limbah sama dengan yang terjadi di lingkungan alami. Mikroorganisme yang ada pada biofilm akan mendegradasi senyawa organik yang ada di dalam air. Lapisan
biofilm yang semakin tebal akan mengakibatkan berkurangnya difusi oksigen ke lapisan biofilm yang dibawahnya Herlambang dan Said, 2010: 3
Menurut Monroe 2007, ada 5 tahap pembentukan biofilm yaitu: 1. Pelekatan awal: mikrooganisme melekat pada permukaan suatu benda dan
dapat diperantarai oleh fili rambut halus sel contohnya pada P.aeruginosa. 2. Pelekatan permanen: mikrooganisme melekat dengan bantuan eksopolisakarida
EPS. 3. Maturasi I: proses pematangan biofilm tahap awal.
4. Maturasi II: proses pematangan biofilm tahap akhir, mikroorganisme siap untuk menyebar.
5. Dispersi: Sebagian mikroorganisme akan menyebar dan berkolonisasi di tempat lain.
2.7 Proses Pengolahan Biologi dengan Biakan Melekat
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 proses film mikrobiologis atau proses biofilm Said, 2000: 101. Sistem
pengolahan limbah dengan biakan melekat adalah sistem yang menggunakan reaktor dimana air limbah dikontakkan dengan film mikrobiologis yang
dilekatkan pada permukaan media. Pada proses biakan melekat, mikroorganisme bertanggungjawab untuk mengubah materi organik atau nutrien dengan cara
melekat pada packing material inert. Proses biakan melekat dapat dioperasikan pada proses aerob dan anaerob.
Dalam pengolahan air limbah, proses biofilm mempunyai beberapa kemampuan antara lain dapat mengubah ammonia menjadi nitrit dan selanjutnya
menjadi nitrat dan akhirnya menjdi gas nitrogen, menghilangkan polutan organik BOD, COD, menghilangkan kelebihan nitrogen dan gas inert lainnya,
menghilangkan kekeruhan dan menjernihkan air. Pada umumnya proses biofilm dirancang untuk mengubah dan menghilangkan polutan organik dan senyawa
ammonia Said, 2000: 101.
Tabel 2.2 Keunggulan dan Kelemahan Proses Biakan Melekat
Keunggulan Pengoperasian mudah
Lumpur yang dihasilkan sedikit Mampu mengolah berbagai konsentrasi limbah
Tahan terhadap fluktuasi debit dan konsentrasi Tahan terhadap penurunan suhu
Memerlukan lahan sedikit Estetis
Tidak ada masalah pada pengendapan lumpur Kemampuan pengolahan lebih efektif
Kelemahan Menimbulkan bau
Padatan hasil sloughing tidak dapat dikontrol Biayanya lebih besar dibanding pengolahan dengan lumpur
aktif Sumber: Said 2000: 102
2.8 Mekanisme Biofilm dalam Mentransfer Elektron
Transfer elektron ekstraselular didefinisikan sebagai proses di mana elektron yang dilepaskan pada oksidasi donor elektron ditransfer keluar dari
mikroorganisme menuju akseptor elektron ekstraselular. Menurut Leang et al., 2010: 4080, tiga mekanisme di mana elektron ditransfer dari mikroorganisme
menuju anoda antara lain: a
Transfer Elektron melalui Kontak Langsung antara Protein Redox-Aktif di Permukaan Sel Luar
G. sulfurreducens menunjukkan adanya banyak jenis sitokrom C dan protein multicopper yang penting untuk mentransfer elektron ekstraseluler di
biofilm, sedangkan OmcB berpartisipasi dalam transfer elektron dari biofilm ke anoda Leang et al, 2010: 4080; Lovley, 2012: 396.
Gambar 2.3 Transfer Elektron melalui Kontak Langsung antara Protein Redox-
Aktif di Permukaan Sel Luar
Sumber: Lovley, 2012 b
Transfer Elektron melalui Elektron Mediator Terlarut Mediator elektron menyediakan sarana untuk mengantar elektron dari
bagian dalam mikroorganisme menuju anoda. Mediator ini dapat diberikan secara eksternal untuk memudahkan transfer elektron mediator eksogen, maupun
diproduksi sendiri oleh mikroorganisme mediator endogen.
Gambar 2.4 Transfer Elektron melalui Elektron Mediator Terlarut
Sumber: Lovley, 2012
c Konduksi Elektron menggunakan Nanowires
Nanowire ini dapat mendorong transfer elektron jangka panjang di biofilm multilayer setebal kira-kira 40-
50 μm, dan juga bertindak sebagai komponen struktural pembentukan biofilm Reguera et al., 2006.
Gambar 2.5 Konduksi Elektron menggunakan Nanowires
Sumber: Lovley, 2012
2.9 Tahapan Penelitian
