LAPORAN PRAKTIKUM MIKROBIOLOGI
JUDUL : APLIKASI MEDIA BATU APUNG PADA BIOFILTER ANAEROBIK UNTUK PENGOLAHAN LIMBAH DOMESTIK ( GREY
WATER )
DISUSUN OLEH:
1. Ananda Mikola (D1051191014) 2. Sri Anzjarwati (D1051191015) 3. Uray Adisti R Asikin (D1051191019) 4. Allisha Larasati (D1051191084)
DOSEN PENGAMPU : Jumiati, S.Si.,M.Si.
NIP. 198406222019032015 Aini Sulastri, S.Si., M.Si.
NIP. 198502022019032013
NAMA ASISTEN:
1. Tamas Faiz Dicelebica 3. Sekolastika Febria Ema 2. Erly Esaputri Saragih 4. Astisza Syahla L. Parabi
JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TANJUNGPURA PONTIANAK
2020
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh
Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan penulis kemudahan dalam menyelesaikan laporan tepat waktu. Tanpa rahmat dan pertolongan-Nya, penulis tidak akan mampu menyelesaikan laporan ini dengan baik. Tidak lupa shalawat serta salam tercurahkan kepada Nabi agung Muhammad SAW yang syafa’atnya kita nantikan kelak.
Penulis mengucapkan syukur kepada Allah SWT atas limpahan nikmat sehatNya, sehingga laporan “Aplikasi Media Batu Apung pada Biofilter Anaerobik untuk Pengolahan Air Limbah Domestik (Grey Water)” dapat diselesaikan. Laporan ini disusun guna memenuhi tugas mata kuliah Praktikum Mikrobiologi. Penulis berharap laporan praktikum ini dapat bermanfaat bagi khalayak umum.
Penulis menyadari laporan ini masih perlu banyak penyempurnaan karena kesalahan dan kekurangan. Penulis terbuka terhadap kritik dan saran pembaca agar laporan ini dapat lebih baik. Apabila terdapat banyak kesalahan pada laporan ini, baik terkait penulisan maupun konten, penulis memohon maaf. Demikian yang dapat penulis sampaikan. Akhir kata, semoga laporan ini dapat bermanfaat.
Wassalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh
Pontianak, 5 Januari 2021
Penulis
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR...i
DAFTAR ISI...ii
BAB I PENDAHULUAN...1
1.1. Latar Belakang...1
1.2. Tujuan...2
BAB II LANDASAN TEORI...3
2.1. Air Limbah Domestik...3
2.2. Karakteristik Air Limbah...3
2.3. Proses Pengolahan Air...6
2.4. Prinsip Pengolahan Biologis...6
2.5. Faktor – Faktor Pertumbuhan Mikroorganisme...7
2.6. Bioteknologi...8
2.7. Biofilter...9
2.8. Fermentasi...9
2.9. Mikroorganisme...10
BAB III METODOLOGI...11
3.1. Alat dan Bahan...11
3.2. Analisa Bahan...11
3.3. Prosedur Kerja...13
3.4. Flowchart...14
3.5. Rangkaian Alat...15
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN...16
4.1. Hasil...16
4.2. Pembahasan...16
4.2.1 Spesifikasi Alat...16
4.2.2 Karakteristik Air Limbah Domestik...17
4.2.3 Pembiakan Mikroba (Seeding) dan Aklimatisasi...17
4.2.4 Penyisihan Parameter BOD...18
4.2.5 Penyisihan Parameter Ph...20
4.2.6 Penyisihan Parameter Suhu...20
4.2.7 Parameter Fisik...21
BAB V PENUTUP...22
5. 1 Kesimpulan...22
5. 2 Saran...22
DAFTAR PUSTAKA...23
LAMPIRAN DOKUMENTASI...25
LAMPIRAN HASIL UJI KADAR BOD...27
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Meningkatnya aktivitas dan semakin laju nya pertumbuhan masyrakat maka akan berdampak kepada lingkungan, sehingga sistem sanitasi pun akan ikut terdampak. Sistem sanitasi juga selalu berkaitan dengan masalah yang ada pada limbah domestik dan badan air. Besarnya jumlah pencemar domestik yang masuk ke badan air ditentukan oleh kesadaran masyarakat akan dampak negatif dari pembuangan limbah serta partisipasi masyarakat dalam pengelolaan air limbah yang dihasilkannya.Air bekas cucian, air limbah kamar mandi dan air limbah dari dapur dikategorikan sebagai limbah yang mengandung detergen/sabun dan mikroorganisme. Selain itu, buangan ekstra yaitu tinja dan urine manusia juga dapat membahayakan jika tidak ditangani dengan serius. Karena tinja dan urine memiliki potensi terbesar untuk membawa penyakit pada badan air.
Air limbah domestik terdiri dari parameter BOD, TSS, pH, minyak dan lemak yang apabila keseluruhan parameter tersebut dibuang langsung ke badan penerima, maka akan mengakibatkan pencemaran air. Oleh karena itu sebelum dibuang ke badan penerima air, terlebih dahulu harus diolah sehingga dapat memenuhi standar air yang baik. Salah satu upaya mengolah limbah domestik (greywater) dengan cara sederhana yaitu dengan pengolahan biofilter anerob menggunakan media abut apung.
Konsep teknologi pengolahan dengan biofilter anerob merupakan suatu istilah dari reaktor yang dikembangkan dengan prinsip mikroba tumbuh dan berkembang menempel pada suatu media filter dan membentuk biofilm (attached growth). Pengolahan ini adalah pengolahan yang sangat mudah dan sangat murah dari segi operasional. Biofilter dapat digunakan untuk air limbah dengan beban BOD yang cukup besar dan dapat menghilangkan padatan tersuspensi (SS) dengan baik.
1.2 Tujuan
Tujuan dari praktikum aplikasi media batu apung pada biofilter anaerobik untuk pengolahan limbah domestik (grey water) ialah :
1. Mengetahui dan menentukan perubahan parameter fisik pada limbah cair domestik.
2. Mengetahui dan menentukan perubahan nilai pada parameter Suhu dan pH
3. Mengetahui nilai efisiensi pada parameter BOD
BAB II
LANDASAN TEORI
2. 1 Air Limbah Domestik
Limbah merupakan buangan atau sesuatu untuk dihilangkan dan bersifat berbahaya. Bahan kimia tersebut dapat memberi kehidupan bagi kuman-kuman penyebab penyakit, seperti disentri, typus, dan penyakit lainnya (Doddy,2012). Air limbah domestik adalah air limbah yang berasal dari usaha dan/atau kegiatan pemukiman, rumah makan, perkantoran, perniagaan, apartemen dan asrama (Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No.5 tahun 2014).
Air limbah domestik dapat dikelompokkan dalam 2 jenis, yaitu : a. Grey water, merupakan air bekas cucian dapur, mesin cuci dan kamar
mandi. Grey water sering juga disebut dengan istilah sullage.
Campuran tinja (faeces) dan air seni (urine) disebut sebagai excreta, sedangkan campuran escreta dengan air bilasan toilet disebut sebagai black water. Mikroba pathogen banyak terdapat pada excreta. Excreta ini merupakan cara transport utama bagi penyakit bawaan.
b. Black water, Tinja (faeces), berpotensi mengandung mikroba pathogen dan air seni (urine), umumnya mengandung Nitrogen (N) dan Fosfor, serta mikroorganisme (Mende, 2015).
2. 2 Karakteristik Air Limbah
Limbah cair baik domestik maupun non domestik mempunyai beberapa karakteristik sesuai dengan sumbernya, karakteristik limbah cair dapat digolongkan pada karakteristik fisik, kimia, dan biologi sebagai berikut (Metcalf dan Eddy, 2013) :
1. Karakteristik Fisik a. Padatan (solids)
Limbah cair mengandung berbagai macam zat padat dari material yang kasar sampai dengan material yang bersifat koloidal. Dalam
karakteristik air limbah, material kasar selalu dihilangkan sebelum dilakukan analisis contoh tehadap zat padat.
b. Warna
Air limbah pada umumnya berwarna cokelat muda keabu-abuan.
Namun, dengan bertambahnya waktu dalam sistem pengumpulan dan berkembangnya kondisi anaerobik, warna air limbah berubah dari abu-abu menjadi abu-abu gelap dan pada akhirnya hitam. Ketika warna air limbah menjadi hitam, air limbah tersebut dalam kondisi tercemar.
c. Suhu
Suhu dari air adalah parameter penting karena berpengaruh terhadap reaksi kimia dan laju reaksi, kehidupan dalam air, dan keberlangsungan air untuk hal yang bermanfaat. Peningkatan laju reaksi biokimia bersamaan dengan peningkatan suhu akan menurunkan jumlah oksigen yang tersedia pada air.
2. Karakteristik Kimia a. Parameter Organik
1) Biological Oxygen Demand (BOD)
BOD didefinisikan sebagai jumlah oksigen yang diperlukan oleh populasi campuran dari mikroorganisme untuk melakukan oksidasi aerobik terhadap bahan-bahan organik dalam suatu sampel air kotor pada suhu 20°C. Pemeriksaan BOD tersebut dianggap sebagai suatu prosedur oksidasi dimana organisme hidup bertindak sebagai medium untuk menguraikan bahan organik menjadi CO2 dan H2O.
2) Chemical Oxygen Demand (COD)
Chemical Oxygen Demand (COD) didefinisikan sebagai jumlah oksigen (mg O2) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik yang ada dalam 1 ml sampel air, dimana pengoksidasian K2Cr2O7 digunakan sebagai sumber oksigen atau oxidizing agent.
b. Parameter Anorganik 1) pH
pH adalah parameter kualitas yang penting untuk air bersih dan air limbah. pH yang baik proses biologis pada air limbah adalah 6 - 9.
2) Nitrogen
Senyawa nitrogen di perairan secara alami berasal dari metabolisme organisme perairan dan dekomposisi bahan-bahan organik oleh bakteri. Oleh bakteri, nitrogen ini diuraikan secara cepat dan diubah menjadi Amonia.
3) Phospor
Unsur phospor (P) dalam air seperti juga elemen nitrogen, merupakan unsur penting untuk pertumbuhan alga dan organisme biologi lainnya. Bentuk Phospor di perairan antara lain, ortofosfat, polifosfat, dan fosfat organik.
4) Dissolved Oxygen (DO)
DO dibutuhkan untuk pernapasan mikroorganisme. Adanya larutan oksigen di dalam air limbah sangat dibutuhkan karena mencegah pembentukan bau busuk.
5) Bau
Bau di dalam air limbah domestik pada umumnya disebabkan oleh udara yang dihasilkan dari penguraian dari zat organik yang ditambahkan ke dalam air limbah. Karakteristik yang umum pada bau busuk air limbah adalah hidrogen sulfida yang diproduksi dari mikroorganisme anaerobik yang mengubah sulfat menjadi sulfida.
3. Karakteristik Biologi
Karakteristik biologis air limbah adalah hal yang penting dalam pengendalian penyakit yang disebabkan oleh organisme patogen dan peran mikroorganisme pada dekomposisi dan stabilitas zat organik,
baik di alam maupun di instalasi pengolahan limbah. Organisme yang ditemukan pada air permukaan dan air limbah antara lain bakteri, jamur, protozoa, alga, hewan, tumbuhan, dan virus.
2. 3 Proses Pengolahan Air
Pengolahan air adalah usaha-usaha teknis yang dilakukan untuk mengubah sifat-sifat air baku menjadi air minum yang aman baik secara fisik, kimia, biologi, maupun radiologi, dimana kualitasnya memenuhi standar yang berlaku. Berdasarkan fungsinya unit-unit operasi dan unit- unit proses di teknik lingkungan dapat diklasifikasikan menjadi 3 klasifikasi, yaitu pengolahan fisik, kimia dan biologi (Permatasari, 2017).
Terdapat tiga tahapan umum proses pengolahan air, yaitu:
1. Proses fisis yang bergantung terutama pada sifat-sifat fisis dari impurities air, misalnya ukuran partikel, berat jenis, viskositas, dan sebagainya. Contoh dari proses jenis ini adalah penyaringan (screening), pengendapan/sedimentasi, filtrasi, transfer gas.
2. Proses kimiawi yang bergantung pada sifat-sifat kimia atau yang memanfaatkan sifat-sifat kimia dari reagen yang ditambahkan ke dalam air. Contoh proses kimia adalah koagulasi, presipitasi, dan penukar ion.
3. Proses biologi yang memanfaatkan reaksi-reaksi biokimia untuk memisahkan zat - zat terlarut atau koloidal biasanya zat-zat organik.
Proses-proses biologi secara aerobik mencakup filtrasi biologi (biological filtration) dan lumpur aktif (activated sludge). Proses- proses oksidasi secara anaerobik digunakan untuk stabilisasi lumpur- lumpur organik dan air limbah organik yang sulit diuraikan (Permatasari, 2017).
2. 4 Prinsip Pengolahan Biologis
Proses pengolahan air limbah dengan aktifitas mikroorganisme biasa disebut dengan proses biologis. Menurut Metcalf & Eddy (2013), prinsip pengolahan biologis dapat dibagi menjadi 2 kategori yaitu, proses biologis
dengan biakan tersuspensi (suspended growth) dan proses biologis dengan biakan melekat (attached growth).
Proses biologis dengan biakan tersuspensi adalah sistem pengolahan dengan menggunakan aktifitas mikroorganisme untuk menguraikan senyawa polutan yang ada dalam air dan mikroorganime yang digunakan dibiakkan secara tersuspesi di dalam suatu reaktor. Beberapa contoh proses pengolahan dengan sistem ini antara lain: proses lumpur aktif standar/konvesional (standard activated sludge), step aeration, contact stabilization, extended aeration, oxidation ditch (kolam oksidasi) dan lainya (Metcalf & Eddy, 2013)
Proses biologis dengan biakan melekat yakni proses pengolahan limbah dimana mikroorganisme yang digunakan dibiakkan pada suatu media sehingga mikroorganisme tersebut melekat pada permukaan media.
Proses ini disebut juga dengan proses film mikrobiologis atau proses biofilm (Metcalf & Eddy,2013). Beberapa contoh teknologi pengolahan air limbah dengan cara ini antara lain: trickling filter, biofilter tercelup, reaktor kontak biologis putar (rotating biological contactor, RBC), contact aeration/oxidation (aerasi kontak), dan lainnya (Kementerian Kesehatan RI, 2011).
Proses pengolahan air limbah secara biologis tersebut dapat dilakukan pada kondisi aerobik (dengan udara), kondisi anaerobik (tanpa udara) atau kombinasi anaerobik dan aerobik. Proses biologis aeorobik biasanya digunakan untuk pengolahan air limbah dengan beban BOD yang tidak terlalu besar, sedangkan proses biologis anaerobik digunakan untuk pengolahan air limbah dengan beban BOD yang sangat tinggi (Permatasari, 2017).
2. 5 Faktor-Faktor Pertumbuhan Mikroorganisme
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri antara lain :
1. Faktor Suhu
Suhu merupakan salah satu faktor penting metabolisme mikroorganisme. Dalam beberapa rentang suhu, aktivitas metabolisme sebagian besar mikroorganisme meningkat dengan kenaikan suhu atau menurun dengan penurunan suhu.
2. Faktor pH
Keasaman atau pH mempengaruhi aktivitas metabolime mikroorganisme. Secara umum, kondisi pH optimum untuk kehidupan mikroorganisme sekitar 6,5 – 7,5.
3. Bahan Makanan (Nutrien)
Rasio nutrien yang seimbang sangat penting agar mikroorganisme bekerja dengan maksimal. Nutrisi yang paling penting adalah Karbon, Nitrogen, dan Fosfor. Kandungan nutrisi dalam air limbah harus sesuai dengan kebutuhan mikroorganisme dan hubungan antara C, N dan P harus seimbang. Hal ini penting untuk efektivitas proses biodegradasi (Winkler, 2012).
2. 6 Bioteknologi
Bioteknologi adalah teknik pendayagunaan organisme hidup atau bagian organisme untuk membuat atau memodifikasi suatu produk dan meningkatkan/memperbaiki sifat tanaman atau hewan atau mengembangkan mikroorganisme untuk penggunaan khusus (Nurcahyo, 2011). Bioteknologi lingkungan telah diterapkan di Indonesia sejak perkembangan industri dan urbanisasi yang telah mengganggu lingkungan yang awalnya bersih. Perkembangan bioteknologi dalam bidang lingkungan dapat merestorasi lingkungan yang tercemar serta meningkatkan kualitas lingkungan terutama bagi manusia. Untuk mengatasi permasalahan lingkungan, bioteknologi memanfaatkan mikroorganime dalam pengolahan limbah atau permasalahan lingkungan yang lain dikarenakan penggunaan mikroorganisme ini dinilai lebih alami dan tidak menimbulkan dampak yang berbahaya dibandingkan
menggunakan bahan kimia atau sintetis (Susilowati, 2007 dalam Wasilah dkk, 2019).
Bioteknologi memiliki banyak manfaat bagi lingkungan diantara sebagai bioremediasi, bioleaching yaitu pelepasan logam dari mineral atau sedimen, memproduksi pupuk hayati yang mudah didegradasi oleh lingkungan serta mengurangi limbah plastik dengan memproduksi bioplastik yang berasal dari gula, lemak, protein dan serat tanaman (Fahmideh et al., 2014).
2. 7 Biofilter
Biofilter merupakan salah satu jenis teknologi pengolahan limbah secara biologis dengan menumbuhkan dan mengembangbiakkan mikroba pada suatu media filter sehingga membentuk lapisan biofilm. Beban pencemar zat organik akan didegradasi oleh mikroorganisme yang terdapat dalam biofilm tersebut. Pengolahan dengan biofilter anaerob dapat diaplikasikan untuk treatment dengan beban pencemar yang tinggi (Sugito, dkk 2016).
Biofilm merupakan lapisan tipis yang tersusun oleh kumpulan mikroorganisme yang dapat tumbuh pada permukaan media. Lapisan biofilm terdiri dari bakteri, protozoa dan fungi seperti Zoogloea ramiqera, Carchesium, dan Opercularia vorticella (Agustina, 2016). Proses pengolahan air limbah dengan proses biofilter dilakukan dengan cara mengalirkan air limbah ke dalam reaktor biologis yang telah diisi dengan media penyangga untuk pengembangbiakkan mikroorganisme (Hasanah & Sugito, 2017).
2. 8 Fermentasi
Fermentasi merupakan proses yang dilakukan oleh mikroorganisme baik aerob maupun anaerob yang mampu mengubah atau mentransformasikan senyawa kimia kompleks menjadi lebih sederhana, Hal tersebut berujuan untuk mempercepat penyerapan nutrisi pada tanaman (Mujiatul, 2013).
Fermentasi sering didefinisikan sebagai proses pemecahan karbohidrat dan asam amino secara anaerobic yaitu tanpa memerlukan oksigen. Kerbohidrat terlebih dahulu akan dipecah menjadi unit-unit glukosa dengan bantuan enzim amilase dan enzim glucosidase, dengan adanya kedua enzim enzim terebut maka pati akan segera terdegradasi menjadi glukosa, kemudian glukosa tersebut oleh khamir akan diubah menjadi alcohol (Affandi, 2008 dalam Firmaniar, 2017). Prinsip dari fermentasi ini adalah bahan organic dihancurkan oleh mikroba dalam kisaran temperature dan kondisi tertentu yaitu fermentasi (Firmaniar, 2017).
2. 9 Mikroorganisme
Mikroorganisme merupakan makhluk hidup yang memiliki ukuran yang sangat kecil. Mikroorganisme ada yang hanya terdiri dari sel tunggal (uniseluler) maupun bersel banyak (multiseluler). Setiap sel memiliki kemampuan untuk mengalami pertumbuhan, memperbanyak diri, dan menghasilkan energy (Kumar, 2012). Mikroorganisme ini juga tidak memerlukan tempat yang besar, mudah ditumbuhkan dalam media buatan, dan tingkat pembiakannya relative cepat. (Fifendy, 2017).
BAB III METODOLOGI
3. 1 Alat dan Bahan
Alat dan Bahan yang digunakan dalam Praktikum bioteknologi ialah : 3. 1. 1 Alat
Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah batu apung, galon, pipa PVC, sambungan pipa, ember, tendon, penyangga, jirigen, pompa, keran outlet, dan keran pengatur.
3. 1. 2 Bahan
Adapun bahan yang digunakan yaitu, sampel air, larutan gula, dan Effective Mikroorganisme (EM4).
3. 2 Analisa Bahan
Penjelasan analisa dari bahan-bahan yang digunakan dalam Praktikum ini diantaranya :
3. 2. 1 Sampel Air
Air merupakan salah satu habitat yang dapat ditingali oleh mikroorganisme. Air mengandung zat-zat anorganik maupun zat- zat organic yang merupakan tempat yang baik bagi pertumbuhan dan perkembangan mikroorganisme (kehidupan mikroorganisme).
Mikroorganisme autotrof merupakan penghuni pertama dalam air yang mengadung zat-zat anorganik. Sel-sel yang mati merupakan bahan organic yang memungkinkan kehidupan mikroorganisme
yang heterotroph. Temperatur juga ikut menentukan populasi mikroorganisme di dalam air (Amalia, dkk, 2018).
Pengambilan sampel air bergantung kepada keadaan air itu sendiri, jika berasal dari air sungai yang mengalir maka botol dicelupkan miring dengan bibir botol melawan arus air.
Pengambilan sampel dilakukan pada air yang tenang maka, botol dapat dicelupkan dengan tali, jika ingin mengambil sampel dari air keran maka sebelumya keran dialirkan dahulu beberapa saat dan mulut kran dibakar (Putri,dkk,2017).
Beberapa kendala yang dihadapi di dalam menggukan kembali air limbah yakni karena air limbah perkotaan kualitasnya tidak memenuhi syarat kualitas air untuk berbagai keperluan yaitu mengandung berbagai polutan yang cukup besar oleh karena itu sebelum digunakan kembali (reuse) perlu dilakukan pengolahan sampai mencari kualitas air yang diperbolehkan (Fathul, dkk, 2016). Hal-hal yang menjadi bahan pertimbangan dalam pemilihan sistem pengolahan air limbah domestik menurut pedoman pengolaha air limbah perkotaan departemen kimpraswil tahun 2003 didasarkan pada faktor–faktor kepadatan penduduk, sumber air yang ada, kedalaman muka air tanah, dan kemampuan membiayai (Fathul, dkk, 2016).
3. 2. 2 Larutan Gula
Molase dan glukosa mengandung unsur karbon, hidrogen dan oksigen yang dapat digunakan sebagai nutrisi pada pengkayaan bakteri (Aqil, dkk, 2015). Larutan gula juga berfungsi untuk memeperoleh energi bagi perkembangbiakan jumlah EM4 (Farida, dkk, 2018).
3. 2. 3 Effective Mikroorganisme (EM4)
Larutan efektif mikroorganisme ditemukan pertama kali oleh Prof. Dr. Teruo Higa dari Universitas Rykyus Jepang dengan
kandungan mikroorganisme fermentasi sekitar 80 genus. Sebagian besar mikroorganisme yang terkandung dalam EM4 adalah bakteri fotosintetik (Rhodopseudomonas sp.), bakteri asam laktat (Lactobacillus sp.), ragi dan Actinomycetes sp. (Indriani, 2011).
EM4 mengandung 90% bakteri Lactobacillus sp. (bakteri penghasil asam laktat) pelarut fosfat, bakteri fotosintetik, Streptomyces sp, jamur pengurai selulosa dan ragi. EM4 merupakan suatu tambahan untuk mengoptimalkan pemanfaatan zat-zat makanan karena bakteri yang terdapat dalam EM4 dapat mencerna selulose, pati, gula, protein, lemak (Surung, 2008 dalam Farida, dkk, 2018).
3. 3 Prosedur Kerja
Pertama, dirangkai alat reactor seperti yang terbentuk pada rangkaian alat. Setelah itu, diambil sampel air limbah domestik sebanyak 50L menggunakan jirigen dan dimasukkan ke dalam tandon. Dilakukan uji parameter awal, yaitu pH, suhu, dan BOD. Dilarutkan sebanyak 5 batang gula merah dengan 5L air panas hingga homogen. Dimasukkan larutan gula merah ke dalam tandon yang berisi sampel air limbah domestic.
Setelah itu, dimasukkan EM4 sebanyak 5L kedalam campuran larutan gula merah dan sampel air limbah domestic, dibiarkan selama 24 jam. Setelah itu, dialirkan suspense tersebut ke dalam 2 buah reactor yang masing – masing memiliki volume 10L dan 8L dan telah berisi batu apung yang telah diaktivasi dengan cara dioven selama 4,5 jam. Setelah itu, dilakukan seeding dengan cara dibiarkan suspense dalam reactor hingga terbentuk biofilm pada batu apung, yaitu selama 10 hari. Setelah itu, dilakukan aklimatisasi selama 5 hari dengan cara suspense dalam reactor dialirkan kembali ke dalam tandon dengan aliran upflow setiap 24 jam. Setelah itu, dilakukan uji parameter pH, suhu, dan BOD akhir.
3. 4 Flowchart
Flowchart pada Praktikum Bioteknologi adalah sebagai berikut :
3. 5 Rangkaian Alat
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4. 1 Hasil
Hasil yang diperoleh dari penelitian adalah sebagai berikut : Paramete
r Alat Sebelum Pengolahan Sesudah Pengolahan Baku
Mutu *)
R1 R2 R1 R2
BOD 501 mg/L 501 mg/L 661 mg/L 694 mg/L 30
mg/L
pH pH meter 5 5 3,56 3,51 6 - 9
Suhu Termomete
r 29°C 29°C 28°C 27°C
Warna - Cokelat Kemerahan Cokelat
Tua
Cokelat Kehitaman
Bau - Tidak Terlalu
Menyengat Sangat Menyengat Keterangan :
*) PerMenLH No.68 Tahun 2016 Tentang baku mutu air limbah domestik
4. 2 Pembahasan
Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh, maka didapat pembahasan sebagai berikut :
4. 2. 1 Spesifikasi Alat
Rangkaian alat pada praktikum ini menggunakan aliran air upflow, dengan 2 reaktor yang memiliki ukuran yang berbeda.
Reaktor 1 memiliki diameter sebesar 25cm dan tinggi 36 cm sedanglam reaktor 2 memiliki tinggi 34 cm dan diameternya sama dengan reaktor 1 yaitu 25cm. Media penyangga yang digunakan adalah media batu apung, dimana pada masing-masing reaktor terdapat media batu apung yang memiliki ukuran yang berbeda- beda.
Batu apung digunakan sebagai media penyangga dikarenakan Breksi batu apung merupakan salah satu bahan adsorben yaitu zat yang mempunyai sifat mengikat molekul pada permukaannya dan sifat adsorben ini yaitu mempunyai permukaan yang luas, berpori- pori, aktif dan murni dan tidak bereaksi dengan adsorbat. Adsorben
umumnya berbentuk padatan yang mempunyai sifat mengikat zat, padatan berpori. Bermacam-macam adsorben yang dapat dipakai untuk serapan adalah pumice (breksi batu apung), zeolit, bentonit, tuf, arang atau karbon dan silika gel. Pemilihan adsorben pada proses adsorbsi sangat mempengaruhi kapasitas adsorbs. Adapun faktor yang mempengaruhi kapasitas adsorbsi adalah ukuran partikel, luas permukaan, volume pori dan ukuran pori
4. 2. 2 Karakteristik Air Limbah Domestik
Air limbah domestik adalah air limbah yang berasal dari usaha dan/atau kegiatan pemukiman, rumah makan, perkantoran, perniagaan, apartemen dan asrama. Grey water, merupakan air bekas cucian dapur, mesin cuci dan kamar mandi. Grey water sering juga disebut dengan istilah sullage.
Sampel air limbah domestic diambil dari limbah bekas air cucian dapur dari rumah salah satu anggota kelompok kami yang berlokasi di Jalan Sei Raya Dalam, Komplek Sejahtera 3 No. A 24, Kota Pontianak. Secara fisik, keadaan limbah pada saat pengambilan terdapat sedikit cairan minyak dan berwarna keruh dengan bau yang tidak terlalu tajam. Sebelum dilakukannya penelitian, dilakukan terlebih dahulu uji parameter awal, yaitu pH, suhu, dan BOD. Hasil uji parameter awal yang didapat adalah pH sebesar 5,00, suhu 29°C.
4. 2. 3 Pembiakan Mikroba ( Seeding ) dan Aklimatisasi
Proses pembiakan (seeding) dilakukan dengan menambahkan mikroorganisme dari luar, yaitu EM4 ke dalam air limbah domestic dengan perbandingan 1:10 dimana untuk setiap 10L air limbah ditambahkan 1L EM4. Proses seeding dilakukan dengan cara mengalirkan air limbah ke reaktor yang telah berisi batu apung sebagai media biofilter dan dibiarkan hingga terbentuk biofilm, yaitu selama 10 hari.
Proses seeding diamati setiap hari, apabila pada media terbentuk lapisan lendir yang berwarna hitam kecoklatan-coklatan serta tidak mudah terlepas dari media, maka dapat dipastikan bahwa telah tumbuh mikroorganisme pada media. Jika senyawa organik yang ada mulai pecah oleh aktivitas bakteri dan adanya oksigen terlarut direduksi menjadi nol, maka warna biasanya berubah menjadi semakin gelap.
Selama proses seeding, di dalam reaktor terjadi proses perkembangbiakkan bakteri yang melewati fase awal yakni fase lag yaitu bakteri baru beradaptasi dengan lingkungan barunya.
Setelah itu barulah memasuki fase penambahan biomassa bakteri yang dikenal dengan fase eksponensial. Proses seeding dalam penelitian ini berlangsung selama 10 hari agar terbentuknya mikroorganisme pada media batu apung, yang ditandai dengan lapisan lendir diatas permukaan batu apung. Proses seeding berlangsung dari tanggal 9 November – 19 November 2020.
Proses seeding ini berjalan selama 10 hari, dilanjutkan dengan proses aklimatisasi, yaitu proses pemberian limbah baru ke dalam reaktor biofilter, aklimatisasi dilakukan untuk mendapatkan suatu kultur mikroorganisme yang stabil dan dapat beradaptasi dengan air limbah domestik. Proses aklimatisasi dilakukan untuk menghindari matinya bakteri yang telah di- seeding sebelumnya karena belum sempat beradaptasi dengan lingkungan baru. Proses aklimatisasi pada penelitian ini berlangsung selama 5 hari, yaitu dengan cara mengalirkan air limbah yang berada di tandon ke dalam reaktor biofilter secara perlahan. Proses aklimatisasi berlangsung dari tanggal 19 November – 24 November 2020.
4. 2. 4 Penyisihan Parameter BOD
Nilai BOD yang digunakan dalam analisis ini adalah nilai BOD 5 hari yaitu nilai BOD didapat dari hasil inkubasi sampel
selama 5 hari yang dilakukan oleh pihak Laboratorium Balai Riset dan Standarisasi Industri (BARISTAN) Pontianak. Berdasarkan hasil yang diperoleh dapat diketahui bahwa terjadi kenaikan nilai BOD pada sampel air limbah domestik. Sebelum dilakukan pengolahan air limbah pada kedua reaktor memiliki nilai BOD sebesar 501 mg/L, sedangkan setelah dilakukan pengolahan nilai BOD pada reaktor pertama sebesar 661 mg/L dan 694 mg/L pada reaktor kedua.
Efisiensi kenaikan kadar BOD pada air limbah domestik reaktor pertama sebesar 24,2% sedangkan pada rekator kedua sebesar 27,8%. Nilai efisiensi kenaikan kadar BOD tersebut dapat dicari menggunakan rumus sebagai berikut :
Efisiensi = Ke−Ki
Ke x100 %
Kadar BOD yang semakin naik disebabkan adanya bahan organik dalam air, bahan organik tersebut tidak dapat diurai sepenuhnya oleh mikroorganisme. Tingginya kandungan bahan organik akan menyebabkan turunnya kadar oksigen terlarut (DO) pada air limbah. Hal ini dikarenakan mikroorganisme membutuhkan oksigen agar dapat menguraikan bahan organik tersebut. Kenaikan kadar BOD pada sampel akhir disebabkan adanya gelembung udara pada wadah atau botol yang digunakan sehingga mempengaruhi kadar BOD pada saat dilakukan pengujian, selain hal tersebut kenaikan nilai BOD disebabkan karena laju pembentukan asam oleh bakteri yang ada melampaui laju pemecahannya menjadi metan sehingga nilai pH juga menjadi rendah dan kandungan CO2 naik sehingga nilai BOD pun ikut naik. Bakteri anaerob efektif bekerja pada kisaran pH 6,6 – 7,6 dengan pH optimum 7. Terjadinya penurunan pH pada sampel akan menghambat laju pertumbuhan bakteri anaerob, sehingga akan mempengaruhi kadar BOD.
Berdasarkan standar baku mutu untuk parameter BOD yang terdapat dalam PerMenLH No.68 Tahun 2016, maka nilai BOD
pada penelitian ini melewati batas baku mutu. Hal ini dikarenakan kadar BOD pada sampel akhir limbah domestik sebesar 661 mg/L dan 694 mg/L sedangkan baku mutu nilai BOD untuk air limbah domestik sebesar 30 mg/L.
4. 2. 5 Penyisihan Parameter pH
Berdasarkan hasil yang diperoleh pada table dapat diketahui bahwa terjadi penurunan kadar pH pada sampel air yang diolah.
Sebelum dilakukan pengolahan, air limbah memiliki PH sebesar 5 dan setelah dilakukan pengolahan air limbah yang berada di reaktor 1 memiliki pH sebesar 3,56 dan reaktor 2 memiliki pH sebesar 3,51. Hal ini menunjukkan bahwa limbah cair domestik yang diolah bersifat asam dan tidak memenuhi standar baku mutu pH air limbah yang tercantum dalam PerMenLH No.68 Tahun 2016.
Penurunan pH dikarenakan rangkaian alat pada praktikum kali ini berada di teras rumah dan selama proses praktikum sering terjadi hujan yang menyebabkan reaktor sering terpapar air hujan . Air hujan mengandung senyawa CO2, Ketika CO2 semakin banyak maka reaksi akan bergerak ke kanan dan secara bertahap akan melepaskan ion H+ yang menyebabkan Ph air menjadi turun.
Berikut reaksinya :
CO2 + H2O → H+ + HCO3
4. 2. 6 Penyisihan Parameter Suhu
Berdasarkan tabel hasil pengamatan diatas, dapat diketahui bahwa terjadi penurunan suhu. Suhu awal sebesar 29°C dan setelah dilakukan pengolahan didapatkan bahwa suhu di reaktor 1 adalah 28°C dan di reaktor 2 bersuhu 27°C. Penurunan nilai suhu ini dapat disebabkan karena bahan organik yang telah habis terdegradasi, sehingga mengakibatkan aktifitas mikroorganisme yang melambat.
Setelah bahan organik habis terdegradasi, suhu akan perlahan-lahan turun.
4. 2. 7 Parameter Fisik
Parameter fisik yang digunakan pada percobaan ini adalah parameter bau dan warna. Warna pertama sampel limbah cair domestik yaitu Kuning keruh, namun pada saat penambahan EM4 dan Nurisi gula merah air berubah menjadi cokelat kemerahan.
Setelah dilakukan pengolahan, warna air pada reaktor 1 berwarna cokelat tua sedangkan warna air pada reaktor 2 berwarna cokelat kehitaman. Perbedaan warna pada kedua reaktor ini diakibatkan adanya perbedaan diameter media batu apung. Diameter batu apung pada reaktor kedua lebih kecil dibandingkan diameter batu apung pada reaktor pertama. Pada reactor pertama diameter batu apung sebesar ±4cm sedangkan pada reactor kedua sebesar ±2cm.
Semakin kecil diameter suatu media penyangga maka luas permukaannya semakin besar, sehingga jumlah mikroorganisme yang dapat dibiakkan juga semakin banyak. Ketika mikroorganisme yang dibiakkan semakin banyak berarti aktivitas mikroorganisme yang menyebabkan senyawa organik pecah juga semakin tinggi. Ketika hal ini terjadi maka oksigen terlarut direduksi menjadi 0 dan warna air limbah berubah menjadi semakin gelap.
Bau pada air limbah domestik sebelum dilakukan proses pengolahan tidak terlalu menyengat. Tetapi setelah pengolahan, bau air limbah tersebut semakin menyengat. Bau yang menyengat dapat di akibatkan adanya proses fermentasi. Proses fermentasi terjadi dikarenakan tipe biofilter yang digunakan pada praktikum ini adalah biofilter anaerob yang artinya tanpa udara. Saat fermentasi berlangsung, terjadi proses berubahnya karbohidrat seperti pati atau gula menjadi alkohol, asam, atau gas. Sehingga perubahan bau pada air limbah dikarenakan adanya penambahan
EM4 dan Nutrisi gula merah, sedangkan gula adalah salah satu bahan yang paling umum dalam proses fermentasi.
BAB V PENUTUP
5. 1 Kesimpulan
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :
1. Parameter fisik yang digunakan pada percobaan ini adalah parameter bau dan warna. Warna pertama sampel limbah cair domestik yaitu Kuning keruh, namun pada saat penambahan EM4 dan Nurisi gula merah air berubah menjadi cokelat kemerahan. Setelah dilakukan pengolahan, warna air pada reaktor 1 berwarna cokelat tua sedangkan warna air pada reaktor 2 berwarna cokelat kehitaman. Bau pada air limbah domestik sebelum dilakukan proses pengolahan tidak terlalu menyengat. Tetapi setelah pengolahan, bau air limbah tersebut semakin menyengat.
2. Terjadi penurunan kadar pH dan suhu pada sampel air yang diolah.
Sebelum dilakukan pengolahan, air limbah memiliki pH sebesar 5 dan suhu sebesar 29°C. Namun setelah dilakukan pengolahan, air limbah yang berada di reaktor 1 memiliki pH sebesar 3,56 dengan suhu 28°C dan reaktor 2 memiliki pH sebesar 3,51 yang bersuhu 27°C.
3. Nilai efisiensi kadar BOD air limbah domestik pada reaktor pertama sebesar 24,2% sedangkan pada rekator kedua sebesar 27,8%.
5. 2 Saran
Saran yang dapat diberikan untuk praktikum aplikasi bioteknologi diantaranya adalah :
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut, sehingga untuk peneliti selanjutnya diharapkan dapat menguji parameter DO dan TSS.
2. Diharapkan untuk lebih memperhatikan cara kerja sehingga tidak terjadi kesalahan saat praktikum.
DAFTAR PUSTAKA
Agustina, Arik, Iryanti Eka Suprihatin, James Sibarani. 2016. Pengaruh Biofilm Terhadap Efektivitas Penurunan BOD, COD, TSS, Minyak dan Lemak dari Limbah Pengolahan Ikan Menggunakan Trickling Fiter. Cakra Kimia (Indonesian E-Journal of Applied Chemistry) Volume 4, Nomor 2 ISSN 2302-7274
Amalia, dkk. 2018. Makalah Mikrobiologi Air, Tanah, Dan Udara. Jurusan Kesehatan
Doddy Octniawan. 2012. Pengolahan Limbah Cair Domestik Dengan Menggunakan Rotary Biological Contractor (RBC). Laporan Tugas Akhir Teknik Lingkungan FTSP-Veteran Surabaya
Fahmideh, L., Khodadadi, E., & Khodadadi, E. 2014. A Review of Applications of Biotechnology in the Environment. International Journal of Farming and Allied Science, Vol. 3 No. 12, 1319-1325.
Farida, dkk. 2018. Pengaruh Penambahan EM4 dan Larutan Gula pada Pembuatan Pupuk Kompos dari Limbah Industri Crumb Rubber. Jurnal Teknik Kimia Vol 24 (2).
Fathul, M., Alex, B., Fuad, H. 2016. Perencanaan Sistem pengolahan Air Limbah Domestik di Keluarahan Istiqlal Kota Manado. Jurnal Sipil Statik, Vol. 4 (3).
Fifendy, M. 2017. Mikrobiologi. Depok: Kencana.
Firmaniar, E,. 2017. Pengaruh Pemberian Campuran EM4, Tetes Tebu dan Limbah Cair Tahu Sebagai Pupuk Organik Cair Terhadap Pertumbuhan Tanaman Bayam Merah (Alternanthera amoena Voss), Skripsi.
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta
Hamid Aqil, Dian Risdianto dan Indah Hartati. 2015. Isolasi dan Pengayaan Bakteri Lactobacillus dari Rumen Sapi. Momentum vol. 11, No. 2 ISSN 0216-7395
Indriani, Y.H. 2011. Membuat Kompos Secara Kilat. Jakarta : Penebar Swadaya Jessica C.C Mende., Veronica A., Kumurur dan Ingerid L. Moniaga. 2015. Kajian
Sustem Pengelolaan Air Limbah Pada Permukiman di Kawasan Sekitar Danau Tondano (Studi Kasus : Kecamatan Rembolen Kabupaten Minahasa). Sabua Vol. 7, No. 1 : 395-406 ISSN 2085-7020.
Kementerian Kesehatan RI. 2011. Pedoman Teknis Instalasi Pengolahan Air Limbah Dengan Sistem Biofilter Anaerob Aerob Pada Fasilitas Pelayanan Kesahatan.
Kumar S. 2012. Textbook of Microbiology. New Delhi (ID): Jaypee brothers medical publisher.
Metcalf and Eddy. 2013. Wastewater Engineering : Tratment and Resource Recovery (Civil Engineerung) 5th Edition. New York : Mc Graw-Hill Education
Mujiatul, M,. 2013. Peningkatan Kadar N, P dan K Pada Pupuk Cair Limbah Tahu Dengan Penambahan Tanaman Matahari Meksiko (Thitonia diversivolia), Skripsi. Universitas Negeri Semarang.
Nurcahyo, H,. 2011. Diktat Bioteknologi. Universitas Negeri Yogyakarta
Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan. 2014. Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan No. 5 Tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah
Putri, dkk. 2017. Mikrobiologi. Pusat Pendidikan Sumber Daya Manusia Kesehatan.
Ratna Permatasari. 2017. Pengolahan Efluen Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Domestik Menggunakan Biofilter dengan Media Bioball.
Universitas Trisakti
Sugito, Binawati dan Al Kholif, M. 2016. The Effect of BOD Concentrate Influent to Remove Pollutant Lood in Wastewater of a chicken Slaugterhouse.
ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. Vol 11 ISSN 3519- 3524
Uswatun Hasanah dan Sugito. 2017. Removal COD dan TSS Limbah Cair Rumah Potong Ayam Menggunakan Sistem Biofilter Anaerob. Jurnal Teknik Waktu Vol 15 (1) ISSN 1412-1867
Wasilah, dkk. 2019. Perkembangan Bioteknologi di Indonesia. Journal Trunojoyo. Vol. 12 (2).
LAMPIRAN DOKUMENTASI
Gambar 1. Alat dan Bahan Gambar 2. Merangkai Alat
Gambar 3. Pengovenan Batu Apung Gambar 4. Memasukkan Batu Apung Kedalam Reaktor
Gambar 5. Pelarutan Gula Merah Gambar 6. Air Limbah Sebelum
Sebagai Nutrisi Penambahan EM4 dan Nutrisi
Gambar 7. Penambahan EM4 Gambar 8. Air Limbah Setelah Penambahan EM4 dan Nutrisi
Gambar 9. Penampakan Biofilm Gambar 10. Air Outlet Pada Batu Apung didalam Reaktor
LAMPIRAN HASIL UJI KADAR BOD
Gambar 1. Hasil Pengujian Kadar BOD Sebelum Pengolahan
Gambar 2. Hasil Pengujian Kadar BOD Setelah Pengolahan
