64 tambang disajikan pada Tabel 15. pH air limbah sangat masam, yakni antara
2,92-3,30. Kondisi ini terjadi karena kandungan ion SO
4 2-
tinggi 925-950 mgL. Tingginya tingkat kemasaman limbah menyebabkan logam terlarut cukup tinggi,
terutama untuk Fe dan Mn, berturut-turut 6,99-7,22 mgL dan 11,31-11,77 mgL. Kualitas air limbah ini jauh melebihi baku mutu air limbah, seperti yang telah
ditetapkan dalam Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 113 Tahun 2003 dan Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001. Menurut
Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 113 Tahun 2003, baku mutu air limbah bagi usaha kegiatan pertambangan batu bara mempunyai pH
antara 6-9, kandungan Fe total tidak lebih dari 7 mgL, kandungan Mn total tidak lebih dari 4 mgL, dan residu tersuspensi tidak lebih dari 400 mgL. Sedangkan
menurut Peraturan Pemerintah Nomor 82 tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air, batas maksimal kandungan sulfat
yang masih diperbolehkan adalah 400 mgL. Oleh karena itu, limbah air asam tambang tersebut perlu diolah sebelum dapat dibuang ke air permukaan.
Tabel 15. Karakteristik kimia limbah air asam tambang PIT-1, Bangko Barat, Muara Enim
PIT-1 Ambang Batas
pH 2,92-3,30
6-9
2
SO
4 2-
mgL 925-950
400
1
Fe mgL 6,99-7,22
7
2
Mn mgL 11,31-11,77
4
2
Zn mgL 0,99-1,99
- Pb mgL
0,28-0,32 -
Co mgL 0,26-0,27
-
1
Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001
2
Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 113 Tahun 2003
4.3.2. Pertumbuhan Isolat Bakteri Pereduksi Sulfat pada Reaktor Bakteri Tersuspensi
Bakteri yang digunakan dalam pengolahan limbah air asam tambah pada bioreaktor adalah isolat ICBB 8815, ICBB 8816 dan ICBB 8818. Ketiga isolat ini
dipilih didasarkan hasil penelitian tahap ke dua, dimana ketiga isolat tersebut
65 memiliki kemampuan mereduksi sulfat lebih unggul dibandingkan dengan isolat
lainnya. Pertumbuhan isolat ICBB 8815, ICBB 8816 dan ICBB 8818 dalam reaktor
selama waktu inkubasi 35 hari disajikan pada Gambar 21. Pertumbuhan bakteri pereduksi sulfat diamati secara turbidimetri. Secara umum pola pertumbuhan
bakteri dikelompokkan menjadi 4 fase, yaitu 1 fase lag, yaitu fase adaptasi terhadap lingkungan, 2 fase eksponensial dimana bakteri tumbuh dengan cepat
dan membutuhkan banyak nutrisi dan energi, 3 fase stasioner dimana perbanyakan sel berhenti, dan 4 fase kematian yang ditunjukkan dengan
penurunan jumlah sel yang aktif. Secara umum isolat ICBB 8818 menunjukkan pertumbuhan yang lebih baik,
diikuti dengan isolat ICBB 8815 dan ICBB 8816. Pola pertumbuhan ketiga isolat menunjukkan pola yang hampir sama. Pada awal pertumbuhannya, ketiga isolat
tidak menunjukkan perbedaan, tetapi pada hari ke 10 dimana pertumbuhan bakteri memasuki fase eksponensial, ketiga isolat menunjukkan laju pertumbuhan yang
berbeda. Ketiga isolat yang diuji menunjukkan pertumbuhan eksponensial antara hari ke 10 – 20 setelah inkubasi, sedang fase stasionari terjadi antara hari ke 20 –
30 setelah inkubasi. Pada puncak pertumbuhannya, yakni pada hari ke 25, kerapatan optik tertinggi adalah 0,77; 0,72 dan 0,79 berturut-turut untuk isolat
0,2 0,4
0,6 0,8
5 10
15 20
25 30
35
Waktu hari ke
Kerapatan Optik Abs 620 nm
ICBB 8815 ICBB 8816
ICBB 8818
Gambar 21. Pola pertumbuhan tiga isolat bakteri pereduksi sulfat pada reaktor bakteri pereduksi sulfat tersuspensi
66 ICBB 8815, ICBB 8816 dan ICBB 8818. Populasi bakteri mulai menurun setelah
25 hari. Pada akhir percobaan, 35 hari setelah inkubasi, kerapatan optik hanya berkisar antara 0,29 dan 0,34. Dari data tersebut terlihat bahwa fase kematian
bakteri mulai terjadi 30 hari setelah inkubasi.
4.3.3. Kemampuan Isolat Bakteri Mereduksi Sulfat dan Logam Terlarut pada Reaktor Bakteri Pereduksi Sulfat Tersuspensi
Penurunan konsentrasi sulfat limbah air asam tambang pada reaktor bakteri pereduksi sulfat ditampilkan pada Gambar 22. Efisiensi reduksi sulfat untuk
isolat ICBB 8815, ICBB 8816 dan ICBB 8818 berturut-turut adalah 89,60, 88,21 dan 90,44. Efisiensi reduksi sulfat tersebut terjadi dalam waktu
inkubasi 30 hari. Pada awal inkubasi, proses reduksi sulfat berjalan lambat. Proses reduksi
sulfat berjalan cepat pada inkubasi hari ke 5 sampai 20, kemudian melandai pada hari ke 20 – 30. Kecepatan laju reduksi ini sejalan dengan perkembangan
populasi bakteri. Populasi bakteri berkembang dengan cepat pada hari ke 10-20, seperti terlihat pada grafik kerapatan optik Gambar 21. Pada saat populasi
bakteri berkembang dengan cepat, jumlah sulfat yang tereduksi semakin tinggi.
200 400
600 800
1000
5 10
15 20
25 30
Waktu hari ke
Kandungan Sulfat mgL
ICBB 8815 ICBB 8816
ICBB 8818
Gambar 22. Penurunan konsentrasi sulfat pada limbah air asam tambang pada reaktor bakteri pereduksi sulfat tersuspensi
67 Pada 20 hari setelah inkubasi, perkembangan bakteri memasuki fase stasionari
dimana perkembangan sel mulai terhenti. Kondisi ini menyebabkan jumlah sulfat yang tereduksi sedikit.
Penurunan sulfat tersebut diikuti dengan peningkatan sulfida Gambar 23. Peningkatan sulfida sejalan dengan penurunan sulfat. Pembentukan sulfida mulai
terukur setelah hari ke 5, dan menujukkan peningkatan yang nyata antara hari ke 10 dan 20 saat pertumbuhan bakteri pereduksi sulfat berada pada fase
eksponensial. Penurunan kandungan sulfat dan peningkatan sulfida menyebabkan pH limbah meningkat. Pada akhir percobaan, pH limbah mencapai 7, seperti yang
ditampilkan pada Gambar 24.
100 200
300
5 10
15 20
25 30
Waktu hari ke
Kandungan Sulfida mgL
ICBB 8815 ICBB 8816
ICBB 8818
Gambar 23. Peningkatan sulfida yang terbentuk pada reaktor bakteri pereduksi sulfat tersuspensi
Reaktor bakteri pereduksi sulfat juga mampu menurunkan logam terlarut secara signifikan Gambar 25. Logam tersebut bereaksi dengan S
2-
membentuk logam sulfida yang tidak larut, seperti reaksi berikut:
M
2+
+ S
2-
à MS Pada penelitian ini logam terlarut yang diukur adalah Fe dan Mn karena
berdasarkan hasil analisa limbah air asam tambang, konsentrasi yang terlarut kedua logam ini cukup tinggi, yakni 6,99-7,22 mgL dan 11,31-11,77 mgL. Pada
akhir inkubasi selama 30 hari, total terlarut dari kedua logam ini adalah 0,15-0,17
68
2 4
6 8
5 10
15 20
25 30
Waktu hari ke pH
ICBB 8815 ICBB 8816
ICBB 8818
Gambar 24. Peningkatan pH limbah air asam tambang pada reaktor bakteri pereduksi sulfat tersuspensi
mgL dan 0,23-0,28 mgL, masing- masing untuk Fe dan Mn. Logam tersebut
bereaksi dengan S
2-
membentuk logam sulfida yang tidak larut mengendap. Hasil ini memperlihatkan bahwa penggunaan reaktor bakteri pereduksi sulfat
tersuspensi secara nyata mampu mengurangi kandungan sulfat dan logam terlarut dalam limbah air asam tambang dengan tingkat efisiensi antara 88-90, dan
reduksi logam terlarut sekitar 97, serta mampu meningkatkan pH dari sekitar 3 menjadi 7. Namun demikian, untuk mendapatkan tingkat efisiensi tersebut
diperlukan waktu yang cukup lama, yakni sekitar 30 hari. Bahkan untuk memperoleh kandungan sulfat yang diperbolehkan 400 mg SO
4 2-
L diperlukan waktu lebih dari 21 hari. Hal ini dianggap terlalu lama untuk pengolahan limbah
di lapang. Disamping itu, dengan sistem sel bakteri tersuspensi, masih ada kemungkinan terjadinya bakteri yang terbuang wash out ke lingkungan bersama-
sama dengan pembuangan air limbah. Oleh karena itu, untuk mempertahankan jumlah populasi bakteri yang optimum, diperlukan penambahan bakteri ke dalam
reaktor.
69
3 6
9 12
ICBB 8815 ICBB 8816
ICBB 8818
Isolat Konsentrasi mgL
Mn Awal Mn Akhir
Fe Awal Fe Akhir
Gambar 25. Penurunan konsentrasi Fe dan Mn terlarut limbah air asam tambang pada reaktor bakteri pereduksi sulfat tersuspensi
4.4. Pengolahan Air Asam Tambang dengan Reaktor Biofilm Bakteri
