organisme dapat menggunakan proses metabolisme baik untuk menghasilkan energi maupun untuk memodifikasi senyawa-senyawa biomolekuler Manahan, 1994.
Berdasarkan pemanfaatan oksigen dalam proses metabolisme sel, pengolahan limbah cair secara biologis dapat dibagi atas dua kelompok yaitu, proses aerob dan
anaerob. Sistem aerob membutuhkan pemakaian oksigen dari atmosfer atau sumber oksigen murni. Pada proses aerob katabolisme senyawa organik berlangsung dengan
memanfaatkan oksigen bebas yang terdapat dalam lingkungan sebagai penerima elektron terakhir. Pada proses anaerob katabolisme senyawa organik berlangsung
tanpa oksigen bebas dalam lingkungan dan penguraian terjadi dengan memanfaatkan senyawa organik sebagai penerima elektron terakhir Rittmann McCarty, 2001.
Dalam perlakuan biologis, prinsip biologi diterapkan untuk mengolah limbah cair dengan bantuan mikroorganisme yang dapat diperoleh secara alamiah Rittmann
dan McCarty, 2001; MetCalf Eddy, 2003 atau seleksi Tobing dan Loebis, 1994. Sistem ini cukup efektif dengan biaya pengoperasian rendah dan dapat mereduksi
BOD hingga 90 Fardiaz, 1992. Oleh karena itu, pengolahan limbah cair secara biologis merupakan cara yang sangat menarik dan menguntungkan.
2.4.1. Transfer Oksigen Dalam Proses Aerobik
Transfer oksigen terjadi dalam dua tahap proses yaitu : pertama, gelembung udara di larutkan dalam air limbah yang di sebarkan oleh aerator. Kemudian larutan
oksigen diserap oleh mikroorganisma dalam metabolisme dari bahan organik yang terdapat dalam limbah. Jika kecepatan dari penggunaan oksigen melebihi kecepatan
Nurhasmawaty Pohan : Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Dengan Proses Biofilter Aerobik, 2008 USU e-Repository © 2008
penyebaran maka larutan oksigen dalam campuran cairan akan habis. Yang paling utama pada pengolahan dengan menggunakan metoda aerasi adalah, pengaturan
penyediaan udara pada bak aerasi dimana bakteri aerob akan memakan bahan organik di dalam air limbah dengan bantuan O
2
. Penyediaan ini bertujuan untuk meningkatkan kenyamanan lingkungan dan kondisi sehingga bakteri pemakan bahan
organik dapat tumbuh dan berkembang baik. Secara umum penggunaan oksigen dalam proses aerobik mikroorganisme memerlukan udara 10 mgLjam Hammer,
2004. Transfer oksigen dalam proses aerobik dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Penghancuran Oksigen
Pemanfaatan Larutan Oksigen
Larutan Oksigen
Gelembung Udara
Mikroorganisme
Sumber : Hammer, 2004 Gambar 2.3. Transfer oksigen dalam proses aerobik
2.4.2. Perombakan Secara Aerobik
Perombakan aerobik tergantung pada bakteri spesifik yaitu, bakteri yang memerlukan udara baik untuk pertumbuhan maupun respirasi. Dengan tersedianya
oksigen maka oksidasi biologis secara aerobik mempunyai peranan yang penting, karena bahan organik akan disintesa menjadi sel-sel baru dan sebagian lagi akan
Nurhasmawaty Pohan : Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Dengan Proses Biofilter Aerobik, 2008 USU e-Repository © 2008
dikonversi menjadi produk akhir CO
2
, H
2
O, NO
3
yang stabil. Reaksi kimia dalam suasana aerobik akan berlangsung lebih cepat dibandingkan suasana anaerobik
Suriawiria, 1996. Beberapa reaksi biokimia yang terjadi dalam oksidasi biologis aerobik adalah
sebagai berikut : 1.
Sintesis, yaitu reaksi antara bahan organik dengan oksigen untuk membentuk sel mikroorganisme yang baru, CO
2
dan H
2
. Contoh reaksi C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
m.o. baru + 6CO
2
+ 6H
2
Suriawiria 1996
2. Respirasi endogenus, bahan sel mikroorganisme dan bahan organik yang
sudah mengalami assimilasi, kemudian dilanjutkan dengan degradasi aerobik melalui respirasi endogenus sebagai berikut :
CHONS + O
2
+ Nutrien
Bakter
i
CO
2
+ NH
3
+ C
5
H
7
NO
2
Bahan organik bahan sel tak aktif
Sintesisrespirasi C
5
H
7
NO
2
+ 5 O
2
5 CO
2
+ 2H
2
O + NH
3
Nurhasmawaty Pohan : Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Dengan Proses Biofilter Aerobik, 2008 USU e-Repository © 2008
Reaksi respirasi endogenus mengakibatkan produksi padatan organik inert, yang digambarkan sebagai sel yang tidak aktif. Padatan organik inert adalah padatan
tersuspensi yang perlahan-lahan mengendap atau dikonsumsi oleh protozoa. 3. Nitrifikasi,
bakteri autotroph aerobik Nitrosomonas dan Nitrobacter akan
mengubah ammonia menjadi nitrit dan akhirnya menjadi nitrat, yang disebut proses nitrifikasi.
Reaksi nitrifikasi terjadi dua tahap : 2 NH + 3O
2
2 NO + 4H
+
+ 2H
2
O + Energi
+ −
2 4
Nitrosomonas
− −
3
NO 2
+ Energi +
2 2
O NO
2 Nitrobacter
Reaksi keseluruhan : 2 NH + 2O
2
NO + 2H
+
+ 2H
2
O
+ 4
− 3
Penghilangan ammonia dari limbah cair sangat penting, karena ammonia bersifat racun bagi biota akuatik. Sebagaian besar proses oksidasi biologis berada
pada kisaran suhu mesofilik yaitu antara suhu 20 – 40 C Eckenfelder, 2000
Metabolisme senyawa organik aerobik ditunjukkan sebagai berikut : Senyawa Organik
+ Oksigen
+ Mikroorganisme
Hasil buangan Sintesa
CO
2
, H
2
O, NH
3
Protoplasma Sel baru
Nurhasmawaty Pohan : Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Dengan Proses Biofilter Aerobik, 2008 USU e-Repository © 2008
2.5. Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Secara Biofilter Aerobik
