Simulasi Biodegradabilitas Limbah Cair Proses Pengolahan Kopi
Studi simulasi biodegradabilitas pada penelitian ini dilakukan untuk mengetahui potensi konversi limbah cair kopi pada konsentrasi bahan organik
tinggi yang diperoleh dari perlakuan minimisasi air proses pengolahan menjadi biogas dalam suasana anaerobik. Simulasi dilakukan pada berbagai tingkat
konsentrasi limbah cair dan jenis konsorsium mikroorganisme dalam vessel
berukuran 100 ml Gambar 70.
Fluktuasi konsentrasi limbah cair kopi pada saat proses pengolahan dan masa panen kopi yang terbatas menyebabkan masa untuk mendapatkan limbah
cair dengan konsentrasi tertentu juga terbatas. Sebagai pendekatan, penelitian ini menggunakan larutan kopi instan sebagai limbah cair kopi sintetik dengan
mempertimbangkan karakteristik yang berbeda antara keduanya. Daoming dan Forster 1994 juga pernah menggunakan kopi instan sebagai bahan simulasi
limbah cair kopi untuk menentukan pengaruh faktor penghambat dalam penanganan anaerobik termofilik.
Gambar 70
Contoh vessel untuk uji biodegradabilitas anaerobik Limbah cair kopi sintetik dibuat dari larutan kopi instan dengan
pertimbangan ketersediaan bahan pada saat pelaksanaan penelitian dan kemudahan untuk membuat larutan limbah cair pada rentang konsentrasi COD
tertentu. Pembuatan konsentrasi larutan disesuaikan dengan rentang konsentrasi COD terlarut yang diperoleh dari hasil perlakuan minimisasi air. Suhu dan pH
proses dijaga pada kondisi optimum proses yaitu pada suhu 37
o
C dan pH netral 6,5
– 7,0 kecuali pada batch 1. Adapun komposisi limbah cair sintetik pada
berbagai tingkat konsentrasi COD disajikan pada Tabel 27.
Komposisi kimia limbah cair kopi ditentukan oleh kandungan organik pada pulpa kopi dan biji kopi. Limbah cair kopi yang berasal dari proses pengolahan
buah umumnya mengandung polisakarida cukup tinggi, sedangkan pada kopi
instan telah menurun hingga 50. Degradasi pada kopi instan diduga terutama pada polifenol, mineral, protein dan gula-gula pereduksi yang ada.
Tabel 26 Rancangan simulasi biodegradabilitas BMP test kopi instan
Batch COD gL Inokulum
pH 1
a. 10 b. 20
c. 30 Campuran
granular dan floccular sludge
Tanpa penyesuaian pH
2 a. 10
b. 15 c. 20
d. 30 Granular sludge
6,5 – 7,0
Tabel 27 Komposisi larutan limbah cair sintetik dari kopi instan
Komposisi gr
Larutan kopi dengan tingkat COD 10 gL
20 gL 30 gL
Protein 0,077
0,115 0,153
Karbohidrat 0,459
0,688 0,918
Gula 0,076
0,114 0,153
Serat 0,382
0,574 0,765
Polifenolmelanoidin 0,275
0,413 0,551
Kafein 0,053
0,080 0,107
pH larutan 5,28
5,15 5,03
Granular sludge yang digunakan berasal dari komposit mikroorganisme lumpur aktif reactor Upflow Anaerobic Sludge Blanket UASB. Sedangkan
floccular sludge merupakan komposit mikrooganisme heterogen dalam bentuk lumpur tersuspensi yang berasal dari lumpur aktif reaktor anaerobik Continuous
Stirred Tank Reactor CSTR. Liu et al. 2002, menyatakan UASB dan CSTR merupakan bagian dari
sistem anaerobik yang dapat digunakan untuk menangani limbah. UASB merupakan teknologi yang dikembangkan berdasarkan pemahaman terhadap
aktifitas bakteri metanogenesis pada laju alir cepat. Adanya aliran ke atas yang cepat dalam reaktor UASB serta pola aktifitas bakteri metanogenesis untuk
membentuk lapisan tersuspensi memacu perkembangan konsorsium metanogenik membentuk diri sendiri menjadi granule yang lebih kental daripada air melalui
aliran limbah cair menuju bagian atas reactor. UASB dikembangkan terutama untuk menangani limbah cair yang berkonsentrasi tinggi. Densitas
mikroorganisme granular yang tinggi memudahkan proses pemisahan efluen
limbah cair yang telah terpurifikasi dengan biomassa. Kelemahan UASB adalah padatan partikulat dalam limbah cair yang cenderung dapat menganggu sistem.
Reaktor CSTR diadaptasi dari reaktor aerobik untuk mengolah limbah organik yaitu menggunakan lumpur aktif hasil penanganan sekunder untuk
mengolah langsung limbah cair. Adanya agitasi pemutaran mekanis pada tangki aerobik bertujuan untuk menjadi partikulat agar tetap dalam bentuk tersuspensi
dan memudahkan memasukkan oksigen ke dalam larutan. Pemutaran mekanis pada tangki anaerobik mempengaruhi laju pertumbuhan konsorsium bakteri
terhadap lingkungan pada kondisi asidogenesis dan metanogenesis. Dinamika bakteri cenderung tidak seragam pada reaktor CSTR.
Gambar 71 Komposit mikroorganisme a Flokular, b Granular