35
4.2.1 Pengaruh pH Terhadap Alkalinitas, Profil Pertumbuhan Mikroba, dan Volatile Solid VS
Digestasi anaerobik sangat sensitif terhadap perubahan pH, terjadinya perubahan pH yang signifikan seperti terjadi penurunan pH yang besar akan
mengakibatkan pertumbuhan mikroba mengalami gangguan dan menyebabkan penurunan konsentrasi mikroba [37] ]. Kestabilan pH dapat meningkatkan kinerja
mikroba hidrolisis dan asidogenesis [14]. Proses asidogenesis itu sendiri berlangsung pada pH rendah atau dalam suasana asam [22]. Menurut Ventura et al, pH optimal
proses asidogenesis untuk pertumbuhan mikroba adalah 5,5-6,5[37 ]. Alkalinitas merupakan faktor penting untuk fermentor agar beroperasi dengan
baik. Nilai alkalinitas yang dibutuhkan dapat dipenuhi dengan memberikan bahan kimia tambahan seperti: natrium bikarbonat, natrium karbonat, amonium hidroksida,
natrium hidroksida, dan kalium hidroksida [38]. Untuk menjaga pH sesuai yang diinginkan ditambahkan NaHCO
3
pada pengaruh pH terhadap alkalinitas, profil pertumbuhan mikroba, dan volatile solid VS ditunjukkan pada Gambar 4.1, 4.3, dan
4.5.
Gambar 4.1 Pengaruh pH Terhadap Alkalinitas 500
1000 1500
2000 2500
3000 3500
4000 4500
5000 5500
6000
1 2
3 4
5 6
7
5 10
15 20
25
A lk
al in
itas m
g L
pH
Waktu hari
pH 5 pH 5,5
pH 6 Alkalinitas pH 5
Alkalinitas pH 5,5 Alkalinitas pH 6
Universitas Sumatera Utara
36 Gambar 4.2 Pengaruh pH Terhadap Rata-rata Alkalinitas
Gambar 4.3 Pengaruh pH Terhadap Profil Pertumbuhan Mikroba 500
1000 1500
2000 2500
3000 3500
4.5 5
5.5 6
6.5
A lk
al in
itas
pH
5000 10000
15000 20000
5 10
15 20
25
V S
S m
g L
Waktu hari
pH 5 pH 5,5
pH 6
Universitas Sumatera Utara
37 Gambar 4.4 Pengaruh pH Terhadap Pertumbuhan Mikroba Terbaik
Gambar 4.5 Pengaruh pH Terhadap Volatile Solid VS
14240 17460
14660
5000 7000
9000 11000
13000 15000
17000 19000
21000 23000
25000
5 5.5
6
V S
S m
g L
pH
5000 10000
15000 20000
25000 30000
5 10
15 20
25
V S
m g
L
Hari ke-
pH 5 pH 6
pH 5,5
Universitas Sumatera Utara
38 Gambar 4.6 Pengaruh pH Terhadap Volatile Solid VS Terbaik
Pada proses asidogenesis, pH yang terlalu tinggi dapat menyebabkan mikroorganisme berkembang melebihi mikroorganisme penghasil asam, sedangkan
penggunaan pH yang terlalu rendah juga dapat menghambat aktivitas mikroorganisme penghasil asam dan mengakibatkan ketidakseimbangan sistem [54]. Alkalinitas
menggambarkan kemampuan dari proses di dalam reaktor untuk menetralisir asam organik yang berlebihan dan menjaga pH agar tetap konstan[32]. Alkalinitas yang
tinggi akan bisa menjaga kestabilan pH sehingga sangat baik untuk pertumbuhan mikroba, tetapi perubahan alkalinitas yang tinggi dapat menghambat metabolisme
mikroba dan menurunkan produksi VFA [30]. Dengan kata lain alkalinitas sangat berhubungan dengan pH.
Gambar 4.1 menunjukkan hasil alkalinitas pada pH 5 berada pada nilai 1.200 –
1.500 mgL, pada pH 5,5 berada pada nilai 1.200 – 2.600 mgL dan pada pH 6 berada
pada nilai 1.200 – 3.100 mgL. profil pengaruh pH terhadap rata-rata alkalinitas dapat
dilihat pada gambar 4.2. Gambar 4.2 menunjukkan nilai rata-rata alkalinitas yang berfluktuasi namun
dapat dikatakan stabil dan alkalinitas cenderung menurun terhadap penurunan pH. Nilai rata-rata alkalinitas pada pH 5 adalah 1.412,5000 mgL, pada pH 5,5 adalah
2.270,8333 mgL dan pada pH 6 adalah 2.814,5833 mgL. Nilai alkalinitas tersebut masih wajar dan masih dalam rentang nilai alkalinitas pada proses asidogenesis yaitu
830-7.000 mgL [32].
16740
15120 15300
2000 6000
10000 14000
18000 22000
26000 30000
4.5 5
5.5 6
6.5
V S
m g
L
pH
Universitas Sumatera Utara
39 Oleh sebab itu, pada variasi pH tahapan asidogenesis LCPKS pada keadaan
ambient dengan menggunakan reaktor batch dapat disimpulkan bahwa penurunan pH memberikan dampak yang signifikan terhadap alkalinitas, dimana dengan menurunnya
pH diperoleh nilai rata-rata alkalinitas yang menurun. Gambar 4.3 menunjukkan profil pertumbuhan mikroba. Pertumbuhan
mikroorganisme dalam proses asidogenesis LCPKS pada variasi pH dalam reaktor dapat diukur secara tidak langsung dengan analisa VSS [51]. Konsentrasi VSS dapat
menjadi indikator pertumbuhan mikroba aktif dalam reaktor. Pada pembahasan sebelumnya metabolisme dan pertumbuhan mikroba juga sangat bergantung pada pH
dan alkalinitas. Pengaruh pH terhadap profil pertumbuhan mikroba ditunjukkan pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3 menunjukkan bahwa profil konsentrasi VSS cenderung meningkat dan menandakan adanya pertumbuhan mikroba. Profil VSS pada variasi pH 5; 5,5; dan
6 mengalami fluktuasi dan akhirnya konstan. Namun terdapat ketidakstabilan data pertumbuhan mikroba pada semua variasi pH, dimana pada hari ke-9 terjadi penurunan
konsentrasi VSS yang cukup besar, penurunan konsentrasi VSS bisa terjadi dikarenakan gangguan pada kondisi operasi, seperti matinya motor pengaduk yang
menyebabkan terhentinya pengadukan pada fermentor. Dalam digesti anaerob khususnya pada proses asidogenesis pengadukan juga berperan penting dalam
mengembangbiakan mikroorganisme. Hal ini terjadi dikarenakan dengan pengadukan, substrat dalam fermentor akan homogen dan merata sehingga proses perombakan akan
lebih efektif dan menghindari padatan-padatan mengendap yang dapat mengurangi keefektifan proses digesti [33].
Pada pH 5 diperoleh konsentrasi VSS sebesar 7.020 – 16.760 mgL, pada pH 5,5
sebesar 7.020 – 17.500 mgL, dan pada pH 6 nilai VSS sebesar 7.020 – 16.060 mgL.
Profil pertumbuhan mikroba terbaik untuk setiap variasi pH dapat dilihat pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4 menunjukkan profil VSS terbaik untuk setiap variasi pH. Profil pertumbuhan mikroba terbaik dicapai pada hari ke 8 dengan pH 5,5 sebesar 17.460
mgL. Adapun nilai VSS pada pH 5 adalah 14.420 mgL, pada pH 5,5 sebesar 17.460 mgL dan pada pH 6 sebesar 14.660 mgL. Fluktuasi pada nilai VSS kemungkinan
disebabkan oleh perubahan pH. pH mempengaruhi banyak aspek dalam proses
Universitas Sumatera Utara
40 anaerob, seperti; keragaman mikroorganisme, laju hidrolisis substrat dan faktor
penghambat. Pada variasi pH tahapan asidogenesis LCPKS pada keadaan ambient, penurunan pH memberikan dampak yang signifikan terhadap konsentrasi VSS,
dimana seiring dengan menurunnya pH diperoleh konsentrasi VSS yang menurun. Hal ini kemungkinan disebabkan karena mikroorganisme asidogenik tidak bekerja dengan
optimal pada pH yang rendah [57]. Namun pH yang lebih tinggi juga tidak menjamin mikroorganisme asidogenik bekerja dengan optimal, Gambar 4.4 menunjukkan profil
VSS terbaik dicapai pada pH 5,5 dimana mikroorganisme asidogenik bekerja dengan optimal dan memiliki konsentrasi VSS yang lebih tinggi.
Oleh karena itu, pada proses asidogenesis LCPKS dengan menggunakan reaktor batch pada keadaan ambient, variasi pH memberikan dampak yang signifikan terhadap
perubahan VSS, dimana diperoleh konsentrasi VSS tertinggi dicapai pada pH 5,5. Gambar 4.5 menunjukkan profil volatile solid VS. Keberlangsungan proses
digestasi anaerobik dapat dilihat dari degradasi bahan organik dalam substrat yang diolah. Kandungan VS digunakan sebagai indikator banyaknya bahan organik dalam
substrat [49]. Reduksi VS menandakan besarnya degradasi bahan organik dalam substrat. Analisis terhadap VS dilakukan setiap hari sampai nilainya konstan.
Gambar 4.5 menunjukkan bahwa pada variasi pH 5; 5,5; dan 6 profil VS mengalami fluktuatif dan akhirnya konstan. Pada pH 5 diperoleh VS dengan nilai
14.460 – 21.720 mgL, pada pH 5,5 dengan nilai 11.780 – 21.720 mgL, dan pada pH
6 dengan nilai 13.320 – 21.720 mgL. Sama seperti profil pertumbuhan mikroba atau
VSS, profil VS juga mengalami ketidakstabilan data yang signifikan, dimana terjadi kenaikan VS pada hari ke-8 dan hari ke-10. Hal ini terjadi karena bakteri yang
mengalami penurunan konsentrasi ikut terbaca pada analisis VS sebagai padatan organik, sehingga mengakibatkan nilai VS meningkat. Profil VS terbaik untuk setiap
pH dapat dilihat pada Gambar 4.6. Gambar 4.6 menunjukkan profil VS terbaik untuk setiap variasi pH dicapai pada
hari ke-6. Adapun nilai VS terbaik untuk pH 5 adalah sebesar 16.740 mgL dengan reduksi VS sebesar 22,93 , pada pH 5,5 sebesar 15.120 mgL dengan reduksi VS
sebesar 30,39 , dan pada pH 6 sebesar 15.300 mgL dengan reduksi VS sebesar 29,56 . Semakin tinggi nilai reduksi VS maka semakin banyak senyawa organik padat yang
berhasil direduksi oleh mikroba asidogenesis. pH 5,5 merupakan kondisi terbaik bagi
Universitas Sumatera Utara
41 berlangsungnya proses penguraian senyawa organik menjadi VFA karena
menyediakan lingkungan yang cocok bagi mikroba asidogenesis [57]. Pada penelitian ini, pH 5,5 merupakan pH terbaik bagi mikroba untuk dapat mereduksi LCPKS,
dengan reduksi VS sebesar 30,39 .
4.2.2 Pengaruh pH Terhadap Reduksi Chemical Oxygen Demand COD
Kategori