Koefisien laju pertumbuhan maksimum merupakan nilai maksimum laju pertumbuhan spesifik mikroorganisme yang terdapat dalam sistem pada saat
konsentrasi substrat bukan lagi sebagai faktor pembatas Barnes dan Bliss, 1983.
Konstanta laju pertumbuhan spesifik maksimum µ
m
yang diperoleh pada penelitian ini yaitu µ
m =
1,43 hari
-1
, nilai ini mendekati hasil penelitian yang dilakukan Pala dan Bolukbas 2004 yaitu dengan µ
m
= 0,6 - 6 hari
-1
. Nilai parameter µ
m
ini menunjukkan laju pertumbuhan sel dalam bioreaktor lebih cepat berkembang pada waktu yang lebih singkat untuk mengkonsumsi substrat
yang ada. Nilai µ
m
merupakan salah satu indikator tingkat biodegradabilitas proses pengolahan limbah. Menurut Pirbazari
et al. 1996, nilai µ
m
yang tinggi menunjukkan pertumbuhan mikroorganisme yang cepat. Salah satu indikator
tingkat dekomposisi proses pengolahan air limbah dan nilai μ yang rendah
menunjukkan tingkat dekomposisi yang rendah yang dapat disebabkan oleh tingginya konsentrasi bahan organik yang sulit didegradasi.
Nilai μ
m
pada proses denitrifikasi lebih besar dibandingkan nilai pada literatur yang memperlihatkan pertumbuhan maksimum biomassa lebih besar,
selain itu dapat pula disebabkan oleh nilai yield yang dihasilkan pada proses
lebih tinggi serta penggunaan energi pada proses lebih rendah sehingga laju pertumbuhan maksimum lebih besar.
Hasil rekapitulasi penentuan parameter kinetik dari proses denitrifikasi dapat
dilihat pada Tabel 5. Hasil analisis parameter kinetik memperlihatkan nilai yang tidak berbeda jauh pada literatur yang ada.
Tabel 5. Nilai-nilai parameter kinetik pada kondisi anoksik Parameter
Proses Denitrifikasi Kisaran
K
S
mgCOD l
8,92
10-20
a
K
NO
mgNO
3
l
4,09
0,2-0,5
a
k
d
hari
-1
0,07
0,05-0,4
a
Y mgVSSmg COD
0,17
0,31-0,7
a
μ
m
hari
-1
1,43
0,6-6
b
Sumber: a. Naidoo 1999
b. Pala dan Bolukbas 2004
5.3.2 Parameter kinetik pada proses nitrifikasi
5.3.2.1. Parameter kinetik K
S
Parameter Kinetik COD merupakan parameter yang berkaitan dengan pertumbuhan mikroba dan penggunaan COD sebagai substrat pertumbuhannya.
Penetapan parameter ini dilakukan dengan cara grafik yang persamaannya seperti dibawah ini .
X S
S
θ
−
= 1
1 k
k
S
K S
+
Atau
1 U
= 1
1 k
k
S
K S
+
nilai
S
K
dan k dapat diketahui dengan memetakan nilai
1 U
mgVSS.harimgCOD terhadap nilai 1
S
1mg CODl
, seperti pada grafik dibawah ini.
Parameter Ks dan k y = 176.84x + 0.1047
R
2
= 0.9758
0.2 0.4
0.6 0.8
1 1.2
1.4 1.6
0.001 0.002
0.003 0.004
0.005 0.006
0.007 0.008
1S 1mg COD
1 U
m g
VSS h a
ri m
g C
O D
Kemiringan K
s
k 176,84 mgVSS.haril
Ks 168,90 mgCODl
Perpotongan 1k 0,10
mgVSS.harimg COD K 9,55
mgCODmgVSS.hari
Gambar 23. Grafik perhitungan nilai parameter Ks dan k dari COD Untuk mencari nilai Y, dan k
d
digunakan persamaan laju pertumbuhan mikroorganisme yaitu :
m
μ
1
d C
Y U k
θ
= −
Untuk menentukan parameter Y dan k
d
maka nilai 1
C
θ 1hari dipetakan pada
grafik terhadap nilai
U
mgCODmgVSS.hari
,
maka Y merupakan kemiringan garis dan
d
k
adalah merupakan potongan dari garis, seperti pada Gambar 17.
Untuk mencari nilai parameter
m
μ
dihitung menggunakan perhitungan aljabar matematika, yaitu :
m
k Y
μ =
,
sehingga k
m
Y
μ
=
Parameter Y dan k
d
y = 0.416x - 0.1187 R
2
= 0.9811
0.5 1
1.5 2
2.5 3
3.5 4
4.5
2 4
6 8
10 U mg CODmgVSS.hari
1 θc
1 har
i
Kemiringan Y
H
0,42 mg MLVSSmg COD
Perpotongan k
d
-0.12 hari
-1
k
d
0.12 hari
-1
µ
m
3.97 hari
-1
Gambar 24. Grafik perhitungan nilai parameter
Y
dan
d
k
dari COD 5.3.2.2. Perhitungan parameter kinetik nitrogen amonia K
NH
Perhitungan parameter kinetik untuk N-NH
3
dilakukan dengan cara yang sama dengan perhitungan parameter kinetik pada COD yaitu dengan mengganti
variabel substrat COD dengan konsentrasi N-NH
3
pada nilai S.
Hasil dari perhitungan nilai parameter N-NH
3
tersebut seperti pada Gambar 25.
Parameter Ks dan k y = 774.53x + 4.4378
R
2
= 0.9348
2 4
6 8
10 12
0.001 0.002
0.003 0.004
0.005 0.006
0.007 0.008
1S 1mg COD 1
U m
g VSS h
a ri
m g
C O
D
Kemiringan K
NH
k 774,53
mg MLVSS.haril Perpotongan 1k
4,44 mg MLVSS.harimg NH
3
k 0,23 mg
NH
3
mg MLVSS.hari K
NH
174,53 mg
NH
3
l
Gambar 25. Grafik perhitungan nilai parameter K
NH
dan k dari N-NH
3
Sebagai perbandingan nilai-nilai parameter yang diperoleh dari penelitian ini dan peneliti sebelumnya, dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 6. Nilai-nilai parameter kinetik pada kondisi aerobik
Sumber
m
μ
,h
hari
-1 S
K
mg COD l
NH
K
mgl NH
3
H
Y
mg MLVSS mg COD
d
k
hari
-1
Hasil Penelitian
3,97
168,90
174,53
0,42 0,12 Dold
et al 1980 0,65
20,0 1,00
0,45 0,62
Henze et al 1987
6,00 10 - 180
1,00 0,15
0,62 Derco
et al 2001 1,10 37,26 0,32
0,15 0,20 Pala
et al 2005 1,13
343 -
0,70 0,05
Nilai-nilai parameter kinetik yag diperoleh dari hasil penelitian ini beberapa diantaranya dapat menunjukkan hasil yang hampir sama dengan peneliti lain,
kecuali pada parameter K
NH
, yaitu parameter yang menyangkut pada aktivitas penggunaan senyawa amonia oleh bakteri ototrof. Dari nilai-nilai parameter
yang dihasilkan dapat menggambarkan bahwa pertumbuhan bakteri ototrof dalam rangka pemanfaatan amonia untuk pembentukan nitrat berjalan sangat
lambat. Berdasarkan nilai K
NH
yang tinggi dapat menandakan bahwa mikroorganisme bersifat memiliki afinitas yang rendah terhadap substrat
sehingga lebih mudah membentuk flok dan mengendap Metcalf dan Eddy, 1991. Hasil konstanta biokinetik K
S
yang tinggi menandakan pemanfaatan COD bagi mikroba tidak efisien yang kemungkinan disebabkan oleh COD yang ada
bukan COD yang siap diurai biologis SBCOD. Raj dan Anjaneluyu 2005 mendapatkan hasil K
S
yang besar 2980,5 mgl disebabkan oleh konsentrasi COD yang tinggi 1500 – 4000 mgl. Jika konsentrasi ditingkatkan lebih dari
4000 mgl akan menurunkan efisiensi proses. Hal ini disebutkan sebagai akibat dari meningkatnya proses penghambatan pertumbuhan mikroorganisme
nitrifikasi maupun denitrifikasi.
5.4 Parameter Konstanta Laju Spesifik Amonifikasi Ka
