22 energi. Nitrogen untuk bakteri Nitrosomonas sp, sulfur untuk bakteri
Thiobacillus sp dan karbon organik untuk bakteri heterotrof.
B. BIOFILTER 1 kompos, tanah, sekam dan sludge
1. Kinerja Penghilangan Amoniak
Kinerja penghilangan amoniak pada biofilter 1 selama pengoperasian dapat dilihat pada Gambar 7. Bahan pengisi yang
digunakan dalam kolom biofilter 1 ini merupakan campuran dari kompos, tanah, sekam dan sludge. Pada biofilter 1 ini terjadi ketidakstabilan kinerja
proses filtrasi. Hal ini terbukti dengan efisiensi yang sangat fluktuatif. Efisiensi biofilter ini berselang antara 71 sampai 100.
Konsentrasi gas inlet dan outlet dapat dilihat pada Gambar 7 a, sedangkan efisiensi penghilangan amoniak dapat dilihat pada gambar 7
b. Berdasarkan data, terjadi ketidakstabilan efisiensi mulai dari hari pertama sampai hari ke-30. Hal ini dikarenakan pada tiga hari pertama
konsentrasi inlet sangat tinggi mencapai 604 ppm yang mengakibatkan efisiensi pada hari ke-6 turun menjadi 88 dan pada hari ke-9 turun
menjadi 77. Setelah hari ke-9 sampai hari ke-18 efisiensi kembali naik diatas 95, kemudian pada hari ke-11 sampai hari ke-16 konsentrasi
kembali tinggi mencapai 471 ppm sehingga terjadi penurunan efisiensi kembali pada hari ke-20 menjadi 71. Selanjutnya efisiensi sampai hari
ke-30 turun naik antara 75 sampai 100. Konsentrasi yang tinggi ini terjadi pada saat proses pengolahan lateks pekat yang menggunakan
amoniak sebagai pengawet dan juga karena kebocoran pada tangki penampung lateks pekat atau tabung gas amoniak.
23 Gambar 7. Kondisi dan kinerja penghilangan NH
3
biofilter satu a inlet-outlet, b efisiensi dan kadar air, c pH, d jumlah bakteri.
20 40
60 80
100
7 14
21 28
ef isien
si K
. A ir
100 200
300 400
500 600
700
7 14
21 28
k ons
e n
tr a
s i
p pm
4 6
8
7 14
21 28
pH
2 4
6 8
10 12
7 14
21 28
hari ke- log
c fu
da n
M P
N
Thio L-1 Thio L-2
Thio L-3 heterotrof L-1
heterotrof L-2 heterotrof L-3
Nitrosomonas sp lubang 1:pH dan kadar air
lubang 2:pH dan kadar air lubang 3:pH dan kadar air
efisiensi
inlet outlet
a
b
c
d
24 Efisiensi yang tidak stabil ini juga dikarenakan pada biofilter 1
belum terbentuk banyak biofilm. Amoniak yang tersebar berupa fase gas sampai pada biofilm akan dihentikan oleh mikroorganisme dan amoniak
dioksidasi sampai menjadi produk yang tidak berbahaya yaitu NO
2 -
dan NO
3 -
Shahmansouri, 2005. Rata-rata efisiensi pada biofilter 1 ini adalah 98. Secara umum biofilter 1 ini mampu menghilangkan amoniak dengan
baik, namun pada konsentrasi diatas 470 ppm efisiensi mengalami penurunan.
Populasi bakteri Nitrosomonas sp, Thiobacillus sp dan heterotrof dapat dilihat pada Gambar 7 d. Populasi bakteri Nitrosomonas sp terus
mengalami kenaikan setiap harinya, namun pada hari ke-9 dan ke-16 mengalami penurunan. Penurunan yang paling tajam terjadi pada hari ke-
16 karena konsentrasi inlet pada minggu pertama sangat tinggi sehingga membuat beberapa bakteri Nitrosmonas sp menjadi mati. Pada hari ke-0
populasi bakteri Nitrosomonas sp berjumlah 6.15 selg-contoh. Pada minggu pertama kadar air cenderung stabil di masing-masing lubang
sehingga populasi bakteri cenderung stabil. Pada hari ke-16 populasi bakteri menurun menjadi 3.3 selg-contoh karena selain konsentrasi inlet
yang tinggi, kadar air pada lubang ke-3 mengalami penurunan menjadi 40.73. Hari berikutnya populasi bakteri terus meningkat sampai hari ke-
30. Populasi bakteri pada hari ke-30 adalah 5.3 selg-contoh. Secara keseluruhan terjadi peningkatan jumlah bakteri Nitrosomonas sp walaupun
terjadi penurunan pada hari ke-16. Populasi bakteri log cfu Thiobacillus sp cenderung tidak stabil
karena mengalami penurunan dan kenaikan yang signifikan. Populasi bakteri pada hari ke-0 terdapat hanya pada lubang satu dan tiga masing-
masing 9.48 cfug-contoh dan 4.48 cfug-contoh, kemudian pada hari ke- 16 bakteri Thiobacillus sp tidak ada yang hidup. Hal ini merupakan
dampak dari tingginya kosentrasi inlet H
2
S dan NH
3
pada minggu pertama, kemudian pada minggu berikutnya bakteri Thiobacillus sp ada
yang hidup tapi tidak pada masing-masing lubang karena kadar air yang tidak stabil pada lubang itu. Pada lubang ke-3 kadar air bahkan ada yang
25 hanya 10. Pada hari ke-54 bakteri Thiobacillus sp yang hidup hanya
terdapat pada lubang ke-1 3.3 cfug-contoh dan ke-2 3.15 cfug-contoh. Meskipun kadar air pada lubang pertama terbilang stabil yaitu 57,
populasi bakteri Thiobacillus sp pada lubang satu mengalami penuruna pada hari ke-30 karena banyak berisi bakteri Nitrosomonas sp dan bakteri
heterotrof sehingga bakteri Thiobacillus sp tidak mendapatkan nutrien yang cukup.
Bakteri heterotrof tumbuh cukup stabil pada biofilter satu ini. populasi bakteri log cfu hari ke-0 adalah 9.26 cfug-contoh pada lubang
ke-1; 7 cfug-contoh pada lubang ke-2 dan 9.85 cfug-contoh pada lubang ke-3. Bakteri heterotrof mengalami penurunan pada lubang ke-3 sampai di
hari ke-23 5.04 cfug-contoh dan ke-30 6 cfug-contoh karena kadar air menurun di hari ke-23 16 dan hari ke-30 13.8. Perubahan kadar
air dapat dilihat pada Gambar 7 b. Populasi bakteri heterotrof cenderung stabil. Pada lubang
pertama berkisar antara 9.26 cfug-contoh - 6.7 cfug-contoh. Populasi bakteri yang stabil ini dikarenakan kadar air pada lubang ke-1 diatas 49.
Kadar air kelembaban optimal untuk pertumbuhan bakteri pada biofilter antara 20 sampai 60 Williams, 1992. Kadar air yang rendah pada
biofilter lubang ke-3 dikarenakan sekam kurang baik dalam menyerap air sehingga air yang disiram dari atas langsung turun.
2. Kinerja Penghilangan Hidrogen Sulfida H
2
S
Kinerja penghilangan hidrogen sulfida pada biofilter 1 selama pengoperasian dapat dilihat pada Gambar 8. Pada biofilter 1, penghilangan
hidrogen sulfida berlangsung kurang baik karena efisiensi penghilangan ini sebagian besar dibawah 90. Efisiensi hari pertama biofilter ini adalah
91. Hal ini dikarenakan tingginya konsentrasi amoniak di awal sebesar 140 ppm dan hidrogen sulfida 80 ppm. Dengan tingginya konsentrasi ini
tidak memberikan kesempatan pada bakteri untuk beradaptasi lebih baik sehingga efisiensi penghilangan menjadi buruk.
26 Konsentrasi hidrogen sulfida ini masih tinggi sampai hari ke-2.
Setelah itu turun dibawah 25 ppm. Turunnya konsentrasi tidak diikuti dengan meningkatnya efisiensi. Efisiensi mengalami fluktuatif yang sangat
signifikan sejak hari ke-8 sampai hari ke-30. Nilai efisiensi berkisar antara 42 sampai 100. Rata-rata penghilangan hidrogen sulfida selama
pengoperasian adalah 78. Pada biofilter 1 ini dengan konsentrasi 20 ppm dapat menurunkan efisiensi penghilangan.
Konsentrasi hidrogen sulfida pada pabrik karet ini berasal dari pembusukan lump dan konversi bahan hasil hidrolisis organik menjadi
molekul sederhana asam lemak, alkohol, CO
2
, NH
3
dan H
2
S Suwardin, 1989. Lump yang ditumpuk semakin banyak akan menimbulkan bau
busuk yang semakin menyengat. Hal ini yang menyebabkan konsentrasi H
2
S tinggi. Gambar 8. Kinerja penghilangan H
2
S biofilter satu a inlet-outlet, b efisiensi.
20 40
60 80
100
7 14
21 28
ko n
sen tr
asi p
p m
20 40
60 80
100
7 14
21 28
hari ke- e
fi s
ie n
s i
inlet outlet
a
b
27
3. Kandungan Nitrogen, Sulfur dan Karbon dalam Media Biofilter
Perubahan kandungan nitrogen, sulfur dan karbon dalam biofilter 1 dapat dilihat pada Gambar 9 berikut ini.
Konsentrasi nitrat yang terbentuk pada biofilter ini cenderung mengalami peningkatan walaupun pada hari ke-16 terjadi penurunan. Pada
hari ke-9 konsentrasi nitrat sebesar 1553.6 ppm, kemudian turun pada hari Gambar 9. Kandungan beberapa unsur dalam biofilter satu a Nitrogen, b
Sulfur, c Karbon.
2000 4000
6000 8000
10000
7 14
21 28
ko n
sen tr
as i
p p
m
1000 2000
3000 4000
7 14
21 28
ko n
s en
tr a
s i
p p
m
22 24
26 28
30 32
7 14
21 28
hari K
a ndu
nga n K
a rbo
n
N total Nitrat
ion am onioum
S total sulfat
a
b
c
28 ke-16 menjadi 914.9 ppm. Konsentrasi naik kembali pada hari ke-23,
kemudian turun pada hari ke-30 menjadi 2353.58 ppm. Penurunan nitrat pada media ini dapat disebabkan oleh kelebihan air dari penyiraman yang
menyebabkan kadar air merembas keluar dari media. Air ini disebut leachet, bisa mengandung konsentrasi nitrat yang tinggi Schmidt, 2004.
Peningkatan konsentrasi nitrat juga diikuti oleh konsentasi nitrogen total dalam media. Nirogen yang biasanya terdapat dalam media
biofilter berupa nitrat, nitrit, ion amonium dan nitrogen organik. Konsentrasi nitrogen total dalam media pada hari ke-0 adalah 4800 ppm,
kemudian meningkat sampai pada hari ke-30 dengan konsentrasi 8400 ppm.
Ion amonium yang terdapat dalam media relatif kecil berkisar antara 96-290 ppm. Amoniak sangat mudah larut dalam air membentuk
ion amonium. Ion amonium terbentuk karena pada larutan asam atau netral atom nitrogen bisa mengikat ion hidronium dan melepaskan air
sehingga membentuk ion amonium. Konsentrasi sulfat yang terbentuk pada biofilter ini cenderung
meningkat walaupun terjadi penurunan di hari ke-9, ke-16 dan ke-30. Pada awalnya konsentrasi sulfat yang terbentuk sebesar 57 ppm, kemudian pada
hari ke-30 sulfat yang terbentuk sebesar 111 ppm. Peningkatan sulfat juga diikuti oleh penurunan pH. Sulfat dan nitrat merupakan kedua senyawa
yang menyebabkan pH media menjadi turun. Konsentrasi sulfur total dalam media mengalami penurunan
sampai hari ke-16, kemudian naik kembali sampai hari ke-30. Pada hari ke-0 konsentrasi sulfur total bernilai 3885 ppm, kemudian pada hari ke-16
bernilai 2646 ppm. Sedangkan pada hari ke-30 konsentrasi bernilai 2984 ppm. Terjadinya penurunan S total dikarenakan terjadinya perubahan
senyawa sulfat menjadi hidrogen sulfida kembali. Pembentukan ini dikarenakan adanya bakteri anaerob yang terdapat dalam biofilm. Bakteri
yang merubah sulfat menjadi hidrogen sulfida disebut Sulfate Reduction bacteria.
29 Kandungan karbon dalam media berhubungan dengan bakteri
heterotrof. Bakteri heterotrof menggunakan karbon organik sebagai sumber energinya. Kandungan karbon pada biofilter 1 mengalami
kenaikan. Hal ini dikarenakan jumlah karbon yang dikonsumsi oleh bakteri heterotrof lebih sedikit dibandingkan karbon yang dihasilkan dari
hasil dekomposisi bahan tambahan dalam biofilter sekam. Penurunan karbon dikarenakan pengkonsumsian oleh bakteri heterotrof. Penurunan
kandungan karbon hanya sampai hari ke-9 yaitu dari 25 menjadi 23, kemudian setelah hari ke-9 karbon naik sampai pada hari ke-30 menjadi
28. Nilai pH mengalami penurunan, namun masih dalam batas
dimana bakteri Thiobacillus sp dan Nitrosomonsas sp masih bisa hidup. Penurunan pH ini dapat dilihat pada Gambar 7 c. Nilai pH pada biofilter
1 ini berselang antara 5.76 sampai 7.25. Bakteri Thiobacillus sp hidup antara pada pH 6 sampai 8. Peningkatan nitrat dan sulfat ini juga ditandai
dengan turunnya pH pada media. Nilai pH di awal untuk masing-masing adalah 7.23 pada lubang ke-1; 7.27 pada lubang ke-2 dan 7.25 pada lubang
ke-3. Pada minggu terakhir pH turun menjadi 6.83 pada lubang ke-1; 6.59 pada lubang ke-2 dan 7.2 pada lubang ke-3.
C. BIOFILTER 2 kompos, tanah dan sekam
