Isolasi bakteri dari lumpur limbah tekstil dan aplikasinya untuk pengolahan limbah tekstil menggunakan sistem kombinasi Anaerob-Aerob

I DEWA KETUT SASTRAWIDANA

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2009

Dengan ini saya nyatakan bahwa disertasi Isolasi Bakteri dari Lumpur Limbah Tekstil dan Aplikasinya untuk Pengolahan Limbah Tekstil Menggunakan Sistem Kombinasi Anaerob-Aerob, adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang telah diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.

Bogor, 18 Februari 2009

I Dewa Ketut Sastrawidana NRP. P062050051

Plants and Its Application for The Textile Wastewater Treatment in an Anaerobic-Aerobic Combination System. Supervised by DWI ANDREAS SANTOSA, BIBIANA W. LAY and ANAS MIFTAH FAUZI.

The objective of this research is to assess the wastewater treatment using bacteria that were adapted to the textile wastewater environment. Bacteria were isolated from the sludge of textile waste water treatment plants of CV Mama & Leon in Tabanan Regency and Badung River, Denpasar Bali. Phases of this research were begun by cultivating the bacteria in liquid media in anaerobic and aerobic condition. Afterwards, bacteria were selected through some phases by re-cultivating them in liquid media containing textile dye at higher concentration. Those selected bacteria were then identified and its efficiency was examined towards textile dye at various pH conditions, glucose concentration, dye concentration and retention time. The dye implemented in this test consisted of yellow remazol, red remazol, black remazol, blue remazol and mixture of the four dyes. Potential bacteria obtained were used in the treatment of artificial textile wastewater using anaerobic-aerobic system. In this wastewater treatment suspended-growth and attached-growth were applied within anaerobic-aerobic reactor. The treatment system by attached growth process used volcanic stone as media for attachment of the bacteria. The best wastewater treatment obtained will later on be applied for processing the textile sludge taken from textile dying industry. A number of 27 selected bacteria were obtained from the mud waste of CV Mama & Leon consisting of Aeromonas sp., Pseudomonas sp., Flavobacterium sp., Plesiomonas sp. and Vibrio sp. Meanwhile, 5 other selected bacteria taken from the mud of Badung River were Vibrio sp and Plesiomonas sp. Textile wastewater treatment in anaerobic-aerobic reactor used bacteria consortia comprising Aeromonas sp. ML6, Aeromonas sp ML14, Pseudomonas sp. ML8 and Flavobacterium sp. ML20 in the anaerobic phase and bacteria consortia consisting of Plesiomonassp.SB1, Plesiomonassp.SB2, Vibrio sp.SB1, Vibrio sp.SB2 and Vibrio sp.SB3 in aerobic phase with 3-day retention time. Each reactor could produce wastewater below the standard required by the Ministerial Decree of Environmental Affairs No. 51/MENLH/10/1995. This technology produced efficiency of dye degradation, TDS, TSS, COD and BOD respectively of 95.72%, 80.87%, 87.50%, 98.38% and 93.90%. Result of textile wastewater treatment in anaerobic phase had higher toxicity level than the one before being processed. However, its toxicity was sharply reduced after passing through aerobic treatment phase.

Keywords : Anaerobic-aerobic combined system, Bacteria consortia, Suspended-growth treatment processes, Attached-Suspended-growth treatment processes

I DEWA KETUT SASTRAWIDANA, Isolasi Bakteri dari Lumpur Limbah Tekstil dan Aplikasinya untuk Pengolahan Limbah Tekstil Menggunakan Sistem Kombinasi Anaerob-Aerob. Dibimbing oleh DWI ANDREAS SANTOSA, BIBIANA W. LAY dan ANAS MIFTAH FAUZI.

Industri tekstil Indonesia berperan cukup besar terhadap peningkatan pendapatan dan penyerapan tenaga kerja nasional. Sampai saat ini, industri tekstil yang ada masih banyak belum dilengkapi dengan instalasi pengolahan air limbah yang memadai terutama industri tekstil skala kecil dan menengah. Industri tekstil menghasilkan limbah cair dalam jumlah yang cukup besar dan sangat potensial mencemari lingkungan terutama pencemaran air. Hal ini disebabkan karena limbah tekstil mengandung bahan-bahan pencemar yang sangat kompleks dan intensitas warna yang tinggi. Zat warna reaktif azo yang umum digunakan dalam industri tekstil dapat bertahan dalam jangka waktu yang sangat lama di perairan sehingga mengganggu estetika dan organisme akuatik. Untuk itu, sangat diperlukan teknologi pengolahan limbah tekstil sebagai upaya pengendalian pencemaran lingkungan. Penelitian ini bertujuan melakukan inovasi teknologi pengolahan limbah tekstil berbasis bakteri lokal, yaitu bakteri yang sudah lama hidup dan beradaptasi dengan lingkungan limbah tekstil. Bakteri lokal tersebut diisolasi dari lumpur instalasi pengolahan air limbah tekstil di CV. Mama & Leon Kabupaten Tabanan dan sungai Badung, Denpasar Bali. Tahapan penelitian ini dimulai dari menumbuhkan bakteri-bakteri yang terdapat pada lumpur dalam media cair pada kondisi anaerob dan aerob. Selanjutnya, bakteri yang tumbuh tersebut diseleksi secara bertahap dengan menumbuhkan kembali dalam media cair yang mengandung zat warna tekstil dengan konsentrasi lebih tinggi. Bakteri yang terseleksi diidentifikasi dan diuji efisiensi perombakan terhadap zat warna tekstil pada variasi kondisi pH, konsentrasi glukosa, konsentrasi zat warna dan lama waktu inkubasi. Zat warna yang digunakan dalam uji ini adalah zat warna remazol yellow, remazol red, remazol black, remazol blue dan campuran keempat zat warna tersebut. Bakteri potensial yang diperoleh digunakan untuk mengolah limbah tekstil buatan yang dibuat dengan mencampurkan keempat zat warna remazol tersebut dengan konsentrasi total 200 mg/L. Pada sistem pengolahan limbah ini, bakteri yang dicobakan adalah kultur tunggal dan konsorsium sedangkan proses pengolahannya menggunakan pertumbuhan tersuspensi dan pertumbuhan terlekat dalam reaktor anaerob-aerob. Pada sistem pengolahan dengan proses pertumbuhan terlekat menggunakan batu vulkanik sebagai media pengamobil tempat pelekatan bakteri. Sistem pengolahan limbah terbaik yang diperoleh, selanjutnya diaplikasikan untuk mengolah limbah tekstil yang diambil dari industri pencelupan tekstil CV. Mama & Leon Tabanan, Bali. Air limbah hasil pengolahan dianalisis kualitasnya dengan mengukur parameter warna, pH, bau, TSS, TDS, nitrat, nitrit, klorida, BOD dan COD. Dilakukan juga uji toksisitas limbah hasil pengolahan menggunakan hewan uji Daphnia magna. Hasil penumbuhan bakteri pada media cair yang mengandung zat warna tekstil selama 3 hari inkubasi menunjukkan bahwa perombakan zat warna tekstil lebih efisien berlangsung pada kondisi anaerob dibandingkan pada kondisi aerob. Sebanyak 27 bakteri terseleksi dari lumpur limbah CV. Mama & Leon terdiri dari 10 Aeromonas sp., 6 Pseudomonas sp., 5 Flavobacterium sp., 3 Plesiomonas sp. dan 3 Vibrio sp. Sedangkan 5 bakteri terseleksi dari lumpur sungai Badung diduga 3 Vibrio sp dan 2 Plesiomonas sp. Pengujian pengolahan limbah tekstil buatan pada reaktor

Pengolahan limbah tekstil pada reaktor anaerob-aerob menggunakan konsorsium bakteri yang terdiri dari Aeromonas sp.ML6, Aeromonas sp.ML14, Pseudomonas sp.ML8 dan Flavobacterium sp. ML20 pada tahap anaerob dan konsorsium bakteri yang terdiri dari Plesiomonassp.SB1, Plesiomonassp.SB2, Vibrio sp.SB1,Vibrio sp.SB2 dan Vibrio sp.SB3 pada tahap aerob. Pengolahan limbah tekstil sistem kombinasi anaerob-aerob dengan lama waktu tinggal limbah 3 hari pada masing-masing reaktor mampu menghasilkan limbah dengan parameter kualitas limbah di bawah baku mutu yang dipersyaratkan dalam KepMen LH No. 51/MENLH/10/1995. Teknologi ini menghasilkan efisiensi perombakan warna, TDS, TSS, COD dan BOD masing-masing sebesar 95,72%, 80,87%, 87,50%, 98,38% dan 93,90%. Hasil pengolahan limbah tekstil pada tahap anaerob memiliki tingkat toksisitas lebih tinggi dibandingkan dengan limbah sebelum diolah akan tetapi toksisitasnya menurun tajam setelah melalui tahap pengolahan aerob. Sistem pengolahan limbah ini dapat dijadikan sebagai perhatian untuk diaplikasikan pada industri pencelupan tekstil.

© Hak cipta milik IPB, tahun 2009 Hak cipta dilindungi Undang-Undang

1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber :

a. Pengutipan karya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah.

b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.

2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa ijin IPB.

I DEWA KETUT SASTRAWIDANA

Disertasi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Doktor

Pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2009

Penguji Luar Komisi Ujian Tertutup: 1. Dr. Ir. Etty Riani, MS.

(Sekretaris Eksekutif Pengelolan Sumberdaya Alam dan Lingkungan, IPB) 2. Dr. Ir. Suprihatin, Dipl. Eng

(Sekretaris Departemen Teknologi Industri Pertanian, IPB)

Penguji Luar Komisi Ujian Terbuka 1. Dr. Ir. I Made Sudiana, M.Sc

( Peneliti Utama, Pusat Penelitian Biologi, LIPI) 2. Prof. Dr. Ir. Nastiti Siswi Indrasti)

Nama : I Dewa Ketut Sastrawidana NRP : P062050051

Program Studi : Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan

Disetujui Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Dwi Andreas Santosa, M.S Ketua

Prof. Dr. drh. Bibiana W. Lay, M.Sc Dr. Ir. Anas Miftah Fauzi, M.Eng Anggota Anggota

Diketahui

Ketua Program Studi Pengelolaan Dekan Sekolah Pascasarjana Sumberdaya Alam dan Lingkungan

Prof. Dr. Ir. Surjono H. Sutjahjo, M.S Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, M.Si

segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian ini adalah pengolahan limbah industri tekstil, dengan judul “Isolasi Bakteri dari Lumpur Limbah Tekstil dan Aplikasinya untuk Pengolahan Limbah Industri Tekstil Sistem Kombinasi Anaerob-Aerob” Pencarian bakteri isolat lokal potensial dan metode pengolahan cair industri tekstil ini sangat penting untuk dikaji, karena keberhasilan pengolahan limbah secara biologis sangat ditentukan oleh faktor jenis bakteri dan sistem pengolahan limbah yang digunakan.

Disertasi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.

Seiring dengan selesainya penulisan disertasi ini, penulis mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Prof. Dr. Ir. Surjono H. Sutjahjo, M.S, sebagai Ketua Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan, Sekolah Pascasarjana IPB, yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk melakukan penelitian serta arahannya dalam menyelesaikan studi.

2. Dr. Ir. Dwi Andreas Santosa, M.S, sebagai ketua komisi pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, pengarahan, dorongan dan nasehat kepada penulis dalam menyelesaikan disertasi ini.

3. Prof. Dr. drh. Bibiana W. Lay, M.Sc, sebagai anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan dan pengarahan dalam menyelesaikan disertasi ini.

4. Dr. Ir. Anas Miftah Fauzi, M.Eng, sebagai anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, pengarahan dan dorongan kepada penulis dalam menyelesaikan disertasi ini.

5. Departemen Pendidikan Nasional yang telah memberikan beasiswa BPPS dan Yayasan DAMANDIRI di Jakarta yang telah memberikan bantuan dana dalam penulisan disertasi ini.

6. Rektor Universitas Pendidikan Ganesha Singaraja yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk melanjutkan studi S3 di Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.

8. Ketua Jurusan Pendidikan Kimia dan Jurusan Pendidikan Biologi Universitas Pendidikan Ganesha yang telah memberikan fasilitas penggunaan laboratorium serangkaian pengambilan data.

9. Staf Laboratorium ICBB yang telah banyak membantu dalam pengambilan data.

10. Penghargaan yang tak terhingga juga disampaikan kepada istri tercinta Desak Ketut Armini, S.S, dan anak tersayang Desak Putu Pramesti Ardhaswari yang telah banyak berkorban dan telah memberikan dorongan, bantuan yang tak ternilai dengan penuh kesabaran serta pengertiannya sehingga penulis tetap semangat menyelesaikan disertasi ini.

11. Rekan-rekan PSL angkatan 2005 dan Wisma Pinus IPB

12. Semua pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung yang tidak mungkin untuk disebutkan satu per satu, semoga Tuhan Yang Maha Esa memberkatinya.

Bogor, 18 Februari 2009 I Dewa Ketut Sastrawidana

Penulis dilahirkan di Desa Belatungan Kecamatan Pupuan Kabupaten Tabanan Propinsi Bali pada tanggal 17 April 1968. Pendidikan SD, SMP dan SMA, diselesaikan di Tabanan. Pada tahun 1994 lulus S1 Jurusan Kimia di Universitas Udayana Denpasar. Pada tahun 1998 penulis berkesempatan melanjutkan studi Pascasarjana (S2) Kimia Murni di UGM bidang Kimia Analitik. Pada tahun 2005 menempuh program S3 di Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Pada tahun 1995, penulis diangkat menjadi staf pengajar di Jurusan Pendidikan Kimia, Sekolah Tinggi Keguruan dan Ilmu Pendidikan Negeri Singaraja, Bali sekarang menjadi Universitas Pendidikan Ganesha Singaraja (UNDIKSHA). Penulis menjadi pengajar mata kuliah kimia lingkungan, kimia analitik dan kimia instrumen. Penulis menikah dengan Desak Ketut Armini, S.S pada tanggal 25 januari 2002 dan telah dikarunia seorang anak perempuan yaitu Desak Putu Pramesti Ardhaswari umur 6 tahun.

Publikasi ilmiah yang merupakan bagian dari penelitian dalam disertasi ini antara lain :

1. Diterbitkan pada Jurnal Ilmiah Nasional Berita Biologi (Terakreditasi A) Volume 9, Nomor 2, Agustus 2008. Judul : Pemanfaatan Konsorsium Bakteri Lokal untuk Bioremediasi Limbah Tekstil Menggunakan Sistem Kombinasi Anaerob-Aerob

2. Diterbitkan pada Jurnal ECOTROPHIC, Volume 3, Nomor 2, November 2008. Judul Pengolahan Limbah Tekstil Sistem Kombinasi Anaerob-Aerob Menggunakan Biofilm Konsorsium Bakteri Dari Lumpur Limbah Tekstil

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR GAMBAR... xv

DAFTAR LAMPIRAN ... xviii

I. PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Kerangka Pemikiran ... 4

1.3 Perumusan Masalah ... 6

1.4 Tujuan ... ... 7

1.5 Hipotesis ... 8

1.6 Manfaat Penelitian ... 8

1.7 Keterbaruan ... 8

II TINJAUAN PUSTAKA ... 11

2.1 Profil Industri Tekstil Indonesia ... 11

2.2 Zat Warna Pencelupan Tesktil... 11

2.3 Proses Produksi Tekstil dan Karakteristik Limbah... 13

2.4 Metode Pengolahan Limbah Cair ... 15

2.4.1 Pengolahan Fisika ... 16

2.4.2 Pengolahan Kimia ... 17

2.4.3 Pengolahan Biologi ... 18

2.4.3.1 Pengolahan Menggunakan Proses Pertumbuhan Tersuspensi... 18

2.4.3.2 Pengolahan Menggunakan Proses Pertumbuhan Terlekat... 21

2.5 Pengolahan Air Limbah Tekstil ... 25

2.6 Perombakan Zat Warna Tekstil Secara Biologi ... 27

2.6.1 Perombakan Zat Warna Tekstil Pada Kondisi Anaerob... 28

2.7 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Efisiensi Perombakan

Limbah Tekstil Secara Biologi... 34

2.8 Toksisitas Zat Warna Tekstil ... 36

III METODE PENELITIAN ... 38

3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian... 38

3.2 Alat dan Bahan Penelitian ... 38

3.3 Rancangan Penelitian... 39

3.4 Pelaksanaan Penelitian ... 42

3.4.1 Isolasi dan Identifikasi Bakteri Perombak Zat Pewarna Tekstil... 42

3.4.2 Efisiensi Perombakan Zat Warna Pada Kondisi Anaerob Diberbagai Kondisi Lingkungan ... 44

3.4.3 Pengolahan Limbah Tekstil Buatan ... 46

3.4.3.1 Pengolahan Limbah Pada Kondisi Anaerob... 47

3.4.3.2 Pengolahan Limbah Lanjutan Pada Kondisi Aerob... 50

3.4.4 Pengolahan Limbah tekstil Sistem Kombinasi Anaerob- Aerob ... 52

3.4.5 Uji Kualitas Hasil Pengolahan Limbah Tekstil ... 53

3.5 Analisis Data ... 54

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 56

4.1 Kultivasi, Seleksi dan Identifikasi ... . 56

4.2 Efisiensi Perombakan Zat Warna Pada Variasi Kondisi Lingkungan ... 62

4.2.1 Efisiensi Perombakan Pada Variasi pH... 62

4.2.2 Efisiensi Perombakan Pada Variasi Konsentrasi Glukosa.... 64

4.2.3 Efisiensi Perombakan Pada Variasi Konsentrasi Zat Warna. 67

4.2.4 Efisiensi Perombakan Pada Variasi Lama Waktu Inkubasi... 68

4.3 Pengolahan Limbah Tekstil Buatan... 69

4.4 Pengolahan Air limbah Tekstil Sistem Kombinasi Anaerob- Aerob Menggunakan Proses pertumbuhan Terlekat... 79

5.1 Simpulan ... 86

5.2 Saran ... 67

DAFTAR PUSTAKA ... 88

LAMPIRAN ... 94

1. Perkembangan ekspor tekstil dan produk tekstil Indonesia ... 11

2. Penggolongan zat warna menurut sifat dan cara pencelupannya... 12

3. Karakteristik limbah cair tekstil... 15

4 Potensial redoks setengah reaksi untuk sistem biologi ... 30

5 Parameter kualitas air limbah yang diukur dan metode pengukurannya... 54

6 Morfologi dan karakter fisiologi bakteri hasil isolasi dari lumpur Instalasi pengolahan limbah tekstil CV. Mama & Leon Tabanan dan lumpur Sungai Badung Denpasar Bali... 61

7 Jumlah koloni bakteri teramobil pada batu vulkanik... 73

8 Karakteristik air limbah tekstil sebelum dan sesudah pengolahan dengan sistem kombinasi anaerob-aerob dengan pertumbuhan terlekat selang waktu enam hari... 79

1. Kerangka pemikiran penelitian... 5

2. Ruang lingkup permasalahan penelitian ... 7

3. Proses pencelupan kain dan karakteristik limbah tekstil ... 14

4. Diagram alir pengolahan limbah cair dengan activated sludge... .. 19

5. Diagram alir pengolahan limbah cair dengan sequential batch reactor... 20

6. Diagram alir pengolahan limbah cair dengan contact stabilization system ... 20

7. Desain reaktor pengolahan limbah cair dengan upflowanaerobic sludge bed ... 21

8. Mekanisme pembentukan biofilm bakteri pada permukaan Padatan ... 22

9. Desain pengolahan limbah cair dengan trickling filter ... 24

10. Desain pengolahan limbah cair dengan fluidized bed reactor ... 24

11. Diagram pengolahan limbah cair industri tekstil ... 26

12. Mekanisme perombakan orange II dikatalisis oleh enzim orange II Azoreductase... 28

13. Mekanisme perombakan zat warna azo menggunakan riboflavin sebagai mediator redoks... 29

14. Mekanisme perombakan reactive red 141 menggunakan Rhizobium radiobacter ... 31

15. Perombakan zat warna mordant yellow 3 dengan sistem kombinasi anaerob-aerob... ... 33

16. Daphnia magna ... 36

17 Struktur kimia zat warna reaktif azo yang digunakan untuk Penelitian... 39

18. Diagran akhir rancanga penelitian ... 41

19 Rancangan bioreaktor anaerob untuk perombakan limbah tekstil menggunakan proses pertumbuhan tersuspensi ... 47

20 Rancangan bioreaktor anaerob untuk perombakan limbah tekstil menggunakan proses pertumbuhan terlekat ... 48

Proses petumbuhan terlekat... 53 22 Perombakan zat warna remazol pada kultivasi suspensi

lumpur pada kondisi anaerob dan aerob selama tiga hari ... 57 23 Pewarnaan Gram bakteri di bawah pengamatan mikroskop

dengan pembesaran 1000x ... 58 24 Efisiensi perombakan zat warna pada kondisi anaerob selama lima

hari inkubasi di berbagai kondisi pH... 62 25 Efisiensi perombakan zat warna azo pada kondisi anaerob

selama lima hari inkubasi diberbagai konsentrasi glukosa... 64 26 Mekanisme perombakan zat warna azo secara indirecct enzymatic... 66 27 Perombakan zat warna azo menggunakan mediator redoks ... 66 28 Efisiensi perombakan zat warna pada kondisi anaerob selama lima

hari inkubasi diberbagai konsentrasi zat warna... 68 29 Perombakan 200 mg/L zat warna pada kondisi anaerob dengan

lama waktu 1-10 hari inkubasi... 69 30 Penurunan konsentrasi zat warna pada limbah tekstil buatan

selang waktu 1-4 hari inkubasi proses pertumbuhan tersuspensi

dan terlekat ... 70 31 Scanning electron micrograph penampakan batu vulkanik dengan

pembesaran 10.000X... 71 32 Scanning electron micrograph permukaan batu vulkanik setelah

diamobilisasi menggunakan konsorsium bakteri pada kondisi

anaerob dengan pembesaran 10.000X... 72 33 Mekanisme perombakan amina aromatik pada kondisi aerob... 75 34 Penurunan COD dan warna pada perombakan lanjutan limbah

tekstil buatan menggunakan proses pertumbuhan tersuspensi

pada kondis aerob selang waktu 1-3 hari... 75 35 Penurunan COD dan warna pada perombakan lanjutan limbah

tekstil buatan menggunakan proses pertumbuhan terlekat

pada kondis aerob selang waktu 1-3 hari ... 76 36 Scanning electron micrograph permukaan batu vulkanik setelah

diamobilisasi menggunakan konsorsium bakteri pada kondisi

sistem kombinasi anaerob-aerob pertumbuhan terlekat... 78 38 Perubahan warna limbah tekstil sebelum dan sesudah pengolahan

pada reaktor anaerob-aerob selama 6 hari inkubasi... 80 39 Hubungan dosis respon log konsentrasi limbah (%) terhadap

mortalitas Daphnia magna paparan 48 jam untuk limbah tekstil

sebelum pengolahan selama... 83 40 Hubungan dosis respon log konsentrasi limbah (%) terhadap jumlah

mortalitas Daphnia magna untuk limbah setelah pengolahan

1 Kurva kalibrasi untuk pengukuran konsentrasi zat warna

menggunakan spektrofotometer UV-Vis……… 94 2 Konsentrasi zat warna yang tersisa pada perombakan 200 mg/L

zat warna selama 5 hari inkubasi pada variasi pH……….. 97 3 One-way Anova: Pengaruh faktor pH terhadap efisiensi perombakan

200 mg/L zat warna azo ... 102 4 Konsentrasi zat warna yang tersisa pada perombakan 200 mg/L

zat warna azo selama 5 hari inkubasi pada variasi

konsentrasi glukosa ……… 108 5 One-way anova: pengaruh glukosa terhadah efisiensi perombakan

200 mg/L zat warna azo………. 113 6. Konsentrasi zat warna yang tersisa pada perombakan 50-400 mg/L

zat warna azo selama 5 hari inkubasi ………... 119 7 Penentuan orde laju perombakan zat warna remazol……… 125 8 One-way anova: Pengaruh konsentrasi zat warna terhadap efisiensi

perombakan zat warna azo selama 5 hari inkubasi ………. 126 9. Konsentrasi zat warna yang tersisa pada perombakan 200 mg/L

zat warna azo pada variasi lama waktu inkubasi……… 132 10. One-way anova : Pengaruh lama waktu inkubasi terhadap

efisiensi perombakan 200 mg/L zat warna azo ………. 140 11 Perombakan warna limbah tekstil buatan pada kondisi

anaerob menggunakan proses pertumbuhan tersuspensi dan

terlekat selama 1-4 hari inkubasi……….. 146 12 Kualitas limbah tekstil buatan sebelum dan sesudah pengolahan

dalam bioreaktor anaerob menggunakan proses pertumbuhan

tersuspensi dan proses pertumbuhan terlekat selama 3 hari inkubasi… 150 13 Karakteristik limbah tekstil buatan hasil pengolahan anaerob untuk

digunakan tahap pengolahan lanjutan pada kondisi aerob... 151 14. Pengolahan limbah tekstil buatan tahap aerob menggunakan

proses pertumbuhan tersuspensi selama 1-3 hari inkubasi……….. 152 15. Pengolahan limbah tekstil buatan tahap aerob menggunakan

proses pertumbuhan terlekat selama 1-3 hari inkubasi……….. 153 16. Uji toksisitas akut limbah tekstil CV. Mama & Leon sebelum dan

17. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup

Nomor : Kep-51/MENLH/10/1995 tentang Baku Mutu Limbah

Cair bagi Kegiatan Industri. Tanggal 23 Oktober 1995………. 155

1.1. Latar Belakang

Industri tekstil dan produk tekstil Indonesia (TPT) memainkan peran yang cukup besar dalam menunjang perekonomian nasional. Pada tahun 2006, industri ini memberikan kontribusi sebesar 11,7% terhadap ekspor nasional, 20,2% terhadap surplus perdagangan nasional dan 3,8% terhadap pembentukan Produk Domestik Bruto (PDB) nasional. Disamping itu, Industri ini tekstil mampu menyerap tenaga kerja sekitar 1,84 juta orang (Miranti 2007). Namun, saat ini keberadaan industri tekstil menjadi industri kontroversi karena di samping berkontribusi besar terhadap peningkatan perekonomian nasional pada sisi lain industri tekstil penghasil limbah cair tinggi dianggap sebagai salah satu penyebab terjadinya pencemaran air. Industri TPT di Indonesia sekitar 85% terkonsentrasi di pulau Jawa sedangkan sisanya tersebar di Sumatera dan Bali.

Di Bali, sampai saat ini tekstil dan produk tekstil masih menjadi salah satu komoditas ekspor potensial dalam meningkatkan pendapatan daerah. Berdasarkan data Dinas Perindustrian dan Perdagangan Provinsi Bali periode Januari sampai Desember 2006, komoditas ekspor hasil industri terhadap total nilai ekspor sebesar 35,36%. Dari ekspor hasil industri tersebut, tekstil dan produk tekstil (TPT) merupakan komoditas ekspor terbesar (26,44%) dibandingkan dengan komoditas ekspor hasil industri berupa tas (0,58%), sepatu (1,75%), plastik (4,37%), komponen/rumah jadi ( 0,7%), dan ikan kaleng (1,52%). Observasi terhadap beberapa sentral industri pencelupan tekstil yang ada di Bali, keberadaan industri pencelupan tekstil ini sangat berpotensi menimbulkan pencemaran lingkungan terutama pencemaran air. Hal ini disebabkan lokasi industri sebagian besar letaknya dekat sungai dan kurang dilengkapi dengan instalasi pengolahan air limbah yang memadai. Pada umumnya, industri pencelupan tekstil menampung limbahnya dalam bak penampung kemudian dibuang ke badan-badan air atau langsung ke sungai melalui pipa penyalur. Kandungan zat warna dalam air sebesar 1 mg/L sudah menyebabkan air tampak berwarna, sementara kandungan zat warna pada limbah tekstil umumnya berkisar antara 20-200 mg/L sehingga dapat menyebabkan terjadinya perubahan yang ekstrim pada beberapa parameter kualitas air (Pandey et al. 2007).

Pada proses pencelupan tekstil lebih banyak memakai zat warna sintetik dibandingkan zat warna alam karena zat warna sintetik dapat memenuhi kebutuhan skala besar, warna lebih bervariasi dan pemakaiannya lebih praktis (Montano 2007). Di antara zat warna sintetik yang tersebar di pasaran, zat paling banyak digunakan dalam pencelupan tekstil adalah zat warna reaktif azo.

Zat warna reaktif azo merupakan zat warna sintetik yang mengandung paling sedikit satu ikatan ganda N=N dan mempunyai gugus reaktif yang dapat membentuk ikatan kovalen dengan gugus –OH, -NH atau –SH pada serat. Zat warna reaktif azo banyak digunakan dalam pencelupan kain terutama dari serat selulosa, rayon dan wool. Hal ini disebabkan zat warna reaktif azo dapat terikat kuat pada kain, memberikan warna yang baik dan tidak mudah luntur (Blackburn dan Burkinshaw 2002). Zat warna reaktif azo disintesis untuk tidak mudah rusak oleh perlakuan kimia maupun fotolitik. Dengan demikian, bila terbuang ke lingkungan dapat bertahan dalam jangka waktu yang cukup lama dan mengalami akumulasi dalam lingkungan sampai pada tingkat konsentrasi tertentu dapat menimbulkan dampak negatif terhadap daya dukung lingkungan.

Studi yang dilakukan oleh Suganda et al. (2005), tentang evaluasi pencemaran limbah industri tekstil terhadap kelestarian lahan sawah melaporkan bahwa lahan sawah yang tergenang limbah tekstil dapat mengurangi produksi padi. Dalam data penelitian tersebut dinyatakan lahan sawah yang sering terkena aliran limbah industri tekstil menghasilkan produksi gabah sebesar sekitar 3 - 3,5 ton/ha/musim sedangkan yang tidak kena aliran limbah tekstil produksinya mencapai 5 - 5,5 ton/ha/musim. Turunnya produksi gabah pada lahan yang terkena aliran limbah tekstil disebabkan karena air limbah tekstil merusak akar dan batang padi.

Toksisitas zat warna reaktif azo menurut kriteria Uni Eopa untuk bahan berbahaya adalah tergolong rendah. Zat warna azo umumnya mempunyai LD50 sebesar 250-2000 mg/kg berat badan dan hanya sedikit yang mempunyai LD50 di bawah 250 mg/kg berat badan (Van der Zee 2002). Walaupun toksisitas akut zat warna azo relatif rendah, akan tetapi keberadaan zat warna dalam air dapat menghambat penetrasi sinar matahari ke dalam air sehingga mengganggu aktivitas fotosintesis mikroalga. Dampak lanjutannya adalah pasokan oksigen dalam air menjadi berkurang dan akhirnya memicu aktivitas mikroorganisme anoksik-anaerob yang menghasilkan produk berbau tak sedap ( Montano 2007). Disamping itu, perombakan zat warna azo secara anaerob pada dasar perairan

menghasilkan senyawa amina aromatik yang kemungkinan lebih toksik dibandingkan dengan zat warna azo itu sendiri (Van der Zee 2002). Untuk itu, sistem pengendalian pencemaran limbah tekstil melalui penyediaan instalasi pengolahan air limbah sangat perlu dilakukan.

Dalam rangka pengendalian pencemaran lingkungan oleh limbah industri, Pemerintah Republik Indonesia telah mengeluarkan KepMen LH No. 51/MENLH/10/1995 tentang baku mutu limbah industri cair bagi kegiatan industri dan PP No.82 tahun 2001 tentang pengelolaan kualitas air dan pengendalian pencemaran air. Kedua perundang-undangan tersebut pada intinya mewajibkan setiap usaha dan atau kegiatan melakukan pengolahan limbah sampai memenuhi persyaratan baku mutu air limbah sebelum dibuang ke lingkungan. Perlindungan terhadap sumber-sumber air saat ini memang harus dilakukan karena air merupakan komponen lingkungan hidup yang sangat penting bagi kelangsungan hidup. Konsekuensi dari perundang-undangan tersebut adalah pelaku industri yang aktivitas industrinya menghasilkan limbah dalam jumlah besar dan berpotensi mencemari lingkungan harus membangun instalasi pengolahan air limbah yang memadai.

Sampai saat ini, pembangunan IPAL tekstil masih menjadi masalah terutama bagi industri kelas menengah ke bawah karena keterbatasan biaya untuk pembuatan IPAL. Disamping itu, ketersediaan metode pengolahan limbah yang ada belum banyak bisa diaplikasikan secara langsung pada skala lapang. Kebanyakan metode pengolahan air limbah tekstil menggunakan cara kimia dan fisika. Pelaku industri pencelupan tekstil mengolah limbahnya dengan menambahkan natrium hipoklorit dan alum yang dikombinasikan dengan batu kapur. Pengolahan limbah tekstil cara kimia dan fisika cukup efektif menghilangkan warna, akan tetapi memerlukan biaya yang relatif tinggi dan pemakaian bahan-bahan kimia yang banyak serta menimbulkan sludge yang banyak. Adanya sludge dapat mempercepat pendangkalan bak pengolah bak pengolah limbah sehingga, memerlukan penanganan lanjutan.

Mengingat kelemahan-kelemahan pada pengolahan limbah tekstil menggunakan cara kimia dan fisika, maka alternatif pengolahan yang mulai digagas adalah menggunakan cara biologi. Penggunaan mikroorganisme untuk mengolah limbah tekstil sangat potensial untuk dikembangkan karena limbah tekstil mempunyai kandungan bahan organik yang tinggi dapat dimanfaatkan oleh mikroorganisme tertentu sebagai sumber nutrisi untuk pertumbuhannya.

Pengolahan limbah tekstil secara biologi dapat berlangsung pada kondisi anaerob, aerob maupun kombinasi anaerob-aerob, sedangkan proses pengolahannya dibedakan menjadi dua yaitu proses pengolahan dengan pertumbuhan tersuspensi (suspended growth treatment processes) dan proses pengolahan dengan pertumbuhan terlekat (attached growth treatment processes). Pengolahan dengan proses pertumbuhan terlekat dilakukan dengan mengamobilisasi mikrob pada padatan pendukung membentuk lapisan tipis yang disebut dengan biofilm. Mikrob yang teramobil pada padatan menghasilkan densitas populasi lebih tinggi dan stabil, lebih tahan terhadap perubahan kondisi lingkungan sehingga dalam penggunaannya untuk mengolah limbah mampu menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan pertumbuhan tersuspensi (HeFang etal. 2004).

1.2. Kerangka Pemikiran

Industri pencelupan tekstil dalam proses produksinya menghasilkan produk samping berupa air limbah dalam jumlah yang besar dan mengandung berbagai macam bahan-bahan kimia. Bahan kimia seperti enzim, asam, detergen, sabun, dan soda abu biasanya digunakan pada proses pengkanjian, pengelantangan dan pewarnaan. Pewarnaan kain umumnya dilakukan dengan cara mencelupkan kain yang akan diwarnai ke dalam larutan zat warna tekstil. Air sisa dari pencelupan tekstil ini, apabila dibuang begitu saja ke perairan tanpa adanya proses pengolahan terlebih dahulu, maka dapat berdampak negatif bagi keberlangsungan ekosistem perairan.

Sejauh ini, industri tekstil terutama skala kecil dan menengah belum mempunyai IPAL yang memadai karena keterbatasan biaya. Untuk mencegah dampak yang lebih luas akibat limbah tekstil ini, maka penyediaan sistem pengolahan limbah yang murah, efektif dan efisien serta mudah diaplikasikan pada skala lapang saat ini sangat diperlukan. Salah satu metode pengolahan limbah tekstil yang potensial adalah pengolahan limbah menggunakan bakteri karena limbah tekstil kaya bahan organik, sehingga dapat dimanfaatkan sebagai sumber karbon dan energi bagi kehidupannya. Mengingat bahan organik terutama zat warna reaktif azo yang terkandung dalam air limbah tekstil sangat tinggi, maka pengolahan limbah yang memenuhi kriteria adalah pengolahan dengan sistem kombinasi anaerob-aerob. Pada tahap pengolahan anaerob, zat warna reaktif azo dirombak menjadi senyawa amina aromatik sehingga warna menjadi hilang. Namun, pada tahap pengolahan anaerob kandungan bahan

organik biasanya masih tinggi disertai adanya bau yang tak sedap. Untuk itu, perlu dilakukan pengolahan lanjutan yaitu tahap pengolahan aerob. Pengolahan aerob merupakan pengolahan lanjutan yang ditujukan untuk menurunkan bahan-bahan pencemar yang belum sempurna terombak pada tahap anaerob.

Kelemahan pengolahan limbah tekstil menggunakan bakteri adalah efisiensi perombakannya masih rendah. Beberapa faktor yang mempengaruhi efisiensi perombakan antara lain jumlah dan jenis bakteri, kondisi lingkungan dan proses yang digunakan dalam mengolah limbah. Untuk itu, pengkajian penggunaan berbagai jenis bakteri, kondisi lingkungan dan proses pengolahan limbah menjadi hal yang sangat menarik untuk diteliti. Salah satu pengembangan teknologi pengolahan limbah tekstil yang dilakukan adalah sistem kombinasi anaerob-aerob dengan proses pertumbuhan terlekat menggunakan potensi sumberdaya lokal. Sumberdaya lokal yang digunakan adalah bakteri yang diisolasi dari lumpur tempat pembuangan limbah tekstil dan media pelekatan bakteri menggunakan batu vulkanik. Berdasarkan uraian di atas, kerangka pemikiran penelitian ini disajikan pada Gambar 1.

Gambar 1 Kerangka pemikiran penelitian. Limbah padat dan cair Pencemaran air Industri tekstil Pengolahan limbah sistem kombinasi anaerob-aerob

Gangguan pada kualitas air,organisme perairan, estetika dan kesehatan

Menimbulkan kerugian dan dampak negatif terhadap lingkungan dan masyarakat Standar baku mutu

Tidak memenuhi Memenuhi Pemilihan teknologi pengolahan limbah Investasi rendah Efektif dan efisien Biaya operasional murah Karakteritik limbah Keasaman (pH) Penambahan kosubstrat Konsentrasi zat warna Lama pengolahan Jenis mikroorganisme

Dapat dibuang ke lingkungan Kondisi sosial, ekonomi,

budaya dan perilaku masyarakat

1.3. Perumusan Masalah

Daerah sentral industri tekstil di Bali seperti Gianyar, Tabanan dan Denpasar umumnya masuk pada katagori usaha skala kecil dan menengah. Industri tekstil skala kecil dan menengah yang ada di Bali, sebagian besar membuang limbahnya begitu saja tanpa dilakukan pengolahan terlebih dahulu. Sedangkan beberapa industri yang sudah dilengkapi dengan IPAL masih diragukan efektivitasnya oleh berbagai pihak. Hal ini disebabkan air limbah yang keluar dari IPAL masih mempunyai warna yang intensitasnya cukup tinggi. Air limbah tekstil yang dibuang secara langsung ke badan air dapat menimbulkan permasalahan estetika karena muculnya bau tak sedap dan mengancam kehidupan organisme akuatik. Permasalahan yang dihadapi saat ini adalah belum tersedianya cara pengolahan limbah tekstil yang efektif, murah dan ramah lingkungan yang bisa diaplikasikan secara langsung pada skala lapang.

Penelitian ini mengembangkan cara pengolahan limbah tekstil dengan sistem kombinasi anaerob-aerob menggunakan bakteri yang sudah lama beradaptasi dengan lingkungan limbah tekstil. Beberapa bakteri seperti Aeromonas sp., Pseudomonas sp., Sphingomonas sp. dan Rhizobium radiobacter telah dilaporkan mampu digunakan untuk merombak zat warna tekstil (Cutright 2001). Walaupun demikian, penelusuran bakteri-bakteri dalam pemanfaatannya untuk mengolah limbah tekstil masih perlu diupayakan untuk menghasilkan teknologi pengolahan limbah yang lebih optimal. Pengolahan limbah tekstil menggunakan bakteri sering berlangsung kurang optimal. Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain penggunaan jenis dan jumlah bakteri yang tidak sesuai, proses pengolahan yang kurang tepat dan kondisi lingkungan seperti pH, waktu tinggal limbah, ada tidaknya kosubstrat dan konsentrasi limbah yang kurang mendukung. Proses pengolahan limbah tekstil dapat dilakukan menggunakan proses pertumbuhan tersuspensi dan proses pertumbuhan terlekat. Hasil penelitian ini, memperlihatkan pengaruh faktor lingkungan terhadap efisiensi perombakan zat warna. Disamping itu, penelitian ini juga memperlihatkan seberapa besar efisiensi pengolahan yang dihasilkan dari proses pertumbuhan tersuspensi dan terlekat serta menggunakan kultur tunggal dan konsorsium bakteri yang terlekat pada batu vulkanik.

Menurut Van der Zee (2002), perombakan zat warna azo berlangsung lebih efisien pada kondisi anaerob dibandingkan pada kondisi aerob. Permasalahan pengolahan pada kondisi anaerob adalah hasil pengolahan masih mempunyai

nilai COD dan BOD5 yang tinggi dan perombakan zat warna azo menghasilkan amina aromatik yang lebih toksik dibandingkan dengan zat warna azo sendiri. Oleh karena itu, diperlukan pengolahan lanjutan tahap aerob untuk menstabilkan bahan organik dan merombak amina aromatik sampai pada tingkat yang lebih aman sebelum dibuang ke lingkungan. Uji toksisitas terhadap hasil pengolahan dilakukan untuk melihat tingkat toksisitas relatif dari limbah yang akan dibuang ke badan air. Lingkup permasalahan yang dikaji dalam penelitian ini disajikan pada Gambar 2.

Gambar 2 Ruang lingkup permasalahan penelitian. 1.4. Tujuan

1. Mengisolasi dan mengidentifikasi bakteri yang hidup di lingkungan limbah tekstil digunakan untuk mengolah limbah tekstil.

2. Menganalisis faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi aktivitas bakteri dalam merombak zat warna tekstil

3. Mendapatkan sistem kombinasi anaerob-aerob yang lebih efisien dan potensial digunakan untuk mengolah limbah tekstil.

4. Mengetahui toksisitas hasil pengolahan limbah tekstil sistem kombinasi anaerob-aerob.

Limbah cair industri tekstil Bahan organik dan

intensitas warna tinggi Pengolahan secara _biologi

pH Glukosa

Lama pengolahan

Konsentrasi zat warna

Memenuhi Standar Baku Mutu Limbah Industri

Tidak toksik

Pengolahan tahap anaerob

Pengolahan tahap aerob

Pertumbuhan tersuspensi Pertumbuhan

terlekat

Kultur tunggal

Konsorsium Kultur tunggal

1.5. Hipotesis

1. Beberapa bakteri yang hidup dalam lingkungan air limbah tekstil dapat dimanfaatkan untuk mengolah limbah tekstil dan aktivitas perombakannya dipengaruhi oleh kondisi lingkungan.

2. Pengolahan limbah tekstil menggunakan bakteri yang teramobil pada batu vulkanik pada reaktor sistem kombinasi anaerob dan aerob menghasilkan efisiensi perombakan yang lebih tinggi dibandingkan dengan pengolahan mengggunakan sel bebas.

1.6. Manfaat Penelitian

1. Memberikan informasi ilmiah tentang pemanfaatan sumberdaya lokal untuk pengolahan limbah cair industri tekstil.

2. Memberikan informasi ilmiah tentang faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas bakteri dalam merombak zat warna tekstil

3. Memberikan sumbangan ilmiah terhadap bidang bioteknologi pengendalian limbah cair industri tekstil

1.7. Keterbaruan

Perombakan zat warna tekstil telah banyak dikaji untuk memperoleh cara penanganan limbah yang tepat, murah dan mudah serta memungkinkan untuk diaplikasikan pada skala lapang. Kajian yang dilakukan meliputi perombakan dengan cara fisika, kimia dan biologi atau kombinasi dari ketiga cara tersebut. Perombakan cara fisika dan kimia dilakukan dengan menggunakan metode adsorpsi, koagulasi dan oksidasi. Beberapa jenis adsorben yang telah dilaporkan mampu mengadsorpsi zat warna adalah hidrotalcite (Lazaridis et al. 2003), karbon aktif (Reddy et al. 2006) dan filtrasi membran (Lubello and Gori 2004). Metode koagulasi yang telah dikaji di antaranya menggunakan koagulan seperti FeCl3, dan MgCl2 (Bidhendi et al. 2007), silikat-aluminium-feriklorida dan poli-aluminium-feriklorida (Yuan et al. 2006). Metode elektro-koagulasi menggunakan elektroda aluminium dan elektroda besi (Alinsafi et al. 2005; Kashefialasl et al. 2006). Perombakan dengan metode oksidasi menggunakan oksidator kuat seperti hidrogen peroksida, natrium hipoklorit, kalsium hipoklorit, kalium dikromat dan kalsium dikromat (Aslam et al. 2004). Metode oksidasi yang banyak dikembangkan saat ini adalah advanced oxidation processes (AOP) yang menggunakan oksidator gabungan seperti UV/H2O2, pereaksi fenton, UV/TiO2,

H2O2/UV/Fe2+, Ozon/UV, Ozon/H2O2, Ozon/UV/H2O2, dan Ozon/TiO2/H2O2, (Al-Kdasi et al. 2004). Kajian perombakan zat warna tekstil menggunakan cara fisika dan kimia pada umumnya memberikan hasil yang cukup efektif. Namun, pada operasionalnya memerlukan biaya yang relatif tinggi sehingga aplikasinya pada skala lapang masih menjadi kendala terutama bagi industri skala kecil dan menengah. Untuk itu, perlu dilakukan inovasi teknologi perombakan zat warna tekstil ke arah peningkatan efisien dan ramah lingkungan sehingga mampu menghasilkan teknologi potensial untuk digunakan pada industri tekstil.

Beberapa metode perombakan zat warna tekstil secara biologi yang telah dilakukan adalah menggunakan jamur, alga dan bakteri. Jamur penghasil enzim lignolitik seperti lignin peroksidase, mangan peroksidase dan laccase dilaporkan potensial digunakan untuk mengolah limbah tekstil. Studi tentang beberapa jenis jamur penghasil enzim lignolitik yang digunakan untuk mengolah limbah tekstil antara lain, jamur Phanerocaete chrysosporium (Capalash and Sharma 1992), Trametes villosa dan Trametes pycnoporus (Machado et al. 2006) dan Aspergillus sp (Ramya et al. 2007). Pemanfaatan alga hijau (green algae) untuk merombak zat warna monoazo dan diazo (Omar 2008).

Disamping menggunakan jamur dan alga, kajian penanganan limbah zat warna tekstil menggunakan bakteri saat ini terus dikembangkan karena diyakini sebagai strategi pengendalian pencemaran yang efektif, murah dan ramah lingkungan. Studi pemanfaatan bakteri untuk merombak zat warna tekstil yang telah dilakukan adalah menggunakan teknik batch maupun aliran (flow) yang berlangsung pada kondisi anaerob, aerob dan kombinasi anaerob-aerob. Beberapa jenis bakteri yang digunakan untuk merombak zat warna tekstil dengan teknik batch pada kondisi anaerob adalah (1) konsorsium bakteri dengan bantuan glukosa sebagai sumber karbon (Mendez et al. 2004; Georgiou et al. 2003), (2) bakteri fakultatif Sphingomonas sp. BN6 dengan bantuan enzim flavin reductase (Russ et al. 2000), (3) perombakan menggunakan bakteri Rhizobium radiobacter MTCC 8161 (Telke et al. 2008) dan (4) konsorium bakteri dari lumpur limbah tekstil (Stern et al. 2003). Sedangkan studi perombakan dengan teknik flow yang telah dilakukan adalah Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB)menggunakan riboflavin sebagai mediator redoks (Field and Brady 2003; Somasiri 2006) dan anaerobic granular sludge bed reactor (Yemashova et al. 2004). Disamping bakteri anaerob, bakteri aerob yang digunakan untuk merombak zat warna tekstil dengan teknik batch adalah bakteri Bacillus cereus,

Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus dan Escherichia coli (Ajibola et al. 2005; Mona et al. 2008) dan Enterobacter agglomerans (Moutaouakkil et al. 2003). Konsorsium bakteri yang terdiri dari Pseudomonas sp., Bacillus sp., Halomonas sp., dan Micrococcus sp. (Padmavathy et al. 2003).

Studi perombakan zat warna tekstil menggunakan sistem kombinasi anaerob-aerob yang telah dilakukan adalah (1) anaerobic-aerobic sequencing batch reactor (Luangdilok and Panswad 2000 ; Liyan et al. 2001; Gonsalves et al. 2005), (2) Sequencing batch biofilm reactor menggunakan konsorsium bakteri dari sungai Lagadar (Wahyuni et al. 2003), (3). Pengolahan dengan kombinasi anaerob-aerob teknik batch menggunakan lumpur aktif (Manurung et al. 2004; Melgoza et al. 2004), dan (4) Squential anoxic-aerobic bioreactor menggunakan konsorsium bakteri Stenotrophomonas sp., Pseudomonas sp., dan Bacillus sp. yang diamobilkan pada poliuretan. Pada tahap anoksik pengaliran zat warna dilakukan secara up flow fixed-film column reactor sedangkan pada tahap aerob menggunakan metode continously stirred aerobic reactor (Khehra et al. 2006)

Berdasarkan kajian perombakan zat warna tekstil secara biologi yang telah dilakukan, pengolahan limbah tekstil menggunakan sistem kombinasi anaerob-aerob berlangsung lebih efisien dibandingkan dengan hanya menggunakan sistem anaerob atau aerob saja. Pengembangan pengolahan limbah tekstil sistem kombinasi anaerob-aerob saat ini belum banyak dikembangkan menggunakan bakteri lokal. Bakteri lokal yang sudah lama beradaptasi dengan lingkungan limbah tekstil pasti mempunyai kemampuan untuk merombak limbah tersebut. Apabila bakteri-bakteri lokal yang sudah hidup dan beradaptasi dengan lingkungan limbah tekstil digunakan untuk mengolah limbah tekstil, maka metode pengolahan limbah tekstil berbasis bakteri ini dapat diimplementasikan pada skala lapang secara berkelanjutan. Novelty atau kebaruan dari penelitian ini adalah melakukan pengolahan limbah industri tekstil dengan sistem kombinasi anaerob-aerob menggunakan bakteri lokal yang diisolasi dari tempat-tempat limbah tekstil yang diamobilkan pada batu vulkanik. Batu vulkanik juga belum pernah digunakan sebagai bahan pengamobil bakteri untuk pengolahan limbah tekstil.

Pada pengujian toksisitas limbah menurut ISO 66431, jumlah Daphnia magna yang digunakan tidak boleh melebihi 10 ekor dengan densitas tidak lebih dari 1 ekor per 5 mL limbah uji dan dengan waktu paparan maksimal 48 jam. Parameter yang digunakan untuk menganalisis toksisitas akut dari suatu limbah yaitu LC50 atau EC50. Lethal concentration (LC50) merupakan konsentrasi limbah

yang mengakibatkan kematian sebesar 50% sedangkan Effect concentration (EC50) estimasi konsentrasi yang memberikan efek amobil/mati sebesar 50%.

Penentuan EC50 menggunakan Daphnia magna didasarkan pada pengamatan

sebanyak 50% tidak bergerak (amobil) setelah dilakukan penggojogan pelan-pelan selama 15 detik dalam waktu pemaparan 24-48 jam. Tingkatan toksisitas limbah cair yang dilaporkan Coleman and Qureshi (1985), adalah EC50>100% =

tidak toksis, EC50 >75-100% = toksisitas ringan, EC50 >50-75% = toksik, EC50

3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian

Kegiatan isolasi bakteri perombak zat warna tekstil sampai pengolahan air limbah tekstil pada bioreaktor dan uji toksisitas dilaksanakan di laboratorium bioteknologi lingkungan Indonesian Center for Biodiversity and Biotechnology ( ICBB) bogor, laboratorium mikrobiologi Jurusan Pendidikan Biologi dan laboratorium biokimia Jurusan Pendidikan Kimia UNDIKSHA Singaraja-Bali. Identifikasi bakteri hasil isolasi dilakukan di laboratorium mikrobiologi Fakultas Kedokteran Hewan IPB dan Pengamatan pembentukan biofilm pada batu vulkanik menggunakan scanning electron microscope dilakukan di laboratorium pengujian material Pusat Penelitian Metalurgi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Serpong, Kabupaten Tangerang, Provinsi Banten. Kegiatan penelitian dilaksanakan selama 15 bulan yaitu, mulai Mei 2007 sampai Agustus 2008.

Lumpur untuk isolasi bakteri diambil dari instalasi pengolahan air limbah tekstil di industri pencelupan tekstil CV. Mama & Leon Kabupaten Tabanan dan Sungai Badung, Denpasar, Provinsi Bali yang menjadi tempat aliran pembuangan limbah tekstil. Titik pengambilan sampel pada CV. Mama & Leon dibagi menjadi tiga lokasi yaitu, pada bak penampungan limbah awal (tanpa pengolahan), bak pengolahan dan pada saluran pembuangan akhir menuju sungai. Lumpur Sungai Badung diambil secara komposit yaitu lumpur diambil di beberapa lokasi badan sungai yang dijadikan tempat muara akhir pembuangan limbah tekstil. Lumpur diambil pada setiap lokasi sebanyak 100-250 gram kemudian digabung menjadi satu. Lumpur yang telah digabung tersebut diambil 100 gram untuk dijadikan sampel pada tahap isolasi bakteri. Batu vulkanik yang digunakan sebagai media pengamobil atau pelekatan bakteri diambil dari lereng Gunung Batur Kecamatan Kintamani, Kabupaten Bangli, Provinsi Bali.

3.2. Alat dan Bahan Penelitian

Alat-alat yang digunakan untuk mengisolasi bakteri adalah tabung ulir, autoklaf, cawan petri, erlenmeyer, inkubator, laminar air flow cabinet, pH meter, neraca analitik, batang penebar, jarum ose, vortex, dan shaker. Alat-alat yang digunakan untuk mengukur parameter kualitas air limbah adalah spektofotometer UV-Vis tipe UV-1700 Pharmaspec, scanning electron microscope tipe JSM 6390A, pH meter, refluks, zentrifugasi rotofix 32, seperangkat alat titrasi dan

neraca analitik. Peralatan yang digunakan untuk pengolahan air limbah tekstil meliputi erlenmeyer, reaktor terbuat dari kaca, aerator, keran air dan selang.

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah lumpur limbah tekstil, media pendukung (material support) berupa batu vulkanik dengan diameter 0,1-0,2 cm. Bahan-bahan kimia yang digunakan untuk pertumbuhan mikrob meliputi amonium sulfat, kalium dihidrogen posfat, magnesium sulfat heptahidrat, feroamonium sitrat, kalsium klorida dihidrat, yeast extract, asam borak, seng sulfat heptahidrat, mangan klorida tetrahidrat, nikel klorida heksahidrat, natrium molibdat dihidrat, tembaga (II) klorida dihidrat, zat warna remazol red, remazol yellow, remazol black, remazol blue dan glukosa. Struktur kimia zat warna remazol yang digunakan disajikan pada Gambar 17.

Gambar 17 Struktur kimia zat warna reaktif azo yang digunakan untuk penelitian 3.3. Rancangan Penelitian

Penelitian dilakukan secara bertahap dimulai dari isolasi dan identifikasi bakteri potensial perombak zat warna tekstil dan uji aktivitas perombakan pada variasi kondisi lingkungan (pH, konsentrasi glukosa, konsentrasi zat warna dan

N=N

NaO3SOCH2CH2SO2 SO3Na

HO NH2

SO3Na

N=N NaO3SOCH2CH2SO2

Remazol blackB (C.I. Reactive black 5) N=N

NaO3S

OH NH

SO3Na

N N

N Cl

Remazol red (C.I. Reactive red 198)

OCH3

SO2CH2CH2OSO3Na

OCH3 N=N C

C N HOC

CH3

SO3Na

Remazol yellow (C.I. Reactive yellow 17)

SO3Na N=N NH2 O SO3Na N N H SO2CH2CH2OSO3Na NaO3SOCH2CH2O2SCH2CH2HNOC Remazol blue (C.I. Reactive blue 238)

lama waktu inkubasi). Bakteri-bakteri potensial dan kondisi lingkungan optimum yang diperoleh dari perlakuan tersebut selanjutnya diaplikasikan pada pengolahan limbah tekstil buatan dalam reaktor anaerob-aerob.

Proses pengolahan limbah tekstil buatan pada reaktor menggunakan sistem pertumbuhan tersuspensi dan pertumbuhan terlekat sedangkan bakteri yang digunakan adalah kultur tunggal dan konsorsium. Parameter yang diamati adalah warna, pH, Bau, TDS, TSS, nitrat, nitrit, BOD dan COD pada selang waktu 1 sampai 4 hari inkubasi. Sistem pengolahan limbah terbaik yang diperoleh diaplikasikan pada pengolahan limbah tekstil yang diambil dari industri pencelupan tekstil. Hasil pengolahan limbah dengan sistem kombinasi anaerob-aerob tersebut dianalisis kualitas limbahnya dan dibandingkan dengan baku mutu limbah menurut KepMen LH No. 51/MENLH/10/1995. Disamping itu, dilakukan uji toksisitas akut menggunakan Daphnia magna. ISO 66431, merekomendasikan Daphnia magna sebagai hewan uji untuk toksisitas akut limbah perairan tawar karena sangat sensitif terhadap perubahan kondisi perairan, mudah dikultur dan cara ujinya sederhana. Secara garis besar, tahapan dalam penelitian ini disajikan dalam diagram alir rancangan penelitian pada Gambar 18.

Tahap 1. Isolasi dan Identifikasi Bakteri

Tahap 2. Uji aktivitas perombakan

Tahap 3. Pengolahan limbah tekstil buatan

Tahap 4. Aplikasi sistem pengolahan kombinasi anaerob-aerob untuk pengolahan limbah dari industri pencelupan tekstil

Gambar 18 Diagram alir rancangan penelitian Homogenisasi

lumpur dengan garam visiologis

Kultivasi pada media

cair berisi zat warna Seleksi Isolat Identifikasi Genus bakteri

Uji aktivitas pada variasi pH

Uji aktivitas pada variasi

glukosa Uji aktivitas pada

variasi konsentrasi zat warna

Uji aktivitas pada variasi lama inkubasi

Isolat unggul Kondisi optimum

perombakan

Konsorsium

Kultur tunggal

Analisis warna, pH, bau, TDS, TSS, nitrat, nitrit, klorida, BOD dan

COD

Sistem pengolahan anaerob dengan isolat terbaik

Sistem pengolahan aerob dengan isolat terbaik Pengolahan limbah tekstil

buatan tahap anaerob

Pertumbuhan tersuspensi

Pertumbuhan terlekat

Pengolahan lanjutan limbah tekstil buatan

tahap aerob

Pengolahan limbah tekstil dalam reaktor anaerob-aerob

KepMen LH No.51/MENLH/10/1995 Analisis warna, pH, Bau, TDS, TSS,

nitrat, nitrit, klorida, BOD dan COD

3.4 Pelaksanaan Penelitian

3.4.1 Isolasi dan Identifikasi Bakteri Perombak Zat Pewarna Tekstil 1. Kultivasi dan Seleksi Bakteri

Suspensi sampel untuk tujuan isolasi dibuat dengan cara memasukkan sebanyak 1 gram lumpur ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan larutan garam fisiologis hingga volume 10 mL, kemudian dihomogenisasi menggunakan vortex. Sebanyak 1 mL suspensi tersebut dimasukkan ke dalam tabung reaksi lain dan ditambahkan larutan garam fisiologis hingga volume 10 mL dan dihomogenisasi kembali. Bakteri yang terkandung pada suspensi kemudian ditumbuhkan pada kondisi anaerob menggunakan tabung ulir dan kondisi aerob menggunakan erlenmeyer. Komposisi media cair yang digunakan adalah mengikuti metode isolasi yang telah dilakukan Khehra et al. (2006). Dalam satu liter media cair tersebut terdiri dari (NH4)2SO4 (1,0 g), KH2PO4 (1,0 g), Na2HPO4 (3,6 g), MgSO4.7H2O (1,0 g), Fe(NH4)sitrat (0,01 g), CaCl2.2H2O (0,1 g), 0,05% yeast extract dan 10 mL larutan trace element. Satu liter trace element terdiri dari ZnSO4.7H2O (10,0 mg), MnCl2.4H2O (3,0 mg), CoCl2.6H2O (1,0 mg), NiCl2.6H2O (2,0 mg), Na2MoO4.2H2O (3,0 mg), H3BO3 (3,0 mg), CuCl2.2H2O (1,0 mg).

Kultivasi dan Seleksi Bakteri pada Kondisi Anaerob

Kultivasi bakteri pada kondisi anaerob dilakukan dengan memindahkan sebanyak 1 mL suspensi sampel secara aseptik ke dalam tabung ulir ukuran 10 mL yang berisi 1/3 bagian media cair, zat warna remazol red 50 mg/L yang telah disterilkan. Ke dalam tabung ulir tersebut ditambahkan kembali media cair secara perlahan-lahan sampai penuh dan ditutup rapat. Biakan dalam tabung ulir diinkubasi pada suhu 30oC dalam inkubator sampai tumbuh koloni yang ditandai pudarnya warna. Bakteri yang tumbuh, selanjutnya dilakukan seleksi dengan menumbuhkan kembali secara bertahap pada media cair dengan kandungan zat warna remazol red yang lebih tinggi yaitu 100, 150, 200, 250, 300, 350, dan 400 mg/L. Selanjutnya dilakukan isolasi bakteri dengan cara yang sama yang ditumbuhkan pada media cair yang mengandung zat warna remazol yellow, remazol blue, remazol black dan campuran keempat zat warna remazol tersebut.

Kultivasi dan Seleksi Bakteri pada Kondisi Aerob

Kultivasi bakteri pada kondisi aerob dilakukan dengan memindahkan sebanyak 1 mL suspensi sampel secara aseptik ke dalam erlenmeyer ukuran 100 mL yang telah berisi 5 mL media cair dan zat warna remazol red 50 mg/L yang telah disterilkan. Selanjutnya ditambahkan kembali media cair secara perlahan sampai volume 10 mL. Biakan dalam erlenmeyer ditutup rapat dan diinkubasi pada suhu 30oC sambil digojog menggunakan shaker sampai tumbuh koloni yang ditandai munculnya kekeruhan. Bakteri yang tumbuh, diseleksi dengan cara menumbuhkan kembali ke dalam erlenmeyer lain yang berisi media cair yang sama dengan kandungan zat warna remazol red yang lebih tinggi yaitu 50, 100 dan 150 mg/L. Selanjutnya dilakukan isolasi bakteri dengan cara yang sama yang ditumbuhkan pada media cair yang mengandung zat warna remazol yellow, remazol blue, remazol black dan campuran keempat zat warna tersebut. 2. Pemurnian Bakteri Hasil Isolasi

Pemurnian Bakteri pada Kondisi Anaerob

Bakteri anaerob yang tumbuh pada perlakuan masing-masing zat warna reaktif azo dimurnikan dengan teknik agar tuang. Sebanyak 1 mL suspensi dituangkan ke dalam cawan petri dan selanjutnya diisi media cair dan agar steril dalam kondisi hangat (suhu sekitar 40oC). Selanjutnya cawan petri ditutup rapat dan digoyang-goyangkan kemudian dimasukkan ke dalam toples kaca dan disemprot dengan gas nitrogen. Toples ditutup rapat hingga kondisi kedap udara, selanjutnya diinkubasi selama 2 hari.

Pemurnian Bakteri pada Kondisi Aerob

Bakteri yang tumbuh pada perlakuan masing-masing zat warna reaktif azo dimurnikan dengan teknik penyebaran dalam media agar. Media cair yang berisi agar disterilisasi menggunakan autokalf, selanjutnya didinginkan sampai suhu kira-kira 40oC. Media cair tersebut dituangkan dalam cawan petri, kemudian sebanyak 1 mL suspensi disebar ke dalam cawan petri menggunakan batang penyebar. Cawan petri ditutup rapat dan diinkubasi pada suhu 30oC.selama 2 hari

3. Identifikasi Bakteri Hasil Isolasi Penentuan Gram

Sel bakteri hasil isolasi dioleskan pada kaca obyektif. Olesan difiksasi panas secara hati-hati, selanjutnya ditetesi pewarna ungu kristal, dibiarkan selama 1 menit lalu dibilas dengan akuades. Olesan ditetesi kembali menggunakan larutan iodium dan dibiarkan selama 2 menit lalu dibilas dengan etanol 95% selama 30 detik, kemudian dicuci dengan akuades. Olesan ditetesi larutan safranin dan dibiarkan selama 30 detik selanjutnya dibilas dengan akuades. Olesan diamati dengan mikroskop, bakteri Gram positif akan berwarna ungu sedangkan Gram negatif berwarna merah muda.

Pengujian Aktivitas Biokimia

Bakteri yang telah dimurnikan dilakukan pengujian aktivitas biokimia untuk menentukan genus bakteri tersebut. Uji aktivitas biokimia yang dilakukan meliputi uji katalase, oksidase, uji karbohidrat, uji sitrat, uji urease, uji Voges-Proskaeur, hidrolisis gelatin dan casein, dekorboksilasi arginin, dan uji pembentukan indol. Hasil uji aktivitas biokimia dari masing-masing bakteri selanjutnya dianalisis merujuk pada Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology ( Holt et al. 1994)

3.4.2 Efisiensi Perombakan Zat Warna pada Kondisi Anaerob Diberbagai Kondisi Lingkungan

1. Efisiensi Perombakan Zat Warna pada Variasi pH

Sebanyak 1 mL suspensi dimasukkan ke dalam tabung ulir 10 mL yang 1/3 bagiannya berisi media cair, 200 mg/L zat warna remazol red dan 2 g/L glukosa yang telah disterilkan. Campuran tersebut diatur pada pH 5 dengan menambahkan larutan HCl. Tabung ulir diisi kembali media cair secara perlahan hingga penuh dan ditutup rapat, selanjutnya diinkubasi pada suhu 30oC selama 5 hari. Setelah 5 hari, diambil 10 mL untuk disentrifugasi pada 2.790 x g selama 30 menit kemudian diukur konsentrasinya menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang maksimum untuk remazol red 526 nm. Selanjutnya dilakukan perlakuan variasi pH 6, 7, 8 dan 9 dan perlakuan menggunakan zat warna remazol yellow, remazol blue, remazol black serta campuran keempat zat warna tersebut. Masing-masing zat warna yang diuji dilakukan optimasi absorbansi maksimum dan diperoleh panjang gelombang maksimum untuk

remazol yellow 424 nm, remazol red 526 nm, remazol black 598 nm, remazol blue 602,5 nm dan campuran keempat zat warna dengan rasio berat yang sama adalah 579,5 nm. Penentuan efisiensi perombakan masing-masing zat warna dilakukan dengan cara membandingkan jumlah (konsentrasi) zat warna yang terombak terhadap konsentrasi zat warna mula-mula dan dikalikan 100 persen. 2 Efisiensi Perombakan Zat Warna pada Variasi Konsentrasi Glukosa

Sebanyak 1 mL suspensi dimasukkan ke dalamtabung ulir 10 mL yang 1/3 bagiannya berisi media cair, 200 mg/L zat warna remazol red dan 1 g/L glukosa yang telah disterilkan. Campuran diatur pada pH optimum yang diperoleh dari perlakuan perombakan zat warna pada variasi pH. Campuran ditambahkan kembali media cair secara perlahan hingga penuh dan di tutup rapat kemudian diinkubasi pada suhu 30oC selama 5 hari. Setelah 5 hari, diambil sebanyak 10 mL untuk disentrifugasi pada 2.790 x g selama 30 menit. Konsentrasi zat warna diukur menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 526 nm. Selanjutnya dilakukan perlakuan variasi penambahan 0, 2, 3 dan 4 g/L glukosa dan perlakuan menggunakan zat warna remazol yellow, remazol blue, remazol black dan campuran dari keempat zat warna tersebut. Efisiensi perombakan masing-masing zat warna ditentukan dengan cara membandingkan jumlah (konsentrasi) zat warna yang terombak terhadap konsentrasi zat warna mula-mula dan dikalikan 100 persen.

3 Efisiensi Perombakan Zat Warna pada Variasi Konsentrasi Zat Warna Sebanyak 1 mL suspensi dipindahkan secara aseptik ke dalam tabung ulir ukuran 10 mL yang 1/3 bagian berisi media cair, 50 mg/L zat warna remazol red yang telah disterilkan. Campuran ditambahkan glukosa steril dengan konsentrasi optimum yang diperoleh dari perlakuan perombakan pada variasi konsentrasi glukosa. Campuran dalam tabung ulir diatur pada pH optimum yang diperoleh dari perlakuan perombakan pada variasi pH. Tabung ulir ditambahkan kembali media cair secara perlahan-lahan hingga penuh dan ditutup rapat, selanjutnya diinkubasi pada suhu 30oC selama 5 hari. Setelah 5 hari, diambil 10 mL untuk disentrifugasi pada 2.790 x g selama 30 menit. Konsentrasi zat warna diukur menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 526 nm. Selanjutnya dilakukan perlakuan variasi konsentrasi zat warna yaitu 100, 150, 200, 250, 300, 350 dan 400 mg/L. Disamping itu, dilakukan juga perlakuan

perombakan zat warna remazol yellow, remazol blue, remazol black dan campuran dari keempat zat warna tersebut pada variasi konsentrasi. Efisiensi perombakan masing-masing zat warna ditentukan dengan cara membandingkan jumlah (konsentrasi) zat warna yang terombak terhadap konsentrasi zat warna mula-mula dan dikalikan 100 persen.

4 Efisiensi Perombakan Zat Warna pada Variasi Lama Waktu Inkubasi Sebanyak 1 mL suspensi bakteri dimasukkan ke dalam tabung ulir ukuran 10 mL yang 1/3 bagiannya berisi media cair, glukosa dan zat warna remazol red dengan konsentrasi optimum yang diperoleh dari perlakuan perombakan pada variasi konsentrasi glukosa dan zat warna. Campuran diatur pada pH optimum kemudian ditambahkan kembali dengan media cair secara perlahan hingga penuh dan ditutup rapat. Campuran tersebut selanjutnya diinkubasi pada suhu 30o_{C selama 1 hari. Setelah 1 hari, diambil 10 mL untuk disentrifugasi pada} 2.790 x g selama 30 menit kemudian diukur konsentrasi zat warna menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 526 nm. Selanjutnya dilakukan perlakuan variasi lama waktu inkubasi 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, dan 10 hari. Disamping itu, dilakukan perlakuan variasi lama waktu inkubasi untuk perombakan zat warna remazol yellow, remazol blue, remazol black dan campuran dari keempat zat warna tersebut. Efisiensi perombakan zat warna ditentukan dengan cara membandingkan konsentrasi zat warna yang dirombak terhadap konsentrasi mula-mula dan dikalikan 100 persen.

3.4.3. Pengolahan Limbah Tekstil Buatan

Limbah tekstil buatan (artifisial) dibuat dengan cara mencampurkan zat warna remazol red, remazol blue, remazol yellow dan remazol black dengan perbandingan berat yang sama dan konsentrasi total 200 mg/L. Pengolahan limbah tekstil buatan dilakukan dengan dua tahap, yaitu tahap pengolahan pada kondisi anaerob dan tahap pengolahan pada kondisi aerob dengan masing-masing tahap menggunakan proses pertumbuhan tersuspensi (sel bebas)) dan proses pertumbuhan terlekat (sel teramobil). Bakteri yang digunakan pada tahap pengolahan kondisi anaerob adalah bakteri kultur tunggal yang menghasilkan efisiensi perombakan paling tinggi pada zat warna remazol yellow, remazol red, remazol black, remazol blue dan remazol campuran serta konsorsium bakteri yang merupakan campuran dari kelima bakteri tersebut. Hasil pengolahan limbah

tekstil buatan tahap anaerob selanjutnya diukur penurunan konsentrasi zat warna menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang maksimumnya. Hasil pengolahan pada kondisi anaerob kemudian diolah lebih lanjut pada kondisi aerob dengan menggunakan bakteri kultur tunggal dan konsorsium hasil isolasi dari lumpur Sungai Badung.

3.4.3.1. Pengolahan Limbah pada Kondisi Anaerob

1. Pengolahan Menggunakan Proses Pertumbuhan Tersuspensi Rancangan Bioreaktor

Unit pengolahan limbah tekstil buatan menggunakan proses pertumbuhan tersuspensi terdiri dari 3 bak yang terbuat dari kaca, yaitu bak pengisi, bak pengolah anaerob dan bak penampung efluen. Bak pengisi mempunyai volume 9.600 mL dengan dimensi panjang (20 cm), lebar (16 cm) dan tinggi (30 cm) sedangkan bak pengolah (reaktor anaerob) dan bak penampung efluen mempunyai dimensi yang sama yaitu ukuran panjang x lebar x tinggi internalnya adalah 10 x 5,5 x 20 cm dengan volume total 1.100 mL. Rancangan reaktor pengolahan limbah tekstil disajikan pada Gambar 19.

Gambar 19 Rancangan bioreaktor anaerob untuk perombakan limbah tekstil menggunakan proses pertumbuhan tersuspensi

.

Proses Pengolahan Limbah

Bak pengolah anaerob dibuat seri sebanyak 6 buah yang berturut-turut berisi bakteri yang memberikan efisiensi terbaik pada perombakan masing-masing zat warna dan konsorsium bakteri (campuran dari kelima bakteri tersebut). Limbah tekstil buatan pada bak pengisi ditambahkan 50 mL media cair dan 2 g glukosa per liter limbah. Limbah diatur pada pH sekitar 7, kemudian dialirkan ke masing-masing reaktor anaerob yang telah berisi 100 mL kultur

Bak pengisi

Penampung gas Reaktor anaerob Keran

bakteri secara upflow selama 1 jam sampai mendekati penuh. Masing-masing bak pengolah anaerob berisi sekitar 900 mL limbah tekstil buatan dan didiamkan selang waktu 4 hari untuk terjadinya proses perombakan warna. Hasil pengolahan anaerob dilakukan pengukuran konsentrasi zat warna setiap hari selama 4 hari. Hasil perombakan warna yang efisiensinya tinggi dianalisis parameter kualitas limbah yang meliputi pH, bau, TSS, TDS, nitrat, nitrit, BOD dan COD. Pengolahan limbah tekstil buatan dengan proses pertumbuhan tersuspensi diulang tiga kali.

2. Pengolahan Menggunakan Proses Pertumbuhan Terlekat Rancangan Bioreaktor

Unit Pengolahan limbah tekstil buatan menggunakan proses pertumbuhan terlekat juga terdiri dari 3 bak yang terbuat dari kaca, yaitu bak pengisi, bak pengolah dan bak penampung. Bak pengisi mempunyai volume sebesar 9.600 mL dengan dimensi panjang (20 cm), lebar (16 cm) dan tinggi (30 cm). Bak pengolah (reaktor anaerob) dengan volume total 1540 mL dengan dimensi ukuran panjang x lebar x tinggi internalnya masing-masing 11 x 7 x 20 cm. Setelah ditambahkan batu vulkanik 757 gram, volume efektif reaktor untuk limbah adalah 900 mL. Bak penampung efluen dengan volume yang sama dengan bak pengolah anaerob.

Gambar 20 Rancangan bioreaktor anaerob untuk perombakan limbah tekstil menggunakan proses pertumbuhan terlekat

Prinsip pengolahan dimulai dari ekualisasi limbah tekstil pada pH 7 dan ditambahkan nutrisi kemudian dialirkan melalui keran pengalir secara upflow ke bak pengolah anaerob yang berisi bakteri teramobil pada batu vulkanik. Setelah bak anaerob mendekati penuh dibiarkan selama 4 hari. Jumlah zat warna yang

Batu vulkanik Bak pengisi

Penampung gas Reaktor anaerob Keran

terombak diukur setiap hari selama 4 hari menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang maksimum.

Amobilisasi Bakteri Anaerob pada Batu Vulkanik

Batu vulkanik yang digunakan sebagai media pengamobil diambil dari lereng Gunung Batur, Kintamani, Bali. Batu vulkanik dihancurkan sedemikian rupa untuk memperoleh ukuran dengan diameter berkisar 0,1-0,2 cm. Batu vulkanik dicuci dengan akuades sebanyak 3 kali, dikeringkan dalam oven pada suhu 105o_{C selama 1 jam dan selanjutnya disterilisasi menggunakan autoklaf} pada suhu 121oC selama 15 menit. Ke dalam 6 buah reaktor anaerob masing-masing diisi 757 gram batu vulkanik steril yang digunakan sebagai media tempat pelekatan bakteri. Bakteri yang diamobilkan pada masing-masing bioreaktor adalah bakteri yang memberikan efisiensi terbaik pada perombakan zat warna remazol yellow, remazol red, remazol black, remazol blue, remazol campuran dan konsorsium bakteri. Amobilisasi bakteri pada batu vulkanik mengikuti metode yang telah dilakukan Castilla et al. (2003), yaitu sebanyak 100 mL kultur bakteri ditumbuhkan dalam reaktor anaerob selanjutnya ditambahkan media tumbuh dan dibiarkan selama 3 hari. Setelah 3 hari cairan dalam bioreaktor dialirkan ke luar melalui keran untuk mengeluarkan bakteri yang tidak terikat pada batu vulkanik. Pengamatan visual permukaan batu vulkanik sebelum dan setelah diamobilisasi dengan bakteri menggunakan scanning electron microscope.

Penentuan Jumlah Sel Teramobil Pada Batu Vulkanik

Penentuan jumlah sel teramobil pada batu vulkanik dilakukan dengan cara melepaskan sel yang terlekat pada batu vulkanik kemudian ditentukan jumlah koloni menggunakan metode total plate count (TPC). Pelepasan sel yang terlekat menggunakan metode yang telah dilakukan Taoufik et al. (2004), yaitu 25 gram batu vulkanik yang telah diamobilisasi dengan bakteri dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan 5 mL air steril kemudian divortex selama 2 menit. Cairan dituangkan dan batu vulkanik ditambahkan kembali 5 mL air steril dan divortex selama 2 menit. Cairan digabung, kemudian diambil sebanyak 1 mL untuk diencerkan sampai 1010 kali selanjutnya ditumbuhkan pada media agar menggunakan cawan petri dan diinkubasi selama dua hari. Jumlah koloni bakteri yang tumbuh dalam media agar dihitung menggunakan metode TPC.

Proses Pengolahan Limbah Dalam Bioreaktor

Volume efektif bioreaktor anaerob untuk limbah adalah 900 mL atau 58,44%(v/v). Limbah tekstil buatan pada bak pengisi ditambahkan 50 mL media cair dan 2 g glukosa per liter limbah, kemudian dialirkan ke dalam 6 buah reaktor yang disusun secara seri. Teknik pengaliran limbah ke bak pengolah secara upflow dengan laju alir sekitar 15 mL/menit selama 1 jam. Selanjutnya, limbah dalam bak pengolah anaerob didiamkan selama 4 hari untuk terjadinya proses perombakan warna. Konsentrasi zat warna hasil pengolahan anaerob diukur setiap hari selama 4 hari menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Limbah hasil pengolahan diukur parameter kualitas limbah meliputi pH, bau, TSS, TDS, nitrat, nitrit, BOD dan COD. Pengolahan limbah tekstil buatan dengan proses pertumbuhan terlekat diulang tiga kali.

Kontrol Perlakuan Adsorpsi Limbah Tekstil Menggunakan Batu Vulkanik Sebanyak 50 mL limbah tekstil buatan yang telah ditambahkan media cair dimasukkan ke dalam erlenmeyer ukuran 100 mL yang berisi 17 gram batu vulkanik steril. Campuran tersebut didiamkan selama 4 hari, kemudian diambil sebanyak 10 mL untuk disentrifugasi pada 2.790 x g selama 30 menit. Konsentrasi zat warna diukur setiap hari selama 4 hari menggunakan spektrofotometer UV-Vis.

3.4.3.2. Pengolahan Lanjutan pada Kondisi Aerob

Pengolahan limbah tektil buatan pada tahap anaerob yang menghasilkan kualitas limbah terbaik diulang 3 kali. Hasil pengolahan tersebut digabung dan selanjutnya digunakan sebagai sampel untuk pengolahan tahap aerob. Pengolahan tahap aerob menggunakan bakteri dari lumpur Sungai Badung yang terdiri dari 5 kultur tunggal dan 1 konsorsium bakteri. Lima bakteri kultur tunggal tersebut merupakan bakteri yang tumbuh baik pada media cair yang berisi zat warna remazol yellow, remazol red, remazol black, remazol blue dan remazol campuran sedangkan konsorsium bakteri adalah campuran dari kelima bakteri kultur tunggal tersebut. Pengolahan tahap aerob menggunakan proses pertumbuhan tersuspensi dilakukan dalam erlenmeyer ukuran 500 mL. Bakteri yang menghasilkan efisiensi perombakan tinggi dicobakan untuk mengolah limbah dengan proses pertumbuhan terlekat.

Pengolahan Menggunakan Proses Pertumbuhan Tersuspensi

Ke dalam 6 buah buah erlenmeyer 500 mL masing-masing diisi 250 mL sampel limbah hasil proses pengolahan anaerob. Masing-masing erlenmeyer ditambahkan 5 mL nutrisi dengan konsentrasi 10% dari yang digunakan pada tahap anaerob kemudian diatur pH hingga 7. Campuran tersebut ditambahkan 10 mL kultur bakteri, kemudian diinkubasi sambil diaerasi menggunakan aerator. Pengolahan dilakukan perlakuan variasi waktu tinggal limbah 1; 2 dan 3 hari. Air limbah hasil pengolahan diukur pH, bau, TSS, TDS, BOD, COD, nitrat, nitrit dan warna.

Pengolahan Menggunakan Proses Pertumbuhan Terlekat

Bakteri yang digunakan untuk mengolah limbah pada kondisi aerob dengan proses pertumbuhan terlekat adalah bakteri dengan aktivitas perombakan tinggi yang diperoleh dari pengolahan aerob proses pertumbuhan tersuspensi. Pengolahan lanjutan dengan proses pertumbuhan terlekat terdiri dari 3 tahapan yaitu, tahap amobilisasi bakteri aerob pada batu vulkanik, penentuan jumlah koloni yang teramobil pada batu vulkanik dan pengolahan limbah.

Amobilisasi Bakteri Aerob pada Batu Vulkanik

Sebanyak 148 gram batu vukanik dimasukkan ke dalam erlenmeyer ukuran 500 mL kemudian ditambahkan 50 mL kultur bakteri aerob dan 150 mL media tumbuh. Campuran tersebut didiamkan selama 3 hari sambil diaerasi menggunakan aerator. Setelah 3 hari, cairan dituang untuk mengeluarkan bakteri yang tidak terlekat pada batu vulkanik. Pengamatan visual terhadap permukaan struktur batu vulkanik setelah diamobilisasi dengan bakteri menggunakan scanning electron microscope.

Penentuan Jumlah Sel Teramobil pada Batu Vulkanik

Sel yang teramobil pada batu vulkanik dilepaskan dan ditentukan jumlah koloninya menggunakan metode TPC. Pelepasan sel menggunakan modifikasi metode yang dilakukan oleh Tauofik et al. (2004). Sebanyak 25 gram batu vulkanik yang telah diamobilisasi dengan bakteri dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan 5 mL air steril kemudian divortex selama 2 menit. Cairan dituangkan dan batu vulkanik ditambahkan kembali 5 mL air steril dan divortex selama 2 menit. Cairan digabung kemudian diambil sebanyak 1 mL untuk

diencerkan sampai 1010 kali selanjutnya ditumbuhkan pada media agar menggunakan cawan petri dan diinkubasi selama dua hari. Jumlah koloni bakteri yang tumbuh dalam media agar dihitung menggunakan metode TPC.

Proses Pengolahan Limbah

Ke dalam erlenmeyer ukuran 500 mL yang berisi bakteri teramobil pada batu vulkanik ditambahkan 250 mL limbah hasil pengolahan anaerob dan 15 mL nutrisi dengan konsentrasi 10% dari nutrisi yang digunakan pada pengolahan anaerob. Pengolahan dilakukan perlakuan variasi waktu tinggal limbah 1; 2 dan 3 hari sambil diaerasi menggunakan aerator. Air limbah hasil pengolahan diuji pH, bau, TSS, TDS, BOD, COD, nitrat, nitrit dan warna. Kualitas hasil pengolahan limbah tekstil buatan dengan proses pertumbuhan terlekat dibandingkan dengan hasil pengolahan proses tersuspensi. Hasil pengolahan terbaik selanjutnya digunakan untuk mengolah limbah yang diambil dari industri pencelupan tekstil. 3.4.4. Pengolahan Limbah Tekstil Sistem Kombinasi Anaerob-Aerob

Air limbah tekstil diambil dari industri pencelupan tekstil CV. Mama & Leon yang berlokasi di Kabupaten Tabanan, Provinsi Bali. Air limbah yang digunakan adalah air limbah tekstil yang belum mengalami pencampuran dan pengolahan. Air limbah tekstil diolah dengan sistem kombinasi anaerob-aerob dengan proses pertumbuhan terlekat menggunakan konsorsium bakteri atau kultur tunggal dengan efisiensi perombakan terbaik yang diperoleh pada perlakuan pengolahan limbah tekstil buatan.

Perancangan Bioreaktor

Unit Pengolahan limbah tekstil sistem kombinasi anaerob-aerob terdiri dari 4 bak yang terbuat dari kaca yaitu, bak pengisi volume 9.600 mL dengan dimensi panjang (20 cm), lebar (16 cm) dan tinggi (30 cm), bak pengolah anaerob (reaktor anaerob) dengan volume total 1.540 mL dengan dimensi ukuran panjang x lebar x tinggi internalnya masing-masing 11 x 7 x 20 cm. Setelah ditambahkan batu vulkanik 757 gram, volume efektif bioreaktor untuk limbah adalah 900 mL, bak pengolah aerob (reaktor aerob) dan bak penampung efluen berdimensi yang sama dengan bak pengolah anaerob.

Lampiran 13. Karakteristik limbah tekstil buatan hasil pengolahan anaerob untuk sampel pada pengolahan lanjutan tahap aerob

Parameter Satuan Hasil pemeriksaan

Warna CU ₁₉₅

pH - _6,15

Bau - _Berbau

TDS mg/ L ₂₁₅₀

TSS mg/L ₇₂₅

Nitrat mg/L _0,15

Nitrit mg/L _0,09

BOD mg/L ₄₆₁

152 Lampiran 14 Pengolahan limbah tekstil buatan tahap aerob menggunakan proses pertumbuhan tersuspensi selama 1-3 hari inkubasi.

1. Pengolahan tersuspensi selama 1 hari inkubasi

Param

eter Satuan

Plesiomonas

sp.SB1

Plesiomonas sp. SB2 Vibrio sp. SB1 Vibrio sp.SB2 Vibrio sp.SB3 Konsorsium

I II III I II III I II III I II III I II III I II III Warna CU 127 129 126 125 127 124 128 130 127 122 122 120 125 126 130 117 115 118 pH 7,15 6,9 6,85 6,75 6,9 6,95 6,08 6,2 5,95 7,35 7,35 7,15 6,3 6,75 6,55 7,25 7,2 7,15

Bau - - - - - -

TDS mg/L 1.775 1.720 1.748 1.825 1.840 1.810 1.780 1.775 1.795 1.825 1.825 1.810 1.715 1.700 1.706 1.750 1.730 1.745 TSS mg/L 680 700 660 660 710 670 690 660 670 700 670 640 650 670 710 700 620 690 Nitrat mg/L 2,39 2,44 2,52 2,33 2,46 2,72 2,26 2,37 2,46 2,16 2,16 1,98 2,74 2,79 2,81 2,42 2,26 2,37 Nitrit mg/L 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,06 0,06 0,06 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,06 BOD mg/L 221 218 216 191 185 187 205,6 210 207 195 191 194 191 189 181 146 145 141 COD mg/L 600 600 573 627 660 560 547 553 573 567 567 553 553 533 567 547 540 547 2. Pengolahan tersuspensi selama 2 hari inkubasi

Param

eter Satuan

Plesiomonas sp.SB1 Plesiomonas sp. SB2 Vibrio sp. SB1 Vibrio sp.SB2 Vibrio sp.SB3 Konsorsium

I II III I II III I II III I II III I II III I II III Warna CU 118 125 110 108 115 110 115 119 112 112 116 114 115 118 120 102 105 108 pH 7,05 6,82 6,5 6,55 6,84 6,75 5,8 6 5,75 7 7,15 6,9 6,25 6,5 6,25 7,02 7,15 7,05

Bau - - - -

TDS mg/L 1580 1600 1550 1700 1620 1680 1380 1400 1375 1475 1400 1425 1400 1380 1350 1375 1325 1350 TSS mg/L 570 520 560 520 530 580 540 530 570 590 530 530 570 540 570 520 560 540 Nitrat mg/L 2,81 3,03 3,01 3,01 2,95 3,03 3,50 3,32 3,28 2,19 3,02 2,75 3,36 3,16 3,12 2,82 3,02 3,01 Nitrit mg/L 0,04 0,04 0,04 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,05 0,04 0,05 0,03 0,04 0,04 0,04 0,03 0,03 BOD mg/L 88,8 85,8 86,6 90,8 97,8 88,6 97,8 95,6 90,8 90,8 92,8 85,8 84,8 85,8 80,8 85,8 84,8 90,8 COD mg/L 260 253 253 253 273 253 233 253 240 247 253 253 226 247 247 226 240 226 3. Pengolahan tersuspensi selama 3 hari inkubasi

Param

eter Satuan

Plesiomonas sp.SB1 Plesiomonas sp. SB2 Vibrio sp. SB1 Vibrio sp.SB2 Vibrio sp.SB3 Konsorsium

I II III I II III I II III I II III I II III I II III Warna CU 105 98 102 105 101 103 95 97 98 98 100 97 95 97 98 96 90 89 pH - 7,05 6,82 6,5 6,55 6,84 6,75 5,8 6 5,75 7 7,15 6,9 5,8 6 5,75 7,02 7,15 7,05

Bau - - - -

TDS mg/L 1.230 1.220 1.230 1.390 1.370 1.390 1.100 1.090 1.110 1.190 1.330 1.290 1.100 1.090 1.110 1090 1080 1080 TSS mg/L 420 410 430 420 410 440 440 420 425 430 410 440 440 420 425 400 410 430 Nitrat mg/L 2,80 3,03 3,01 3,01 2,95 3,03 3,50 3,32 3,28 2,19 3,02 2,75 3,50 3,32 3,28 2,82 3,02 3,01 Nitrit mg/L 0,04 0,04 0,04 0,02 0,03 0,03 0,02 0,02 0,02 0,04 0,03 0,04 0,02 0,02 0,02 0,03 0,02 0,02 BOD mg/L 74,8 78,8 81,8 80,8 81,8 84,3 74,8 68,8 65,3 80,3 82,3 81,5 74,8 68,8 65,3 58,8 52,8 50,4 COD mg/L 113 120 133 126 160 107 107 113 112 147 127 147 107 113 112 107 98 100 Konsorsium : Campuran Plesiomonas sp.SB1, Plesiomonas sp. SB2, Vibrio sp.SB1, Vibrio sp.SB2, dan Vibrio sp. SB3

Lampiran 15. Pengolahan limbah tekstil buatan tahap aerob menggunakan proses pertumbuhan terlekat selama 1-3 hari inkubasi

1. Pengolahan terlekat selama 1 hari inkubasi

Parameter Satuan Vibrio sp. SB1 Vibrio sp.SB3 Konsorsium

I II III I II III I II III Warna CU 120 115 118 115 118 116 115 113 115 pH - 6,85 7,02 7,00 6,45 6,50 6,55 7,15 7,05 7,15 Bau - - - - TDS mg/L 1760 1758 1765 1710 1708 1700 1743 1725 1730 TSS mg/L 670 665 675 645 672 675 655 635 640 Nitrat mg/L 2,26 2,35 2,42 2,72 2,72 2,73 2,33 2,16 2,21 Nitrit mg/L 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,07 0,05 0,05 0,05

BOD mg/L 206 202 207 181 180 184 146 139 141 COD mg/L 467 473 473 460 473 467 453 427 460

2. Pengolahan terlekat 2 hari inkubasi

Parameter Satuan Vibrio sp. SB1 Vibrio sp.SB3 Konsorsium

I II III I II III I II III Warna CU 115 112 113 118 115 114 107 112 104 pH 5,85 6,14 6,05 6,30 6,50 6,27 7,07 6,95 6,85

Bau - - -

TDS mg/L 1385 1365 1370 1375 1368 1360 1350 1345 1338 TSS mg/L 530 540 535 565 540 560 510 535 530 Nitrat mg/L 2,87 2,98 2,63 2,98 3,04 2,87 2,82 2,63 2,75 Nitrit mg/L 0,02 0,03 0,03 0,029 0,03 0,03 0,03 0,02 0,02 BOD mg/L 91 87 89 83 85 81 81 85 87 COD mg/L 247 253 247 247 253 253 213 207 213

3. Pengolahan terlekat 3 hari inkubasi

Parameter Satuan Vibrio sp. SB1 Vibrio sp.SB3 Konsorsium

I II III I II III I II III Warna CU 70 78 74 70 78 80 65 60 70 pH - 6,25 6,15 6,85 6,25 6,15 6,25 6,50 6,85 6,50

Bau - - - -

TDS mg/L 1085 1075 1060 1090 1065 1065 1060 1075 1055 TSS mg/L 420 415 425 415 410 425 380 390 400 Nitrat mg/L 3,02 3,03 2,85 3,02 3,05 3,02 2,98 2,85 2,98 Nitrit mg/L 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03 0,03 0,02 0,02 BOD mg/L 62 65 63 62 65 69 52 51 50 COD mg/L 98 103 95 103 93 97 94 92 93 Konsorsium : Campuran Plesiomonas sp.SB1, Plesiomonas sp. SB2, Vibrio sp.SB1, Vibrio sp.SB2,

Lampiran 16. Uji toksisitas akut limbah tekstil CV. Mama & Leon sebelum pengolahan dan setelah pengolahan menggunakan hewan uji Daphnia magna selama

paparan 48 jam.

Limbah Konsentrasi (%)

Jumlah

Daphnia magna

Mortalitas

Daphnia magna

Modus

Mortalitas

Daphnia magna (%)

I II III

Limbah tekstil sebelum

diolah

Kontrol (0%) 10 ekor 0 1 0 0 0

6,25 10 ekor 1 0 0 0 0

12,5 10 ekor 2 1 1 1 10

25 10 ekor 3 2 2 2 20

50 10 ekor 3 2 3 3 30

100 10 ekor 4 5 5 5 50

Tahap pengolahan

anaerob

Kontrol (0%) 10 ekor 0 1 0 0 0

6,25 10 ekor 1 2 1 1 10

12,5 10 ekor 2 1 2 2 20

25 10 ekor 4 3 4 4 40

50 10 ekor 5 4 5 5 50

100 10 ekor 5 6 6 4 60

Tahap Pengolahan

aerob

Kontrol (0%) 10 ekor 1 0 0 0 0

6,25 10 ekor 0 1 0 0 0

12,5 10 ekor 1 1 0 1 10

25 10 ekor 1 1 1 1 10

50 10 ekor 1 2 2 2 20

Lampiran 17. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor : KepMen LH No. 51/MENLH/10/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri. Tanggal 23 Oktober 1995.

No Parameter Satuan Golongan Mutu Limbah Cair

Fisika

1 Temperatur oC 38 40

2 Zat padat terlarut mg/L 2000 4000

3 Zat padat tersuspensi mg/L 200 400

Kimia

1 pH - 6,0-9,0

2 Besi terlarut (Fe) mg/L 5,0 10

3 Mangan terlarut (Mn) mg/L 2,0 5,0

4 Barium (Ba) mg/L 2,0 3,0

5 Tembaga (Cu) mg/L 2,0 3,0

6 Seng (Zn) mg/L 5,0 10

7 Krom Heksavalen (Cr6+) mg/L 0,1 0,5

8 Krom total (Cr) mg/L 0,5 1,0

9 Cadmium (Cd) mg/L 0,05 0,1

10 Air Raksa (Hg) mg/L 0,002 0,005

11 Timbal (Pb) mg/L 0,1 1,0

12 Stanum (Sn) mg/L 2,0 3,0

13 Arsen (As) mg/L 0,1 0,5

14 Selenium (Se) mg/L 0,05 0,5

15 Nikel (Ni) mg/L 0,2 0,5

16 Kobalt (Co) mg/L 0,4 0,6

17 Sianida (CN) mg/L 0,05 0,5

18 Hidrogen Sulfida (H2S) mg/L 0,05 0,1

19 Fluorida (F) mg/L 2,0 3,0

20 Klorin bebas (Cl2) mg/L 1,0 2,0

21 Amonia bebas (NH3-N) mg/L 1,0 5,0

22 Nitrat (NO3-N) mg/L 20 30

23 Nitrit (NO2-N) mg/L 1,0 3,0

24 BOD5 mg/L 50 150

25 COD mg/L 100 300

26 Senyawa aktif biru metilen mg/L 5,0 10

27 Fenol mg/L 0,5 1,0

28 Minyak nabati mg/L 5,0 10

Plants and Its Application for The Textile Wastewater Treatment in an Anaerobic-Aerobic Combination System. Supervised by DWI ANDREAS SANTOSA, BIBIANA W. LAY and ANAS MIFTAH FAUZI.

The objective of this research is to assess the wastewater treatment using bacteria that were adapted to the textile wastewater environment. Bacteria were isolated from the sludge of textile waste water treatment plants of CV Mama & Leon in Tabanan Regency and Badung River, Denpasar Bali. Phases of this research were begun by cultivating the bacteria in liquid media in anaerobic and aerobic condition. Afterwards, bacteria were selected through some phases by re-cultivating them in liquid media containing textile dye at higher concentration. Those selected bacteria were then identified and its efficiency was examined towards textile dye at various pH conditions, glucose concentration, dye concentration and retention time. The dye implemented in this test consisted of yellow remazol, red remazol, black remazol, blue remazol and mixture of the four dyes. Potential bacteria obtained were used in the treatment of artificial textile wastewater using anaerobic-aerobic system. In this wastewater treatment suspended-growth and attached-growth were applied within anaerobic-aerobic reactor. The treatment system by attached growth process used volcanic stone as media for attachment of the bacteria. The best wastewater treatment obtained will later on be applied for processing the textile sludge taken from textile dying industry. A number of 27 selected bacteria were obtained from the mud waste of CV Mama & Leon consisting of Aeromonas sp., Pseudomonas sp.,

Flavobacterium sp., Plesiomonas sp. and Vibrio sp. Meanwhile, 5 other selected bacteria taken from the mud of Badung River were Vibrio sp and Plesiomonas sp. Textile wastewater treatment in anaerobic-aerobic reactor used bacteria consortia comprising Aeromonas sp. ML6, Aeromonas sp ML14, Pseudomonas sp. ML8 and Flavobacterium sp. ML20 in the anaerobic phase and bacteria consortia consisting of Plesiomonassp.SB1, Plesiomonassp.SB2, Vibrio sp.SB1,

Vibrio sp.SB2 and Vibrio sp.SB3 in aerobic phase with 3-day retention time. Each reactor could produce wastewater below the standard required by the Ministerial Decree of Environmental Affairs No. 51/MENLH/10/1995. This technology produced efficiency of dye degradation, TDS, TSS, COD and BOD respectively of 95.72%, 80.87%, 87.50%, 98.38% and 93.90%. Result of textile wastewater treatment in anaerobic phase had higher toxicity level than the one before being processed. However, its toxicity was sharply reduced after passing through aerobic treatment phase.

Keywords : Anaerobic-aerobic combined system, Bacteria consortia, Suspended-growth treatment processes, Attached-Suspended-growth treatment processes