutu limbah cair untuk Industri Tekstil yakni : SV 30 = 100 – 400 mg/L dan COD < 150 mL/L.
Kata Kunci : Bentonit, Limbah Organik Cair , Tablet
ABSTRACT
Recently, organic waste water treatment switch to the biological methods, using microorganism due to degradate the waste water into simple elements and give the negative impact to the environment . Biology method is preferred because it has a low cost and simple treatment than chemical or physical methods. Currently, preservation of microorganisms obtained in the market is in liquid and powder culture. The problems of liquid culture have a short life time ( 3-6 months) and requires feeding during storage as well . While the powder culture can cause respiratory infections. The problems can be overcomed by pelletization of microorganism preservation.The experimentation of MPMO has been cunducted on Textiles waste water of PT. Sivatex, Majalaya. Acclimatization of Bacicilius LF was carried out gradually by 25 % , 50 % , 75 % , 100 % and have made SV 30 to be 130 mL/L and able to degrade COD 87.21% to be 60.59 mg/L. So that MPMO can degradate organic waste water of PT. Sivatext to make the requirement of waste water standart for Textile Industry : SV 30 = 100 – 400 mg/L and COD < 150 mL/L.
PENDAHULUAN
Indonesia merupakan salah satu negara penghasil tekstil dan produk tekstil (TPT) tradisional terbesar di dunia [Puspasari, 2007]. Perkembangan industri tekstil tersebut secara langsung mampu memenuhi tuntutan kebutuhan dalam negeri, komoditas ekspor, dan peningkatan lapangan kerja. Sehingga sesuai dengan program yang tertuang dalam MP3EI (Master Plan Percepatan dan Perluasan Pembangunan Ekonomi Indonesia), salah satu komoditas yang didorong perkembangannya adalah industri tekstil [Bappenas RI, 2011]. Cekungan Bandung sendiri merupakan salah satu sentra industri tekstil di Indonesia. Dari 359 jenis industri, hampir 70% lebih (262 industri) adalah industri tekstil [Sunardi dan Pratiwi, 2011].
Peningkatan industri tekstil tentunya tidak luput dari persoalan lingkungan khususnya limbah cair, karena industri tersebut merupakan salah satu industri yang mengkonsumsi air dalam jumlah yang relatif besar untuk mendukung setiap tahap prosesnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Sungai Citarum terbukti telah mengalami pencemaran dari limbah industri tekstil. Beberapa parameter kualitas air yang melebihi baku mutu adalah BOD, COD, TSS, sulfida, minyak-lemak, pH, dan DHL. Limbah tersebut dihasilkan dari proses-proses yang dilakukan industri tekstil seperti proses penghilangan kanji secara umum menghasilkan limbah yang mengakibatkan kebutuhan DO menjadi tinggi, proses pemasakan dan pengelantangan yang menghasilkan kandungan BOD dan TSS (serat kapas) yang tinggi, alkalinitas dan proses marserisasi menyebabkan pH dan BOD meningkat, proses pencelupan menggunakan zat warna menyebabkan COD dan kadar garam tinggi, serta proses penyempurnaan mempergunakan zat yang menyebabkan BOD tinggi.
Untuk mengendalikan perkembangan industri tekstil agar tidak memberikan efek negatif terhadap lingkungan, maka berbagai penelitian untuk pengembangan metode pengolahan limbah maupun peningkatan teknologi efisiensi setiap tahapan proses (industri bersih) harus dilakukan [Zafrilla dkk., 2008; Damas dkk., 2010; Sugiyana dkk., 2012; Ellouze dkk., 2012; Lo dkk., 2012]. Beberapa pengembangan metode tersebut bertujuan untuk mengurangi dampak negatif perkembangan industri tekstil terhadap kerusakan lingkungan. Untuk mencapai tujuan tersebut, maka dilakukan penelitian aklimatisasi bakteri Bacillus Licheniformis dari MPMO (Material Preservasi Mikroorganisme) untuk pengolahan limbah tekstil.
Metode pengolahan air limbah tekstil dengan menggunakan bakteri cukup potensial karena limbah tekstil dengan kandungan organik yang tinggi dapat didegradasi menjadi unsur-unsur penyusunnya yang tidak berbahaya bagi lingkungan. Disamping itu, metode tersebut lebih murah dan efisien dibanding metode fisika. Namun demikian bakteri tersebut haruslah bakteri yang telah beradaptasi terhadap limbah (adapted). Bakteri diseleksi dengan beberapa tahap rekultivasi (aklimatisasi) pada media yang mengandung limbah tekstil secara bertahap yakni : 25%, 50%, 75% dan 100%.
METODOLOGI
Pada penelitian ini, pengolahan limbah cair tekstil di PT. Sivatex, Majalaya dilakukan dengan mempergunakan MPMO (Matrial Preservasi Mikroorganisme) yang mengandung bakteri Bacillus Licheniformis. Adapun tahapan yang harus dilakukan meliputi :
1. Pengembangbiakan murni Bakteri Baccillus LF. 2. Inokulasi Bakteri Bacillus LF.
3. Kultivasi Bakteri Bacillus LF.
4. Akimatisasi Bakteri terhadap limbah organik cair PT.Sivatex. a) 75% Nutrisi dan 25% Limbah Industri Tekstil. b) 50% Nutrisi dan 50% Limbah Industri Tekstil. c) 25% Nutrisi dan 75% Limbah Industri Tekstil. d) 100% Limbah Industri Tekstil.
Prinsip dasar dalam pengolahan limbah tersebut adalah mendegradasi kandungan organik menjadi unsur-unsur penyusunnya yang tidak berbahaya bagi lingkungan hidup (Sembiring.H, dkk 1997) Untuk menghindari kematian bakteri pada saat degradasi limbah tersebut, maka pengumpanan limbah cair tekstil (feeding) dilakukan secara bertahap, sehingga diperoleh bakteri yang dapat beradaptasi terhadap limbah (adapted).
Penelitian ini, diawali dengan kultivasi bakteri pada kondisi media aerobic dan pembuatan tablet MPMO. Setelah itu bakteri diseleksi dengan beberapa tahap recultivasi (aklimatisasi) pada media yang berisi limbah tekstil dengan konsentrasi yang meningkat secara bertahap yakni : 25%, 50%, 75% dan 100%. Bakteri yang telah beradaptasi dengan limbah tekstil tersebut akan berfungsi media pengurai limbah cair organik Industri tekstil PT. Sivatex, Majalaya. Skema penelitian disajikan dalam diagram alir dibawah ini:
Gambar 1. Diagram Alir Pengolahan Limbah Cair Tekstil
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Limbah Cair Tekstil
Sebelum melakukan alimatisasi bakteri Bacillus LF, maka terlebih dahulu dilakukan karakterisasi limbah cair industri tekstil PT.Sivatex, Majalaya seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1. Dari hasil analisis kimia menunjukkan kadar yang melebihi ambang batas adalah : BOD, COD dan TSS.
Kadar BOD dan COD melebihi kadar baku mutu air (BMA) yang diperbolehkan (lihat Tabel 1). Nilai COD menggambarkan jumlah bahan organik mudah urai (biodegradeble) dan bahan organik sukar urai (non biodegradable). Dengan demikian nilai COD selalu lebih tinggi dari nilai BOD dimana selisih nilai tersebut menggambarkan adanya komponen yang sulit diuraikan dengan cara biologis. Perbandingan nilai BOD dan COD dapat digunakan sebagai indikator apakah pengolahan secara biologis (menggunakan mikroorganisme sebagai agent) dapat diterapkan atau tidak [Metcalf dan Eddy, 2004]. Sedangkan nilai rasio BOD/COD diatas 0,5 yang menggambarkan bahwa pengolahan limbah dengan cara biologis masih memungkinkan untuk diterapkan.
Aklimatisasi
Aklimatitasi merupakan proses penyesuaian Bakteri dengan Limbah Industri Tekstil dengan cara pemberian limbah industri tekstil secara bertahap disertai pemberian media Nutrisi. Hal ini harus dilakukan untuk menghindari kematian bakteri, bila dilakukan pemberian limbah cair sekaligus. Tahapan pemberian limbah cair tekstil dari PT.Sivatex, dilakukan sebagai berikut:
A. Tahap pertama (I) ; 75 % Nutrisi ; 25 % Limbah Industri Tekstil
Dengan cara membuat larutan 3 L media nutrisi kemudian di tambahkan 1 L Limbah Industri Tekstil, dimana pemberian nutrisi dilakukan setiap hari sampai memperoleh nilai Sludge Volume 30 (SV30) yang stabil.
Tabel 1. Hasil Analisa Kimia Air
No. Parameter Analisis Satuan Hasil Analisis
Kadar Maksimum
1. Temperatur oC 25.5 -
2. pH - 11.88 6.0-9.0
3. Salinitas o/00 0.82 -
4. Daya Hantar Listrik uS/cm 1652 -
5. TSS mg/L 61 50 6. BOD mg/L 339 60 7. COD mg/L 600 150 8. Fenol mg/L 0.066 0.5 9. Kromium total (Cr) mg/L <0.001 1.0 10. Kromium (Cr6+) mg/L <0.005 - 11. Ammonia mg/L NH3-N 1.53 - 12. Sulfida (H2S) mg/L 0.04 0.3
13. Minyak & Lemak mg/L 2.8 3.0
1. SV 30
Bakteri hasil kultivasi di aklimatisasi dengan mencampurkan limbah cair tekstil PT. Sivatex sebesar 25% sampai bakteri bacillus beradaptasi dengan limbah tersebut. Kondisi awal menunjukkan nilai SV 30 sebesar 400 mL/L, namun setelah pemberian limbah cair tekstil, nilai SV 30 mengalami penurunan pada hari ke 5 menjadi 205 mL/L dan kenaikan pada hari ke 6 menjadi 275 mL/L. Proses aklimatisasi tersebut stabil pada hari ke 7 menjadi 290 mL/L, lihat Gambar 2. Penurunan sampai hari ke 5 diakibatkan terjadinya kematian bakteri oleh zat-zat yang terdapat dalam limbah cair tersebut yang merupakan toksik bagi bakteri Bacillus
LF. Akan tetapi pada hari ke 6, bakteri tersebut telah dapat beradaptasi, sehingga terjadi pengembangbiakan dan stabil pada hari ke 7 sebesar 275 mL/L.
Gambar 2. Grafik SV 30 per Hari Pada Proses Aklimatisasi Limbah 25%
2. COD
COD (Chemical Oxygen Demand) menunjukkan jumlah bahan organik yang dapat didegradasi oleh bakteri (Alaerts dan Santika, 1984). Dari hasil aklimatisasi dengan komposisi limbah 25 % dan nutrisi 75%, terjadi adanya penurunan COD sebesar 53,60% dari inlet 2.445,68 mg/L menjadi outlet 1.134,71 mg/L, lihat Gambar 3. Nilai COD sebesar 1.134,71 mg/L belum memenuhi persyaratan baku mutu limbah cair untuk Industri yakni 150 mg/L. Hal tersebut disebabkan pengamatan hanya dilakukan selama 7 hari, dimana pertumbuhan bakteri belum stabil dan masih memungkinkan untuk berkembang biak. Untuk itu dalam penelitian ini, perlu dilakukan pengamatan dengan jumlah hari yang lebih banyak dan sekaligus memberikan konsumsi air limbah menjadi 50%.
Gambar 3. Grafik COD Pada Proses Aklimatisasi dengan Limbah 25 %
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 1 2 3 4 5 6 7 Waktu (Hari) S V 30 0.00 500.00 1000.00 1500.00 2000.00 2500.00 3000.00 1 2 3 4 5 6 7 Inlet COD) Outlet (COD) N ila i C OD Waktu (Hari)
B. Tahap kedua (II) ; 50 % Nutrisi ; 50 % Limbah Industri Tekstil 1. SV 30
Setelah mencapai tingkat hidup (jumlah) bakteri yang stabil pada kondisi limbah cair dengan konsumsi 25%, maka konsumsi limbah cair ditingkatkan menjadi 50%. Pada kondisi ini, dilakukan pengamatan terhadap pertumbuhan bakteri (SV 30), dimana pada kondisi awal (hari ke 5) pertumbuhan bakteri meningkat sampai 350 mL/L, tetapi mengalami penurunan pada hari ke 13 menjadi 200 mL/L dan akhirnya stabil pada 220 mL/L, lihat Gambar 4. Bila dibandingkan dengan kondisi 25% limbah cair, maka pada titik kondisi stabil juga mengalami penurunan dari 290 mL/L menjadi 220 mL/L. Hal ini menunjukkan, dengan semakin banyaknya pemberian air limbah, maka kematian bakteri bacillus LF semakin besar.
Gambar 4. Grafik SV 30 per Hari Pada Proses Aklimatisasi Limbah 50% 2. COD
Proses aklimatisasi disini yaitu melakukan penyesuaian bakteri dengan limbah cair industri tekstil yang konsentrasinya dinaikkan yaitu menjadi 50% limbah cair dan 50% nutrisi, hal ini dilakukan untuk mendapatkan bakteri yang teradaptasi terhadap lingkungan limbah cair tekstil dengan konsentrasi 50% .
Dari hasil pada komposisi diatas, terjadi COD terdegradasi menjadi 55,17% dari inlet 3.145,23 mg/L menjadi outlet 1.410,12 mg/L, lihat Gambar 5. Ternyata nilai COD pada konsumsi limbah tekstil 50% lebih besar dari 25% yakni sebesar 1.134,71 mg/L. Hal tersebut dikarenakan pertumbuhan bakteri belum stabil. Untuk itu perlu dilakukan pengamatan dengan pemberian limbah ketahap berikutnya yaitu 75%.
0 50 100 150 200 250 300 350 400 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Waktu (Hari) SV3 0 (m L/ L)
Gambar 5. Grafik COD Pada Proses Aklimatisasi dengan Limbah 50 %
C. Tahap ketiga (III), 75 % Nutrisi ; 25 % Limbah Industri Tekstil 1. SV 30
Pada kondisi ini, dilakukan pengamatan terhadap pertumbuhan bakteri (SV 30), dimana pada kondisi awal (hari pertama) nilai SV 30 sebesar 165 mL/L. Pertumbuhan bakteri terjadi pada hari ke 10 menjadi 187,5 mL/L, lihat Gambar 6. Pada kondisi ini (konsumsi limbah tekstil 75%), masih terjadi kematian bakteri, sehingga terjadi penurunan dari kondisi 50% limbah sebesar 220 mL/L menjadi 187,5 mL/L pada konsumsi limbah 75%. Hal ini menunjukkan, dengan semakin banyaknya pemberian air limbah, maka kematian bakteri bacillus LF semakin besar.
Gambar 6. Grafik SV 30 per Hari Pada Proses Aklimatisasi Limbah 75% 2. COD
Proses aklimatisasi dilakukan dengan menaikkan konsumsi limbah menjadi 75%. Dari hasil pada komposisi diatas, terjadi COD terdegradasi menjadi 48,32% dari inlet 2291,45 mg/L menjadi outlet 1.184,28 mg/L, lihat Gambar 7. Ternyata nilai COD outlet pada konsumsi limbah tekstil 75% menurun dibanding pada kondisi limbah 25% dan 50% yakni sebesar 1.134,71 mg/L dan1.410,12 mg/L. 0.00 1000.00 2000.00 3000.00 4000.00 5000.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Inlet COD) Outlet … Ni lai C O D ( m g/ L) Waktu (Hari) 50 100 150 200 250 300 350 400 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Waktu (Hari) SV 3 0 (m L/ L)
Gambar 7. Grafik COD Pada Proses Aklimatisasi dengan Limbah 75%
D. Tahap keempat (IV); 100 % Limbah Industri Tekstil 1. SV 30
Pada kondisi ini dilakukan pemberian limbah secara keseluruhan (100%) sedangkan pengamatan SV 30 dilakukan selama 28 hari. Pada kondisi awal (hari pertama) nilai SV 30 sebesar 205 mL/L. Ternyata setelah 28 hari, jumlah bakteri bacillus LF menurun dan stabil pada 130 mL/L. Walaupun terjadi penurunan, namun masih dalam kisaran yang dipersyaratkan untuk Industri Tekstil yaitu: SV 30 sebesar 100 sampai 400 mL/L. Dengan nilai SV 30 tersebut, menunjukkan MPMO dapat digunakan untuk mendegradasi limbah organik cair dari PT. Sivatex, Majalaya.
Gambar 8. Grafik SV 30 per Hari Pada Proses Aklimatisasi Limbah 100% 2. COD
Proses aklimatisasi dilakukan dengan pemberian limbah secara menyeluruh (100%). Dari hasil percobaan menunjukkan nilai COD outlet menurun menjadi terjadi 60.59 mg/L, lihat Gambar 9. Nilai tersebut telah memenuhi persyaratan untuk Industri Tekstil sebesar 150 mg/L. Dengan demikian MPMO dapat digunakan dalam mendegradasi limbah organik cair dari Industri Tekstil PT, Sivatex, Majalaya.
0.00 500.00 1000.00 1500.00 2000.00 2500.00 3000.00 3500.00 4000.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Inlet COD) CO D (m g/ L ) Waktu (Hari) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Waktu (Hari) SV 30 (m L/ L)
Gambar 9. Grafik COD Pada Proses Aklimatisasi dengan Limbah 100%
KESIMPULAN
1. Untuk memperoleh adapted bactery ( Bacillus LF) dari MPMO, dilakukan aklimatisasi terhadap limbah cair dari Industri Textil PT.Sivatex secara bertahap yakni : 25%, 50%, 75% 100%.
2. Nilai SV 30 dan COD pada pada kondisi limbah cair 25, 50, 75% adalah : 290 mL/L dan 1,134,71; 220 mL/L dan 1.140,12 mg/L; 187,5 mL/L dan 1.184,28 mg/L serta 130 mL/L dan 60,59 mg/L.
3. MPMO dapat digunakan untuk mendegradasi limbah Tekstil dengan SV 30 = 130 mL/L dan COD
60,59 mg/L dan memenuhi persyaratan baku mutu limbah cair untuk Industri Tekstil yakni : SV 30 = 100 sampai 400 mL/L dan COD maksimum 150 mg/L.
DAFTAR PUSTAKA
1. Alaerts, G., Santika dan Sri Sumestri, 1984, “Metode Penelitian Air”, Usaha Nasional: Surabaya.
2. Bappenas RI. 2011. Masterplan Percepatan dan Perluasan Pembangunan Ekonomi Indonesia
2012-2025.
3. Ellouze, Emna; Tahri, Nouha, dan Amar, Raja Ben. 2012. Enhancement of textile wastewater treatment process using Nanofiltration. Desalination 286: 16–23
4. Metcalf and Eddy. (2004): Wastewater Engineering, 4th edition, Mc Graw Hill International Editions, New York.
5. Pemerintah RI. Peraturan Pemerintah No. 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air.
6. Sembiring.H,dkk 1997, Pelletisasi Bentonit Sebagai Preservasi Mikroorganisme Pengurai Limbah Organik; Rekayasa dan Pelletisasi, Pemaparan Hasil Penelitian Geoteknologi LIPI-2011. ISBN 978-979-8636-18-9. 0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Inlet (COD) Outlet (COD) Waktu (Hari) N ila i C OD
7. Sunardi dan Pratiwi, F.D. 2011.Dampak Penurunan Kualitas Air Terhadap Waduk Cirata. File presentase dalam Seminar: Peran Sinergi Stakeholder Untuk Kelestarian Waduk Cirata. Bandung, 25 Juli 2011.
8. Zafrilla, J.M. Gozálvez; Escribano, D. Sanz; García. J. Lora; and Hidalgom, M.C. León. 2008. Nanofiltration of secondary effluent for wastewater reuse in the textile industry. Desalination 222: 272–279
9. Pemerintah Provinsi Jawa Barat. Peraturan Gubernur No. 6 Tahun 1999 tentang Baku MUtu LImbah Cair Bagi Kegiatan Industri di Jawa Barat.
10. Menteri Negara Lingkungan Hidup RI. Peraturam Mentri Negara LIngkungan Hidup No. 3 Tahun 2010 tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Kawasan Industri.
UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan terimaksih disampaikan kepada Bapak Ka. Pusat penelitian Geoteknologi-Lipi sebagai Kuasa Pengguna anggaran 2013 dan Bapak Efendi dari Pusat Penelitian Kimia-LIPI yang telah ikut berpartipasi , sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan dengan baik.
