Pemanfaatan Cairan Inokulan Bakteri Pengurai Limbah Cair Perikanan pada Microbial Fuel Cell Satu Bejana Sebagai Penghasil Biolistrik

PEMANFAATAN CAIRAN INOKULAN BAKTERI PENGURAI
LIMBAH CAIR PERIKANAN PADA MICROBIAL FUEL CELL
SATU BEJANA SEBAGAI PENGHASIL BIOLISTRIK

MUHAMMAD RAFIQ WAHYUDI

DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

i

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi dengan judul “Pemanfaatan
Cairan Inokulan Bakteri Pengurai Limbah Cair Perikanan pada Microbial Fuel
Cell Satu Bejana Sebagai Penghasil Biolistrik” adalah karya saya dengan arahan
dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada
perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya

yang diterbitkan penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, 24 Januari 2014

Muhammad Rafiq Wahyudi
NIM C34090044

ii

iii

ABSTRAK
MUHAMMAD RAFIQ WAHYUDI. Pemanfaatan Cairan Inokulan Bakteri
Pengurai Limbah Cair Perikanan pada Microbial Fuel Cell Satu Bejana Sebagai
Penghasil Biolistrik. Dibimbing oleh BUSTAMI IBRAHIM dan UJU.
Microbial Fuel Cell (MFC) adalah salah satu tipe bioelectrochemical
system (BESs) yang mengubah biomassa menjadi energi listrik melalui aktivitas
metabolisme mikroorganisme. Teknologi ini dapat diaplikasikan pada penanganan

limbah, salah satunya limbah cair perikanan yang mengandung beban limbah
tinggi. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui efektivitas pemanfaatan
cairan bakteri inokulan pada limbah cair perikanan dalam menghasilkan biolistrik
serta menurunkan beban limbahnya. Perlakuan pada penelitian ini adalah
penambahan inokulan bakteri pengurai limbah sebanyak 0,05% (P1), 0,1% (P2),
0,2% (P3), dan 0,4% (P4) dengan densitas 1x109 CFU/mL. Hasil elektrisitas
rataan selama 120 jam pengamatan secara keseluruhan mulai dari P1 hingga P4
berturut-turut adalah 461,48 mV, 417,99 mV, 411,13 mV, dan 429,05 mV. Hasil
uji beban limbah yang paling tinggi penurunannya pada parameter BOD sebesar
37,1% (P1), COD 70,42% (P3), total N 38,34% (P3), dan TAN sebesar 47,35%
(P4). Peningkatan biomassa terbesar terjadi pada perlakuan P3 dari nilai MLSS
dan MLVSS sebesar 2.800±141 mg/L dan 2.100 mg/L menjadi 6.500 mg/L dan
5.100 mg/L.
Kata kunci: inokulan bakteri, limbah cair perikanan, Microbial Fuel Cell,
parameter uji limbah.

ABSTRACT
MUHAMMAD RAFIQ WAHYUDI. Utilization of Liquid Degrading Bacteria
Inoculant for Fishery Wastewater on One Chamber Microbial Fuel Cells
Producing Bioelectricity. Supervised by BUSTAMI IBRAHIM and UJU.

Microbial Fuel Cell (MFC) is a type of bioelectrochemical system (BESs)
that converts biomass into electrical energy through the metabolic activity of
microorganisms. This technology can be applied for wastewater treatment such as
fishery wastewater containing much nutrient. The objectives of this research were
to determined the effectiveness of the use of bacterial inoculant in wastewater to
produce bioelectricity and to reduce the wastewater load. The treatment of this
study was addition of the bacterial inoculant decomposing wastewater at
concentration 0.05% (P1), 0.1% (P2), 0.2% (P3), and 0.4% (P4) with density
1x109 CFU/mL. The average electricity results for 120 hours observation from P1
to P4 were 461.48 mV, 417.99 mV, 411.13 mV and 429.05 mV respectively. The
highest ability to reduce BOD parameter was 37.1% (P1), COD 70.42% (P3), total
N 38.34% (P3), and TAN parameter 47.35% (P4). The largest biomass increasing
occured at P3, MLSS and MLVSS values has changed from 2,800±141 mg/L and
2,100 mg/L to 6,500 mg/L and 5,100 mg/L.
Keyword:

bacterial inoculants, fishery wastewater, Microbial Fuel Cell,
wastewater analysis.

iv

v

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

vi

vii

PEMANFAATAN CAIRAN INOKULAN BAKTERI PENGURAI
LIMBAH CAIR PERIKANAN PADA MICROBIAL FUEL CELL
SATU BEJANA SEBAGAI PENGHASIL BIOLISTRIK

MUHAMMAD RAFIQ WAHYUDI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Perikanan pada
Departemen Teknologi Hasil Perairan

DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

viii

ix
Judul Skripsi : Pemanfaatan Cairan Inokulan Bakteri Pengurai Limbah Cair
Perikanan pada Microbial Fuel Cell Satu Bejana Sebagai
Penghasil Biolistrik

Nama
: Muhammad Rafiq Wahyudi
NIM
: C34090044
Program Studi : Teknologi Hasil Perairan

Disetujui oleh

Dr Ir Bustami Ibrahim, MSc
Pembimbing I

Diketahui oleh

Dr Ir Joko Santoso, MSi
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

Dr Eng Uju, SPi, MSi
Pembimbing II

x

KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.
Penulisan skripsi yang berjudul “Pemanfaatan Cairan Inokulan Bakteri Pengurai
Limbah Cair Perikanan pada Microbial Fuel Cell Satu Bejana Sebagai Penghasil
Biolistrik” ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di
Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan,
Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini, dengan segala kerendahan hati penulis ingin
mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan
dan dorongan hingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini, yaitu :
1.

2.
3.
4.
5.

6.
7.
8.

Dr Ir Bustami Ibrahim, MSc dan Dr Eng Uju, SPi, MSi selaku dosen
pembimbing yang telah memberikan pengarahan dalam penyusunan
skripsi ini.
Dr rer nat Kustiariyah Tarman, SPi, MSi selaku dosen penguji yang telah
memberikan saran dan kritik untuk perbaikan skripsi ini.
Dr Desniar, SPi, MSi selaku wakil ketua program studi yang telah
mewakili departemen pada saat ujian dan saran perbaikan.
Dr Ir Joko Santoso, MSi selaku ketua Departemen Teknologi Hasil
Perairan.
Ibu, Bapak (alm), Kakak, Adik, serta seluruh keluarga yang telah
memberikan motivasi kepada penulis.
Syeila dan Indri, teman seperjuangan selama penelitian MFC ini.
Galih, Jamil, Alam, Rasta, Budi, Darsasa, Dhani, Yudha, dan teman-teman
yang senantiasa memberikan bantuannya selama penelitian.
Teman-teman THP 46 (alto) untuk kebersamaan dan bantuannya terhadap
penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna.
Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak
sangat diharapkan. Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua
pihak yang memerlukannya.

Bogor, 24 Januari 2014

Muhammad Rafiq Wahyudi

xi

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xii
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
Latar Belakang ............................................................................................ 1
Perumusan Masalah ..................................................................................... 2
Tujuan Penelitian......................................................................................... 2

Manfaat Penelitian....................................................................................... 2
Ruang Lingkup Penelitian ........................................................................... 2
METODE PENELITIAN ........................................................................................ 3
Waktu dan Tempat ...................................................................................... 3
Bahan ........................................................................................................... 3
Alat .............................................................................................................. 3
Prosedur Penelitian ...................................................................................... 3
Persiapan alat MFC ......................................................................... 3
Pembuatan limbah cair buatan......................................................... 4
Pengaplikasian inokulan pengurai limbah cair pada MFC .............. 4
Prosedur Analisis......................................................................................... 4
Kadar chemical oxygen demand (COD) (APHA 1975) .................. 5
Kadar biological oxygen demand (BOD) (APHA 1975) ................ 5
Total nitrogen (APHA 1975) ........................................................... 5
Total amonia nitrogen (APHA 1975) .............................................. 6
Mixed liquor suspended solids (MLSS) .......................................... 6
Mixed liquor volatile suspended solids (MLVSS) .......................... 6
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................... 6
Hasil Karakterisasi Limbah Cair Buatan ..................................................... 6
Hasil Pengukuran Elektrisitas Sistem MFC Limbah Cair Perikanan .......... 7

Hasil Analisis Limbah pada Sistem MFC Limbah Cair Perikanan........... 10
Analisis biochemical oxygen demand (BOD) limbah .................. 10
Analisis chemical oxygen demand (COD) limbah ........................ 11
Analisis total nitrogen limbah ....................................................... 11
Analisis total ammonia nitrogen (TAN) limbah ........................... 12
Analisis mixed liquor suspended solid (MLSS) dan mixed
liquor volatil suspended solid (MLVSS) limbah.......................... 13
KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 14
Kesimpulan................................................................................................ 14
Saran .......................................................................................................... 14
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 15
LAMPIRAN .......................................................................................................... 17
RIWAYAT HIDUP ............................................................................................... 19

xii

DAFTAR TABEL
1 Karakteristik limbah cair perikanan buatan ......................................................... 7

DAFTAR GAMBAR
1 Desain MFC Air Cathode satu bejana ................................................................ 4
2 Elektrisitas MFC pada berbagai perlakuan penambahan inokulan bakteri......... 7
3 Rata-rata nilai elektrisitas MFC perhari dengan perlakuan jumlah
penambahan inokulan bakteri.. ........................................................................... 8
4 Pengaruh penambahan inokulan bakteri pada limbah cair buatan terhadap
BOD .................................................................................................................. 10
5 Pengaruh penambahan inokulan bakteri pada limbah cair buatan terhadap
COD .................................................................................................................. 11
6 Pengaruh penambahan inokulan bakteri pada limbah cair buatan terhadap
total nitrogen. .................................................................................................... 12
7 Pengaruh penambahan inokulan bakteri pada limbah cair buatan terhadap
TAN.. ................................................................................................................ 12
8 Pengaruh penambahan inokulan bakteri pada limbah cair buatan terhadap
MLSS ................................................................................................................ 13
9 Pengaruh penambahan inokulan bakteri pada limbah cair buatan terhadap
MLVSS ............................................................................................................. 13

DAFTAR LAMPIRAN
1 Dokumentasi penelitian .................................................................................... 17
2 Analisis data dengan One Way ANOVA SPSS 15........................................... 18

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Penggunaan bahan bakar fosil seperti minyak bumi dan gas sebagai
penghasil energi listrik sudah menjadi kebutuhan primer dalam kehidupan
manusia pada saat ini. Namun penggunaan bahan bakar fosil tersebut dilakukan
secara eksploitatif sehingga isu mengenai kelangkaan bahan bakar semakin nyata
terjadi karena keberadaannya di alam yang terbatas. Hal ini berdampak pada
peningkatan harga untuk kebutuhan energi. Berbagai macam cara diupayakan
sebagai solusi mengatasi ketergantungan manusia atas energi yang berasal dari
fosil.
Saat ini banyak peneliti yang memprediksi bahwa energi dari biohydrogen
dan bioelectricity dapat berperan penting sebagai sumber energi di masa depan
(Logan 2008). Ada beberapa teknologi pemanenan energi dari biohydrogen dan
bioelectricity, salah satunya adalah Microbial Fuel Cell (MFC),
bioelectrochemical system (BESs) yang mengubah biomassa menjadi energi
listrik melalui aktivitas metabolisme mikroorganisme (Pant et al. 2009).
Teknologi MFC ini memiliki prospek yang baik karena dapat diaplikasikan pada
limbah cair yang sudah tidak terpakai, salah satunya limbah cair perikanan.
Menurut Suprihatin dan Romli (2009), limbah cair industri perikanan berasal
dari proses pencucian, sisa pemasakan, dan pengepresan ikan mengandung bahan
organik yang tinggi karena mengandung parameter Biological Oxygen Demand
(BOD), Chemical Oxygen Demand (COD), Total Suspended Solid (TSS), serta
minyak dan lemak.
Kurangnya penanganan limbah cair pada lingkungan perusahaan,
menyebabkan masih banyak kandungan minyak dan kotoran seperti serpihan ikan
dan sisik ikan yang terbawa dalam aliran limbah. Hal ini dapat terjadi karena
dalam pengelolaan limbah cair dibutuhkan dana yang cukup banyak terutama
untuk energi yang dibutuhkan pada instalasi limbah, sehingga perusahaan yang
berorientasi profit semata banyak yang mengabaikan pengelolaan limbah cair.
Pencemaran lingkungan oleh limbah cair sebenarnya dapat dihindari dengan
memanfaatkan limbah cair itu sendiri. Limbah cair direkomendasikan sebagai
sumber energi listrik terbarukan, bahan bakar, dan bahan kimia. Teknologi yang
dapat menghasilkan energi tersebut dari limbah cair untuk skala komersil adalah
degradasi aerobik dan anaerobik (Rozendal et al. 2008). Menurut Suyanto et al.
(2010) biofuel cell seperti MFC sangat tepat digunakan untuk mengonversi
limbah cair yang mengandung bahan organik menjadi biolistrik sehingga ramah
lingkungan.
Pemanfaatan MFC menggunakan lumpur aktif pada limbah cair perikanan
dapat diterapkan untuk menghasilkan biolistrik dan juga mendegradasi beban
limbah yang terkandung di dalamnya (Apriyani 2012). Kandungan mikroba pada
lumpur aktif dapat digunakan pada MFC untuk menghasilkan energi listrik
melalui proses penghancuran material organik (Du et al. 2007). Selain bakteri dari
lumpur aktif, saat ini telah dikembangkan pengolahan limbah cair menggunakan
penambahan inokulan bakteri pengurai pada instalasi limbah. Inokulan bakteri
tersebut biasanya terdiri dari kombinasi bakteri pengurai seperti Aerobacter sp.,
Nitrobacter sp., Nitrosomonas sp., dan sebagainya yang mampu mendegradasi

2
kandungan organik melalui tahapan nitrifikasi dan denitrifikasi. Pemanfaatan
inokulan bakteri komersial tersebut dinilai memiliki keunggulan karena proses
degradasinya lebih cepat, ada takaran penggunaan sesuai jenis limbahnya, bakteri
yang terkandung tidak berbahaya, dan banyak dijual di pasaran.
Berdasarkan hal ini dilakukanlah pemanfaatan inokulan bakteri
pendegradasi limbah cair sehingga selain mendegradasi kandungan organik pada
limbah cair perikanan, penggunaan bakteri tersebut juga dapat menghasilkan
biolistrik yang diharapkan dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi untuk
instalasi limbah itu sendiri maupun kebutuhan energi lainnya.
Perumusan Masalah
Saat ini, penelitian mengenai MFC masih dalam tahap pengembangan
untuk dapat diterapkan sebagai energi alternatif, sehingga riset mengenai
peningkatan efektivitas biolistrik yang dihasilkan sangat diperlukan. Salah satu
upaya untuk meningkatkan biolistrik adalah dengan penggunaan bakteri inokulan,
namun masih perlu diketahui mengenai tingkat efektifitasnya, atas dasar tersebut
diperlukan penelitian pengaruh jumlah penggunaan bakteri inokulan pada MFC.
Tujuan Penelitian
Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mengetahui efektivitas
pemanfaatan cairan bakteri inokulan pada limbah cair perikanan dalam
menghasilkan biolistrik melalui teknologi MFC. Adapun tujuan khusus dari
penelitian ini antara lain:
1. Mengetahui karakteristik limbah cair perikanan buatan baik pada kondisi awal
maupun akhir dari proses pengujian.
2. Mempelajari proses pengolahan limbah cair perikanan dengan MFC
3. Mengetahui pengaruh jumlah penambahan inokulan terhadap biolistrik yang
dihasilkan
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi yang berguna
mengenai potensi pemanfaatan limbah cair perikanan sebagai penghasil biolistrik
melalui sistem MFC dengan jumlah penambahan inokulan bakteri pengurai
limbah cair yang beragam, sehingga dapat diketahui efisiensi dari penambahan
inokulan tersebut.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian menentukan karakteristik limbah cair perikanan buatan,
karakteristik limbah cair setelah ditambahkan inokulan bakteri, dan voltase yang
dihasilkan pada sistem MFC.

3

METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan dari bulan Juni hingga September 2013. Persiapan
alat hingga pengukuran elektrisitas MFC bertempat di Laboratorium Membran,
sedangkan uji limbah dilakukan di Laboratorium Biokimia Hasil Perairan,
Departemen Teknologi Hasil Perairan dan Laboratorium Lingkungan,
Departemen Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut
Pertanian Bogor.
Bahan
Bahan-bahan yang akan digunakan pada penelitian ini antara lain limbah
cair buatan dari ikan, inokulan kultur bakteri campuran pengurai limbah cair
komersial dengan merk “Micro Plus”, akuades, K2Cr2O7, H2SO4.Ag2SO4,
indikator ferroin [Fe(NH4)2(SO4)2], NaOH 45%, HCl 0,05 N, indikator mengsel,
NaOH 0,05 N, kertas saring Whatman 42, Kjeltab, H3BO3, HCl, dan asam
hypochlorous.
Alat
Alat-alat yang digunakan adalah wadah plastik 1.800 mL, elektroda
karbon grafit 7 m3, elektroda aluminium, kabel, capit buaya, multimeter digital
Masda DT-830D, botol Erlenmeyer, labu ukur, buret, pipet, bulb, alat destilasi,
botol Winkler, DO meter Lutron DO-5510, aerator, selang aerasi, regulator,
spektrofotometer OPTIMA SP-300, oven, tanur Yamato FM 38, cawan porselen,
desikator, dan timbangan digital Sartorius TF 502s.
Prosedur Penelitian
Tahap penelitian ini terdiri dari empat tahap, yaitu pembuatan model alat,
pembuatan limbah cair perikanan, pengaplikasian tambahan larutan pengurai
limbah yang mengandung inokulan kultur bakteri campuran ke dalam model alat
MFC yang telah diisi dengan limbah cair buatan, dan pengukuran elektrisitas dari
MFC satu bejana mengacu pada Suyanto et al. (2010) serta analisis kualitas
limbah cair yang terdiri dari analisis BOD, COD, Total N, amoniak, MLSS, dan
MVLSS.
Persiapan alat MFC
Model alat MFC yang digunakan mengacu Moqsud dan Omine (2010)
yang dimodifikasi dengan ditambahkan selang yang terhubung pada aerator.
Sistem MFC yang digunakan merupakan sistem satu bejana tanpa membran yang
mengacu pada penelitian Liu dan Logan (2004). Desain alat tersebut disajikan
pada Gambar 1.

4

Gambar 1 Desain MFC Air Cathode satu bejana
Liu dan Logan (2004)

Bejana MFC dibuat dari wadah plastik berkapasitas 1.800 mL. Volume
tersebut didesain agar dapat menampung limbah cair sebanyak 1.000 mL. Karbon
grafit berukuran 7x1x1 cm digunakan sebagai elektroda yang dipasang pada
bagian samping wadah serta logam aluminium berukuran 7x3x0,1 cm digunakan
sebagai elektroda yang berada di tengah alat. Elektroda tersebut disambungkan
dengan kawat tembaga untuk memudahkan saat pengukuran elektrisitas. Jumlah
MFC yang dibuat sebanyak 12 buah untuk 3 kali ulangan.
Pembuatan limbah cair buatan
Limbah cair perikanan yang digunakan adalah limbah buatan seperti yang
digunakan dalam Fauzi et al. (2003). Ikan selar dicincang halus lalu direbus pada
air mendidih selama 10 menit dengan perbandingan berat ikan (kg) dan volume
air (liter) sebesar 1:5, kemudian disaring. Limbah cair yang sudah turun suhunya
kemudian siap digunakan untuk percobaan. Sebelum digunakan, limbah cair
buatan ini diuji karakteristiknya yang meliputi uji BOD, COD, dan amonia.
Pengaplikasian inokulan pengurai limbah cair pada MFC
Perlakuan yang diberikan pada penelitian ini adalah penambahan cairan
inokulan bakteri komersial pengolah limbah cair ke dalam bejana yang berisi
limbah cair perikanan buatan. Cairan inokulan tersebut mengandung Aerobacter
sp, Nitrobacter sp, Nitrosomonas sp, Saccharomyces, dan Bacillus sp dengan
kepadatan bakteri 109 CFU/mL. Perlakuan ini dilakukan berdasarkan konversi
anjuran pemakaian pada inokulan bakteri dari produk Microplus, yaitu
penambahan 1 L inokulan pada 10 m3 per hari atau 0,5 mL pada 1 L air limbah
untuk 5 hari. Berdasarkan hal tersebut, dilakukan empat perlakuan penambahan
inokulan yaitu 0,05% sebagai standar, 0,1%, 0,2%, dan 0,4% pada 1 L limbah cair
perikanan buatan, setelah itu dilakukan pengukuran elektrisitas dalam satuan mV
dengan multimeter setiap satu jam selama 5 hari.
Prosedur Analisis
Analisis yang dilakukan meliputi analisis Chemical Oxygen Demand
(COD), Biological Oxygen Demand (BOD), total nitrogen, amonia, Mixed
Liquor Suspended Solids (MLSS), dan Mixed Liquor Volatile Suspended Solids
(MLVSS).

5
Kadar chemical oxygen demand (COD) (APHA 1975)
Sampel sebanyak 10 mL dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer dan
ditambahkan 5 mL K2Cr2O7 0,25 N dan 7,5 mL H2SO4, kemudian dititrasi
dengan ferrous ammonium sulfat [Fe(NH4)2(SO4)2] 0,2 N sampai terjadi
perubahan warna dari hijau terang menjadi kemerahan tajam. Selain uji pada
larutan sampel, larutan blanko juga dibuat dengan prosedur yang sama sebagai
pembanding. Berikut ini adalah rumus yang digunakan untuk menghitung nilai
COD.

Keterangan:

B
S
N
V

= Volume titrasi blanko (mL)
= Volume tittasi sampel (mL)
= Normalitas Fe(NH4)2(SO4)2
= Volume sampel yang digunakan (mL)

Kadar biological oxygen demand (BOD) (APHA 1975)
Sampel sebanyak 10 mL dimasukkan ke dalam gelas piala, kemudian
ditambahkan akuades dengan faktor pengenceran sebesar 20 kali. Sampel diaerasi
selama 15 menit dan diukur nilai DO (Dissolved Oxygen) sebagai D1, lalu
dimasukkan ke dalam botol Winkler dan ditutup rapat sehingga tidak ada udara
yang ada di dalam botol. Sampel ditempatkan dalam ruangan gelap selama 5 hari,
kemudian nilai DO diukur kembali sebagai D2. Rumus yang digunakan pada
pengukuran hasil nilai BOD adalah sebagai berikut.

Keterangan:

D1 = DO sebelum inkubasi (mg/L)
D2 = DO setelah inkubasi (mg/L)
P = Volume pengenceran

Total nitrogen (APHA 1975)
Total nitrogen pada sampel dapat diketahui dengan metode Kjeldahl yang
terdiri dari tiga tahap yaitu destruksi, destilasi, dan titrasi. Sampel 10 mL
kemudian dimasukkan ke dalam tabung Kjehldahl dan ditambahkan setengah
butir kjeltab dan 10 mL H2SO4 lalu dipanaskan pada suhu 410ºC selama kurang
lebih 2 jam hingga cairan berwarna hijau bening. Selanjutnya sampel dari
tabung kjeldahl dipindahkan ke labu takar 100 mL untuk dilakukan pengenceran
dengan akuades. Sampel kemudian dimasukkan ke dalam alat destilasi dan
ditambahkan 10 mL NaOH pekat dilakukan destilasi. Hasil destilasi ditampung
dalam labu Erlenmeyer 125 mL yang berisi 25 mL asam borat (H3BO3) 4% yang
mengandung indikator bromcherosol green dan methyl red. Hasil destilasi titirasi
dengan HCl hingga terjadi perubahan warna merah muda. Rumus perhitungan
nilai total nitrogen adalah sebagai berikut.
Keterangan:

A
B
C
fp

= Volume titrasi blanko (mL)
= Volume titrasi sampel (mL)
= Volume sampel (mL)
= faktor pengenceran

6
Total amonia nitrogen (APHA 1975)
Proses pertama pada uji Total Amonia Nitrogen (TAN) adalah sampel
sebanyak 10 mL didestilasi, lalu hasilnya ditambahkan 1 tetes MnSO4. Sampel
ditambahkan 0,5 mL asam hypochlorous dan 0,6 mL reagen phenate, kemudian
diaduk. Perubahan warna menjadi kebiruan akan terjadi karena penambahan
reagen tersebut. Larutan blanko dan larutan standar dibuat selama pengukuran ini.
Nilai absorban pada larutan blanko kemudian
diukur menggunakan
spektrofotometer OPTIMA SP-300 dengan panjang gelombang 630 nm.
Mixed liquor suspended solids (MLSS)
Mixed Liquor Suspended Solids (MLSS) merupakan jumlah Total
Suspended Solid (TSS) yang berasal dari bak pengendap lumpur. TSS merupakan
jumlah berat kering dalam mg/L lumpur yang ada dalam air limbah setelah
mengalami penyaringan (Sugiharto 1987). Kertas saring Whatman 42 dikeringkan
dalam oven selama 1 jam pada suhu 100-105C dan didinginkan dalam desikator
dan ditimbang. Sampel 50 mL diambil dengan diaduk terlebih dahulu dan
disaring. Kkertas saring tersebut dikeringkan dalam oven pada suhu 105C selama
2 jam. Kertas saring didinginkan dalam desikator dan ditimbang. Konsentrasi
MLSS dalam sampel dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
MLSS = (A – B) x 106 / V
Keterangan:

A = Berat akhir kertas saring (g)
B = Berat awal kertas saring (g)
V = Volume sampel (mL)

Mixed liquor volatile suspended solids (MLVSS)
Prosedur penentuan parameter MLVSS adalah cawan porselin yang akan
digunakan dikeringkan dalam tanur selama 10 menit pada suhu 550C dan
selanjutnya didinginkan dalam desikator dan ditimbang. Kertas saring dari uji
MLSS dimasukkan ke dalam cawan porselin dan diletakkan dalam tanur selama 2
jam pada suhu 550C. Kemudian cawan didinginkan dalam desikator dan
ditimbang. Konsentrasi MLVSS dapat dihitung dengan rumus:
MLVSS = MLSS – ((D - C) x 106 / V)
Keterangan:

MLSS = Hasil pada uji MLSS (mg/L)
C = Berat awal cawan (g)
D = Berat akhir cawan (g)
V = Volume sampel (mL)

HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Karakterisasi Limbah Cair Buatan
Penelitian ini menggunakan limbah cair perikanan buatan sebagai
pengganti limbah cair industri perikanan. Keunggulan dari penggunaan limbah
cair buatan adalah memiliki karakteristik yang lebih stabil dan mudah
dikendalikan untuk skala penelitian (Ibrahim 2007). Karakteristik limbah cair ini
diperlukan untuk mengetahui nilai beban limbah tersebut sehingga dapat menjadi
acuan awal untuk hasil akhir dari perubahan yang terjadi pada perlakuan
penelitian ini. Karakteristik limbah cair buatan ini disajikan pada Tabel 1.

7
Tabel 1 Karakteristik limbah cair perikanan buatan
Parameter
BOD5 (mg/L)
COD (mg/L)
Amonia (mg/L)
Total N (mg/L)
a

Limbah cair
buatan
124
768
2,44
3.464,51

Limbah cair
perikanana
184
571
1,7
111

Baku mutu limbah cair
tepung ikanb
100
300
5
tidak diukur

Sumber: Ibrahim (2007); b Kementrian Negara Lingkungan Hidup (2007)

Karakteristik limbah cair buatan memiliki nilai COD, amonia, dan total N
yang lebih tinggi dibandingkan limbah cair yang digunakan pada Ibrahim (2007),
namun memiliki nilai BOD5 yang lebih rendah. Bila dibandingkan dengan nilai
baku mutu limbah cair tepung ikan yang mewakili karakteristik yang mirip
dengan limbah yang digunakan, hasil lebih tinggi ditunjukkan pada nilai BOD5
dan COD. Hasil ini menunjukkan bahwa beban limbah cair buatan yang
digunakan masih perlu dikurangi agar memenuhi baku mutu limbah. Limbah
perikanan mengandung material organik seperti protein, amonia, lemak, minyak,
dan senyawa organik lain, sehingga perlu proses biotransformasi penyisihan
senyawa nutrien (nitrogen dan fosfor) (Ibrahim 2005). Oleh karena itu, melalui
penambahan inokulan bakteri pada penelitian ini, diharapkan beban limbah dapat
terurai secara biologis, yaitu proses nitrifikasi dan denitrifikasi.
Hasil Pengukuran Elektrisitas Sistem MFC Limbah Cair Perikanan
Nilai elektrisitas pada penelitian ini diukur setiap satu jam 120 jam (lima
hari) dalam satuan tegangan mV. Pengukuran dilakukan dengan multimeter yang
dihubungkan pada setiap elektroda pada sistem MFC. Hasil pengukuran
elektrisitas setiap jam perlakuan disajikan pada Gambar 2.

Gambar 2 Elektrisitas MFC pada berbagai perlakuan penambahan inokulan
P1 = 0,05 %;
P2 = 0,1 %;
P3 = 0,2 %;
P4 = 0,4 %).
bakteri (

8
Elektrisitas tertinggi pada secara umum terdapat pada awal pengukuran
dengan hasil tertinggi pada P4 sebesar 649 mV, kemudian diikuti P1, P2, dan P3
dengan elektrisitas masing-masing sebesar 648,5 mV, 627 mV, dan 637,5 mV.
Nilai elektrisitas mengalami penurunan hingga 20 jam pertama, baru kemudian
mengalami fluktuasi hingga akhir pengamatan. Pola fluktuasi elektrisitas yang
dihasilkan pada semua perlakuan hampir sama, hanya perlakuan P1 saja yang
berbeda mulai dari jam ke-16 hingga ke-60. Hasil rataan dari keseluruhan
pengamatan menunjukkan hasil yang paling tinggi pada P1, yaitu 461,48 mV,
kemudian diikuti P4, P2, dan P3 berturut-turut sebesar 429,05 mV, 417,99 mV,
dan 411,13 mV. Elektrisitas setiap perlakuan ini akan jelas terlihat perbedaanya
bila diamati berdasarkan rata-rata voltase perhari pada Gambar 3.

Gambar 3 Rata-rata nilai elektrisitas MFC perhari dengan perlakuan jumlah
penambahan inokulan bakteri. ( P1= 0,05 %; P2= 0,1 %; P3 = 0,2 %;
P4 = 0,4 %). Huruf diatas balok data menunjukkan perbandingan nilai
tengah antarperlakuan berdasarkan analisis varian ANOVA pada taraf
nyata 0,05.
Berdasarkan Gambar 3, dapat dilihat bahwa setiap perlakuan penambahan
jumlah inokulan bakteri dapat mempengaruhi nilai elektrisitas yang dihasilkan,
namun hanya pada hari ke-4 saja pengaruh semua perlakuan tidak signifikan.
Nilai rata-rata elektrisitas hari pertama dipengaruhi oleh perlakuan, berdasarkan
uji statistik, P1 dengan elektrisitas 524,9 mV berbeda nyata dengan perlakuan
lainnya, sementara perlakuan P3 dan P4 tidak berbeda signifikan, dan P2
signifikan lebih rendah dari perlakuan lain. Hasil uji pada hari kedua terlihat
bahwa P1 dengan elektrisitas 504,71 mV signifikan lebih tinggi terhadap semua
perlakuan, sedangkan P2 tidak berbeda nyata dengan P3 dan P4, dan kedua
perlakuan terkhir yang saling berbeda nyata. Hasil uji hari ketiga menunjukkan
hasil rataan tertinggi pada P1 sebesar 439,21 mV, namun tidak berpengaruh
signifikan dengan P4. Uji pada hari keempat menunjukkan hasil yang tidak
signifikan pada semua perlakuan dengan nilai rataan elektrisitas antara 431 406,08 mV. Pengaruh perlakuan pada hari kelima menunjukkan hasil yang tidak
signifikan P1 dan P4, sedangkan P2 memiliki elektrisitas yang signifikan paling
tinggi yaitu sebesar 446,08 mV.
Potensial listrik yang terukur berasal dari kemampuan MFC sebagai
bioelectrochemical system (BESs) yang bisa mengubah biomassa menjadi energi

9
listrik melalui aktivitas metabolisme mikroba (Pant et al. 2009). Mikroba yang
digunakan pada penelitian ini berasal dari inokulan bakteri nitrifikasi dan
denitrifikasi yang terdiri dari Aerobacter sp, Nitrobacter sp, Nitrosomonas sp,
Saccharomyces, dan Bacillus sp. Degradasi material organik seperti pada limbah
cair perikanan buatan ini menghasilkan elektron yang dapat berikatan dengan
TEA (Terminal Electron Acceptor) seperti oksigen, nitrat, nitrit, sulfat, dan
sebagainya yang berdifusi melalui sel, lalu elektron tersebut ditangkap oleh anoda
dan proton ditangkap oleh katoda yang kemudian menyebabkan beda potensial,
sehingga menghasilkan biolistrik (Logan 2008).
Selama pengamatan, elektrisitas yang dihasilkan semua perlakuan
mengalami fluktuasi dengan kecenderungan mengalami penurunan terutama pada
konsentrasi inokulan lebih banyak. Hal ini disebabkan ada beberapa hal yang
berpengaruh pada kinerja MFC dalam menghasilkan biolistrik, yaitu aktifitas
mikroba, perpindahan elektron pada anoda, transfer ion positif pada katoda,
tahanan listrik, difusi oksigen, reaksi di katode, dan aliran substrat yang tidak
ideal (Gil et al. 2003). Berdasarkan faktor tersebut, bila diasumsikan sistem MFC
yang digunakan sama kondisinya, maka faktor utama yang berpengaruh adalah
aktifitas mikroba pada setiap perlakuan penambahan inokulan yang berbeda
jumlahnya.
Menurut Nurhayati dan Isye (2013), penambahan inokulan pada limbah
cair dapat mempercepat proses penguraian kandungan organiknya. Semakin besar
jumlah mikroba pada kondisi tertentu akan meningkatkan kemampuan degradasi.
Ion dari hasil degradasi tersebut dimanfaatkan MFC untuk menghasilkan potensial
energi listrik. Menurut Logan et al. (2006), ketika potensial tersebut terlalu tinggi,
maka hal ini justru mengindikasikan terjadinya pemanfaatan energi yang lebih
banyak untuk mikroba itu sendiri, misalnya untuk kebutuhan pertumbuhan
biomassa, oleh karena itu energi yang dapat ditangkap oleh elektroda bisa lebih
rendah atau terjadi penurunan. Kondisi ini disebut dengan kehilangan
metabolisme bakteri, salah satu dampak aktifitas mikroba terhadap kinerja
biolistrik pada MFC. Hal tersebut menjelaskan terjadinya pola penurunan serta
fluktuasi voltase pada setiap perlakuan, terutama pada MFC dengan jumlah
inokulan lebih banyak.
Bila kembali melihat hasil elektrisitas yang dihasilkan secara keseluruhan,
perlakuan P1 memiliki perbedaan yang signifikan dan penurunan voltasenya lebih
rendah dibandingkan perlakuan lain. Berdasarkan hal tersebut, perlakuan yang
paling optimal untuk menghasilkan elektrisitas terbaik adalah pada penambahan
inokulan bakteri sebesar 0,05% atau sebanyak 5x108 CFU dengan rata-rata
elektrisitas 463,03 mV. Hasil ini terbilang cukup baik bila dibandingkan
penelitian sebelumnya yang dilakukan Alwinsyah (2012) dengan hasil rataan
tertinggi 213 mV, namun biolistrik pada penelitian ini masih rendah dibandingkan
nilai voltase MFC tertinggi, yaitu sebesar 1,04 V (Tanisho et al. 1989). Bila
dilihat dari potensial listrik pasangan senyawa yang beraksi dari hasil degradasi,
hasil ini dinilai cukup baik, karena proses degradasi limbah seperti NO3-/NO2serta NO3-/N2 memiliki potensial 420-740 mV (Madigan dan Martinko 2009).
Potensial tersebut diukur berdasarkan potenisal redoks yang terjadi, namun pada
pengukuran sebenarnya (open circuit voltage) memiliki nilai yang lebih rendah
karena dipengaruhi faktor jenis substrat, kondisi operasi sistem, luas area, tipe
elektroda, dan jenis mikroorganisme (Logan 2008).

10
Hasil Analisis Limbah pada Sistem MFC Limbah Cair Perikanan
Proses degradasi limbah cair perikanan buatan oleh inokulan bakteri
menghasilkan beberapa senyawa turunan yang berikatan untuk memindahkan
elektron. Berdasarkan jenis bakteri yang digunakan, proses utama yang diduga
terjadi pada degradasi limbah cair perikanan ini adalah nitrifikasi dan denitrifikasi
karena starter yang digunakan adalah jenis bakteri yang berperan dalam siklus
nitrogen. Inokulan Nitrobacter sp dan Nitrosomonas sp berperan penting dalam
proses nitrifikasi, yaitu proses oksidasi biologis dari NH4 menjadi NO3- sedangkan
inokulan bakteri Aerobacter sp dan Bacillus sp berperan dalam proses
denitrifikasi, yaitu oksidasi senyawa NO3- hingga menjadi N2 (Kim et al. 2005),
namun berdasarkan kondisi sistem MFC yang menggunakan aerasi aktif, maka
proses denitrifikasi ini kemungkinan sangat kecil atau tidak terjadi. Menurut
Ibrahim (2005), kondisi normal terjadinya denitrifikasi adalah pada kondisi
anaerob walaupun pada beberapa penelitian menunjukkan adanya proses
denitrifikasi aerob karena proses respirasi dalam waktu bersamaan.
Selain itu penguraian nitrogen organik, aktifitas pertumbuhan bakteri
tersebut juga berpengaruh terhadap kandungan oksigen yang dapat digunakan oleh
mikroorganisme untuk mendegradasi kandungan limbah. Oleh karena itu
pengaruh perlakuan pada sistem MFC ini perlu dilihat melalui analisis limbah
seperti BOD5, COD, Total N, TAN, MLSS, dan MLVSS.
Analisis biochemical oxygen demand (BOD) limbah
BOD merupakan kadar oksigen yang dapat digunakan oleh mikroba
aerobik untuk menguraikan bahan organik karbon dalam 1 liter air selama 5 hari
pada suhu 20C±1C (BSN 2009). Kadar BOD yang tinggi mencerminkan
konsentrasi bahan organik yang tinggi sehingga diperlukan oksigen yang tinggi
(Poppo et al. 2008). Hasil uji BOD disajikan pada Gambar 4.

Gambar 4 Pengaruh penambahan inokulan bakteri pada limbah cair buatan
terhadap BOD. ( = Limbah awal;
P1 = 0,05 %; P2 = 0,1 %;
P3 = 0,2 %;

P4 = 0,4 %).

Berdasarkan Gambar 4, terlihat adanya penurunan kadar BOD pada semua
perlakuan. Limbah awal sebelum diberikan perlakuan penambahan bakteri adalah

11
memiliki kadar BOD sebesar 124±5,66 mg/L. Penurunan kadar BOD paling tinggi
adalah pada P1, yaitu menjadi 78 mg/L atau sekitar 37,1%. Hasil lainnya adalah
pada P2 sebesar 87±9,9 mg/L, P3 90±5,66 mg/L, dan P4 85±7,07 mg/L. Bila
melihat dari hasil uji statistik, pengaruh perlakuan tidak berpengaruh pada kadar
BOD limbah. Berdasarkan BOD keseluruhan, semua perlakuan mampu
menurunkan BOD sesuai dengan baku mutu BOD limbah cair tepung ikan, yaitu
dibawah 100 mg/L (Kementrian Negara Lingkungan Hidup 2007).
Analisis chemical oxygen demand (COD) limbah
COD menggambarkan banyaknya oksigen yang diperlukan untuk
menguraikan seluruh bahan organik yang terkandung di dalam sampel secara
kimia. Nilai COD umumnya lebih tinggi daripada BOD, karena beban limbah
yang dapat didegradasi secara biologis juga menjadi bagian yang terukur pada uji
COD. Hasil uji COD dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5 Pengaruh penambahan inokulan bakteri pada limbah cair buatan
terhadap COD. ( = Limbah awal;
P1 = 0,05 %; P2 = 0,1 %;
P3 = 0,2 %;

P4 = 0,4 %).

Hasil uji pada Gambar 5 menunjukkan penurunan kadar COD pada limbah
cair perikanan. Limbah awal memiliki kadar COD sebesar 768 mg/L. Penurunan
COD paling tinggi adalah pada P3, yaitu menjadi sebesar 227,21±49,79 mg/L atau
turun sekitar 70,42% dari limbah awal. Berdasarkan hasil uji statistik analisis
varian ANOVA pada taraf nyata 0,05, ada pengaruh perlakuan terhadap
penurunan COD limbah. Perlakuan P3 yang memiliki penurunan terendah memiki
hubungan yang tidak signifikan dengan P2 dan P3, namun memiliki nilai yang
berbeda nyata terhadap perlakuan P1.
Analisis total nitrogen limbah
Limbah cair mengandung kandungan organik yang tinggi. Degradasi
material organik limbah cair oleh mikroba melalui nitrifikasi, denitrifikasi, dan
proses lain dapat dilihat melalui jumlah nitrogennya (Fux dan Siegrist 2004).
Hasil uji total nitrogen pada limbah yang digunakan pada seistem MFC ini dapat
dilihat pada Gambar 6.

12

Gambar 6 Pengaruh penambahan inokulan bakteri pada limbah cair
buatan terhadap total nitrogen. ( = Limbah awal; P1 = 0,05 %;
P2 = 0,1 %;

P3 = 0,2 %;

P4 = 0,4 %).

Berdasarkan Gambar 6, terlihat adanya penurunan nitrogen pada semua
perlakuan. Nilai total nitrogen pada limbah awal adalah 3.464,5±77,6 mg/L.
Penurunan paling tinggi adalah pada perlakuan P3 yaitu menjadi 2136,24 mg/L
atau sekitar 38,34% dan terendah pada P4 sebesar 3.004,5±21,2 mg/L.
Berdasarkan hasil uji statistik analisis varian ANOVA pada taraf nyata 0,05,
perlakuan jumlah penambahan inokulan bakteri memberikan pengaruh terhadap
uji ini. Pengaruh semua perlakuan terhadap perubahan total nitrogen adalah
signifikan satu sama lain, kecuali pada P1 dan P4.
Analisis total ammonia nitrogen (TAN) limbah
Kadar amonia merupakan salah satu parameter uji yang dilakukan untuk
menguji baku mutu limbah cair. Penguraian amonia oleh aktivitas mikroba
pengurai menjadi nitrit dan nitrat menjadi salah satu indikator proses penanganan
limbah cair (Jamieson et al. 2003). Hasil uji TAN dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 7 Pengaruh penambahan inokulan bakteri pada limbah cair buatan
terhadap TAN. ( = Limbah awal P1 = 0,05 %; P2 = 0,1 %;
P3 = 0,2 %;

P4 = 0,4 %).

13
Hasil uji pada Gambar 7 menunjukkan adanya penurunan pada semua
perlakuan. Nilai TAN limbah awal adalah sebesar 2,44±0,06 mg/L. Penurunan
kadar TAN paling tinggi adalah pada P4, yaitu menjadi 1,29±0,06 mg/L atau
sebesar 47,35%. Bila melihat dari hasil uji statistik, pengaruh jumlah penambahan
inokulan bakteri pada sistem MFC tidak berpengaruh pada kadar TAN limbah.
Analisis mixed liquor suspended solid (MLSS) dan mixed liquor volatil
suspended solid (MLVSS) limbah
MLSS atau Total Suspended Solid (TSS) yang berasal dari bak pengendap
lumpur yang menunjukkan padatan tersuspensi baik organik maupun anorganik
yang terkandung pada limbah. MLVSS merupakan kelanjutan MLSS untuk
mengetahui kandungan organiknya saja (APHA 1975). Hasil uji MLSS dan
MLVSS dapat dilihat pada Gambar 8 dan 9.

Gambar 8 Pengaruh penambahan inokulan bakteri pada limbah cair buatan
terhadap MLSS. ( = Limbah awal P1 = 0,05 %; P2 = 0,1 %;
P3 = 0,2 %;

P4 = 0,4 %).

Gambar 9 Pengaruh penambahan inokulan bakteri pada limbah cair buatan
terhadap MLVSS. ( = Limbah awal; P1 = 0,05 %; P2 = 0,1 %;
P3 = 0,2 %;

P4 = 0,4 %).

Berdasarkan Gambar 8 dan 9, terlihat adanya peningkatan nilai MLSS dan
MLVSS pada semua perlakuan. Hasil uji pada limbah awal menunjukkan nilai
MLSS sebesar 2.800±141 mg/L dan MLVSS sebesar 2.100 mg/L. Nilai MLSS

14
lebih besar dari nilai MLVSS, hal ini menunjukkan bahwa selisih diantara
keduanya adalah material anorganik. Peningkatan nilai MLSS dan MLVSS ini
menunjukkan bahwa peningkatan waktu kontak antara mikroorganisme dalam
limbah akan menghasilkan
pertumbuhan mikroba yang cukup untuk
menghilangkan polutan berkadar organik tinggi. Hasil ini juga menunjukkan
jumlah material organik yang terkandung beserta peningkatan biomassa yang ada
pada limbah cair (Nurhayati dan Isye 2013).
Hasil uji menunjukkan perubahan tertinggi pada perlakuan P3, yaitu nilai
MLSS sebesar 6.500 mg/L dan MLVSS sebesar 5.100 mg/L. Berdasarkan hasil uji
statistik analisis varian ANOVA pada taraf nyata 0,05, perlakuan jumlah
penambahan inokulan bakteri memberikan pengaruh terhadap uji ini. Pengaruh
semua perlakuan terhadap perubahan MLSS dan MLVSS adalah signifikan satu
sama lain, kecuali pada P2 dan P4.

KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Teknologi MFC dapat diterapkan pada limbah cair perikanan untuk
menurunkan beban limbah serta menghasilkan biolistrik. Penggunaan limbah cair
perikanan buatan dengan karakteristik limbah BOD5 sebesar 124 mg/L, COD
sebesar 768 mg/L, amonia sebesar 2,44 mg/L, dan total N 3.464,51 mg/L dapat
digunakan untuk mewakili karakteristik limbah cair yang dibuang oleh industri
perikanan, khususnya pada limbah tepung ikan.
Penambahan inokulan bakteri pengurai komersial pada sistem MFC dapat
memberikan pengaruh pada nilai elektrisitas yang dihasilkan serta penurunan
beban limbah cair perikanan buatan. Hasil rataan elektrisitas selama 120 jam
pengamatan secara keseluruhan mulai dari P1 hingga P4 berturut-turut adalah
461,48 mV, 417,99 mV, 411,13 mV, dan 429,05 mV. Perlakuan terbaik dalam
menghasilkan elektrisitas adalah P1, yaitu inokulan bakteri sebanyak 0,05%.
Berdasarkan hasil uji statistik, perlakuan jumlah penambahan inokulan
bakteri memiliki pengaruh yang signifikan pada parameter COD, total N, MLSS,
dan MLVSS. Penurunan beban limbah yang paling tinggi pada parameter BOD
paling tinggi adalah P1 sebesar 37,1%, COD pada perlakuan P3 sebesar 70,42%,
total N pada perlakuan P3 sebesar 38,34%, dan parameter TAN pada perlakuan P4
sebesar 47,35%. Peningkatan biomassa terbesar terjadi pada perlakuan P3 dari
nilai MLSS dan MLVSS sebesar 2.800±141 mg/L dan 2.100 mg/L menjadi 6.500
mg/L dan MLVSS sebesar 5.100±mg/L.
Saran
Perlu dilakukan peningkatan sistem MFC tersebut berupa penggunaan
jenis inokulan bakteri lain dengan analisis secara mikrobiologi. Selain itu perlu
dilakukan penggunaan jenis elektroda yang berbeda pada sistem yang sama,
penggunaan MFC dengan sistem dua bejana, serta penerapan pada limbah cair
perikanan sebenarnya sebagai substrat agar dapat dibandingkan dan diperoleh
sistem terbaik dalam menghasilkan biolistrik.

15

DAFTAR PUSTAKA
Alwinsyah R. 2012. Biolistrik limbah cair perikanan dengan teknologi microbial
fuel cell menggunakan jumlah elektroda yang berbeda [skripsi]. Bogor (ID):
Institut Pertanian Bogor.
[APHA] American Public Health Association. 1975. Standar Methods for the
Eximination of Water and Wastewater 14th Edition. Washington DC
(US):American Public Health Association, American Water Works
Association, Water Pollution Control Federation.
Apriyani DL.2012. Elektrisitas limbah cair perikanan dengan metode microbial
fuel cell satu bejana. [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2009. SNI 6989.72. Air dan Limbah –
Bagian 72: Cara Uji Kebutuhan Oksigen Biokimia (Biochemical oxygen
demand/BOD).
Du Z, Li H, Gu T. 2007. A state art review on microbial fuel cells: a promising
technology for wastewater treatment and bioenergy. Biotechnology Advances.
25:464-482.
Fauzi AM, Romli M, Ismayana A, Ibrahim B. 2003. Optimalisasi proses sistem
anoksik-aerobik untuk penyisihan nitrogen dalam limbah cair industri hasil
perikanan. Makalah Seminar Hibah Bersaing X, November 2003, Bogor.
Fux C, Siegrist H. 2004. Nitrogen removal from sludge digester liquids by
nitrification/denitrification or partial nitritation/anammox: environmental and
economical considerations. Water Science and Technology 50(10):19–26.
Gil GC, In SP, Byung HK, Mia K, Jae KJ, Hyung SP. 2002. Operational
parameters affecting the performance of a mediator-less microbial fuel cell.
Biosensors and Bioelectronics 18(2003):327/334.
Ibrahim B. 2005. Kaji ulang sistem pengolahan limbah cair industri hasil
perikanan secara biologis dengan lumpur aktif. Buletin Teknologi Hasil
Perikanan 8(1):31-41.
Ibrahim B. 2007. Studi penyisihan nitrogen air limbah agroindustri hasil
perikanan secara biologis dengan model dinamik Activated Sludge Model
(ASM) 1. [disertasi]. Bogor (ID): Sekolah Pasca Sarjana Institut Pertanian
Bogor.
Jamieson TS, Stratton GW, Gordon R, Madan A. 2003. The use of aeration to
enhance ammonia nitrogen removal in constructed wetlands. Canadian
Biosystem Engineering 45:1.9-1.14.
Kementrian Negara Lingkungan Hidup. 2007 Baku mutu air limbah bagi usaha
dan/atau kegiatan pengolahan hasil perikanan. Kepmen No 06 Tahun 2007.
Kim JR, Booki M, Bruce EL. 2005. Evaluation of procedures to acclimate a
microbial fuel cell for electricity production. Appl Microb Biotechnol 68:23-30.
Liu H, Logan BE. 2004. Electricity generation using an air-cathode single
chamber microbial fuel cell in the presence and absence of a proton exchange
membrane. Environ. Sci. Technol. 38:4040-4046.
Logan B, Bert H, Renea R, Uwe S, Jurg K, Stedano F, Peter A, Willy V, Korneel
R. 2006. Microbial Fuel Cells: Methodology and Technology. Environtmental
Science & Technology 40(17):5181-5192.
Logan BE. 2008. Microbial Fuel Cell. New Jersey (CA): WILEY.

16
Madigan MT, Martinko JM, Dunlap PV, Clark DP. 2009. Brock, Biology of
microorganisms. Boston (US): Prentice Hall.
Moqsud MA, Omine K. 2010. Bio-electricity generation by using organic waste
in Bangladesh. Proc. of International Conference on Environmental Aspects of
Bangladesh (ICEAB10) di Jepang, September 2010.
Nurhayati, Isye MS. 2013. Analisis degradasi polutan limbah cair pengolahan
rajungan (Portunus pelagicus) dengan penggunaan mikroba komersial. Jurnal
Ilmiah FakultasTeknik Limit’s 9(1):1-13.
Pant D, Bogaert GV, Diels L, Vanbroekhoven K. 2009. A review of the substrates
used in microbial fuel cells (MFCs) for sustainable energy production.
Bioresource Technology 101(6):1533-1543.
Poppo A, Mahendra MS, Sundra IK. 2008. Studi kualitas perairan pantai di
kawasan industri
perikanan desa Pengambengan, Kecamatan Negara,
Kabupaten Jembrana. Ecotrophic 3(2):98-103.
Rozendal RA, Hamalers HVM, Rabaey K, Keller J, Buisman JN. 2008. Towards
practical implementation of bioelectrochemical wastewater treatment. Trends
in Biotechnology 26 (8):450-459.
Sugiharto. 1987. Dasar-Dasar Pengolahan Limbah Cair. Jakarta (ID): UI Press
Suprihatin, Romli M. 2009. Pendekatan produksi bersih dalam industri
pengolahan ikan: studi kasus industri penepungan ikan. Jurnal Kelautan
Nasional 2:131-143.
Suyanto E, Mayangsari A, Wahyuni A, Zuhro F, Isa S, Sutariningsih SE,
Retnaningrum E. 2010. Pemanfaatan limbah cair domestik ipal kricak sebagai
substrat generator elektrisitas melalui teknologi microbial fuel cell ramah
lingkungan. Seminar Nasional Biologi di Yogyakarta 24-25 September 2010.
Tanisho S, Kamiya N, Wakao N. 1989. Microbial fuel cell using Enterobacter
aerogenes. Bioelectrochemistry and Bioenergetics 21(1):25-32.

17

LAMPIRAN
Lampiran 1 Dokumentasi penelitian

Pembuatan limbah cair perikanan buatan

Sistem MFC satu bejana elektroda
karbon-aluminium

Cairan inokulan bakteri komersial yang
digunakan sebagai perlakuan

MFC limbah cair perikanan ulangan 1

MFC limbah cair perikanan ulangan 2

Pengukuran elektrisitas dengan multimeter

MFC limbah cair perikanan ulangan 3

Analisis karakteristik limbah

18
Lampiran 2 Analisis data dengan One Way ANOVA SPSS 15
Uji ANOVA
Uji Lanjut Tukey
Parameter
Grup
Nilai Sig.
P1
P2
P3
Hari ke-1
0,002
a
b
ab
Hari ke-2
0
c
ab
b
Elektrisitas harian
Hari ke-3
0
c
b
a
Hari ke-4
0,013
a
ab
a
Hari ke-5
0,02
ab
b
a
BOD
0,429
COD
0,014
b
ab
a
Total N
0
d
b
a
Karakteristik limbah
TAN
0,332
MLSS
0
b
a
c
MLVSS
0
b
a
c

P4
ab
a
c
a
ab
ab
d
a
a

19

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di kota Armidale, Australia, pada
tanggal 21 November 1990 dari bapak Ir Wahyudi, Dip Ag
Ec, MEc. (alm) dan ibu Siti Ama. Penulis merupakan anak
kedua dari tiga bersaudara. Pendidikan formal yang ditempuh
penulis dimulai dari SDN Panaragan 2 Bogor pada tahun 1997
hingga tahun 2003. Penulis melanjutkan pendidikan di SMP
Negeri 4 Bogor hingga tahun 2006. Pendidikan formal
selanjutnya ditempuh di SMA Negeri 5 Bogor p