dihasilkan dari pengolahan limbah khususnya proses anaerob relatif sedikit Rittmann dan McCarty, 2001; MetCalf dan Eddy, 2003.
Perlakuan anaerobik untuk degradasi senyawa organik kompleks dalam limbah cair tahu muncul sebagai pilihan yang logis dan menarik, karena biodegradasi senyawa-
senyawa organik kompleks dapat dilakukan dalam sistem anaerob. Dalam proses anaerob, senyawa-senyawa organik kompleks protein, karbohidrat dan minyaklemak
berantai panjang mula-mula didegradasi menjadi asam lemak dan asam amino sederhana dan berantai pendek serta sejumlah kecil gas hidrogen Parkin dan Owen, 1986; Ridlo,
1996; MetCalf dan Eddy, 2003. Selanjutnya asam-asam organik dan asam-asam amino sederhana diuraikan lebih lanjut menjadi gas metan CH
4
, karbon dioksida CO
2
dan sejumlah kecil H
2
, hidrogen sulfida H
2
S dan nitrogen serta biomassa Balch et al, 1977; Speece, 1983.
2.4.1. Biodegradasi Limbah Cair Secara Anaerobik
Biodegradasi senyawa-senyawa organik kompleks dalam limbah cair secara anaerob atau disebut juga proses destabilisasi Tobing dan Loebis, 1994 dapat
menghasilkan produk intermediet berupa asam lemak volatil, asam amino sederhana seperti asam asetat, asam propionat, butirat, glysin, leusin dan lain-lain. Beberapa
literatur tentang proses penguraian substrat organik kompleks dalam limbah cair secara anaerob dilaporkan oleh Andrews et al 1962; McCarty dan Smith 1986; Damayanthie
2000; Archer dan Kirsop 1990 dan Tobing dan Loebis 1994.
Amir Husin : Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Dengan Biofiltrasi Anaerob Dalam Reaktor Fixed-Bed, 2008 USU e-Repository © 2008
Andrews et al 1962 mempelajari kinetika dan karakteristik degradasi limbah cair organik menggunakan reaktor batch dalam keadaan anaerob. Hasil penelitian tersebut
menunjukkan, bahwa : 1.
Pada awal proses degradasi anaerob, pH cairan mengalami penurunan karena di dalam sistem terjadi pembentukan asam-asam organik. Setelah tahap ini berakhir
terjadi fermentasi metana, dimana asam-asam organik dipecah akibatnya pH campuran mengalami kenaikan. Proses ini mulai terjadi setelah operasi
berlangsung kurang lebih 2 hari. 2.
Setelah periode penahanan yang lama, hampir seluruh asam-asam organik volatil dikonversi menjadi gas metan dan karbon dioksida.
Dhamayanthie 2000 mencoba meneliti pengolahan limbah cair industri tekstil dengan proses anaerob-aerob menggunakan reaktor alir kontinu. Hasil penelitian
dilaporkan bahwa dalam tahap anaerob dengan temperatur ruang dan waktu tinggal 12 – 24 jam dihasilkan penurunan COD 21,76 – 29,56 dan BOD 14,80 – 41,91.
Berdasarkan grup bakteri yang berperan, proses biodegradasi bahan organik kompleks secara anaerob menjadi gas metana dapat dibagi atas tiga tahap seperti terlihat
pada Gambar 2.2 Polprasert dan Hoang, 1983; Spaan, 1983; Ridlo, 1996; Rittmann dan
McCarty, 2001; dan MetCalf Eddy, 2003. Pada tahap hidrolisis, mikro organisme hidrolitik akan mendegradasi bahan organik
kompleks menjadi monomer-monomer. Produk akhir pada proses hidrolisis ini terutama monosakarida, asam lemak, asam amino serta purin dan pirimidin Spaan, 1983; Speece,
1983; Polprasert dan Hoang, 1983; Ridlo, 1996; dan MetCalf Eddy, 2003 dan bahan-
Amir Husin : Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Dengan Biofiltrasi Anaerob Dalam Reaktor Fixed-Bed, 2008 USU e-Repository © 2008
bahan organik yang sukar terhidrolisis Tobing dan Loebis, 1994. Akan tetapi hasil proses ini tidak merubah nilai COD Eckenfelder, 1989.
Dalam tahap fermentasi asidifikasi, monomer-monomer hasil proses hidrolisis didegradasi lebih lanjut oleh bakteri asidogenik menjadi asam lemak volatil seperti asam
propionat, butirat, valerat dan sebahagian kecil asam asetat, H
2
dan CO
2
MetCalf Eddy, 2003, etanol, amoniak dan hidrogen sulfida Tobing dan Loebis, 1994; dan Ridlo,
1996 . Asam-asam organik yang molekulnya lebih berat dari asam asetat akan diubah lebih lanjut oleh bakteri asetogenik menjadi asam asetat, H
2
dan CO
2
Parkin dan Owen, 1986. Eckenfelder 1989 dan McCarty dan Smith 1986 melaporkan bahwa penguraian
asam-asam organik seperti propionat, butirat dan valerat oleh bakteri asetogenik hanya dapat terjadi bila konsentrasi H
2
sangat rendah, yaitu jika tekanan parsial gas H
2
10
- 4
atm. Produk akhir tahap fermentasi ini merupakan perintis dalam pembentukan gas metana.
Amir Husin : Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Dengan Biofiltrasi Anaerob Dalam Reaktor Fixed-Bed, 2008 USU e-Repository © 2008
Tahap hidrolisis
Tahap fermentasi
BAHAN ORGANIK KOMPLEKS
Protein, lipid, polisakarida, asam nukleat
asam amino, asam lemak, monosakarida, purin dan pirimidin
asam propionat asam butirat
asam valerat dll
asam asetat H
2
; CO
2
Tahap ketiga, yaitu tahap metanogenesis metanasi merupakan tahap pembentukan gas metana dari asam asetat dan H
2
serta CO
2
Tobing, 1989; dan Ridlo, 1996. Proses metanasi dilakukan oleh dua grup mikroorganisme yang secara kolektif disebut
metanogenik Balch et al, 1977. Kedua jenis organisme metanogenik tersebut sama- sama menghasilkan gas metana dan CO
2
. Grup pertama disebut asetilastik metanogen Balch et al, 1977 berfungsi mengubah substrat asam asetat menjadi metana dan CO
2
melalui reaksi : CH
3
COOH ⎯⎯⎯→ CH
4
+ CO
2
……………….……………1
Grup kedua disebut bakteri metanogenik pengguna hidrogen atau methanogen hidrogenotropik Balch et al, 1977 menggunakan hidrogen H
2
sebagai elektron donor dan CO
2
sebagai akseptor untuk membentuk metana seperti reaksi anaerobik. CO
2
+ 4 H
2
⎯⎯⎯→ CH
4
+ 2H
2
O ……………….....… 2
Amir Husin : Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Dengan Biofiltrasi Anaerob Dalam Reaktor Fixed-Bed, 2008 USU e-Repository © 2008
Dalam proses anaeobik, tahap metanogenesis ini merupakan tahap yang paling penting dalam pengolahan limbah cair, karena pada tahap ini terjadi reduksi COD atau
BOD cukup tinggi. Eckenfelder 1989 dan Rittman dan McCarty 2001 melaporkan bahwa dalam proses ini, setiap 1 kg COD atau BOD
ultimate yang dihilangkan dan atau diproses dihasilkan 0,35 m
3
gas metana pada temperatur dan tekanan standard.
2.5. Pengolahan Limbah Cair Secara Biofilter Anaerobik
