29 Kandungan karbon dalam media berhubungan dengan bakteri
heterotrof. Bakteri heterotrof menggunakan karbon organik sebagai sumber energinya. Kandungan karbon pada biofilter 1 mengalami
kenaikan. Hal ini dikarenakan jumlah karbon yang dikonsumsi oleh bakteri heterotrof lebih sedikit dibandingkan karbon yang dihasilkan dari
hasil dekomposisi bahan tambahan dalam biofilter sekam. Penurunan karbon dikarenakan pengkonsumsian oleh bakteri heterotrof. Penurunan
kandungan karbon hanya sampai hari ke-9 yaitu dari 25 menjadi 23, kemudian setelah hari ke-9 karbon naik sampai pada hari ke-30 menjadi
28. Nilai pH mengalami penurunan, namun masih dalam batas
dimana bakteri Thiobacillus sp dan Nitrosomonsas sp masih bisa hidup. Penurunan pH ini dapat dilihat pada Gambar 7 c. Nilai pH pada biofilter
1 ini berselang antara 5.76 sampai 7.25. Bakteri Thiobacillus sp hidup antara pada pH 6 sampai 8. Peningkatan nitrat dan sulfat ini juga ditandai
dengan turunnya pH pada media. Nilai pH di awal untuk masing-masing adalah 7.23 pada lubang ke-1; 7.27 pada lubang ke-2 dan 7.25 pada lubang
ke-3. Pada minggu terakhir pH turun menjadi 6.83 pada lubang ke-1; 6.59 pada lubang ke-2 dan 7.2 pada lubang ke-3.
C. BIOFILTER 2 kompos, tanah dan sekam
1. Kinerja penghilangan Amoniak NH
3
Kinerja penghilangan amoniak pada biofilter 2 selama pengoperasian dapat dilihat pada Gambar 10. Biofilter 2 ini menggunakan
bahan pengisi kompos, tanah dan sekam. Konsentrasi inlet dan outlet pada biofilter dua dapat dilihat pada Gambar 10 a, sedangkan efisiensi dapat
dilihat pada Gambar 10 b. Biofilter 2 yang berisi kompos, tanah dan sekam ini memiliki kinerja yang tidak jauh berbeda dengan biofilter 1. Hal
ini dapat dilihat dari efisiensi yang tidak stabil selama beberapa hari. Pada hari ke-6 pagi efisiensi sudah turun menjadi 78, kemudian naik kembali
30 pada sore harinya menjadi 90 dan turun lagi pada hari ke-9 dengan
efisiensi 67.
Gambar 10. Kondisi dan kinerja penghilangan NH
3
biofilter dua a inlet-outlet, b efisiensi dan kadar air, c pH, d jumlah bakteri.
100 200
300 400
500 600
700
7 14
21 28
k o
n s
en tr
as i
p p
m
20 40
60 80
100
7 14
21 28
e fisien
si K
.A ir
4 6
8
7 14
21 28
pH
2 4
6 8
10 12
7 14
21 28
hari ke- log c
fu da n M
P N
Thio L-1 Thio L-2
Thio L-3 heterotrof L-1
heterotrof L-2 heterotrof L-3
Nitrosomonas sp lubang 1:pH dan kadar air
lubang 2:pH dan kadar air lubang 3:pH dan kadar air
efisiensi
inlet outlet
a
b
c
d
31 Efisiensi hari ke-9 merupakan efisiensi terendah dari proses
selama 30 hari. Efisiensi yang tidak stabil dari hari ke-6 sampai hari ke-9 dikarenakan inlet NH
3
yang sangat tinggi di awal, hari ke-0 sampai hari ke-3. Selanjutnya hari ke-10 sampai hari ke-19 efisiensi relatif stabil
berselang antara 94 sampai 100. Hari ke-20 terjadi penurunan efisiensi kembali menjadi 72
dikarenakan konsentrasi inlet kembali tinggi di hari ke-14 sebesar 471 ppm dan hari ke-16 sebesar 439.5 ppm. Selanjutnya efisiensi stabil sampai
hari ke-30 walaupun beberapa kali mengalami penurunan kemudian dapat naik kembali. Efisiensi rata-rata untuk biofilter dua adalah 97. Efisiensi
rata-rata biofilter dua lebih kecil dibanding biofilter pertama. Populasi jumlah bakteri Nitrosomonas sp, Thiobacillus sp dan
heterotrof dapat dilihat pada Gambar 10 d. Populasi bakteri Nitrosomonas sp mengalami beberapa penurunan. Seperti pada minggu
hari ke-9 populasi bakteri turun dari 6.85 selg-contoh pada hari ke-0 menjadi 3.18 selg-contoh. Hal ini dikarenakan pada tiga hari pertama
konsentrasi inlet amoniak sangat tinggi yang menyebabkan bakteri amoniak tidak bisa beradaptasi dengan baik. Tidak ditambahkannya sludge
juga menjadi faktor yang menyebabkan populasi bakteri sedikit. Menurut Hirai et al. 2001, keuntungan dari campuran sludge dengan kompos
adalah meningkatkan populasi bakteri nitrifikasi untuk menurunkan waktu aklimasi dan untuk mencoba mengurangi kepadatan pada media biofilter.
Populasi bakteri Nitrosomonas sp mengalami penambahan dari hari ke-9 sampai hari ke-30. Pada hari ke-9 jumlah bakteri Nitrosomonas
sp sebanyak 3.18 selg-contoh, kemudian pada hari ke-30 jumlah bakteri sebanyak 6.3 sel g-contoh.
Populasi bakteri log cfu Thiobacillus sp pada hari ke-0 adalah 5.3 cfug-contoh pada lubang pertama, 5.48 cfug-contoh ada lubang ke-2
dan tidak ada pada lubang ke-3, kemudian pada hari ke-9 bakteri Thiobacillus sp tidak ada yang tumbuh karena tingginya konsentasi inlet
amoniak dan hidrogen sulfida dalam tiga hari pertama. Menurut Chung et al. 1996, untuk mendapatkan energi, bakteri Thiobacillus thioparus
32 CH11 mengoksidasi hidrogen sulfida menjadi sulfat dengan beban inlet
yang tendah. Pada hari ke-16 sampai hari ke-30 populasi bakteri Thiobacillus
sp relatif stabil meskipun dalam jumlah yang sedikit. Populasi bakteri populasi bakteri dari hari ke-16 sampai ke-30 berkisar antara 2 cfug-
contoh sampai 3.7 cfug-contoh. Populasi bakteri heterotrof selalu ada pada setiap biofilter
meskipun pada hari ke-16 di lubang ke-3 tidak ada bakteri yang tumbuh. Hal ini dikarenakan pada lubang ke-3, hari ke-16 kadar air hanya 22.5 .
Selain itu, pada hari ke-16, lubang ke-3 bakteri Thiobacillus sp mengalami peningkatan yang menyebabkan nutrien yang berada pada
media digunakan oleh bakteri Thiobacillus sp. Populasi jumlah bakteri log cfu heterotrof pada lubang ke-1 dan
ke-2 relatif lebih stabil. Nilai logaritma bakteri pada lubang satu berkisar antara 5.48 cfug-contoh sampai 8 cfug-contoh. Populasi bakteri pada
lubang dua berkisar antara 5 cfug-contoh sampai 9.68 cfug-contoh. Stabilnya populasi bakteri pada lubang satu dan dua dikarenakan kadar air
pada lubang satu dan dua sesuai dengan pertumbuhan bakteri. Pada lubang satu kadar air berkisar antara 47 sampai 62. Kadar air pada lubang dua
berkisar antara 32 sampai 57. Perubahan kadar air ini dapat dilihat pada Gambar 10 b
2. Kinerja Penghilangan Hidrogen Sulfida H
2
S
Kinerja penghilangan hidrogen sulfida pada biofilter dua selama pengoperasian dapat dilihat pada Gambar 11. Kinerja penghilangan
hidrogen sulfida tidak jauh berbeda dengan kinerja penghilangan pada biofilter 1. Namun, lebih baik sedikit. Hal ini dapat dilihat dari efisiensi
yang rendah sejak hari ke-11 yaitu 59. Efisiensi yang berada dibawah 90 lebih banyak dibandingkan yang diatas 90.
33 Hari ke-13 sampai hari ke-20 efisiensi berada pada selang 51
sampai 89, kemudian pada hari selanjutnya efisiensi terus mengalami penurunan dan kenaikan secara signifikan. Seperti pada hari ke-29 dengan
efisiensinya 100 turun menjadi 61 pada hari ke-30. Rata-rata penghilangan hidrogen sulfida pada biofilter 2 ini adalah 82. Efisiensi
yang tidak stabil ini dikarenakan bakteri Thiobacillus sp yang jumlahnya tidak stabil Gambar 10 d dan lebih tingginya konsentrasi inlet. Selain
itu, Pada konsentrasi NH
3
rendah, efisiensi penghilangan H
2
S tinggi yaitu 99 pada waktu pengoperasian Lee et al., 2002.
Berdasarkan grafik pada Gambar 11 dapat dilihat bahwa akumulasi inlet pada awal pengoperasian yang cukup tinggi
mengakibatkan kemampuan biofilter yang kurang baik sejak awal pengoperasian. Biofilter 2 ini membutuhkan adaptasi pada konsentrasi
yang lebih rendah dari pada konsentrasi inlet untuk pertumbuhan bakteri. Gambar 11. Kinerja penghilangan H
2
S biofilter dua a inlet-outlet, b efisiensi.
20 40
60 80
100
7 14
21 28
ko n
se n
tr as
i p
p m
20 40
60 80
100
7 14
21 28
hari ke- e
fi s
ie n
s i
inlet outlet
a
b
34
3. Kandungan Nitrogen, Sulfur dan Karbon dalam Media Biofilter
Perubahan kandungan nitrogen, sulfur dan karbon biofilter 2 selama penelitian dapat dilihat pada Gambar 12. Efisiensi penghilangan
amoniak yang sebagian besar diatas 96 ini juga berdampak pada konsentrasi nitrat dalam media yang juga meningkat. Pada hari pertama
konsentrasi nitrat adalah 1286.9 ppm, kemudian meningkat sampai pada hari terakhir menjadi 3638.8 ppm. Konsentrasi nitrat pada hari ke-16 ini
lebih kecil dibandingkan hari ke-9 dikarenakan nitrat terbawa air yang setiap hari disiramkan untuk menjaga kadar air media leachet atau nitrat
telah berubah menjadi nitrogen organik. Konsentrasi nitrat yang meningkat juga dibuktikan dengan
konsentrasi nitrogen total dalam media. Konsentrasi nitrogen total dalam media pada hari ke-0 adalah 4300 ppm, kemudian meningkat sampai pada
hari ke-30 menjadi 8100 ppm. Selain itu, terjadi peningkatan ion amonium dari 86 ppm pada hari ke-0 menjadi 178 ppm pada hari ke-30.
Konsentrasi nitrat yang terus meningkat juga diikuti kenaikan konsentrasi sulfat dalam media. Pada hari ke-0 konsentarsi sulfat 69,7
ppm, kemudian terus meningkat sampai pada hari ke-30 menjadi 84 ppm. Konsentrasi sulfur total pada media mengalami penurunan dari hari ke-0
3153 ppm sampai hari ke-16 2533 ppm, kemudian naik kembali sampai hari ke-30 22759 ppm.
Kenaikan konsentrasi nitrat dan sulfat mengakibatkan pH media menjadi turun. Hari ke-0 pH biofilter masih diatas tujuh yaitu 7.3 pada
lubang ke-1; 7.37 pada lubang ke-2 dan 7.3 pada lubang ke-3 sedangkan pada hari terakhir pH turun menjadi 6.51 pada lubang ke-1; 6.41 pada
lubang ke-2 dan 6.95 pada lubang ke-3. Adapun terjadi peningkatan pH selama proses filtrasi seperti di lubang dua dari hari ke-16 sampai hari ke-
30 hal ini disebabkan karena adanya akumulasi ion amonium di akibat kelebihan gas amoniak Yani et al., 1998. Menurut Cho et al. 2000,
bahwa polutan gas yaitu amoniak dan hidrogen sulfida yang masuk ke dalam suatu biofilter akan didegradasi oleh mikroorganisme membentuk
35 asam kuat yaitu nitrat dan sulfat yang selanjutnya akan terkumpul dalam
media sehingga menyebabkan pH di dalam biofilter menjadi turun. Kandungan karbon dalam media mengalami peningkatan yaitu
dari 28 pada hari ke-0 menjadi 28.4 pada hari ke-30. Peningkatan karbon dikarenakan bakteri autotrof yang mengkonsumsi CO
2
sebagai sumber energinya.
Gambar 12. Kandungan beberapa unsur dalam biofilter dua a Nitrogen, b Sulfur, c Karbon.
2000 4000
6000 8000
10000
7 14
21 28
k ons
e nt
ra s
i ppm
1000 2000
3000 4000
7 14
21 28
ko n
sen tr
a si
p p
m
25 26
27 28
29 30
7 14
21 28
hari K
a ndu
nga n
K a
rbon
N total Nitrat
ion am onioum
S total sulfat
a
b
c
36
D. BIOFILTER 3 kompos, tanah, serasah daun karet dan sludge
