3. Penelitian yang dilakukan oleh Pasaribu 2003 menggunakan sistem lapisan
multi media LMM yang terdiri dari krikil dan perlit sebagai media biofilter dengan proses aerob untuk pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit, dengan lama aerasi
14 hari dan kecepatan loading 38 Lm
3
. hari dapat menurunkan kandungan BOD 83,35, COD 66,6, SS 40 dan ammonium-nitrogen NH
4
-N 98,25. Dari beberapa referensi yang ada, terlihat bahwa kemampuan proses biofilter
untuk mendegradasi senyawa-senyawa organik dalam air limbah cukup meyakinkan. Dalam penelitian yang akan dilaksanakan ini peneliti mencoba menggunakan
proses biofilter aerob dengan media batu krikil untuk pengolahan limbah cair industri tahu. Pemilihan metoda ini berdasarkan hasil penelitian BPPT 1997a, bahwa
penguraian aerobik cocok di terapkan untuk limbah cair industri tahu dengan konsentrasi polutan organik 2000 mgL. Secara umum menurut Eckenfelder 2000,
untuk limbah cair dengan kandungan BOD antara 400 – 1000 mgL proses aerobik masih lebih menguntungkan dari proses anaerobik di samping batu kerikil biayanya
relatif murah dan mudah diperoleh sebagai bahan lokal.
2.5.1. Proses Pembentukan Biofilm
Biofilm atau biofilter adalah merupakan sekumpulan aggregate dari mikroorganisme atau produk polimer ekstrasellular yang melekat pada permukaan
padat atau padatan organik inert dalam lingkungan berair Marshall, 1992 dalam Jamilah at al, 1998; Rittmann dan McCarty, 2001.
Nurhasmawaty Pohan : Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Dengan Proses Biofilter Aerobik, 2008 USU e-Repository © 2008
Mekanisme pembentukan biofilm diawali ketika sel melekat pada sel lainnya atau padatan organik inert. Beberapa faktor yang berperan dalam proses pelekatan sel
pada permukaan suatu media antara lain, yaitu transportasi sel, adsorpsi reversible, adhesi irreversible dan penggandaan sel Schmindt dan Ahring, 1996 dalam
Agustian, 2003. Proses pelekatan sel mikroorganisme diawali dari terbentuknya butiran
perintis berupa satuan sel yang sangat kecil dan selanjutnya tumbuh menjadi sekumpulan mikroorganisme Callander dan Barford, 1983 dalam Agustian, 2003.
Sel yang tumbuh pada permukaan media belum permanen, masih dapat lepas dan bergerak. Setelah menyesuaikan diri dengan lingkungannya sel melekat erat pada
permukaan media dan berkembang membentuk koloni. Kecepatan pelekatan sel pada permukaan media tidak selalu sama, tergantung pada struktur media dan daya
rekatnya Marrshall, 1992 dalam Jamilah et al, 1998.
2.5.2. Faktor-Faktor Lingkungan Yang Mempengaruhi Proses Biodegradasi Aerobik
Seperti yang telah diuraikan diatas, ada tiga reaksi biokimia yang terjadi dalam oksidasi biologis aerobik yaitu : sintesis, respirasi endogenus dan nitrifikasi.
Adapun faktor – faktor yang mempengaruhi adalah :
Efek Temperatur
Variasi temperatur mempengaruhi semua proses biologis.
Nurhasmawaty Pohan : Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Dengan Proses Biofilter Aerobik, 2008 USU e-Repository © 2008
Berdasarkan daerah aktivitas temperatur bagi kehidupan mikroorganisme dibagi atas tiga golongan Eckenfelder, 2000; Soeparman dan Suparmin, 2001; Lee,
1992. 1. Mikroorganisme
psikorofilik, adalah golongan mikroorganisme yang dapat tumbuh pada daerah temperatur antara 30
C, dengan temperatur optimum 15 C.
Kebanyakan dari golongan ini tumbuh di tempat-tempat dingin baik di darat maupun di air.
2. Mikroorganisme mesofilik, adalah golongan mikroorganisme yang dapat
tumbuh pada daerah temperatur optimum antara 25 – 37 C, minimum 15
dan maksimum 55
C. 3. Mikroorganisme
termofilik, adalah golongan mikroorganisme yang dapat tumbuh pada daerah temperatur tinggi, optimum antara 55 – 60
C, minimum 40 C
dan maksimum 75 C.
Efek pH
Bakteri memerlukan nilai pH antara 6,5 – 7,5. Berdasarkan daerah aktivitas pH bagi kehidupan mikroorganisme dibedakan atas tiga golongan Eckenfelder,
2000; Soeparman dan Suparmin , 2001; Lee, 1992. 1. Mikroorganisme asidofilik, yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara
2,0 – 5,0.
Nurhasmawaty Pohan : Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Dengan Proses Biofilter Aerobik, 2008 USU e-Repository © 2008
2. Mikroorganisme mesofilik Neutrofilik, yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 5,5 – 8,0.
3. Mikroorganisme alkalifilik, yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 8,4 – 9,5.
Toksisitas
Toksisitas dalam sistem oksidasi biologis menurut Eckenfelder 2000 , disebabkan oleh beberapa hal yaitu :
1. Bahan anorganik, seperti fenol juga merupakan toksis pada konsentrasi tinggi, tetapi dapat diturunkan secara biologis pada konsentrasi rendah.
2. Bahan seperti logam berat Hg, Ag, Cu, Au, Zn, Li dan Pb juga toksid pada kadar rendah, terhadap mikroorganisme karena ion-ion logam berat dapat
bereaksi dengan gugusan senyawa sel tergantung pada kondisi operasi. 3. Garam-garam anorganik dan ammonium, yang menunjukkan suatu
penghambatan pada konsentrasi tinggi.
Bahan Makanan Nutrien
Fungsi utama bahan makanan bagi mikroorganisme ialah sebagai sumber energi, bahan pembangunan sel dan sebagai aseptor elektron di dalam reaksi
bioenergetik reaksi yang menghasilkan energi. Bahan makanan yang diperlukan terdiri dari : air, sumber energi, sumber karbon, sumber aseptor elektron, sumber
mineral, faktor pertumbuhan dan nitrogen Metcalf dan Eddy, 2003.
Nurhasmawaty Pohan : Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Dengan Proses Biofilter Aerobik, 2008 USU e-Repository © 2008
a. Air merupakan komponen utama di dalam sel dan media, baik sebagai sumber oksigen untuk bahan organik sel dan respirasi ataupun sebagai pelarut dan alat
pengangkut dalam metabolisme. b . Sumber energi, senyawa organik dan anorganik yang dapat dioksidasi serta
cahaya matahari merupakan sumber energi bagi mikroorganisme. c. Sumber karbon, umumnya berbentuk hidrat arang, asam organik, garam organik
dan polialkohol. d. Sumber aseptor elektron, oksidasi biologis merupakan proses pengambilan dan
pemindahan elektron dari substrat. Proses penangkapan elektron disebut aseptor elektron yaitu, O
2
, senyawa organik, , NO
2
, CO
2
, N
2
O dan Fe
3+
NO
3 −
e. Faktor pertumbuhan, berupa senyawa yang sangat diperlukan untuk pertumbuhan walau dengan kadar yang sedikit antara lain vitamin dan asam
amino. f. Sumber nitrogen, dalam bentuk ammonium, nitrat, asam amino dan protein.
Sumber energi bagi mikroorganisme dapat berasal dari cahaya matahari untuk jasad yang mampu melakukan proses fotosintesa, atau dari hasil penguraian
senyawa kimia untuk jasad yang mampu melakukan proses khemosintetik.
Cell residence Time CRT
Cell Residence Time CRT atau umur lumpur didefinisikan, adalah rata-rata lamanya waktu mikroorganisme berada di dalam aerator Eckenfelder, 2000. Untuk
Nurhasmawaty Pohan : Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Dengan Proses Biofilter Aerobik, 2008 USU e-Repository © 2008
mendapatkan hasil yang baik pada proses pengolahan secara biologis CRT merupakan landasan desain dan parameter operasi dalam proses aerobik. Menurut
Metcalf dan Eddy 2003, secara umum CRT dalam proses aerobik antara 6-15 hari untuk memperoleh hasil kinerja pengolahan yang efektif.
Hydraulic Retention Time HRT
Hydraulic Retention Time HRT adalah waktu rata-rata penahanan air limbah berada pada tangki aerasi. Untuk mendapatkan hasil yang baik pada proses
pengolahan secara biologis, HRT juga merupakan landasan desain dan parameter operasi dalam proses aerobik. Semakin lama air limbah dalam tangki aerasi,
mengakibatkan waktu kontak antara biomassa dalam reaktor dengan substrat dalam aliran umpan semakin lama. Dengan demikian diharapkan proses degradasi biologis
aerob berlangsung efektif. Secara umum untuk limbah cair industri dengan proses biologis aerobik sebaiknya air limbah berada pada tangki aerasi antara 6 – 8 jam
Sugiharto, 1994 ; Gumbira, 1994, untuk memperoleh efisiensi pengolahan yang efektif.
Nurhasmawaty Pohan : Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Dengan Proses Biofilter Aerobik, 2008 USU e-Repository © 2008
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1.
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Proses Teknik Kimia Fakultas Teknik USU Medan, dengan lama waktu penelitian selama 6 enam bulan.
3.2. Bahan dan
