PENURUNAN SENYAWA ORGANIK LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU DENGAN PROSES BIOFILTER AEROB O l.

SKRIPSI

PENURUNAN SENYAWA ORGANIK LIMBAH CAIR
INDUSTRI TAHU DENGAN PROSES BIOFILTER
AEROB

Oleh :

YANIAR NURAINI
0752010030

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

PENURUNAN SENYAWA ORGANIK LIMBAH CAIR
INDUSTRI TAHU DENGAN PROSES BIOFILTER
AEROB
untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam memperoleh
Gelar Sarjana Teknik (S-1)

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

Oleh :

YANIAR NURAINI
0752010030

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

PENURUNAN SENYAWA ORGANIK LIMBAH CAIR
INDUSTRI TAHU DENGAN PROSES BIOFILTER
AEROB
Oleh :

YANIAR NURAINI
0752010030
Telah dipertahankan dan diterima oleh Tim Penguji Skripsi
Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur
Pada hari : Kamis Tanggal : 25 Oktober 2012
Menyetujui,
Pembimbing

Penguji I

Okik Hendriyanto C., ST, MT
NPT : 3 7507 99 0172 1

Ir. Tuhu Agung Rachmanto, MT
NIP : 19620501 198803 1 001

Penguji II
Ir. D. G. Okayadnya Wijaya, MS
NIP : 19571105 198503 1 00 1
Mengetahui,
Ketua Program Studi

Penguji III

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

Ir. Naniek Ratni JAR., MKes

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 JAR., 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
NPM
Tempat/ tanggal
lahir
Alamat

Telp rumah
Nomor Hp.
Email

: Yaniar Nuraini
: 0752010030
: Bandung, 1 Januari 1989
: Perum. Pondok I ndah Parahiangan Blok
C/ 3 Ds. Dewasari Kec.
Kab. Ciamis-Jawa Barat
: -

Cijeunjing

: 085649459740
: yaniar.1989@ymail.com

Pendidik an
No.
1

Nama Univ / Sekolah

2

FTSP UPN ”Veteran”
Jatim
SMA N 2 Ciamis

3

SLTP N 2 Sukadana

4

SDN Cikondang

Program
Studi
Teknik

Lingkungan
I PA

Dari

Mulai
Sampai

2007

2012

Keterangan
Lulus

2004

2007

Lulus

Umum

2001

2004

Lulus

Umum

1995

2001

Lulus

Tugas Ak adem ik
No.

Kegiatan

1

Kuliah Lapangan

2

KKN

3

PBPAB

4

Kerja Praktek

5

SKRI PSI

Tempat/ Judul
PT. SI ER, PT. Royal Fisheries, PT. PI ER,
Balai Konservasi hutan Mangrove DenpasarBali, PDAM Denpasar-Bali, PDAM Ubud-Bali
Probolinggo
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air
Buangan I ndustri Penyamakan Kulit
Proses Pengolahan Dan Pengelolaan Limbah
P.G. Tjoekir Jombang
Penurunan Senyawa Organik Limbah Cair
I ndustri Tahu Dengan Proses Biofilter Aerob

Selesai tahun
2010
2010
2011
2012
2012

Or ang Tua
Nama
Alamat

: I yum Rahmawati
: Perum. Pondok I ndah Parahiangan Blok C/ 3 Ds. Dewasari
Kec. Cijeunj ing Kab. Ciamis-Jawa Barat

Telp
Pekerjaan

.

: : PNS

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

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan hidayah – Nya
sehingga penyusun dapat menyelesaikan tugas skripsi ini dengan judul
Penurunan Senyawa Organik Limbah Cair Industri Tahu Dengan Proses
Biofilter Aerob. Tugas Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan bagi setiap
mahasiswa Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan
Perencanaan, UPN “ Veteran “ Jawa Timur untuk mendapatkan gelar sarjana.
Selama menyelesaikan tugas ini, penyusun telah banyak memperoleh bimbingan
dan bantuan dari berbagai pihak, pada kesempatan ini saya ingin mengucapkan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Ir. Naniek Ratni J.A.R.,Mkes , selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil Dan
Perencanaan UPN “Veteran” Jawa Timur.
2. Dr. Ir. Munawar , MT , selaku Ketua Program Studi Teknik Lingkungan
UPN “Veteran” Jawa Timur. Dan selalu memberikan semangat serta
saran-saran yang bermanfaat
3. Okik Hendriyanto C., ST, MT, selaku Dosen Pembimbing yang telah
membantu, mengarahkan dan membimbing hingga tugas ini dapat selesai
dengan baik.
4. Kedua orang tua penyusun yang telah menjadi orang tua yang sabar dan
selalu memberikan do’a serta dukungan moril maupun material.
5. Bapak dan Ibu dosen/staf program studi teknik lingkungan yang
memberikan arahan selama masa perkuliahan.

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

ii

6. Semua rekan-rekan di Teknik Lingkungan khususnya angkatan 2007 yang
secara langsung maupun tidak langsung telah membantu hingga
terselesainya tugas ini.
7. Semua pihak yang telah membantu dan yang tidak dapat saya sebutkan
satu per satu.
Apabila masih banyak kekurangan dalam penyusunan tugas skripsi ini,
saran dan kritik yang membangun akan saya terima. Akhir kata penyusun ucapkan
terima kasih dan mohon maaf yang sebesar-besarnya apabila didalam laporan ini
terdapat kata-kata yang kurang berkenan atau kurang dipahami.

Surabaya,

Penyusun

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

DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .............................................................................

i

ABSTRAK .................................................................................................

iii

ABSTRACT ..............................................................................................

iv

DAFTAR ISI .............................................................................................

v

DAFTAR TABEL ....................................................................................

viii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................

ix

BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang ..........................................................................

1

I.2 Permasalahan .............................................................................

2

I.3 Tujuan ........................................................................................

2

I.4 Manfaat .....................................................................................

2

I.5 Ruang Lingkup ..........................................................................

3

BAB II TINJ AUAN PUSTAKA
II.1 Limbah Cair Industri ................................................................

4

II.2 Limbah Cair Indusri Tahu .........................................................

5

II.2.1 Karakteristik Limbah Cair Indutri Tahu .......................

6

II.2.2 Baku Mutu Limbah Tahu ..............................................

7

II.3 Pengolahan Limbah Cair Industri secara Biologis ....................

7

II.3.1 Proses Pengolahan Biologis secara Anaerob .................

8

II.3.2 Proses Pengolahan Biologis secara Aerob .....................

9

II.3.3 Faktor-faktor yang Mempengarui Mekanisme Proses

v

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

Aerob ........................................................................

10

II.4 Pertumbuhan Bakteri ..............................................................

11

II.4.1 Pertumbuhan Bakteri Aerob ........................................

12

II.4.2 Faktor-faktor yang Berpengaruh pada Pertumbuhan
Bakteri ........................................................................

13

II.5 Aklimatisasi ..............................................................................

16

II.6 Reaktor Biofilter ......................................................................

17

II.6.1 Prinsip Pengolahan Air Limbah dengan Proses
Biofilter .....................................................................

17

II.6.2 Media Biofilter .............................................................

22

II.7 Landasan Teori .........................................................................

23

BAB III METODE PENELITIAN
III.1 Bahan yang Digunakan ..........................................................

25

III.2 Peralatan Penelitian ................................................................

25

III.3 Gambar Sketsa Alat ................................................................

26

III.4 Prosedur Kerja ........................................................................

27

III.4.1 Tahap Persiapan ..........................................................

27

III.4.2 Tahap Percobaan Utama .............................................

28

III.5 Variabel Penelitian ..................................................................

28

III.6 Kerangka Penelitian ................................................................

30

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 Pengaruh Debit (ml/menit) terhadap Efisiensi Penyisihan
COD (%) ................................................................................

vi

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

33

IV.2 Pengaruh Tinggi Media (cm) terhadap Efisiensi Penyisihan
COD (%) ................................................................................

36

IV.3 Pengaruh Debit (ml/menit) terhadap Efisiensi Penyisihan
TSS (%) .................................................................................

37

IV.4 Pengaruh Tinggi Media (cm) terhadap Efisiensi Penyisihan
TSS (%) ................................................................................

39

IV.5 Identifikasi Mikroorganisme....................................................

41

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan ..............................................................................

44

V.2 Saran ........................................................................................

45

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

vii

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

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Baku Mutu Limbah Cair Industri Tahu ...........................................

7

Tabel 4.1 Data Analisa Awal Limbah Cair Tahu ............................................

31

Tabel 4.2 Data Hasil Efisiensi Penyisihan COD .............................................

33

Tabel 4.3 Data Hasil Efisiensi Penyisihan TSS ............................................... 37

viii

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

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Mekanisme Proses Metabolisme di dalam Sistem Biofilm ........

18

Gambar 3.1 Rangkai Alat Penelitian ..............................................................

26

Gambar 4.1 Hubungan antara Debit terhadap Efisiensi Penyisihan COD
pada Variasi Tinggi Media ........................................................ 34
Gambar 4.2 Hubungan antara Tinggi Media terhadap Efisiensi Penyisihan
COD pada Variasi Debit.............................................................

36

Gambar 4.3 Hubungan antara Debit terhadap Efisiensi Penyisihan TSS pada
Variasi Tinggi Media .................................................................. 38
Gambar 4.4 Hubungan antara Tinggi Media terhadap Efisiensi Penyisihan
TSS pada Variasi Debit...............................................................

39

Gambar 4.5 Identifikasi Mikroorganisme .......................................................

41

ix

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

ABSTRAK

Limbah cair yang dikeluarkan oleh industri tahu masih menjadi masalah
bagi lingkungan sekitarnya, karena pada umumnya industri rumah tangga ini
mengandung senyawa organik yang tinggi. Tujuan dari penelitian ini adalah
meneliti kemampuan biofilter aerob menggunakan media batu tembikar sebagai
media biofilter. Pengolahan limbah dengan menggunakan proses biologi yaitu
biofilter aerob diharapkan dapat membantu menurunkan kandungan Chemical
Oxygen Demand (COD), dan Total Suspended Solid (TSS) yang terkandung
dalam limbah cair industri tahu. Proses biofilter aerob disebut juga aerasi kontak
sebab air limbah akan kontak dengan mikroorganisme yang menempel pada
permukaan media. Pada penelitian ini variabel yang dilakukan adalah debit aliran
(50, 100, 200, 300, dan 400 ml/menit) dan tinggi media (40, 50, 60, dan 70 cm).
Dari hasil penelitian menggunakan biofilter ini menunjukan bahwa pada variabel
debit 50 ml/menit dan tinggi media 70 cm mampu menurunkan kandungan COD
dengan efisiensi penyisihan terbaik sebesar 79,72 % dan mampu menurunkan
kandungan TSS dengan efisiensi penyisihan terbaik sebesar 95,34 %.
Kata kunci : Biofilter aerob, aerasi, COD dan TSS

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

iii

ABSTRACT

Liquid waste produced by the tofu industry still to be problem for the
surrounding environment, due to in general, this household industry contained the
high organic compound. The purpose of this research was to research the aerobic
biofilter abilitis by means of the earthenware stone media as biofilter media.
Wastewater processing by using biological process, namely the aerobic biofilter,
is expected may help to lower the Chemical Oxygen Demand (COD) and Total
Suspended Solid (TSS) contents contained in the liquid waste of the tofu industry.
The aerobic biofilter process may also be called as contact aeration because of
the waste water would contact to the microorganism adhering on the media
surface. In this research the variables conducted were the flow debits (50, 100,
200, 300, and 400 ml/minute) and the media heights (40, 50, 60, and 70 cm). Of
this research results using biofilter it showed that, on the debit variable of 50
ml/minute and the media height of 70 cm, is was capable to lower the COD
content with the best elimination efficency of 79.72% and capable to lower the
TSS content with the best elimination efficiency of 95.34%.
Key words: Aerobic biofilter, aeration, COD and TSS

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

iv

BAB I
PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang
Industri tahu merupakan industri rakyat, yang sampai saat ini masih
banyak yang berbentuk home industry. Industri ini adalah salah satu industri
yang menghasilkan limbah organik. Limbah industri tahu yang dihasilkan dapat
berupa limbah padat dan cair, tetapi limbah cair memiliki tingkat pencemaran
lebih besar dari pada limbah padat. Limbah cair yang dikeluarkan oleh industri
tahu masih menjadi masalah bagi lingkungan sekitarnya, karena pada
umumnya industri rumah tangga ini mengalirkan air limbahnya langsung ke
selokan atau sungai tanpa diolah terlebih dahulu. Keadaan ini disebabkan
masih banyak pengrajin tahu yang belum mengerti akan kebersihan
lingkungan, disamping tingkat ekonomi yang masih rendah sehingga
pengolahan limbah akan menjadi beban yang cukup berat bagi mereka.
Upaya untuk menurunkan kandungan bahan organik dalam air
buangan industri tahu yaitu melalaui pengolahan fisika-kimia, biologi secara
aerob. Biofilter sebagai salah satu cara dalam pengolahan air limbah, dengan
memanfaatkan kehadiran secara buatan dari kelompok mikroba yang melekat
pada media yang dipakai. Untuk media filter, bahan harus kuat, keras, tahan
tekanan, tahan lama, dan tidak mudah berubah. Proses biofilter disebut juga
aerasi kontak sebab air limbah akan kontak dengan mikroorganisme yang

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

1

2

menempel pada permukaan media sehingga dapat meningkatkan efisiensi
penguraian zat organik.(Pohan, 2008)
Dari beberapa referensi yang menyatakan kemampuan biofilter untuk
menurunkan kandungan organik dalam limbah cair. Dalam penelitian ini akan
diterapkan teknologi pengolahan limbah cair industri tahu dengan proses
biofilter aerob menggunakan media batu tembikar sebagai media biofilter.

I.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang diketahui bahwa limbah cair industri
tahu mengandung bahan organik yang tinggi, bila dibuang ke badan air tanpa
pengolahan terlebih dahulu akan menimbulkan dampak negatif berupa
penurunan kualitas badan air penerima.

I.3 Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah meneliti
kemampuan biofilter aerob menggunakan media batu tembikar sebagai media
biofilter dalam menurunkan COD dan TSS limbah cair industri tahu serta
identifikasi mikroorganisme yang berperan dalam proses biofilter.

I.4 Manfaat Penelitian
Manfaat ingin dicapai dari penelitian ini adalah :
1.

Sebagai bahan masukan berupa informasi teknologi alternatif dalam
pengolahan limbah cair industri tahu.

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

3

2.

Mencegah pencemaran yang lebih parah pada badan air di sepanjang
daerah industri tahu.

I.5 Ruang Lingkup
Adapun ruang lingkup pada sistem pengolahan dengan bioteknologi ini
adalah :
1. Penelitian ini dilakukan dalam skala laboratorium meliputi, proses
biologis dengan sistem biofilter aerobik.
2. Media biofilter yang digunakan adalah batu tembikar.
3. Parameter yang akan di uji dalam penilitian ini adalah chemical oxygen
demand (COD) dan total suspended solid (TSS)

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 Limbah Cair Industri
Istilah pencemaran air atau polusi air cenderung semakin mengemuka
sekarang ini, dan mungkin juga di masa-masa mendatang, mengingat masalah
penurunan kualitas air semakin dirasakan oleh masyarakat pada umumnya.
Pencemaran air pada lingkungan hidup masyarakat, dapat diakibatkan oleh
banyak hal, terutama yang berkaitan dengan aktifitas hidup manusia. Limbah cair
dari industri merupakan faktor terbesar yang sangat signifikan dalam
mencemarkan badan air dan sekaligus menurunkan kualitas air di lingkungan
tersebut.
Limbah cair dari industri dalam proses pengeluaran sisa hasil produksi
biasa disebut dengan effluen. Effluen limbah cair industri yang dikeluarkan ke
lingkungan sangat menentukan dan mempengaruhi kualitas air. Oleh karena itu,
effluen limbah cair yang akan dibuang ke badan air harus sudah melalui proses
pengolahan limbah.
Air limbah industri kalau tidak diolah terlebih dahulu akan menimbulkan
banyak masalah. Air sungai, danau, atau badan air lain akan menurun jumlah
oksigen terlarutnya, di samping meningkatnya jumlah mikroorganisme tertentu.
Sifat limbah industri lain yang perlu diperhatikan adalah pH, temperatur,
dan unsur-unsur yang bersifat toksik bagi mikroorganisme seperti logam berat.
Masuknya limbah cair ke dalam badan air dapat menyebabkan pencemaran air,

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

4

5

jika limbah tersebut tidak melalui proses pengolahan limbah yang baik terlebih
dahulu. Masukanya unsur asing ke dalam air disebut kontaminasi. Pencemaran
adalah kontaminasi yang mencapai tingkat yang dapat mengganggu penggunaan
air tersebut.
Dengan demikian, pencemaran air dapat didefinisikan yaitu masuknya
atau dimasukannya makhluk hidup, zat, energi, dan atau komponen lain ke dalam
air oleh kegiatan manusia sehingga kualitas air menurun sampai ke tingkat
tertentu yang menyebabkan air tidak berfungsi lagi sesuai peruntukkannya. Untuk
itu, setiap industri diwajibkan mengolah limbahnya sesuai dangan ketentuan yang
ditetapkan oleh pemerintah daerah, maupun pemerintah pusat. Hal ini
dimaksudkan agar tidak terjadi peurunan kualitas dan keseimbangan ekosistem
khususnya lingkungan biotik, termasuk di dalamnya adalah manusia (Said, 2005).

II.2 Limbah Cair Industri Tahu
Limbah cair industri tahu memiliki beban pencemar yang tinggi terutama
bahan bakunya yang berasal dari kacang-kacangan terutama kedelai, sehingga jika
dibuang langsung ke badan air penerima akan menyebabkan pencemaran.
Pencemaran limbah cair industri tahu berasal dari bekas air perendaman kedelai,
air bekas pembuatan tahu dan air perendaman tahu. Air limbah tersebut
mengandung bahan organik, bila bahan tersebut dibuang langsung ke badan air
tanpa adanya pengolahan yang memadai maka akan menyebabkan pencemaran,
seperti menimbulkan bau tidak enak dan berkurangnya oksigen terlarut dalam air.
Sehingga kadar oksigen semakin lama akan semakin menipis dan organisme yang

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

6

hidup didalam air akan tergantung pada lingkungan. Apabila pencemaran
berlangsung terus menerus maka akan menyebabkan matinya organisme tersebut,
mengingat air berubah kondisinya menjadi anaerob.

II.2.1 Karakteristik Limbah Cair Industri Tahu
Untuk limbah industri tahu tempe ada dua hal yang perlu diperhatikan
yakni karakteristik fisika dan kimia. Karakteristik fisika meliputi padatan total,
suhu, warna dan bau. Karakteristik kimia meliputi bahan organik, bahan
anorganik dan gas.
Menurut Nurhasan dan Pramudyanto, bahan-bahan organik yang
terkandung di dalam buangan indutri tahu pada umunya sangat tinggi di dalam air
buangan tersebut dapat berupa protein, karbohidrat, lemak dan minyak. Di antara
senyawa-senyawa tersebut, protein dan lemak

yang jumlahnya paling besar

(Pohan, 2008), mencapai 40% - 60% protein, 25% - 50% karbohidrat, dan 10%
lemak (Sugiharto,1994). Bertambah lama bahan-bahan organik ini volumenya
semakin meningkat, dalam hal ini akan menyulitkan pengelolaan limbah, karena
beberapa zat sulit diuraikan oleh mikroorganisme didalam air limbah tahu
tersebut. Untuk menentukan besarnya kandungan bahan organik digunakan
beberapa teknik pengujian seperti BOD, COD dan TSS. Uji BOD merupakan
parameter yang sering digunakan untuk mengetahui tingkat pencemaran bahan
organik, baik dari industri ataupun dari rumah tangga.
Pada umumnya konsentrasi ion hidrogen buangan industri tahu bersifat
asam. Komponen terbesar dari limbah cair tahu yaitu protein, sehingga masuknya

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

7

limbah cair tahu ke lingkungan perairan akan meningkatkan total

nitrogen.

Sebelum melakukan upaya pengolahan maka perlu melakukan identifikasi
karakteristik limbah tahu.

II.2.2 Baku Mutu Limbah Tahu
Parameter kunci dalam pengendalian limbah cair yang berasal dari industri
pembuatan tahu adalah BOD, COD, TSS, dan pH, menurut S. K. Gubernur Jatim
No. 45 Tahun 2002 tentang baku mutu limbah tahu dan kecap / tempe yang
ditampilkan pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Baku mutu limbah cair industri tahu
Volume Limbah Cair Maximum per satuan Bahan Baku
Tahu : 20 m3 / ton kedelai
Kecap / Tempe: 10 m3 / ton kedelai

II.3

Parameter

Kadar Maximum ( mg/l)

BOD5

150

COD

300

TSS

100

pH

6–9

Pengolahan Limbah Cair Industri secara Biologis
Pengolahan air buangan secara biologis adalah suatu cara pengolahan yang

diarahkan untuk menurunkan atau menyisihkan substrat tertentu yang terkadung

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

8

dalam air buangan dengan memanfaatkan aktivitas mikroorganisme untuk
melakukan perombakan substrat tersebut.
Proses pengolahan air buangan secara biologis dapat berlangsung dalam
tiga lingkungan utama yaitu:
1. Lingkungan Aerob, yaitu lingkungan dimana oksigen terlarut (DO) di
dalam air cukup banyak sehingga oksigen bukan merupakan faktor
pembatas.
2. Lingkungan Anoksik, yaitu lingkungan dimana oksigen terlarut (DO)
di dalam air ada dalam konsentrasi rendah.
3. Lingkungan Anaerob, merupakan kebalikan dari lingkungan aerob,
yaitu tidak terdapat oksigen terlarut, sehingga oksigen menjadi faktor
pembatas berlangsungnya proses metabolisme aerob.

II.3.1 Proses Pengolahan Biologis secara Anaer ob
Polutan-polutan organik komplek seperti lemak, protein dan karbohidrat
pada kondisi anaerobik akan dihidrolisa oleh enzim hydrolase yang dihasilkan
bakteri pada tahap pertama. Enzim penghidrolisa seperti lipase, protease, dan
cellulose. Hasil hidrolisa polimer-polimer diatas adalah monomer seperti
monosakarida, asam amino, peptide dan gliserin. Selanjutnya monomer-monomer
ini akan diuraikan menjadi asam-asam lemak dan gas hydrogen.
Kumpulan mikroorganisme, umumnya bakteri terlibat dalam transformasi
senyawa komplek organik menjadi mektan. Reaksinya dapat digambarkan pada
persamaan (1) seperti berikut ini:

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

9

Senyawa Organik

CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S.................(1)

Meskipun beberapa jamur (fungi) dan protozoa dapat ditemukan dalam
penguraian anaerobik, bakteri-bakteri tetap merupakan mikroorganisme yang
paling dominan didalam proses penguraian anaerobik (Said, 2002).
Beberapa faktor yang berpengaruh terhadap penguraian secara anaerobik
yaitu temperatur, waktu tinggal (retention time), keasaman (pH), Komposisi kimia
air limbah, kompetensi antara metanogen dan bakteri racun.

II.3.2 Proses Pengolahan Biologis secara Aerob
Di dalam proses pengolahan air limbah organik secara biologis aerobik,
senyawa kompleks organik akan terurai oleh aktivitas mikroorganisme aerob.
Mikroorganisme tersebut di dalam aktivitasnya memerlukan oksigen atau udara
untuk memecah senyawa organik yang kompleks menjadi CO2 (karbondoksida)
dan air serta ammonium, selanjutnya ammonium akan diubah menjadi nitrat dan
H2S akan dioksidasi menjadi sulfat. Secara sederhana reaksi penguraian senyawa
organik secara aerobik dapat digambarkan pada persamaan (2) sebagai berikut:
Reaksi pengurai organik:
Oksigen (O2)
Senyawa Polutan Organik

CO2 + H2O + NH4 + Biomasa

Heterotropik
(Herlambang, 2001)

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

(2)

10

Beberapa perbedaan antara proses anaerobik dengan aerobik:
1. Proses anaerobik dapat menggunakan CO2 dan tidak membutuhkan
oksigen.
2. Penguraian anaerobik menghasilkan lebih sedikit lumpur. Energi yang
dihasilkan bakteri anaerob relatif rendah. Sebagian besar energi
didapat dari pemecahan substrat yang ditemukan dalam hasil akhir,
CH4.
3. Penguraian anaerobik lebih lambat dari pada proses aerobik, juga
sensitif terhadap senyawa toksik. Start up membutuhkan waktu lama.

II.3.3 Faktor- faktor yang Mempengaruhi Mekanisme Proses Aerob
1. Temperatur (Suhu limbah)
Temperatur tidak hanya mempengaruhi aktivitas metabolisme dari
populasi mikroorganisme, tetapi juga mempengaruhi beberapa faktor
seperti kecepatan transfer gas dan karakteristik pengendapan lumpur.
Temperatur optimum untuk mikroorganisme dalam proses aerob tidak
berbeda dengan proses anaerob yaitu 250 - 350.
2. Keasaman (pH)
Nilai pH merupakan faktor kunci bagi pertumbuhan mikroorganisme.
Beberapa bakteri dapat hidup pada pH diatas 9.5 dan di bawah 4.0.
secara umum pH optimum bagi pertumbuhan mikroorganisme adalah
sekitar 6.5 – 7.5.

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

11

3. Waktu Tinggal Hidrolis (WTH)
Waktu tinggal hidrolis adalah waktu perjalanan limbah cair di dalam
reaktor atau lamanya proses pengolahan limbah cair tersebut. Semakin
lama waktu tinggal, maka penyisihan yang terjadi akan semakin besar.
Sedangkan waktu tinggal pada reaktor aerob sangat bervariasi dari 1
jam hingga berhari-hari.
4. Nutrien
Disamping kebutuhan karbon dan energi, mikroorganisme juga
membutuhkan nutrien untuk sintesa sel dan pertumbuhan. Kebutuhan
nutrien tersebut dinyatakan dalam bentuk perbandingan antara karbon
dan nitrogen serta phosphor yang merupakan nutrien anorganik utama
yang diperlukan mikroorganisme.(Said, 2002)

II.4 Pertumbuhan Bakteri
Pertumbuhan bakteri dapat dilakukan dengan cara memasukkan sejumlah
bakteri ke sebuah reaktor batch yang didalamnya telah disediakan medium
pertumbuhan mikroba yang diperkaya dengan nutrien dan

lingkungan

pertumbuhan yang memadai. Mengingat proses Biofilter yang dilakukan
merupakan proses biologis yang berlangsung secara aerob sehingga proses
pertumbuhan bakteri aerob perlu diketahui.

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

12

II.4.1 Pertumbuhan Bakteri Aerob
Pengolahan aerob pada umunya tidak lepas dari peran serta bakteri aerob
untuk mengolah air buangan yang ada. Proses pertumbuhan bakteri aerob ini
dapat dikategorikan menjadi 2 (dua) macam, yaitu:
1. Pertumbuahan Bakteri Tersuspensi (Suspended Growth)
Proses pertumbuhan bakteri tersuspensi merupakan proses pengolahan
biologi dengan menggunakan bakteri tercampur yang berfungsi untuk
menurunkan kandungan organik dari air buangan menjadi gas dan partikel
tersuspensi.

Banyak proses pertumbuhan

bakteri tersuspensi

yang

dioperasikan di industri, salah satunya dengan metode pemisahan
konsentrasi oksigen (aerob). Pereaksi yang digunakan adalah bahan organik
dan lumpur-lumpur organik. Proses pertumbuhan bakteri tersuspensi yang
paling umum digunakan dalam pengolahan buangan adalah proses lumpur
aktif, aerated lagoon dan aerobic digention (Metcalf and Eddy, 2003).
2. Pertumbuhan Bakteri Lekat (Attached-Growth)
Proses tersebut merupakan pengolahan biologi dengan menggunakan
bakteri yang melakat pada media untuk mengubah kandungan organik atau
kandungan lain di dalam air buangan tersebut. Bakteri ini menggabungkan
diri pada beberapa perantara padat diantaranya bebatuan, arang atau bahanbahan yang didesain khusus sebagai media tumbuh seperti keramik atau
plastik. Pada proses penggabungan dalam suatu media, bakteri akan
berkembang untuk mendegradasi air buangan sehingga membentuk suatu

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

13

lapisan tebal (lendir) yang dikenal sebagai lapisan biofilm (Metcalf and
Eddy, 2003).
Pada lapisan biofilm bahan-bahan organik akan diuraikan oleh
mikroorganisme yang menempel pada media. Bahan organik sebagai
substrat yang terlarut dalam air limbah diadsorbsi ke dalam biofilm atau
lapisan berlendir. Pada lapisan biofilm, bahan organik diuraikan oleh
mikroorganisme aerobik. Pertumbuhan mikroorganisme akan mempertebal
maksimum. Pada saat mencapai ketebalan penuh maka oksigen tidak dapat
mencapai penetralisasi secara penuh, sehingga bahan organik yang
diadsorbsi tidak dapat diuraikan oleh bakteri aerob karena tidak sampainya
di permukaan media.
Tersedianya bahan organik untuk mikroorganisme pada bagian
permukaan media sehingga keadaan menjadi anaerob dan mikroorganisme
tersebut

mengalami

fase

endogenous

(kematian).

Pada

akhirnya

mikroorganisme sebagai biofilm tersebut akan lepas dari media. Cairan yang
masuk akan membantu mencuci dan mendorong biofilm keluar, setelah itu
lapisan biofilm baru akan segera mulai tumbuh, inilah yang disebut dengan
sloughing.

II.4.2 Faktor-faktor yang Berpengaruh pada pertumbuhan Bakteri
1. Energi dan Sintesa Sel
Semua kehidupan organisme menggunakan suatu bentuk umum
simpanan energi. Apapun sumber energi, energi yang didapatkan dari

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

14

sumbernya disimpan didalam sel sebagai ikatan energi kimiawi dalam
bentuk adenosine trifosfat (ATP).
2. Kebutuhan Nutrisi
Semua proses biologi yang digunakan untuk pengolahan air limbah
selalu berbasis pada kebutuhan nutrisi mikroorganisme. Bagi
mikroorganisme, kebutuhan nutrient diperlukan untuk:
1) Memperoleh bahan-bahan yang diperlukan untuk sintesa bahanbahan sitoplasma.
2) Menyediakan sumber energi untuk pertumbuhan sel dan reaksi
biosintetik.
3) Menyediakan sumber akseptor elektron yang dilepaskan selama
reaksi biokimia dalam sel.
3. Enzim Mikroba
Semua aktifitas sel mikroba tergantung pada penggunaan makanan
dan semua reaksi kimiawi yang terkait didalamnya terkontrol oleh
enzim. Enzim adalah protein yang diproduksi oleh sel hidup, berfungsi
sebagai katalis untuk mempercepat laju reaksi spesifik yang terjadi
dalam sel. Enzim bersifat spesifik yang hanya akan mengkatalisa
reaksi tertentu dan akan berfungsi hanya untuk satu jenis zat tertentu
saja.

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

15

4. Pengaruh Temperatur
Berdasarkan pada rentang temperatur dimana mikroba dapat hidup
dan tumbuh kembang dengan baik, maka dapat diklasifikasikan
menjadi :
1) Mikroorganisme Psikofilik = 00 – 200 C dengan suhu optimum 150
– 180C
2) Mikroorganisme Mesofilik = 200 – 450C dengan suhu optimum
300– 400 C
3) Mikroorganisme Thermofilik = 450 – 750 C dengan suhu optimum
450 – 700 C
5. Kebutuhan Oksigen
Ada tidaknya oksigen dalam proses oksidasi nutrien dapat dibagi
menjadi 3 kelompok. Organisme aerobik, memerlukan oksigen bebas
sebagai sumber oksidator. Organisme anaerobik, tidak memerlukan
oksigen sebagai sumber oksidator. Organisme fakultatif, dapat
menggunakan oksigen atau komponen lain sebagai akseptornya. Akan
tetapi, akan tumbuh lebih efisien dalam suasana aerobik.
6. Pengaruh pH
Kebanyakan bakteri, baik dalam biakan murni maupun dalam
kultur campuran seperti dalam bioreaktor air limbah, memiliki rentang
pH untuk pertumbuhan antara pH 4 dan 9. secara umum pH optimum
untuk pertumbuhan mikroba pada rentang 6,5 – 7,5. (Tarigan, 2006)

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

16

II.5 Aklimatisasi
Aklimatisasi merupakan serangkaian proses dalam pembiakan terhadap
bakteri. Aklimatisasi dilakukan untuk memperoleh suatu populasi bakteri agar
dapat membentuk populasinya sehingga mampu mengoksidasi atau mengurangi
kandungan zat organik di dalam air.
Proses ini merupakan proses pembibitan dimana bakteri diusahakan tumbuh
dengan baik, oleh karenanya jenis bakteri dan faktor lingkungannya harus
diperhatikan dalam proses ini. Dengan mengatur debit yang masuk sistem rektor
bersamaan dengan aliran reisrkulasi lumpur aktif yang kaya akan bakteri
bercampur dengan aliran limbah yang masuk sehingga bakteri tersebut
mendapatkan makanannya dan melakukan metabolisme untuk berkembang biak.
Semakin lama bakteri bersentuhan dengan aliran limbah dan dengan penambahan
aerasi yang cukup, maka akan memberikan peningkatan jumlah bakteri. Dengan
adanya peningkatan jumlah bakteri akan memberikan keadaan didalam reaktor
yang penuh dengan bakteri sehingga bakteri yang kalah dalam persaingan dalam
persaingan untuk mendapatkan oksigen terlarut dan makanannya (substrat) akan
mengalami endogenous (mati), hal ini ditandai adanya lumpur berwarna hitam
(sloughing).
Pada proses aklimatisasi bakteri dilakukan secara kontinyu dan memerlukan
nutrien (makanan) agar pertumbuhan bakteri dapat terjaga dengan baik.

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

17

II.6

Reaktor Biofilter
Reaktor biofilter lekat tercelup adalah suatu bioreaktor lekat diam dimana

mikroorganisme tumbuh dan berkembang pada permukaan suatu media, yang
dapat terbuat dari plastik atau batu, yang dalam operasinya tercelup sebagian atau
seluruhnya, atau hanya dilewati air saja (tidak tercelup sama sekali), dengan
membentuk suatu lapisan lendir untuk melekat di atas permukaan media tersebut,
sehingga membentuk lapisan biofilm.
Biofilm tumbuh pada hampir semua permukaan didalam suatu lingkungan
perairan. Sistem biofilm ini kemudian dimanfaatkan dalam proses pengolahan air
buangan untuk menurunkan kandungan senyawa organik. Biofilm merupakan
lapisan yang terbentuk dari sel-sel biosolid dan material inorganik bentuk
polimetrik matriks yang menempel pada suatu lapisan penyokong (support
media).

II.6.1 Prinsip Pengolahan Air Limbah dengan Proses Biofilter
Proses pengolahan air limbah dengan sistem biofilter dapat dilakukan dalam
kondisi aerobik, anaerobik, dan kombinasi aerobik dan anaerobik. Mekanisme
proses metabolisme di dalam sistem biofilm secara aerobik dengan sederhana
dapat diterangkan seperti pada Gambar 2.1.

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

18

Anaerobik

Aerobik

Bahan
Organic

Permukaan
Media

Oksigen
terlarut

Udara

Hasil Akhir

Aliran Air
buangan
Lapisan Lendir

Lapisan Film

Gambar 2.1 Mekanisme Proses Metabolisme di dalam Sistem Biofilm
Gambar tersebut menunjukkan suatu sistem biofilm yang terdiri dari medium
penyangga, lapisan biofilm yang melekat medium, lapisan air limbah dan lapisan
udara yang terletak di luar. Senyawa polutan yang ada di dalam air limbah
misalnya senyawa organik (BOD, COD), ammonia, phosphor dan lainnya akan
terdifusi ke dalam lapisan atau biofilm yang melekat pada permukaan medium.
Pada saat yang bersamaan dengan menggunakan oksigen yang terlarut di dalam
air limbah senyawa polutan tersebut akan diuraikan oleh mikroorganisme yang
ada di dalam lapisan biofilm dan energi yang dihasilkan akan diubah menjadi
biomassa. Suplai oksigen pada lapisan biofilm dapat dilakukan dengan beberapa
cara misalnya pada sistem RBC yakni dengan kontak dengan udara luar, pada
sistem Trickling Filter dengan aliran balik udara, sedangkan pada sistem biofilter
tercelup dengan menggunakan blower udara atau pompa sirkulasi.
Jika lapisan mikrobiologis cukup tebal, maka pada bagian luar lapisan
mikrobiologis akan berada dalam kondisi aerobik sedangkan pada bagian dalam

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

19

biofilm yang melekat pada medium akan berada dalam kondisi anaerobik. Pada
kodisi anaerobik akan terbentuk gas H2S, dan jika konsentrasi oksigen terlarut
cukup besar maka gas H2S yang terbentuk tersebut akan diubah menjadi sulfat
(SO4) oleh bakteri sulfat yang ada di dalam biofilm. Selain itu pada zona nitrogen
ammonium akan diubah menjadi nitrit dan nitrat dan selanjutnya pada zona
anaerob nitrat yang terbentuk mengalami proses denitrifikasi menjadi gas
nitrogen. Oleh karena dalam sistem biofilm terjadi kondisi anaerobik dan aerobik
pada saat bersamaan maka dengan sistem tersebut proses penghilangan senyawa
nitrogen menjadi lebih mudah.
Proses pengolahan air limbah dengan proses biofilm dilakukan dengan cara
mengalirkan air limbah ke dalam reaktor biologis yang didalamnya diisi dengan
media penyangga untuk pengembang biakan mikroorganisme dengan atau tanpa
aerasi. Di dalam proses pengolahan air limbah dengan sistem biofilter tercelup
aerobik, sistem suplai udara dapat dilakukan dengan berbagai cara, tetapi yang
sering digunakan adalah aerasi samping, aerasi tengah, aerasi merata seluruh
permukaan, aerasi eksternal, aerasi dengan ”air lift pump”, dan aerasi dengan
sistem mekanik. Masing-masing cara mempunyai keuntungan dan kerugian.
Sistem aerasi juga tergantung dari jenis media maupun efisiensi yang diharapkan.
Penyerapan oksigen dapat terjadi disebabkan terutama karena aliran sirkulasi atau
aliran putar kecuali pada sistem aerasi merata diseluruh permukaan media.
Proses biofilter dengan sistem aerasi merata lapisan mikroorganisme yang
melekat pada permukaan media mudah terlepas, sehingga seringkali proses
menjadi tidak stabil. Tetapi didalam sistem aerasi melalui aliran putar,

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

20

kemampuan penyerapan oksigen hampir sama dengan sistem aerasi dengan
menggunakan diffuser, oleh karena itu untuk penambahan jumlah yang besar sulit
dilakukan. Berdasarkan hal tersebut diatas belakangan ini sistem aerasi merata
banyak dilakukan karena mempunyai kemampuan penyerapan oksigen besar. Jika
kemampuan penyerapan oksigen besar maka dapat digunakan untuk mengolah
air limbah dengan beban organik (organic loading) yang besar pula. Oleh karena
itu diperlukan juga media biofilter yang dapat melekatkan mikroorganisme dalam
jumlah yang besar.
Sistem aliran jika menggunakan dari atas ke bawah (down flow) maka sedikit
banyak terjadi efek filtrasi sehingga terjadi proses penumpukan lumpur organik
pada bagian atas media yang dapat mengakibatkan penyumbatan. Sehingga perlu
proses pencucian yang secukupnya. Jika terjadi penyumbatan maka dapat terjadi
aliran singkat (short pass) dan juga terjadi penurunan jumlah aliran sehingga
kapasitas pengolahan dapat menurun secara drastis.
Pengolahan limbah cair dengan proses biofilm mempunyai beberapa
keunggulan antara lain :
1. Pengoperasian mudah.
Didalam proses pengolahan air limbah dengan sistem biofilm,
tanpa dilakukan resirkulasi lumpur, tidak terjadi masalah “bulking”.
2. Lumpur yang dihasilkan sedikit.
Dibandingkan dengan proses lumpur aktif, lumpur yang dihasilkan
pada proses biofilm relatif lebih kecil. Di dalam proses Lumpur aktif
antara 30-60% dari BOD yang dihilangkan (removal BOD) diubah

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

21

menjadi Lumpur aktif (biomasa) sedangkan pada proses biofilm hanya
sekitar 10 – 30%, hal ini disebabkan karena pada proses biofilm rantai
makanan lebih panjang dan melibatkan aktivitas mikroorganisme
dengan orde yang lebih tinggi dibandingkan pada proses lumpur aktif.
3. Dapat

digunakan

untuk

pengolahan

air

limbah

dengan

konsentrasi rendah maupun konsentrasi tinggi.
Oleh karena di dalam proses pengolahan air limbah dengan sistem
biofilm mikroorganisme melekat pada permukaan medium penyangga
maka pengontrolan terhadap mikroorganisme lebih mudah. Proses
biofilm tersebut cocok digunakan untuk mengolah air limbah dengan
konsentrasi rendah maupun tinggi.
4. Tahan terhadap fluktuasi jumlah air limbah maupun fluktuasi
konsentrasi.
Pengaruh penurunan suhu terhadap efsiensi pengolahan kecil. Jika
suhu air limbah turun maka aktifitas mikroorganisme juga berkurang
tetapi oleh karena di dalam proses biofilm substrat maupun enzim
dapat terdifusi sampai ke bagian dalam lapisan biofilm dan juga
lapisan biofilm bertambah besar maka pengaruh penurunan suhu (suhu
rendah) tidak begitu besar.
5. Pengaruh penurunan suhu terhadap efisiensi pengolahan kecil
Jika suhu air limbah turun maka aktifitas mikroorganisme juga
berkurang, tetapi oleh karena di dalam proses biofilm substrat maupun
enzim dapat terdifusi sampai ke bagian dalam lapisan biofilm dan juga

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

22

lapisan biofilm bertambah tebal maka pengaruh penurunan suhu (suhu
rendah) tidak begitu besar. (Said, 2005)
II.6.2 Media Biofilter
Media biofiter termasuk hal yang penting, karena sebagai tempat tumbuh dan
menempel mikroorganisme, untuk mendapatkan unsur-unsur kehidupan yang
dibutuhkannya, seperti nutrient dan oksigen. Dua sifat yang paling penting yang
harus ada dari media adalah:
1.

Luas permukaan dari media, karena semakin luas permukaan media
maka semakin besar jumlah biomassa per unit volume.

2.

Persentase ruang kosong, karena semakin besar ruang kosong maka
semakin besar kontak biomassa yang menempel pada media
pendukung dengan substrat yang ada dalam air buangan.

Media biofilter yang digunakan secara umum dapat berupa material
organik maupun material anorganik. Untuk media biofilterdari bahan organik
misalnya dalam bentuk tali, bentuk jarring, butian tak beratur (random packing),
bentuk papan (plate), bentuk sarang tawon, dan lain-lain. Sedangkan untuk media
biofilter dari bahan anorganik misalnya batu pecah (split), batu marmer, kerikil,
batu tembikar, batu bara (kokas), dan lainnya.
Biasanya untuk media biofilter dari bahan anorganik, semakin kecil
diameternya luas permukaannya semakin besar, sehingga jumlah mikroorganisme
yang dapat dibiakkan semakin besar pula, tetapi volume rongga menjadi
kecil.(Anonim, 2011)

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

23

II.7

Landasan Teori
Teori yang melandasi penelitian ini didasari atas penurunan polutan

organik secara biologis dengan menggunakan bakteri aerobik yang melekat pada
reaktor biofilter dengan media batu tembikar.
Mekanisme mengurangi bahan organik adalah serupa dengan proses
lumpur aktif. Bagian besar cairan diterapkan pada permukaan filter dengan cepat
melewati melalui dan remaimder yang menetes perlahan di atas permukaan
pertumbuhan lendir. Penghapusan koloid organik dalam suspensi dan zat terlarut
terjadi oleh 'biosorpsi' dan koagulasi dari bagian aliran yang melewati cepat, dan
dengan proses biasa sintesis dan respirasi dari bagian dari aliran dengan waktu
tinggal yang lama. Waktu tinggal ini terutama berkaitan dengan pemuatan
hidrolik, sehingga tampaknya masuk akal bahwa semakin besar loading hidrolik
proses yang lebih akan tergantung pada biosorpsi dan kurang itu akan tergantung
pada sintesis dan respirasi, hal lain dianggap sama. Tindakan filter tergantung
pada aktivitas metabolik bakteri zoogleal atau filamen atau jamur. Ini menjajah
luas permukaan medium dukungan dan membentuk dasar dari 'film' yang juga
berisi populasi protozoa serta padat amorf yang berasal dari limbah.
Faktor-faktor yang berpengaruh pada proses biologis dengan menggunakan
biofilter media batu tembikar:
1. Waktu Tinggal (td)
Waktu tinggal (td) adalah waktu perjalanan limbah cair di dalam reaktor, atau
lamanya

waktu

kontak

antara

air

buangan

yang

diolah

dengan

mikroorganisme dalam reaktor. Tujuannya untuk meningkatkan kapasitas

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

24

pengolahan yang sesuai dengan kebutuhan agar dapat mengatasi debit air
buangan yang besar.
2. Resirkulasi
Resirkulasi adalah suatu metode pencampuran effluen dan influen air
limbah dengan menyeimbangkan beban hidrolik dengan beban nutrien.
Pertimbangan resirkulasi didasarkan pada faktor-faktor yang menyebabkan
meningkatnya pengolahan dengan resirkulasi, antara lain :
a.

Bahan organik di dalam effluen filter yang di resirkulasi dimasukkan
kembali sehingga terjadi kontak dengan bahan biologis di dalam filter
lebih dari satu kali. Hal ini menambah waktu kontak dengan
mikroorganisme.

b.

Jika resirkulasi dialirkan melalui bak sedimentasi, aliran ini akan
mengencerkan aliran air buangan dengan beban yang besar dan
menambah air buangan dengan beban yang kecil. Hal ini membantu
menjaga kondisi filter tetap baik selama periode fluktuasi pembebanan.

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

BAB III
METODE PENELITIAN

II.1

Bahan yang Digunakan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Limbah cair industri tahu yang berada di Surabaya dan parameter yang
dianalisa adalah COD, dan TSS.
2. Batu tembikar
3. Bahan pembantu yng merupakan bahan-bahan uji COD, dan TSS.

III.2

Peralatan Penelitian

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Bak penampung volume 17 liter
2. Bak equalisasi volume 15 liter
3. Reaktor biofilter aerob yang terbuat dari bahan plastik fibber, berukuran
diameter = 21 cm dan tinggi = 100 cm.
4. Valve atau kran ukuran ½ inchi
5. Pompa
6. Aerator

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

25

26

III.3

Gambar Sketsa Alat

Gambar 3.1 Rangkaian Alat Penelitian
Keterangan
1. Bak Penampung

V = Valve (kran)

2. Bak Equalisasi

P = Pompa

3. Reaktor Biofilter

A = Aerator

4. Media Biofilter (tembikar)
5. Bak Penampung Effluent

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

27

III.4

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

dan tahap pelaksanaan.

III.4.1 Tahap Per siapan
Tahap persiapan ini meliuti proses aklimatisasi (penumbuhan bakteri dalam
media) sehingga reaktor siap dipakai untuk penyisihan bahan organik. Proses ini
merupakan proses pembibitan dimana mikroorganisme diusahakan tumbuh
dengan baik, oleh karena jenis, makanan dan lingkungan mikroorganisme harus
diperhatikan. Bibit mikroorganisme pada mulanya diperoleh dari limbah cair
industri tahu yang dimasukkan ke dalam bak kemudian disirkulasi dalam reaktor
dan di aerasi terus menerus sampai tumbuh biofilm yang menempel pada media
selama ±10 hari. Aklimatisasi dilakukan untuk mendapatkan suatu kultur yang
mantap dari mikroorganisme dan mampu beradaptasi dengan air buangan yang
akan diolah.
Prosesnya sebagai berikut:
Air seeding yang ada dalam reaktor diambil 10% dari total