KINETIKA BIODEGRADASI ZAT ORGANIK PADA AIR LIMBAH SAMPAH (LINDI).

SKRIPSI

KINETIKA BIODEGRADASI ZAT ORGANIK
PADA AIR LIMBAH SAMPAH (LINDI)

Oleh :

FAHRIA
0852010014

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “ VETERAN” JATIM
SURABAYA
2012
.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

SKRIPSI

KINETIKA BIODEGRADASI ZAT ORGANIK
PADA AIR LIMBAH SAMPAH (LINDI)

untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam memperoleh
Gelar Sarjana Teknik ( S-1)

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

Oleh :

FAHRIA
0852010014

FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “ VETERAN” JATIM
SURABAYA
2012

.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

SKRIPSI

KINETIKA BIODEGRADASI ZAT ORGANIK
PADA AIR LIMBAH SAMPAH (LINDI)
Oleh :

DWI AYU PRICILLIA
0852010032
Telah dipertahankan dan diterima oleh Tim Penguji Skripsi
Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur
Pada hari :
Tanggal :

Menyetujui,
Pembimbing

Penguji I

Dr. Ir. Munawar, MT.
NIP : 19600401 198803 1 00 1

Ir. Putu Wesen, MS.
NIP : 19520920 198303 1 00 1
Penguji II

Mengetahui,

Ir. Tuhu Agung R., MT.
NIP : 19620501 198803 1 00 1

Ketua Program Studi

Penguji III

Dr. Ir. Munawar, MT.

NIP : 19600401 198803 1 00 1

Ir. Naniek Ratni JAR., M.Kes
NIP : 19590729 198603 2 00 1

Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan
Untuk memperoleh gelar sarjana (S1), tanggal :.............................

Dekan Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan

Ir. Naniek Ratni J.A.R., Mkes.
NIP : 19590729 198603 2 00 1
.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

CURRICULUM VITAE
Penelit i
Nama Lengkap

:

Fah r ia

NPM

:

08520100014

Tempat/ tanggal
lahir
Alamat

:

Ternate, 29 April 1991

:

Bendul Merisi Airdas no. 6A

Nomor Hp.

:

085730776194

Email

:

fahriaumahuk@ymail.com

Pendidik an
No

Nama Univ / Sekolah

1

FTSP UPN ”Veteran”
Jatim

2

SMAN 4 Ternate

3
4

Program
Studi
Teknik
Lingkungan

Mulai

Keterangan

Dari

Sampai

2008

2012

Lulus

I PA

2005

2008

Lulus

SMPN 2 Ternate

Umum

2002

2005

Lulus

SDN Akehuda Ternate

Umum

1996

2002

Lulus

Tugas Ak adem ik

No.

Kegiatan

1

Kuliah Lapangan

2

KKN

3

Kerja Praktek

4

PBPAB

5

SKRI PSI

Tempat/ Judul
PDAM Karang Pilang Surabaya, PT. SI ER, PT.
Pier, PT. Multi Bintang I ndonesia, PT. Sritex,
DSDP Denpasar, Balai Konservasi hutan
Mangrove Denpasar-Bali
Desa Patokan, Kec. Bantaran
Kab.Probolinggo
Pengelolaan dan Pemanfaatan Limbah B3 di
PT. Semen Gresik (Persero) Tbk. Pabrik
Tuban
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air
Buangan I ndustri Kecap
Kinetika Biodegradasi Zat Organik pada Air
Limbah Sampah (Lindi)

Or ang Tua

.

Nama

:

Sulandra Umahuk, SE

Alamat

:

Kel. Akehuda, Ternate Maluku Utara

Telp

:

-

Pekerjaan

:

PNS

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

Selesai Tahun

2011

2011
2011
2012
2012

KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat, rahmat dan
karunia-Nya, saya dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Kinetika
Biodegradasi Zat Organik pada Air LImbah Sampah (Lindi).
Skripsi ini merupakan salah persyaratan bagi setiap mahasiswa Program
Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas
Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur untuk mendapatkan gelar sarjana.
Selama menyelesaikan skripsi ini, saya telah banyak memperoleh
bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini saya,
ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ir. Naniek Ratni J.A.R., M.Kes, selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan
Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
2. Dr. Ir. Munawar., MT, selaku Ketua Program Studi Teknik Lingkungan
Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional
“Veteran” Jawa Timur dan selaku Dosen Pembimbing skripsi yang telah
membantu, mengarahkan dan membimbing saya sehingga skripsi ini dapat
terselesaikan dengan baik.
3. Dr.Ir. Rudi Laksmono Widajatno, MT selaku Dosen Wali yang telah
mengarahkan saya selama kuliah dan banyak membantu saya dalam
memberikan bimbingan, semangat, motivasi dan doa dalam menyelesaikan
skripsi ini.
4. Dosen Penguji saya, Bapak Ir. Tuhu Agung R., MT, Bapak Ir .Putu Wesen,
MS dan Ibu Ir. Naniek Ratni J.A.R., M.Kes yang telah memberikan saransaran sehingga terselesainya skripsi ini dengan baik.
5. Keluarga saya tercinta, Papa Sulandra Umahuk, SE dan Ibu Insan Sangadji,
SH, Kakak Affandi Umahuk, SH, Adik Fauziah Umahuk, Tante saya Ramlah
Sangadji (Mamy) serta keluarga besar Bendul Merisi Airdas no. 6A yang
telah memberikan dukungan baik moril maupun material dan segala doa serta
pengertiannya.

i
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

6. Adi Dwi Nurcahyadi yang selama ini telah memberikan semangat, doa, dan
banyak membantu saya hingga terselesainya skripsi ini.
7. Teman-teman seperjuangan Mbak Yaya, Mbak Dewi , Ria, Ayu, Ajeng E,
Dewa, Rahma, Hendra, Kak Arman, Mas Roby, Erwin, Fasich, dan Mas
Jonathan, yang selalu memberikan semangat, dan membantu baik secara
langsung maupun tidak langsung hingga terselesainya skripsi ini.
8. Semua saudara dan teman-teman saya Nunik, Ira, Ardika, Ricky P, Kak
Jefry, Ragil, Lisa, Kardono, Amin, Hendi, Mas Rizka, Arta, Komang, dan
rekan-rekan di Teknik Lingkungan angkatan 2007, 2008, 2009, 2010, 2011
maupun semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu yang telah
memberikan semangat, doa, dan banyak membantu hingga terselesainya
skripsi ini.
Saya menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan
skripsi ini, untuk itu saran dan kritik yang membangun akan saya terima
dengan senang hati. Akhir kata, saya mengucapkan terima kasih dan mohon
maaf yang sebesar-besarnya apabila di dalam penyusunan laporan ini terdapat
kata-kata yang kurang berkenan atau kuarang dipahami.

Surabaya, Desember 2012

Fahria

ii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ................................................................................ i
DAFTAR ISI .............................................................................................. iii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................. v
DAFTAR TABEL ...................................................................................... vi
INTISARI ................................................................................................... vii
ABSTRACT ............................................................................................... viii
BAB I PENDAHULUAN
I.1

Latar Belakang ............................................................................... 1

I.2

Permasalahan ................................................................................. 2

I.3

Tujuan ............................................................................................ 2

I.4

Manfaat .......................................................................................... 2

BAB II TINJ AUAN PUSTAKA
II.1

Tinjauan Umum ............................................................................. 3

II.1.1

Karakteristik Lindi ......................................................................... 4

II.2

Pengolahan Biologis Aerob ............................................................ 5

II.2.1

Pertumbuhan Mikroorganisme ........................................................ 5

II.3

Kinetika Pertumbuhan Mikroorganisme .......................................... 9

II.4

Isolasi Mikroorganisme .................................................................. 13

II.5

Identifikasi Mikroorganisme ........................................................... 15

BAB III METODOLOGI PENELITIAN
III.1

Bahan yang Digunakan ................................................................... 18

III.2

Peralatan ........................................................................................ 18

III.3

Variabel Penelitian ......................................................................... 18

III.4

Prosedur Penelitian ......................................................................... 19

III.4.1

Tahap Persiapan .............................................................................. 19
iii

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

III.4.2

Tahap Pelaksanaan .......................................................................... 19

III.4.3

Prosedur Analisa Pengamatan ......................................................... 21

III.5

Pengolahan Data ............................................................................ 23

III.6

Kerangka Penelitian …………………………………………………25

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1

Hasil Penelitian .............................................................................. 26

IV.2

Penentuan Parameter Kinetika ....................................................... 29

IV.3

Identifikasi Bakteri .......................................................................... 37

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
V.1.

Kesimpulan .................................................................................... 39

V.2.

Saran .............................................................................................. 40

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. ix
LAMPIRAN A
LAMPIRAN B
LAMPIRAN C

iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Kurva Pertumbuhan Mikroorganisme .................................... 6

Gambar 3.1

Alat Penelitian ....................................................................... 20

Gambar 3.2

Kerangka Penelitian ............................................................. 25

Gambar 4.1

Hubungan antara Waktu Inkubasi dengan penurunan COD pada
Berbagai Konsentrasi COD Awal .......................................... 26

Gambar 4.2

Hubungan antara Waktu Inkubasi dengan Kadar MLVSS pada
Berbagai Konsentrasi COD Awal .......................................... 27

Gambar 4.3

Hubungan antara Ln(X/Xo) dan Waktu (hari) pada Sampel A
............................................................................................... 30

Gambar 4.4

Hubungan antara Ln(X/Xo) dan Waktu (hari) pada Sampel B
............................................................................................... 30

Gambar 4.5

Hubungan antara Ln(X/Xo) dan Waktu (hari) pada Sampel C
............................................................................................... 30

Gambar 4.6

Hubungan antara Ln(X/Xo) dan Waktu (hari) pada Sampel D
............................................................................................... 31

Gambar 4.7

Hubungan antara Ln(X/Xo) dan Waktu (hari) pada Sampel E
............................................................................................... 31

Gambar 4.8

Hubungan antara Biomassa Maksimum (Xm) dengan Konsentrasi
Substrat (So) .......................................................................... 33

Gambar 4.9

Hubungan antara Perubahan Spesifik Substrat (q) dengan Laju
Pertumbuhan Spesifik (µ ) ...................................................... 35

Gambar 4.10 Hubungan antara 1/µ dengan 1/S ......................................... 36
Gambar 4.11 Bentuk Bakteri ....................................................................... 38

v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Pengaruh Karakteristik Leachate (Air Lindi) dari
Sanitary Landfill ...................................................................... 4

Tabel 4.3 Nilai-nilai Parameter Kinetika Biodegradasi Zat Organik pada Air
Limbah Sampah (Air Lindi)

.................................................... 37

vi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

ABSTRACT
Leachate treatment is usually used by biological processes that depend
microorganisms as decomposer substrate. Importance of the role and function the
kinetics parameter on the biological proses, then needed for research ability of
microorganisms to degrade organic matter in the leachate. This study aims to find
and determine the value of the parameter μ , Y, Ks, and Kd, which is used in the
calculation of biological leachate treatment process.
Process is carried in aerobic and the acclimated activated sludge was used in
batch reactors with different initial COD concentration (2600, 2100, 1600, 1100,
& 600 mg / l). The parameters observed on this research were COD (Chemical
Oxygen Demand), and MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspended Solids). The
research shown that μ values from 0.1027 - 0.5298 (d-1), the value of Y = 0.4583
(g VSS / g COD), Ks = 555.47 (mg/ l), μ max = 0.1020 (day-1), Yt = 0.4583 (g VSS
/ g COD ) and the value of Kd = 1.37 x 10-16 (d-1).
Key words : leachate, activated sludge, kinetics parameter

viii

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

ABSTRAK
Pengolahan lindi umumnya dilakukan dengan proses biologi yang mengandalkan
mikroorganisme sebagai pengurai substrat. Pentingnya peranan dan fungsi
parameter kinetika pada pengolahan secara biologi, maka diperlukannya
penelitian mengenai kemampuan mikroorganisme dalam mendegradasi zat
organik pada air limbah sampah atau lindi. Penelitian ini bertujuan untuk
mendapatkan dan mengetahui besar nilai parameter µ, Y, Ks, dan Kd, yang di
gunakan dalam perhitungan proses pengolahan lindi secara biologi. Proses
dilakukan secara aerob dan lumpur aktif yang digunakan merupakan hasil
aklimatisasi, kemudian diproses pada reaktor batch dengan konsentrasi COD yang
berbeda-beda (2600, 2100, 1600, 1100, & 600 mg/l). Parameter yang dianalisa
adalah COD (Chemical Oxygen Demand) dan MLVSS (Mixed Liquor Volatile
Suspended Solids). Hasil yang didapat, nilai µ antara = 0.1027-0.5298 (hari-1),
nilai Y = 0,4583 g VSS/g COD, Ks = 555,47 (mg/l), µ max = 0.1020 (hari-1), Yt =
0.4583 (g VSS/g COD) dan nilai Kd = 1.37 x 10-16 (hari-1).
Kata Kunci : Lindi, lumpur aktif, parameter kinetika

vii

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Lindi adalah cairan yang timbul akibat masuknya air eksternal ke dalam
timbunan sampah, melarutkan dan membilas zat-zat terlarut. Cairan tersebut
mengandung bahan organik yang tinggi sebagai hasil dekomposisi sampah dan
juga berasal dari proses infiltrasi dari air limpasan (Royadi, 2006).
Pengolahan lindi merupakan salah satu permasalahan yang ada di Tempat
Pembuangan Akhir (TPA) di Indonesia. Pengolahan lindi umumnya dilakukan
dengan proses biologi yang mengandalkan mikroorganisme sebagai pengurai
substrat. Untuk menghasilkan efluen yang aman bagi lingkungan, diperlukan
perancangan proses bioreaktor agar proses pengolahan air lindi dapat berjalan
optimal. Oleh sebab itu, perlu diketahui parameter kinetika karena nilai parameter
kinetika berlaku spesifik bagi jenis limbah cair dan proses yang diterapkan (Romli
dkk, 2012).
Dengan

melihat

pentingnya

nilai-nilai parameter

kinetika dalam

pengolahan lindi, sehingga penelitian ini dilakukan untuk menentukan nilai-nilai
tersebut dan dapat digunakan untuk mengoptimalkan pengolahan lindi secara
biologi.

1

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

2

I.2 Perumusan Masalah
Mengingat pentingnya peranan dan fungsi parameter kinetika pada
pengolahan secara biologi, maka diperlukannya penelitian mengenai kemampuan
mikroorganisme dalam mendegradasi zat organik pada air limbah sampah atau
lindi.
I.3 Tujuan Penelitian
1. Mendapatkan parameter kinetika meliputi nilai laju pertumbuhan spesifik ( µ ),
nilai hasil pertumbuahn (Y), konstanta kejenuhan (Ks), dan koefisien
kematian mikroba (Kd).
2. Untuk mengetahui besar nilai parameter µ, Y, Ks, dan Kd, yang di gunakan
dalam perhitungan proses pengolahan lindi secara biologi.
I.4 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini untuk mengetahui besar nilai koefisien dengan
parameter yaitu µ, Y, Ks, dan Kd yang dipakai dalam merencanakan perhitungan
suatu instalasi pengolahan air lindi secara biologi.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA
II.1 Tinjauan Umum
Air lindi merupakan bahan cair yang timbul pada bagian bawah sanitary
landfill, yang jumlahnya tergantung pada berbagai faktor seperti : curah hujan,
kemiringan dan jenis lapisan tanah penutup, kepadatan sampah, kelembaban
sampah dan kondisi lingkungan sanitary landfill (Royadi, 2006).
Sedangkan menurut Priyono dkk (2008), leachate (air lindi) atau air
luruhan sampah merupakan tirisan cairan sampah hasil ekstrasi bahan terlarut
maupun tersuspensi. Pada umumnya leachate terdiri atas senyawa-senyawa kimia
hasil dekomposisi sampah dan air yang masuk dalam timbulan sampah. Air
tersebut dapat berasal dari air hujan, saluran drainase, air tanah atau dari sumber
lain di sekitar lokasi TPA. Pada saat terjadi hujan di lokasi Tempat Pembuangan
Akhir, maka air hujan akan masuk dan meresap kedalam tumpukan sampah yang
kemudian membawa zat-zat berbahaya dengan kepekatan zat pencemar yang
tinggi melimpah atau keluar dari timbunan sampah pada Tempat Pembuangan
Akhir berupa limbah cair.
Oleh karena itu TPA harusnya mempunyai suatu sistem operasi
pengelolaan dan pengolahan yang baik terhadap air lindi, agar air lindi tidak
sampai mencemari lingkungan sekitarnya. Pada umumnya TPA mempunyai unit
pengolah air lindi sebelum di buang ke badan air. Pengolahan tersebut biasanya

3

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

4

dilakukan secara biologis yang dianggap mampu mendegradasi bahan organik,
nitrogen dan senyawa-senyawa lain yang terkandung didalam lindi tersebut.
Untuk itu, perlu diketahui terlebih dahulu nilai parameter kinetika karena nilai
parameter kinetika berlaku spesifik bagi jenis limbah cair dan proses yang
diterapkan, agar didapatkan efluen yang aman bagi lingkungan dan proses
pengolahannya berjalan optimal.
II.1.1 Karakteristik Lindi
Pada umumnya leachate terdiri atas senyawa-senyawa kimia hasil
dekomposisi sampah dan air yang masuk dalam timbulan sampah, karena ketika
air merembes melalui timbunan sampah yang sedang dalam proses pembusukan,
maka bahan-bahan organik dan kimia terbawa oleh air tesebut kemudian keluar
dengan kepekatan zat pencemar yang tinggi. Menurut Henry et.al dalam Priyono
dkk (2008) karakteristik air lindi adalah sebagai berikut.
Tabel 2.1 Karakteristik Leachate (Air Lindi) dari Sanitary Landfill

Usia TPA

Baru/ Kurang
dari 2 Tahun

Tipikal

Lama/ Lebih dari 10
Tahun

Parameter
1
COD
BOD5
TOC
TSS
Total Nitrogen
Total Phosphor
Alkali
Besi
pH

Kisaran
2
3.000 - 60.000
2.000 - 30.000
1.500 - 20.000
200 - 2.000
20 - 1.500
5 – 100
1.000 - 10.000
50 - 1.200
5 - 8`

3
18000
10000
6000
500
400
30
3000
60
6

Kisaran
4
100 – 500
100 – 200
80 – 160
100 – 400
100 – 200
5 – 10
200 - 1.000
20 -200
6.6 - 7.5

Sumber : Environmental Science and Engineering (J.Glyn Henry and Gary W. Heinke) 1996

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

5

II.2 Pengolahan Biologis Aerob
Proses pengolahan biologi secara aerob (Aerobic Process) adalah proses
pengolahan secara biologis yang terjadi dengan adanya O2, dengan memanfaatkan
aktivitas

mikroba aerob.

yang dikenal sebagai obligate aerobes atau

mikroorganisme yang hanya hidup bila ada O2 yang terlarut,. Air limbah
mengandung bermacam-macam senyawa organik dan anorganik yang akan diubah
oleh mikroorganisme menjadi sel mikroorganisme baru dan energi. Berikut ini
adalah persamaan reaksi yang terjadi pada proses biologis aerob.
COHNS + O2 + NH3 + PO43- MO
Bahan Organik

C5H7NO2 + CO2 + H2O + energy + produk lain
(Sel Baru)

Adapun dalam proses degradasi bahan organik terjadi suatu proses dimana
pada saat bahan organik sudah terdegradasi, sel mikroorganisme baru (C5H7NO2)
akan memakan dirinya sendiri agar menghasilkan energi untuk dirinya sendiri,
dan biasanya proses ini dinamakan dengan proses endogenous respiration.
C5H7NO2 + 5O2

5CO2 + NH3 + 2H2O

(Metcalf and Eddy, 2004)
II.2.1 Pertumbuhan Mikroorganisme
Pertumbuhan dapat didefenisikan sebagai pertambahan jumlah atau
volume serta ukuran sel. Pertumbuhan mikroorganisme dimulai dari awal
pertumbuhan sampai dengan berakhirnya aktivitas merupakan proses bertahap
yang dapat digambarkan sebagai kurva pertumbuhan. Kurva pertumbuhan
umumnya terdiri atas 7 fase pertumbuhan, tetapi yang utama hanya 4 fase yaitu :

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

6

lag, eksponensial, stasioner, dan kematian. Kurva pertumbuhan yang lengkap
merupakan

gambaran

pertumbuhan

secara

bertahap

(fase)

sejak

awal

pertumbuhan sampai dengan terhenti mengadakan kegiatan. Kurva prtumbuhan
biasanya terbagi dalam 5 fase pertumbuhan, tetapi lebih terinci dalam 7 fase yakni
sebagai berikut (Purnomo, 2004) :
1. Fase lag disebut juga fase persiapan, fase permulaan, fase adaptasi atau fase
penyesuaian yang merupakan fase pengaturan suatu aktivitas dalam
lingkungan baru. Oleh karena itu selama fase ini pertambahan massa atau
pertambahan jumlah sel belum begitu terjadi, sehingga kurva fase ini
umumnya mendatar. Selang waktu fase lag tergantung kepada kesesuaian
pengaturan aktivitas dan lingkungannya. Semakin sesuai selang waktu yang
dibutuhkan semakin cepat.

Gambar 2.1 Kurva Pertumbuhan Mikroorganisme

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

7

2. Fase akslerasi merupakan fase setelah adaptasi, sehingga sudah mulai aktivitas
perubahan bentuk maupun pertambahan jumlah dengan kecepatan yang masih
rendah.
3. Fase eksponensial atau logaritmik merupakan fase peningkatan aktivitas
perubahan bentuk maupun pertambahan jumlah mencapai kecepatan
maksimum sehingga kurvanya dalam bentuk eksponensial. Peningkatan
aktivitas ini harus diimbangi oleh banyak faktor, antara lain : faktor biologis,
misalnya : bentuk dan sifat mikroorganisme terhadap lingkungan yang ada,
asosiasi kehidupan diantara organisme yang bersangkutan dan faktor nonbiologis, misalnya : kandungan hara di dalam medium kultur, suhu, kadar
oksigen, cahaya, bahan kimia dan lain-lain. Jika faktor-faktor di atas optimal,
maka peningkatan kurva akan tampak tajam atau semakin membentuk sudut
tumpul terhadap garis horizontal (waktu).
4. Fase retardasi atau pengurangan merupakan fase dimana penambahan aktivitas
sudah mulai berkurang atau menurun yang diakibatkan karena beberapa
faktor, misalnya : berkurangnya sumber hara, terbentuknya senyawa
penghambat, dan lain sebagainya.
5. Fase stasioner merupakan fase terjadinya keseimbangan penambahan aktivitas
dan penurunan aktivitas atau dalam pertumbuhan koloni terjadi keseimbangan
antara yang mati dengan penambahan individu. Oleh karena itu fase ini
membentuk kurva datar. Fase ini juga diakibatkan karena sumber hara yang
semakin berkurang, terbentuknya senyawa penghambat, dan faktor lingkungan
yang mulai tidak menguntungkan.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

8

6. Fase kematian merupakan fase mulai terhentinya aktivitas atau dalam
petumbuhan koloni terjadi kematian yang mulai melebihi bertambahnya
individu.
7. Fase kematian logaritmik merupakan fase peningkatan kematian yang semakin
meningkat sehingga kurva menunjukan garis menurun.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme :
a. pH
Untuk sebagian besar bakteri, untuk proses pengolahan air limbah kisaran
pH yang paling ekstrem untuk pertumbuhan bakteri berada di antara 4 dan 9.
Secara umum pH optimum untuk pertumbuhan berada pada rentang 6,5 – 7,5.
b. Temperatur
Semua proses pertumbuhan tergantung pada reaksi-reaksi kimia, dan laju
reaksi dipengaruhi oleh temperatur. Dengan demikian, laju pertumbuhan
mikroba sebagai total jumlah pertumbuhan mikroba dapat dipengaruhi oleh
temperature. Titik suhu pertumbuhan maksimum disebut sebagai temperatur
optimum (Benefield et.al., 1980).
Berdasarkan pada rentanag temperature dimana mikroba dapat hidup dan
tumbuh kembang dengan baik, maka dapat diklasifikasikan menjadi (Slamet
dkk, 2000) :
a) Mikroorganisme Psikrofilik = 0 - 20ºC dengan suhu optimum 15 -18ºC
b) Mikroorganisme Mesofilik = 20 - 45ºC dengan suhu optimum 30 - 18ºC
c) Mikroorganisme Thermofilik = 45 - 75ºC dengan suhu optimum 40 - 70ºC

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

9

c. Kebutuhan Oksigen
Berdasarkan kebutuhan oksigen bakteri dibagi menjadi empat kelompok
(Benefield et.al., 1980) :
a) Obligate

aerobes,

yaitu

mikroorganisme

yang

hidup

dengan

membutuhkan oksigen.
b) Obligate anaerobes, yaitu mikroorganisme yang hidup tanpa
membutuhkan oksigen
c) Facultative anaerobes, yaitu mikroorganisme yang hidup dengan
membutuhkan dan tanpa membutuhkan oksigen.
d) Microaerophiles, yaitu mikroorganisme yang tumbuh dengan baik bila
ada sedikit oksigen.
d. Kebutuhan Nutrien
Mikroorganisme membutuhkan nutrisi atau makanan yang akan menjadi
sumber energi dan menyediakan unsur-unsur kimia dasar untuk pertumbuhan
sel. Unsur-unsur dasar tersebut adalah karbon, nitrogen, hidrogen, oksigen,
sulfur, fosfor, magnesium, zat besi dan sejumlah kecil logam lainnya.
II.3 Kinetika Pertumbuhan Mikroorganisme
1. Laju Pertumbuhan Spesifik (µ )
Pertumbuhan

eksponensial

terjadi

bila

semua

kebutuhan

pertumbuhan terpenuhi, hal ini dapat dinyatakan dengan :
∆x = µ x ∆t

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

(2.1)

untuk

10

Dengan membagi kedua sisi pada persamaan (2.1) dengan
turunan limit

, maka

0, diperoleh :

(2.2)
dengan :
= menyatakan laju pertumbuhan biomassa
(massa/volume.waktu)
µ

= laju pertumbuhan spesifik.

x

= konsentrasi biomassa

Jika xo menyatakan konsentrasi biomassa pada t = 0, integrasi persamaan
(2.2) memberikan persamaan:
(2.3)
atau
(2.4)
atau
(2.5).
2. Hasil Pertumbuhan (Growth Yield)
Hasil pertumbuhan Y didefinisikan secara matematis sebagai :
(2.6)
dimana

adalah jumlah pertambahan biomassa sebagai hasil dari

penggunaan sejumlah substrat

. Jika diambil limit

memberikan turunan :

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

/

sebagai

0

11

(2.7)

Monod (1949) mengamati bahwa selama tidak ada perubahan dalam
komposisi biomassa dan kondisi lingkungan tetap konstan, hasil pertumbuhan
(Y) tetap dalam jumlah konstan. Dengan demikian, biomassa awal dan
konsentrasi substrat ditunjukkan sebagai xo, dan So, sedangkan x dan S tetap
menggambarkan konsentrasi yang sesuai selama pertumbuhan. Pirt (1975)
telah menunjukkan bahwa hubungan antara pertumbuhan dan penggunaan
substrat dapat dinyatakan sebagai :
(2.8)
Pada batas pertumbuhan substrat, suatu biakan yang mencapai konsentrasi
biomassa maksimum (xm) akan mendekati fase penurunan pertumbuhan. Pada
kondisi ini dapat diasumsi bahwa konsentrasi batas pertumbuhan substrat
adalah 0, sehingga persamaan menjadi :
(2.9)
atau
(2-10)
dengan :
xm = konsentrasi biomassa maksimum
xo

= konsentrasi biomassa awal

So = konsentrasi sampel awal
Y

= hasil pertumbuhan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

12

Dengan mengeplot nilai-nilai xm dan So, maka diperoleh persamaan garis
lurus dengan slope garis lurus yang terbentuk adalah nilai Y.

3. Perubahan Spesifik Substrat (q)
Hubungan antara penggunaan substrat spesifik, laju pertumbuhan spesifik
dan hasil pertumbuhan adalah seperti persamaan dibawah ini :

(2-11)
atau
(2-12)
4. Koefisien Kematian Mikroba (Kd) dan Hasil Pertumbuhan Sebenarnya
(Yt).
Untuk

menentukan koefisien kematian

mikroba (Kd)

dan

hasil

pertumbuhan sebenarnya (Yt) digunakan persamaan berikut :
(2.13)
Dengan membagi kedua sisi dengan x, maka persamaan menjadi :
(2.14)
atau persamaan menjadi :
(2.15)
dengan :
q

= perubahan spesifik substrat

Yt

= hasil pertumbuhan sebenarnya

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

13

µ

= laju pertumbuhan spesifik

Kd

= koefisien kematian mikroba

5. Konstanta Kejenuhan (Ks) dan Laju Pertumbuahn Maksimum (µ max)
Parameter ini dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai
berikut :

(2.16)

dengan membagi kedua sisi dengan µ , pada persamaan (2.16) maka persamaan
yang didapat sebagai berikut :

(2.17)
dengan :
µ

= laju pertumbuhan spesifik

Ks

= konstanta kejenuhan

µ max

= laju pertumbuhan maksimum

S

= konsentrasi sampel

II. 4 Isolasi Mikroorganisme
Mikroorganisme ada dimana-mana disekitar kita, mereka menghuni tanah,
air, udara, tumbuhan, hewan maupun manusia. Mikroorganisme hidup di alam
pada umunya terdapat pada populasi campuran. Sangat jarang mikroorganisme
hidup sebagai satu spesies tunggal. Di sisi lain, untuk mencirikan dan
mengidentifikasikan suatu spesies mikroorganisme tertentu, yang pertama harus
dilakukan adalah memisahkannya dari organisme lain, hingga diperoleh biakan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

14

murni. Biakan murni adalah biakan yang sel-selnya berasal dari pembelahan satu
sel tunggal.
Proses pemisahan/pemurnian dari mikroorganisme lain perlu dilakukan,
karena untuk proses identifikasi mikroorganisme, memerlukan suatu populasi
yang hanya terdiri dari satu macam mikroorganisme saja. Teknik tersebut dikenal
dengan isolasi mikroba. Selain itu juga pengertian isolasi mikroba itu sendiri
adalah memindahkan mikroorganisme dari lingkungannya di alam dan
menumbuhkan sebagai biakan murni dalam suatu medium buatan. Terdapat
berbagai cara mengisolasi mikroba, yaitu : isolasi pada agar cawan, isolasi pada
medium cair, dan isolasi sel tunggal (Anonim,2012).
1. Isolasi pada Agar Cawan
Prinsip pada metode isolasi pada agar cawan adalah mengencerkan
mikroorganisme sehingga diperoleh individu spesies yang dapat dipisahkan dari
organisme lainnya. Setiap koloni yang terpisah yang tampak pada cawan tersebut
setelah inkubasi berasal dari satu sel tunggal. Terdapat beberapa cara dalam
metode isolasi pada agar cawan, yaitu: Metode gores kuadran, dan metode agar
cawan tuang.
Metode gores kuadran. Bila metode ini dilakukan dengan baik akan
menghasilkan terisolasinya mikroorganisme, dimana setiap koloni berasal dari
satu sel.
Metode agar tuang. Berbeda dengan metode gores kuadran, cawan tuang
menggunakan medium agar yang dicairkan dan didinginkan (50oC), yang
kemudian dicawankan. Pengenceran tetap perlu dilakukan sehingga pada cawan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

15

yang terakhir mengandung koloni-koloni yang terpisah di atas permukaan/di
dalam cawan.
2. Isolasi pada Medium Cair
Metode isolasi pada medium cair dilakukan bila mikroorganisme tidak dapat
tumbuh pada agar cawan (medium padat), tetapi hanya dapat tumbuh pada kultur
cair. Metode ini juga perlu dilakukan pengenceran dengan beberapa serial
pengenceran. Semakin tinggi pengenceran peluang untuk mendapatkan satu sel
semakin besar.
3. Isolasi Sel Tunggal
Metode isolasi sel tunggal dilakukan untuk mengisolasi sel mikroorganisme
berukuran besar yang tidak dapat diisolasi dengan metode agar cawan/medium
cair. Sel mikroorganisme dilihat dengan menggunakan perbesaran sekitar 100
kali. Kemudian sel tersebut dipisahkan dengan menggunakan pipet kapiler yang
sangat halus ataupun micromanipulator, yang dilakukan secara aseptis.
Setelah diperoleh biakan murni (koloni yang berasal dari sel tunggal),
mikroorganisme tersebut siap dilakukan telaah dan identifikasi, dan kemudian
ditumbuhkan sesuai tujuan.
II. 5 Identifikasi Mikroor ganisme
Bakteri berukuran sangat kecil dan tipisa sehingga sukar dilihat struktur
tubuhnya walaupun dengan bantuan mikroskop. Untuk melihat morfologi bakteri
secara lebih jelas dikembangkan teknik pewarnaan bakteri. Tujuan dari pewarnaan
adalah untuk memudahkan melihat bakteri dengan mikroskop, memperjelas

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

16

bentuk dan ukuran bakteri, melihat struktur luar dan dalam bakteri seperti dinding
sel dan vakuola, serta sifat-sifat fisik dan kimia yang khas dari bakteri. Teknik
pewarnaan warna pada bakteri dapat dibedakan menjadi empat macam yaitu
pewarnaan sederhana, pewarnaan negatif, pewarnaan diferensial dan pewarnaan
struktural (Aguskrisno,2012).
1. Pewarnaan Sederhana
Pewarnaan sederhana, merupakan pewarna yang paling umum digunakan.
Perwarnaan ini hanya menggunakan satu macam zat warna (biru metilen/air
fukhsin) dan bertujuan hanya untuk melihat bentuk sel saja. Berbagai macam tipe
morfologi bakteri (kokus, basil, spirilum, dan sebagainya) dapat dibedakan
dengan menggunakan pewarna sederhana, yaitu mewarnai sel-sel bakteri hanya
digunakan satu macam zat warna saja. Kebanyakan bakteri mudah bereaksi
dengan pewarna-pewarna sederhana karena sitoplasmanya bersifat basofilik (suka
akan basa) sedangkan zat-zat warna yang digunakan untuk pewarnaan sederhana
umumnya bersifat alkalin (komponen kromoforiknya bermuatan positif).
2. Pewarnaan Negatif
Pewarnaan negatif, metode ini bukan untuk mewarnai bakteri tetapi mewarnai
latar belakangnya menjadi hitam gelap. Pewarnaan ini dilakukan karena morfologi
organisme yang sukar diwarnai oleh pewarnaan sederhana. Pada pewarnaan ini
mikroorganisme kelihatan transparan (tembus pandang). Teknik ini berguna untuk
menentukan morfologi dan ukuran sel. Metode ini menggunakan cat nigrosin atau
tinta cina.
3. Pewarnaan Diferensial.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

17

Teknik pewarnaan ini menggunakan lebih dari satu zat warna seperti
pewarnaan gram dan pewarnaan tahan asam. Pewarnaan Gram atau metode Gram
adalah suatu metode untuk membedakan spesies bakteri menjadi dua kelompok
besar, yakni gram-positif dan gram-negatif, berdasarkan sifat kimia dan fisik
dinding sel mereka. Bakteri gram-positif akan mempertahankan zat warna metil
ungu gelap setelah dicuci dengan alkohol, sementara bakteri gram-negatif tidak.
Pada uji pewarnaan Gram, suatu pewarna penimbal (counterstain) ditambahkan
setelah metil ungu, yang membuat semua bakteri gram-negatif menjadi berwarna
merah atau merah muda. Pengujian ini berguna untuk mengklasifikasikan kedua
tipe bakteri ini berdasarkan perbedaan struktur dinding sel mereka. Sedangkan
untuk pewarnaan tahan asam ditujukan terhadap bakteri yang mengandung lemak
dalam konsentrasi tinggi sehingga sukar menyerap zat warna, namun jika bakteri
diberi zat warna khusus misalnya karbolfukhsin melalui proses pemanasan, maka
akan menyerap zat warna dan akan tahan diikat tanpa mampu dilunturkan oleh
peluntur yang kuat sekalipun seperti asam-alkohol. Karena itu bakteri ini disebut
bakteri tahan asam (BTA).
4. Pewarnaan Struktural
Pewarnaan ini khusus untuk melihat struktur tertentu dari bakteri misalnya
kapsul, spora, dan flagel.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB III
METODOLOGI PENELITIAN

III.1 Bahan yang Digunakan
Air limbah sampah (lindi) TPA Benowo
III.2 Peralatan
Peralatan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
1.

Pengocok (Shaker)

2.

Pemanas (Oven)

3.

Furnace

4.

COD reaktor

III.3 Variabel Penelitian
1. Kondisi Tetap
a. Suhu (suhu kamar)
b. pH alami sampel
2. Peubah
a. Waktu sampling

:

1 hari, 2 hari, 3 hari, 4 hari, 5 hari

b. So (COD influent)

:

2600 mg/l, 2100 mg/l, 1600 mg/l,
1100 mg/l, dan 500 mg/l

18

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

19

III.4

Prosedur Penelitian
Penelitian ini dikerjakan dalam dua tahap proses, yaitu tahap persiapan dan

tahap pelaksanaan.
III.4.1 Tahap Per siapan
1. Pembenihan (Seeding)
Pada penelitian ini proses pembenihan (seeding) dilakukan pada reaktor
batch

dengan

menumbuhkan

bakteri

Bacillus

Sphaericus,

Bacillus

megaterium, dan Aeromonas hydrophilia (mixculture) dari bentuk padat
menjadi cair yang diaerasikan dan diberi nutrient hingga MLSS mencapai
2000 mg/l.
2. Aklimatisasi
Setelah melalui proses pembenihan (seeding), bakteri yang sudah tumbuh
akan

menyerupai

lumpur

aktif.

Kemudian

lumpur

aktif

tersebut

diaklimatisasikan dengan air lindi yang bertujuan untuk mengadaptasikan
mikroorganisme dengan kondisi lingkungan yang baru, termasuk sumber
makanannya. Lumpur aktif yang telah dicampur dengan air lindi didalam
reaktor, diaerasi pada suhu kamar dan pH alami air lindi.
Pertumbuhan bakteri ditandai dengan perubahan warna suspensi menjadi
coklat kehitaman dan terjadi peningkatan nilai MLSS. Aklimatisasi lumpur
aktif dan air lindi berlangsung selama 10 hari.
III.4.2 Tahap Pelaksanaan
Pada tahap ini dilakukan uji kemampuan degradasi bakteri terhadap zat
organik pada air lindi. Percobaan dilakukan dengan cara sebagai berikut :

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

20

1. Masukkan 70 ml air sampel kedalam Erlenmeyer dengan masingmasing konsentrasi (COD) ±2600 mg/l, 2100 mg/l, 1600 mg/l, 1100
mg/l, dan 600 mg/l.
2. Tambahkan 10 ml bakteri yang telah di aklimatisasi sebelumnya
kedalam Erlenmeyer dan diberikan nutrien (BOD5 : N : P).
3. Kemudian Erlenmeyer diletakkan pada shaker dengan revolusi 150
rpm pada suhu kamar, dan pH alami sampel.

Sumber Mikroorganisme

Sampel (Air Lindi)

Gambar 3.1 Alat Penelitian
4. Sampling dilakukan dengan interval waktu 1 hari selama 5 hari,
dengan parameter yang diukur adalah COD (mg/l) dan MLVSS (mg/l).

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

21

III.4.3 Prosedur Analisa Pengamatan
1. Pengukuran COD (mg/l)
a. Alat-alat :
a) COD reaktor
b) Tabung COD
b. Bahan :
a) Larutan K2Cr2O7 0,25 N
b) Larutan HgSO4
c) Larutan H2SO4 pekat
d) Larutan FAS
e) Indikator ferroin.
c. Cara kerja :
a) Ambil 2 ml blanko dan sampel masukkan kedalam masingmasing tabung COD
b) Tambahkan 1 ml larutan K2Cr2O7 kedalam tabung COD
c) Tambahkan 8 tetes larutan HgSO4
d) Tambahkan 3 ml larutan H2SO4 pekat
e) Kemudian dibakar dengan COD reaktor selama 2 jam
f) Setelah dibakar didinginkan kemudian dituang kedalam
Erlenmeyer
g) Tambahkan larutan indikator ferroin 3-4 tetes
h) Titrasi masing-masing larutan dengan larutan FAS, sehingga
terjadi perubahan warna dari hijau, biru ke merah-coklat.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

22

i) Catat volume titrasi
d. Perhitungan :
COD (mg/l) =

x ( a – b ) x NFAS x 8

Keterangan :
a = volume titrasi pada blanko
b = volume titrasi pada sampel
2. Pengukuran MLVSS (mg/l)
a. Alat-alat :
a) Cawan porselin
b) Oven untuk pemanas 105 ºC
c) Desikator
d) Timbangan analitis
e) Furnace dengan suhu 550 ºC
f) Kertas saring
b. Cara kerja :
a) Panaskan filter kertas dan cawan porselin kedalam oven pada
suhu 105 ºC selam 1 jam, untuk menghilangkan kandungan air
didalam filter dan cawan.
b) Dinginkan kertas saring dan cawan porselin ke dalam desikator
selama 15 menit, timbang berat cawan (a) dan kertas saring (b1)
c) Ambil 10 ml sampel dengan menggunakan pipet gondok 10 ml
kemudian sampel disaring pada filter kertas

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

23

d) Tiriskan kemudian panaskan kertas saring kedalam oven pada
suhu 105 ºC selama 1 jam.
e) Dinginkan dalam desikator selama 15 menit
f) Timbang dengan timbangan analitis ( b2 )
g) Lipat kertas saring dan masukkan ke dalam cawan kemudian
masukkan ke dalam furnace pada suhu 550 ºC selama 1 jam.
h) Dinginkan ke dalam desikator selama 15 menit, timbang cawan
dan filter kertas ( c)
c. Perhitungan :
MLSS (mg/l) =

MLVSS (mg/l) =

* 106
* 106

III.5 Pengolahan Data
Data yang telah diperoleh akan digunakan sebagai data acuan untuk
menentukan :
1. Menentukan nilai µ ,Y, dan q.
2. Menentukan nilai Kd dan Yt.
3. Menentukan nilai µ max dan Ks.
III.5.1 Menentukan Nilai µ , Y dan q.
1. Membuat tabel : xo, x, t, (Ln x/xo).
2. Plot ke grafik dengan (Ln x/xo) sebagai sumbu Y dan t sebagai sumbu
X.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

24

3. Dari grafik didapat persamaan linear yang mana slope yang terbentuk
adalah nilai µ .
4. Untuk Y didapat dengan membuat tabel So, Xm.
5. Plot ke grafik dengan So sebagai sumbu X dan Xm sebagai sumbu Y.
6. Dari grafik didapat persamaan linear yang mana slope yang terbentuk
adalah nilai Y.
7. Sedangkan nilai q didapat dengan memasukkan nilai µ dan nilai Y
yang ditabelkan, kemudian dihitung dengan menggunakan persamaan
(2.2).
III.5.2 Menentukan koefisien Kd dan Yt
1. Plot ke grafik dengan nilai q sebagai sumbu X dan nilai µ sebagai
sumbu Y.
2. Dari grafik didapat persamaan linear yang mana slope yang terbentuk
adalah

dan intercept garis lurus adalah

, sehingga

nilai Yt dan Kd

bisa didapat.
III.5.3 Menentukan koefisien µ max dan K s
1. Plot ke grafik dengan nilai

sebagai sumbu X dan nilai

sebagai

sumbu Y.
2. Dari grafik didapat persamaan linear yang mana slope yang terbentuk
adalah

dan intercep garis lurus adalah

dan Ks bisa didapat.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

,

sehingga nilai µ max

25

III. 6

Kerangka Penelitian
Per masalahan

Pentingnya peranan dan fungsi parameter kinetika pada pengolahan secara
biologi, maka diperlukannya penelitian mengenai kemampuan mikroorganisme
dalam mendegradasi zat organik pada air limbah sampah atau lindi.

J udul
Kinetika Biodegradasi Zat Organik Pada Air Limbah Sampah (Lindi)

Studi Literatur
Pembenihan (Sedding)

Aklimatisasi
Pelaksanaan Penelitian

Analisa Hasil
Variabel

Parameter yang diamati :
COD dan MLVSS
Pembahasan Hasil

Kesimpulan dan Saran

Gambar 3.2 Kerangka Penelitian

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

• Tetap : pH, suhu
• Peubah : Waktu
Sampling & COD
influent

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
IV. I

Hasil Penelitian
Dari hasil penelitian ini didapatkan efisiensi penyisihan COD seperti yang

diuraikan pada gambar 4.1 sebagai berikut :

Gambar 4.1 Hubungan antara Waktu Inkubasi dengan Penurunan COD
pada Berbagai Konsentrasi COD Awal
Gambar 4.1. dapat dijelaskan bahwa semakin lama waktu inkubasi
semakin besar pula efisiensi mikroorganisme dalam mendegradasi zat organik
pada air limbah yang terukur sebagai COD. Pada gambar 4.1 menunjukkan
perubahan nilai COD pada kelima variabel air lindi. Dari gambar tersebut dapat
dilihat bahwa konsentrasi COD menurun pada hari ke-5 untuk semua variabel air
lindi hal ini dikarenakan zat organik pada air limbah telah teroksidasi menjadi
CO2, H2O dan sebagian zat organik telah dikonversi menjadi sel-sel baru. Dari
masing-masing variabel konsentrasi COD terdapat perbedaan tingkat kemampuan
mendegradasi zat organik pada air limbah. Dapat dilihat pada variabel A dan B
yang hanya dapat mendegradasi zat organik sekitar 37%-41%, dan lebih dari 58%

26

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

27

zat organik terdegradasi pada variabel C, sedangkan untuk variabel D dan E zat
organik yang terdegradasi lebih dari 80%. Perbedaan tingkat degradasi ini
dikarenakan konsentrasi COD sebagai substrat awal yang beragam, sedangkan
jumlah mikroorganisme awal yang sama (MLVSS).
Hal yang sama terjadi pada penelitian yang dilakukan oleh Ramli dkk,
yang mana reaktor air lindi yang dioperasikan dengan MLVSS yang tinggi dapat
menguraikan lebih dari 50% COD dalam kurun waktu empat hari. Sebaliknya,
pada reaktor air lindi yang dioperasikan dengan kadar MLVSS rendah hanya
mampu menguaraikan sekitar 25%-37% COD dalam kurun waktu empat hari.
Selain

itu

juga,

pengukuran

konsentrasi

mikroorganisme

untuk

mengetahui laju pertumbuhan mikroorganisme yang diterukur sebagai MLVSS
(mg/l), dapat dilihat pada gambar 4.2 seperti berikut :

Gambar 4.2 Hubungan antara Waktu Inkubasi dengan Kadar MLVSS
pada Berbagai Konsentrasi COD Awal.
Gambar 4.2 menjelaskan kondisi grafik pertumbuhan bakteri dengan
konsentrasi biomassa awal yang sama, terlihat bahwa untuk sampel C, D dan E

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

28

pada waktu inkubasi 0 - 1 hari mikroorganisme berada pada fase akslerasi dan
fase eksponensial. Fase akslerasi mikroorganisme merupakan fase setelah
adaptasi, pada fase ini aktivitas pertambahan jumlah mikroorganisme dengan laju
pertumbuhan yang masih rendah. Sedangkan fase eksponensial terlihat dari grafik
bahwa sampel C, D dan E terjadi peningkatan yang terlihat pada kurva yang
tampak tajam. Hal ini menandakan terjadi peningkatan aktivitas mikroorganisme
yang ditandai dengan pertambahan jumlah biomassa. Pada waktu inkubasi 1 - 2
hari mikroorganisme berada pada fase retardasi atau pengurangan yang
merupakan fase penambahan aktivitas sudah mulai berkurang atau menurun yang
diakibatkan karena beberapa faktor seperti, berkurangnya ketersediaan makanan,
terbentuknya senyawa penghambat, dan lain sebagainya. Untuk waktu inkubasi 2
– 3 hari mikroorganisme berada pada fase stasioner yang merupakan fase
terjadinya keseimbangan penambahan aktivitas dan penurunan aktivitas. Oleh
karena itu fase ini membentuk kurva datar. Pada waktu inkubasi 3 – 4 hari
mikroorganisme untuk sampel D dan E berada pada fase menurun. Pada fase ini
jumlah kematian lebih tinggi dibandingkan jumlah pertumbuhan mikroorganisme,
karena mikroorganisme tidak mampu menyesuaikan diri dengan lingkungannya.
Dan untuk waktu inkubasi 4 -5 hari untuk mikroorganisme sampel D dan E
mendekati pada fase kematian logaritmik yang merupakan fase peningkatan
kematian yang semakin meningkat sehingga kurva menunjukan garis menurun.
Sedangkan untuk sampel C belum terlihat mendekati pada fase kematian
logaritmik, dikarenakan pada waktu inkubasi 3 – 5 hari mikroorganisme masih
berada pada fase menurun.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

29

Untuk sampel B pada waktu inkubasi 0 – 2 hari mikroorganisme berada
pada fase akslerasi. Dan pada waktu inkubasi 2 – 3 hari mikroorganisme berada
pada fase eksponensial. Selanjutnya pada waktu inkubasi 3 – 4 hari
mikroorganisme berada pada fase retardasi. Sedangkan untuk waktu inkubasi 4 –
5 hari mikroorganisme masih berada pada fase stasioner. Apabila waktu penelitian
diperpanjang maka akan terlihat pada grafik, kurva yang membentuk fase
menurun. Hal ini dikarenakan sumber makanan yang tersedia masih banyak
sehingga pada grafik belum terlihat fase menurun.
Berbeda dengan sampel A yang mana pada waktu inkubasi 0 – 1 hari
masih berada pada fase lag. Fase yang mana merupakan fase adaptasi atau
penyesuaian dengan lingkungan baru. Selanjutnya pada waktu inkubasi 1 – 2 hari
mikroorganisme berada pada fase akslerasi, dan fase eksponensial terjadi pada
waktu inkubasi 2 – 4 hari. Pada waktu inkubasi 4 – 5 hari mikroorganisme masih
berada pada fase retardasi. Hal ini seperti yang terjadi pada sampel B yang mana,
bila waktu penelitian di perpanjang maka akan terlihat fase-fase selanjutnya
seperti pada kurva pertumbuhan mikroorganisme (gambar 2.1).
IV. 2 Penentuan Parameter Kinetika
Dari hasil penelitian di laboratorium maka dapat ditentukan parameterparameter-parameter kinetika sebagai berikut :
1. Laju Pertumbuhan (µ )
Dengan menggunakan persamaan (2.4) maka laju pertumbuhan dari
kelima sampel dapat dilihat