52 digunakan memiliki pH awal berturut-turut lubang 1, lubang 2, lubang 3
adalah 7.54, 7.55, 7.54. Setelah biofilter dioperasikan selama 7 hari, nilai pH naik menjadi 8.19, 8.14, 7.92. Nilai pH pada lubang 1 dan 2 lebih cepat naik
karena lubang 1 dekat dengan inlet, sehingga terjadi penumpukkan gas amoniak yang terjerap dalam bahan secara fisik.
Setelah 14 hari, pH kolom cenderung basa dengan nilai berturut- turut lubang 1, lubang 2, lubang 3 adalah 8.17, 8.03, 8.04. Lubang 3 sudah
mengalami kenaikan pH menjadi lebih basa, sehingga diduga amoniak sudah terjerap dan kolom mulai jenuh secara fisik. Namun, terjadi
penurunan nilai pH di lubang 1 dan 2, hal ini mengindikasikan pertumbuhan mikroorganisme pengoksidasi amoniak. Karena dalam oksidasi amoniak
akan dihasilkan nitrat yang bersifat asam. Pada hari ke-21, nilai pH lubang 2 dan 3 cenderung turun, yaitu 8
dan 7.12. sedangkan pada lubang 1 terjadi kenaikan menjadi 8.18. Hal ini mengindikasikan bakteri pengoksidasi amoniak yang tumbuh cenderung
stabil, karena selain bakteri yang ditambahkan, tanah sudah memiliki berbagai macam bakteri yang bisa berfungsi sebagai inhibitor maupun
akselerator. Hari ke-26, nilai pH cenderung turun menjadi lebih netral. Hal ini
mengindikasikan produksi asam nitrat dan produk metabolisme bakteri yang bersifat asam lainnya lebih banyak. Nilai pH berturut-turut lubang 1, lubang
2 dan lubang 3 adalah 8.20, 7.77, 7.48. Kecenderungan nilai pH yang turun adalah lubang 2 dan 3, dalam hal ini pada lubang 2 dan 3 bakteri memiliki
aktifitas oksidasi yang lebih besar daripada pada lubang 1.
E. BIOFILTER KOMPOS 1. Kinerja Penghilangan Amoniak
Konsentrasi inlet yang diberikan pada H-0 adalah 0.15 ppm. Biofilter mempunyai efisiensi berfluktuasi antara 96 - 100 sampai hari
ke-5 dengan konsentrasi inlet berkisar antara 0.21 – 0.41 ppm.
53
5 10
15 20
2 4
6 8
10 12
14 16
18 20
22 24
26
K o
n sen
tr asi
N H
3
p p
m
20 40
60 80
100
E fis
ie n
s i
Inlet Outlet
Efisiensi
500 1000
1500 2000
2500 3000
2 4
6 8
10 12
14 16
18 20
22 24
26
pp m
N it
ra t
b
1 2
3 4
5 6
2 4
6 8
10 12
14 16
18 20
22 24
26
P e
n yer
ap an
g -N
k g
-b e
ra t
ker in
g
Inlet Outlet
Gambar 19. Perubahan penyerapan gas NH
3
oleh biofilter dengan bahan pengisi kompos diinokulasi dengan Nitrosomonas sp. a
konsentrasi inlet-outlet gas, b penyerapan NH
3
, c pembentukkan NO
3 -
, d perubahan nilai pH.
c
d
6 6.5
7 7.5
8
7 14
17 21
23 26
Hari ke - pH
L-1 L-2
L-3
a
54 Kemudian efisiensi mulai tidak stabil, yaitu berkisar antara 65 – 88 pada
hari ke-6 sampai ke-8. Hal ini dikarenakan konsentrasi inlet yang dinaikkan sampai 0.56 ppm. Pada minggu pertama ini, nitrat yang dihasilkan sebesar
2517.80 ppm. Gambar 19a, menunjukkan konsentrasi inlet-outlet NH
3
yang diberikan pada kolom biofilter.
Efisiensi mulai naik pada kisaran 94 -100 pada hari ke-9 sampai ke-14, dengan konsentrasi inlet yang ditambahkan antara 0.47 – 2.19 ppm.
Pada hari ke-14 diketahui jumlah nitrat yang dihasilkan sebesar 2111.50 ppm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 19c. Kemudian efisiensi mulai
stabil pada kisaran 89 – 97 pada hari ke-15 sampai 21, dengan kenaikan inlet yang diberikan antara 1.18 – 3.41 ppm. Nitrat yang dihasilkan
mengalami penurunan pada hari ke-21 sebesar 1 909 ppm. Pada hari ke-22, inlet terus ditambahkan konsentrasinya menjadi
3.71 – 17.67 ppm, tetapi efisiensi terus berkisar antara 97 - 99 . Dalam hal ini diketahui nitrat yang dihasilkan mengalami penurunan dari minggu
sebelumnya, yaitu sebesar 1 877 ppm. Penurunan jumlah nitrat tersebut dikarenakan oleh berkurangnya jumlah bakteri yang pengoksidasi baik
Nitrosomonas sp. maupun bakteri heterotrof, tetapi bahan pengisi kompos
relatif stabil nilai pHnya.
Gambar 20. Kapasitas penyerapan biofilter kompos terhadap beban.
1 2
3 4
5
1 2
3 4
5
beban g-Nkg kom pos kering P
e n
y er
ap a
n g
-N k
g ko
m p
o s
k e
rin g
55 Gambar 21. Perubahan konsentrasi inlet-outlet selama kinetika biofilter
dengan bahan pengisi kompos dinokulasi dengan Nitrosomonas
sp.
10 20
30 40
50 60
70 80
1 6
11 16
21 26
31 36
41 46
51
Jam ke - K
o n
s en
tr as
i N H
3 p
p m
20 40
60 80
100
ef is
ien s
i
Inlet Outlet
Efisiensi
Penyerapan biofilter terjadi pada hari ke-11 dengan beban sebesar 0.59 g-Nkg-kompos keringhari seperti yang ditunjukkan pada Gambar 20.
Setelah beban dinaikkan, maka biofilter tidak dapat menyerap secara optimal. Konsentrasi inlet yang telah diberikan antara 0.15 – 15.13 ppm
dengan outlet 0 – 0.22 ppm. Persen penghilangan amoniak berkisar antara 65 – 100 .
2. Analisa Kinetika Biofilter
Kinetika biofilter dilakukan pada hari ke-27. Gambar 21 menunjukkan fluktuasi konsentrasi NH
3
yang ditambahkan selama kinetika biofilter. Pada jam pertama, diberikan inlet dengan konsentrasi sebesar 6.35
ppm. Efisiensi biofilter cenderung naik dari 94 - 98 , dengan inlet yang ditambahkan mencapai 52.04 ppm. Konsentrasi mulai dinaikkan lagi hingga
efisiensi mulai menurun dari 96 hingga 85 pada rentang jam ke-16 sampai jam ke-26. Inlet yang ditambahkan sebesar 33.91 – 49.48 ppm.
Pada jam ke-27 sampai jam ke-35, efisiensi biofilter berfluktuasi antara 70 – 91 . Nilai ini karena konsentrasi inlet yang ditambahkan
sebesar 41.45 – 55.78 ppm. Kemudian efisiensi biofilter naik lagi dan cenderung stabil antara 90 – 95 , dengan konsentrasi inlet yang
ditambahkan antara 56.56 – 66 ppm.
56 Gambar 22. Analisis kinetika penghilangan NH
3
biofilter berbahan pengisi kompos dengan diinokulasi oleh Nitrosomonas sp.
y = 85.293x + 1969.8 R
2
= 0.9636
5000 10000
15000 20000
25000
50 100
150 200
250
C ln C ln
R
Kenaikan konsentrasi tersebut tetap bersamaan dengan kenaikan efisiensi biofilter, sehingga kemudian pada jam ke-46 konsentrasi inlet
dinaikkan pada kisaran 47.52 – 69.93 ppm, hingga jam ke-55 efisiensi turun menjadi 45 .
Kinetika biofilter kolom kompos ini memiliki nilai penghilangan amoniak, Vm, adalah 0.012 g-Nkg bahan keringjam. Nilai kejenuhan
konstan, Ks, adalah 23.09 ppm.
2. Jumlah Sel Bakteri dan Kadar Air
Nilai logaritma jumlah sel bakteri Nitrosomonas sp. dapat pada hari ke-7 mengalami kenaikan di lubang 1 yaitu 8.18 selg-contoh dan
mengalami penurunan di lubang 2 dan 3 yaitu 4.04 cfug-contoh dan 1.04 cfug-contoh. Gambar 23 menunjukkan perubahan jumlah bakteri
pengoksidasi amoniak dan kadar air kolom biofilter. Demikian halnya jumlah sel heterotrof, mengalami penurunan pada lubang ke-1 dan ke-3,
sedangkan lubang 2 nilainya tetap. Kecenderungan ini setara dengan jumlah kadar air bahan yang mulai menurun. Pertumbuhan bakteri sangat
b
57
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
7 14
21 26
N il
a i Loga
ri tm
a J
u m
la h
S e
l
N it
ros om
ona s
L-1 L-2
L-3
1 2
3 4
5 6
7 8
9
7 14
21 26
N il
a i Loga
ri tm
a J
u m
la h
S e
l H e
te ro
tr of
L-1 L-2
L-3
membutuhkan karbon yang cukup untuk diubah menjadi energi untuk mengoksidasi amoniak.
Pada hari ke-14, sel bakteri Nitrosomonas mengalami penurunan di lubang 1 menjadi 1.30 selg-contoh dan kenaikan di lubang 2 dan 3 yaitu
9.40 selg-contoh dan 9.40 selg-contoh. Demikian halnya dengan jumlah bakteri heterotrof yang mengalami penurunan pada lubang 2 menjadi 6.70
cfug-contoh dan kenaikan pada lubang 1 dan 3 yaitu 6.48 cfug-contoh dan Gambar 23. Perubahan jumlah sel bakteri pengoksidasi NH
3
selama pengoperasian biofilter kompos. a Nitrosomonas sp., b
bakteri heterotrof, c kadar air, L-1 : lubang 1, L-2 : lubang 2, L-3: lubang 3.
a
b
c
30 32
34 36
38 40
42 44
46
7 14
21 26
Hari ke - Kad
a r Ai
r
L-1 L-2
L-3
58 7.30 cfug-contoh. Dalam hal ini diketahui kadar air bahan kembali
mengalami penurunan lubang 1, lubang 2, lubang 3 masing-masing adalah 31.64 , 36.04 dan 38.44 . Fluktuasi jumlah sel bakteri heterotrof tidak
terlalu signifikan, tetapi pada sel Nitrosomonas sp. telah diketahui fluktuasi yang tajam.
Pada hari ke-21, bakteri heterotrof kondisinya relatif stabil dibanding bakteri Nitrosomonas sp. Jumlah sel Nitrosomonas sp. mati pada
lubang 2 dan 3, sedangkan pada lubang 1 mengalami penurunan jumlah sel menjadi 1.88 selg-contoh. Diketahui kadar air pada saat itu mengalami
kenaikan masing-masing lubang 1, lubang 2, lubang 3 adalah 40.54 , 42.17 , 43.69 .
4. Pengamatan pH
Nilai pH biofilter bahan pengisi kompos ini memiliki peranan yang sangat penting. Kondisi yang terlalu asam akan menyebabkan bakteri
Nitrosomonas sp. mati, demikian halnya jika terlalu basa. Gambar 19,
menunjukkan perubahan nilai pH biofilter selama dioperasikan. Setelah 7 hari biofilter dioperasikan, pH mengalami kenaikan berturut-turut lubang 1,
lubang 2 dan lubang 3 adalah 6.97, 7.21 dan 7.74. Tetapi setelah 14 hari, nilai pH pada lubang 2 dan 3 mengalami penurunan menjadi 7.03 dan 7.61.
Nilai ini masih netral, karena kompos memiliki komposisi unsur hara yang bersifat asam dan basa, memiliki buffer untuk kesetimbangan pH dalam
kompos. Hari ke-14, diketahui pH kolom mengalami kenaikan pada lubang 1
yaitu 7.76 dan mengalami penurunan pada lubang 2 dan 3 yaitu 7.03 dan 7.61. Keadaan ini terus berlanjut pada hari ke-21 dan ke-25. Nilai pH
mengalami penurunan pada lubang 3 dan kenaikan pada lubang 1 dan 2. Kompos memiliki nilai pH yang selalu netral, kenaikan dan penurunan pH
tidak terlalu fluktuatif.
59
F. PEMBAHASAN UMUM
