8 Pemutihan bubur kayu merupakan salah satu langkah terpenting untuk
memurnikan dan membersihkan bubur kayu dari lignin, sehingga kertas yang dihasilkan menjadi lebih putih. Bahan kimia yang biasa digunakan untuk
pemutihan adalah gas klorin dan klorin dioksida atau peroksida. Setelah diputihkan, campuran bubur kayu dikirim ke persiapan stok. Pada tahapan ini,
bubur kayu dibersihkan dan disempurnakan kualitasnya. Langkah-langkah tersebut meliputi pewarnaan, pembentukan ukuran tertentu, atau pemberian zat
aditif tertentu. Ada tiga tahap pemutihan bubur kayu menggunakan metode Kraft yaitu menggunakan agen pengoksidasi kuat, ekstraksi alkali, dan agen pemindah
logam. Agen pengoksidasi kuat yang digunakan yaitu klorin, ozon O
3
, oksigen O
2
, natrium hipoklorit NaOCl, dan hidrogen peroksida H
2
O
2
. Oksigen, hidrogen, atau keduanya sering digunakan untuk memindahkan bahan organik
yang tidak digunakan dalam proses. Pada tahap ekstraksi alkali, asam organik dan alkohol bereaksi dengan natrium hidroksida dan membentuk natrium organik dan
air. Pada tahap akhir pemutihan, bubur kayu dicuci untuk memindahkan lignin yang sudah didegradasi atau buangan organik lainnya. Buangan organik tersebut
biasanya mengandung asam organik dan alkohol. Logam transisi pada kayu bereaksi dengan ozon dan hidrogen peroksida Blum, 1996.
II. 2. Sludge Bubur Kayu
Sludge adalah lumpur yang mengendap dari proses pengolahan limbah cair. Menurut Metcalf dan Eddy 1991, sludge dihasilkan dari operasi pengolahan
limbah cair yang mengandung padatan 0.25 - 12 dari bobot sludge, tergantung dari proses dan operasi yang digunakan. Sludge primer dari industri kertas
dikeluarkan dari proses pengolahan limbah cair kolam primer. Sludge primer ini
9 umumnya memiliki kadar air kurang lebih 60 dan tersusun atas serat sebesar
50, sisa-sisa bahan kimia seperti CaCO
3
, kaolin dan pati. Perlakuan pertama terhadap air limbah yang datang dari unit produksi
adalah dengan melakukan penyaringan terhadap benda-benda yang berukuran besar, contohnya plastik, kayu, ranting, botol plastik, di unit penyaringan. Air
limbah yang berasal dari unit penyaringan mengalir ke bak ekualisasi dengan sistem gravitasi. Fungsi dari unit ini adalah untuk menjaga agar fluktuasi kualitas
air limbah tidak terlalu besar atau konstan. Air limbah dipompa dari bak ekualisasi ke unit pengolahan kimia untuk dinetralisasi, diberi koagulan dan flokulan. Dalam
kondisi normal, penanganan secara kimia tidak diperlukan, tapi hal ini harus disiapkan untuk menjaga apabila kondisi berjalan secara tidak normal Yani,
2005. Partikel-partikel yang telah membentuk flokul mengalir secara gravitasi
dari unit pengolahan kimia ke bak pengendap pertama. Di bak ini, sebagian besar partikel-partikel tersebut akan mengendap, sedangkan sisanya akan diuraikan oleh
bakteri di bak aerasi. Partikel yang mengendap dipompa ke mesin belt press untuk dikurangi kadar airnya, sedangkan air dari bak pengendapan pertama akan
mengalir menuju menara pendingin. Partikel-partikel yang tidak mengendap di bak pengendap pertama akan diuraikan oleh bakteri di bak aerasi. Salah satu
parameter yang harus dijaga dalam pengolahan secara biologi ini adalah temperatur. Temperatur yang optimal untuk pertumbuhan bakteri adalah 36
C - 38
C. Limbah yang keluar dari unit produksi mempunyai suhu 40 C - 45
C, maka perlu didinginkan di unit menara pendingin ini Yani, 2005.
10 Di dalam bak aerasi, senyawa-senyawa organik diuraikan oleh bakteri
aerob. Ada beberapa parameter yang harus dijaga agar proses pengolahan secara biologi dapat berjalan dengan efektif, diantaranya adalah : suhu, pH, oksigen, dan
nutrien. Air limbah yang mengandung senyawa-senyawa organik dikonversi menjadi biomass activated sludge oleh bakteri. Activated sludge mengalir secara
gravitasi ke bak pengendap kedua untuk diendapkan Yani, 2005. Bak pengendap kedua merupakan bak pengolahan terakhir sebelum air
limbah dibuang ke badan sungai. Activated sludge yang terbentuk di bak aerasi akan mengendap di bak ini. Sebagian besar dari endapan dikembalikan ke aerasi,
karena endapan ini merupakan sludge yang mengandung bakteri sehingga bakteri- bakteri ini akan bekerja kembali menguraikan senyawa organik. Sisa dari endapan
yang tidak dibutuhkan dipompa menuju belt press untuk dikurangi kadar airnya. Besar kecilnya endapan yang dikembalikan ke bak aerasi tergantung kondisi air
limbah yang masuk, kondisi bakteri, dan perhitungan-perhitungan teknis Yani, 2005.
Metode yang paling banyak dilakukan untuk menangani limbah padat adalah dengan cara penimbunan dan pembakaran Casey, 1980. Dalam metode
penimbunan, sludge dimasukkan ke dalam lubang besar di permukaan tanah yang telah dilapisi dengan bahan pelapis ke mudian ditutup dengan tanah. Besarnya
volume sludge menyebabkan perusahaan harus menyediakan lahan yang luas serta dana yang besar untuk menangani permasalahan sludge. Komposisi sludge
merupakan suatu fungsi dari bahan baku, proses pembuatan, bahan kimia yang digunakan, dan teknologi pengolahan limbah cair Bajpai et al., 1999.
STUDI KANDUNGAN MIKROB FUNGSIONAL SLUDGE BUBUR KAYU
MELITA KUSFIYANTI A24101060
PROGRAM STUDI ILMU TANAH FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2006
2
RINGKASAN
MELITA KUSFIYANTI . Studi Kandungan Mikrob Fungsional Sludge Bubur
Kayu Dibimbing oleh Rahayu Widyastuti, Enny Widyati, dan Dwi Andreas Santosa
. Peningkatan produksi industri bubur kayu dan kertas berdampak pada
meningkatnya jumlah limbah yang dihasilkan. Ketersediaan sludge yang melimpah serta pemanfaatan sludge yang telah dilakukan oleh peneliti-peneliti
sebelumnya menjadi acuan perlu dilakukannya analisis mengenai mikrob apa saja yang terdapat di dalam sludge. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan isolat
mikrob fungsional mikrob selulolitik, bakteri pendegradasi xylan, dan bakteri pereduksi sulfat, data total mikrob dan populasi mikrob fungsional dalam sludge
bubur kayu, serta data pH dan sulfat SO
4 2-
pada tanah bekas tambang batubara yang diberi perlakuan sludge dan diperkaya menggunakan media Postgate B.
Media yang digunakan dalam isolasi terdiri dari Nutrient Agar NA untuk total mikrob, Carboxy Methyl Cellulose CMC untuk mikrob selulolitik, metode
Nakamura 1993 untuk bakteri pendegradasi xylan, dan Postgate B yang ditambah dengan agar untuk bakteri pereduksi sulfat. Isolasi mikrob dilakukan
menggunakan metode cawan tuang, kemudian biakan diinkubasi pada suhu ruang sampai 1 minggu. Variabel yang diamati adalah jumlah populasi mikrob
menggunakan metode cawan hitung count plate. Dalam kajian peningkatan pH dan penurunan sulfat pada sludge bubur kayu, tanah bekas tambang batu bara
yang sudah steril dicampur dengan sludge bubur kayu 3:1 bb, selanjutnya dimasukkan ke dalam tabung ulir sebanyak ¾ tabung dan digenangi dengan
medium Postgate B, kemudian diinkubasi selama 20 hari. Analisis pH dan sulfat dilakukan setiap 5 hari sekali. Hasil penelitian menunjukkan bahwa mikrob
selulolitik, bakteri pendegradasi xylan, dan bakteri pereduksi sulfat terdapat di dalam sludge bubur kayu. Jumlah populasi terbanyak dalam mengkoloni sludge
bubur kayu adalah mikrob selulolitik
2.50x10
5
SPKg sludge bubur kayu, s
edangkan bakteri pereduksi sulfat merupakan mikrob fungsional dengan jumlah terendah dalam mengkoloni sludge bubur kayu
1.49x10
3
SPKg sludge bubur kayu
. Nilai pH pada campuran tanah bekas tambang batubara dan sludge bubur kayu
meningkat dan konsentrasi sulfat menurun secara drastis pada hari ke-20 inkubasi. Dari hasil penelitian ini disarankan, perlu dilakukan uji lanjut untuk
mengidentifikasi spesies mikrob fungsional yang terdapat dalam sludge bubur kayu.
Kata kunci : sludge bubur kayu, mikrob fungsional
3
ABSTRACT MELITA KUSFIYANTI
. The Study of Functional Microbes of Pulping Sludge
Supervised by Rahayu Widyastuti, Enny Widyati, and Dwi Andreas Santosa.
The sludge of pulping process in the paper production has great potential to be used as source of soil organic matter, due to the use of wood as their raw
material. Therefore, some microbes are suspected to be able to colonize this substrate. This research aimed to collect the isolates of functional microbes such
as cellullolytic microbes CM, xylan degrading microbes XDM and sulphate reducing bacteria SRB, total microbes and their population. The alteration of
pH and sulphate concentration in the mixture of sludge and sterilized ex-coal mining soil saturated with Postgate broth medium were measured every 5 days for
20 days. The microbes were isolated from pulping sludge using the CMC, Nakamura and Modified Phostgate medium, respectively. The total microbes were
assessed by plate count method using nutrient agar medium incubated in the room temperature for 7 days. The results showed that the cellullolytic microbes
dominated the sludge 2.5 x 10
5
cfug. Mean while SRB, on the other hand, showed the lowest population 1.49 x 10
3
cfug. The soil pH increased at the first day and remain steady during the process, mean while the SO
4
concentration was depleted at the 20
th
day. Key word: functional microbes, sludge of pulping process
4
I. PENDAHULUAN I. 1. Latar belakang
