Laporan Penelitian Kimia Pengukuran Beda

LAPORAN PENELITIAN KIMIA PENGUKURAN BEDA POTENSIAL BERBAGAI VARIAN KONSENTRASI ELEKTROLIT DARI LUMPUR AKTIF PADA BIO- BATERAI DENGAN ELEKTRODA TEMBAGA-MAGNESIUM (Cu-Mg)

Disusun Oleh : NOVIKA INDRIYANI

NIM. 09303241026

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

HALAMAN PENGESAHAN PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

Laporan Penelitian Kimia ini Telah Memenuhi

Persyaratan dan Dapat Diterima

Disetujui pada Tanggal : ……………………

Koordinator Penelitian Pembimbing Penelitian

(Sunarto, M.Si) (Dr. Endang Widjajanti LFX) NIP. 19610608 198812 1 001

NIP. 19621203 198601 2 001

Mengetahui, Ketua Jurusan Pendidikan Kimia

(Dr.Hari Sutrisno) NIP. 19670407 199203 1 002

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertandatangan di bawah ini : Nama

: Novika Indriyani

: Pendidikan Kimia

Fakultas : MIPA Universitas Negeri Yogyakarta Judul Penelitian

: Pengukuran Beda Potensial Berbagai Varian Konsentrasi Elektrolit dari Lumpur Aktif pada Bio- Baterai dengan Elektroda Tembaga-Magnesium (Cu-Mg)

Menyatakan bahwa penelitian ini adalah hasil karya sendiri dan sepanjang pengetahuan peneliti, belum dipublikasikan atau digunakan sebagai bahan penelitian kecuali pada bagian-bagian tertentu yang diambil sebagai acuan penelitian ini. Apabila ternyata terbukti pernyataan ini tidak benar, sepenuhnya menjadi tanggungjawab peneliti.

Yogyakarta, 1 April 2013 Yang Menyatakan,

Novika Indriyani NIM. 09303241026

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan hidayah- Nya sehingga penelitian yang berjudul “Pengukuran Beda Potensial Berbagai Varian Konsentrasi Elektrolit dari Lumpur aktif pada Bio- Baterai dengan Elektroda Tembaga-Magnesium (Cu-Mg) ” ini dapat terselesaikan. Sholawat serta salam semoga tetap tercurah kepada suri tauladan kita Nabi Muhammad SAW, keluarganya, sahabatnya serta orang-orang yang mengikuti jalannya.

Limbah dari pengolahan susu segar mempunyai bahan organik terlarut yang tinggi dan bahan tersuspensi yang rendah. Hal ini dapat menyebabkan permasalahan lingkungan apabila tidak diolah. Salah satu sistem pengolahan limbah secara biologi yang mengurangi kadar cemaran limbah cair industri adalah dengan sistem lumpur aktif ( activated sludge ). Cara ini dilakukan dengan memanfaatkan kemampuan mikroba mendegradasi bahan organik kompleks menjadi senyawa stabil. Lumpur aktif ini merupakan materi yang tidak larut, biasanya tersusun serat-serat organik yang kaya akan selulosa dan terhimpun kehidupan mikroorganisme, dan beberapa penelitian mengungkapkan bahwa beberapa jenis bakteri dapat menghasilkan listrik. Penelitian ini fokus untuk mencari variasi konsentrasi lumpur aktif yang tepat sehingga menghasilkan beda potensial lumpur aktif yang optimal.

Penelitian ini dilakukan di laboratorium Kimia Fisika FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta sebagai syarat dalam menyelesaikan studi sarjana dalam program studi Pendidikan Kimia Universitas Negeri Yogyakarta.

Terselesaikannya laporan ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan, dan arahan dari berbagai pihak. Oleh karena itu kami mengucapkan terimakasih kepada yang kami hormati:

1. Bapak Dr. Hartono dan Suhandoyo, M.S selaku Dekan dan Wakil Dekan III FMIPA yang telah memberikan fasilitas penelitian ini,

2. Bapak Dr. Hari Sutrisno, selaku ketua Jurusan Pendidikan Kimia yang telah memberikan izin penelitian ini,

3. Bapak Sunarto, M. Si selaku koordinator penelitian kimia yang telah memberikan pengarahan awal penelitian dan kesempatan pada penulis untuk melakukan penelitian,

4. Ibu Dr. Endang Widjajanti LFX, selaku dosen pembimbing yang telah memberikan inspirasi untuk penelitian ini, pengarahan dan bimbingan dari awal hingga terselesaikannya laporan akhir ini,

5. Semua pihak yang tak dapat saya sebut satu per satu yang telah membantu dalam penyelesaian penelitian dan penyusunan laporan ini. Semoga kebaikan dan bantuan yang telah diberikan dapat menjadi pahala di sisi Allah dan menjadi manfaat bagi kita semua baik untuk sekarang maupun yang akan datang.

Kami menyadari bahwa laporan penelitian ini masih banyak kekurangan, oleh karena itu kritik dan saran dari pembaca sangat kami harapkan. Semoga laporan penelitian ini bermanfaat bagi pembaca.

Yogyakarta, 1 April 2013

Penulis

PERSEMBAHAN

(QS. Al-Insyirah: 6-8)

Sesungguhnya bersama kesulitan itu pasti ada kemudahan, maka apabila engkau telah selesai (dari sesuatu urusan), tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain), dan hanya kepada Tuhanmulah engkau berharab”

Pelajari ilmu karena Allah, karena itu Taqwa. Menuntutnya itu Ibadah. Mengulang- ulangnya itu Tasbih. Membahasnya itu Jihad. Mengajarkannya kepada orang lain itu

Sedekah. Memberikannya kepada ahli-Nya itu mendekatkan diri kepada-Nya. (Abusy Syaikh Ibnu hibban dan Ibnu Abdil Barr’Ihya ‘ Al-Ghozali)

Kemuliaan orang adalah agamanya, harga dirinya (kehormatannya) adalah akalnya, sedangkan ketinggian kedudukannya adalah akhlaknya.

(HR. Ahmad dan Al Hakim)

Ya Allah..... Spercik ilmu yang telah engkau berikan kepada aku seumur hidupku hanya puji yang dapat kupersembahkan kepadamu ya Allah.... Suatu kehidupan yang penuh kesalahan tak hanya lebih berharga, namun juga berguna dibandingkan hidup tampa melakukan apapun..

Karya ini saya persembahkan :

 Untuk Kedua orang tuaku, yang menjadi motivator terbesar

dalam hidupku yang tak pernah jemu mendoakan dan

dan kesabaran mengantarkanku sampai kini, dan tak akan pernah cukup ku

menyayangiku. Atas

pengorbanan

membalas cinta ayah ibuku. (Mujiarja & Ngatiyem)

 Untuk adikku tersayang (Novyan Dwi Irfandi)

 Untuk yang selalu memberiku semangat (Eko Budi Santoso)  Untuk Sahabat-sahabat seperjuangan, Atini Wahyu Utami, Dwi

DAFTAR TABEL

Tabel 1

Parameter Kualitas Limbah Industri Olahan Susu................ 8

Tabel 2

Distribusi Bakteri Heteropik Aerobik dalam Lumpur Aktif Standar........................................................................ 14

Tabel 3

Distribusi Mikroorganisme Aerobik dalam Lumpur Aktif PT Sari Husada Yogyakarta Tbk.......................................... 33

Tabel 4

Beda Potensial pada Berbagai Varian Konsentrasi Elektrolit Lumpur Aktif dan Air/Filtrat............................... 34

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1

Distribusi Ukuran Partikel dalam Lumpur Aktif..................... 12

Gambar 2

Sel Volta dan Sel Elektrolisis.................................................. 18

Gambar 3

Proses Transfer Elektron pada Baterai dengan Elektroda Logam Tembaga (Cu) dan Magnesium (Mg)........................... 20

Gambar 4

Aerasi dengan Memasukkan Udara ke dalam Lumpur Aktif.. 29

Gambar 5

Grafik Beda Potensial pada Berbagai Varian Konsentrasi Elektrolit Lumpur Aktif dan Air/Filtrat................................. 37

PENGUKURAN BEDA POTENSIAL BERBAGAI VARIAN KONSENTRASI ELEKTROLIT DARI LUMPUR AKTIF PADA BIO- BATERAI DENGAN ELEKTRODA TEMBAGA-MAGNESIUM (Cu-Mg)

Oleh: Novika Indriyani NIM : 09303241026

Pembimbing: Prof. Dr. Endang Widjajanti LFX

ABSTRAK

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui varian konsentrasi elektrolit lumpur aktif manakah yang menghasilkan beda potensial terbesar sebagai elektrolit bio-baterai dengan menggunakan elektroda Cu-Mg. Metode pengukuran yang digunakan dalam penelitian ini adalah pengukuran dengan multimeter guna mengukur beda potensial dari varian konsentrasi elektrolit

lumpur aktif. Subjek penelitian ini adalah lumpur aktif ( activated sludge ) yang diambil dari kolam Aerasi I Instalasi Pengolahan Air Limbah PT Sari Husada Tbk Objek penelitian adalah beda potensial yang dihasilkan lumpur aktif ( activated sludge ) dengan varian konsentrai elektrolit lumpur aktif.

Teknik pengambilan sampel dilakukan secara purposive sampling dan pengukuran dilakukan secara triplo untuk masing-masing varian konsentrasi lumpur aktif. Varian konsentrasi lumpur aktif dibuat dengan cara membuat lumpur aktif sebagai pasta dan mengencerkannya dengan akuades atau filtrat dari lumpur aktif. Lumpur aktif mengandung banyak ion logam dan bakteri yang dapat menghasilkan listrik.

Harga beda potensial berbagai varian konsentrasi lumpur aktif dan akuades/filtrat adalah untuk lumpur aktif (25 gr) rata-rata sebesar 1,624 Volt, untuk filtrat lumpur aktif (25 gr) rata-rata sebesar 1,576 Volt, untuk lumpur aktif : akuades (25 gr : 25 gr) rata-rata sebesar 1,555 Volt, untuk lumpur aktif : akuades (25 gr : 50 gr) rata-rata sebesar 1,430 Volt, untuk lumpur aktif : filtrat (25gr : 25gr) rata-rata sebesar 1,517 Volt, dan untuk lumpur aktif : filtrat (25gr : 50gr) rata-rata sebesar 1,525 Volt.

Kata Kunci:

Beda potensial, elektroda Cu, elektroda Mg, lumpur aktif

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Air limbah ( wastewater ) adalah kotoran dari masyarakat dan rumah tangga dan juga berasal dari industri, air tanah, air permukaan, serta buangan lainnya (Sugiharto, 2008 : 5). Limbah dari pengolahan susu segar mempunyai bahan organik terlarut yang tinggi dan bahan tersuspensi yang rendah. Di industri susu modern, umumnya banyak digunakan surfaktan dan deterjen asam untuk proses pembersihan yang akan menyumbang jumlah BOD sekitar

1 kg/453 ton susu yang diolah. Nilai pH limbah industri susu berkisar antara 4.2-9.5 tergantung jenis industrinya dan BOD serta COD dari limbah industri susu adalah 400-9.440 dan 360-15.300 mg/l.

Industri susu juga menimbulkan dampak negatif bagi permasalahan lingkungan. Hal ini terjadi jika limbah cair industri susu tersebut dibuang langsung ke badan perairan tanpa proses pengolahan sehingga menyebabkan terjadi blooming (pengendapan bahan organik pada badan perairan), proses pembusukan, dan berkembangnya mikroorganisme patogen. Kondisi ini menimbulkan bau busuk dan sumber penyakit, sehingga penetrasi sinar ke dalam air berkurang. Akibatnya terjadi penurunan kecepatan fotosintesis oleh tanaman air dan kandungan oksigen terlarut dalam air menurun secara cepat. Selanjutnya terjadi gangguan pada ekosistem air sehingga kondisi dalam air menjadi anaerobik.

Pengolahan air limbah pada umumnya dilakukan dengan menggunakan Metode Biologi. Metode ini merupakan metode yang paling efektif dibandingkan dengan Metode Kimia dan Fisika. Proses pengolahan limbah dengan Metode Biologi adalah metode yang memanfaatkan mikroorganisme sebagai katalis untuk menguraikan material yang terkandung di dalam air limbah. Mikroorganisme sendiri selain menguraikan dan menghilangkan kandungan material, juga menjadikan material yang terurai tadi sebagai tempat perkembangbiakannya.

Salah satu sistem pengolahan limbah secara biologi yang mengurangi kadar cemaran limbah cair industri adalah dengan sistem lumpur aktif ( activated sludge ). Istilah lumpur aktif digunakan untuk suspensi biologis atau massa mikroba yang sangat aktif mendegradasi bahan-bahan organik yang terlarut. Cara ini dilakukan dengan memanfaatkan kemampuan mikroba mendegradasi bahan organik kompleks menjadi senyawa stabil. Lumpur aktif juga mampu memecah zat-zat pencemar yang ada dalam limbah dan proses pengolahan limbah tersebut menggunakan lumpur. Lumpur ini merupakan materi yang tidak larut, biasanya tersusun serat-serat organik yang kaya akan selulosa dan terhimpun kehidupan mikroorganisme.

Bakteri merupakan unsur utama dalam flok lumpur aktif. Jumlah total bakteri dalam lumpur aktif standar adalah 108 CFU/mg lumpur. Lumpur aktif mengandung lebih dari 300 jenis bakteri. Genus yang umum dijumpai adalah: Zooglea ,

Alcaligenes , Bacillus , Achromobacter , Corynebacterium , Comomonas , Brevibacterium , dan

Pseudomonas ,

Flavobacterium,

Acinetobacter , ada pula mikroorganisme berfilamen, yaitu Sphaerotilus , Beggiatoa , Vitreoscilla , dan Klebsiella aerogenes (Herlambang, 2010).

Kandungan mikroorganisme dalam lumpur aktif dapat menghantarkan arus listrik sehingga memungkinkan lumpur aktif dimanfaatkan sebagai elektrolit bio-baterai. Untuk membuktikan hal tersebut, maka diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai efektivitas pemanfaatan lumpur aktif ( activated sludge ) sebagai elektrolit bio-baterai.

B. Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah tersebut, maka dapat diidentifikasi masalahnya sebagai berikut:

1. Limbah pabrik susu mempunyai bahan organik terlarut yang tinggi dan bahan tersuspensi yang rendah.

2. Salah satu sistem pengolahan limbah secara biologi yang mengurangi kadar cemaran limbah cair industri susu adalah sistem lumpur aktif ( activated sludge ).

3. Lumpur mengandung banyak ion logam dan bakteri yang dapat menghasilkan listrik.

4. Jumlah total bakteri dalam lumpur aktif standar adalah 108 CFU/mg lumpur dengan lebih dari 300 jenis bakteri.

5. Beberapa penelitian mengungkapkan bahwa beberapa jenis bakteri dapat menghasilkan listrik.

6. Lumpur aktif memiliki kemungkinan untuk dimanfaatkan sebagai elektrolit bio-baterai.

7. Diperlukan penelitian mengenai efektivitas lumpur aktif ( activated sludge ) sebagai elektrolit bio-baterai.

C. Batasan Masalah

Dalam penelitian ini perlu diberikan batasan yang jelas mengenai permasalahan yang dikaji. Penelitian ini akan dibatasi pada hal-hal berikut:

1. Objek yang diteliti adalah beda potensial yang dihasilkan lumpur aktif ( activated sludge) dengan berbagai varian konsentrasi lumpur aktif .

2. Sampel lumpur aktif yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari kolam Aerasi I Instalasi Pengolahan Air Limbah PT Sari Husada Tbk Yogyakarta.

3. Varian konsentrasi elektrolit lumpur aktif yang digunakan yaitu lumpur aktif (25 gr), filtrat lumpur aktif (25 gr), lumpur aktif : akuades (25 gr :

25 gr), lumpur aktif : akuades (25 gr : 50 gr), lumpur aktif : filtrat (25gr : 25gr), lumpur aktif : filtrat (25gr : 50gr).

4. Elektroda yang digunakan untuk mengukur beda potensial adalah logam tembaga (Cu) dan magnesium (Mg).

D. Rumusan Masalah

Adapun yang menjadi rumusan masalah dalam penelitian ini adalah pada varian konsentrasi elektrolit lumpur aktif manakah yang menghasilkan Adapun yang menjadi rumusan masalah dalam penelitian ini adalah pada varian konsentrasi elektrolit lumpur aktif manakah yang menghasilkan

E. Tujuan Penelitian

Adapun yang menjadi tujuan dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui varian konsentrasi elektrolit lumpur aktif manakah yang menghasilkan beda potensial terbesar sebagai elektrolit bio-baterai dengan menggunakan elektroda Cu-Mg.

F. Kegunaan Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat, yaitu:

1. Bagi Peneliti Memberikan informasi baru mengenai alternatif pemanfaatan lumpur

aktif ( activated sludge ) sebagai elektrolit bio-baterai.

2. Bagi Mahasiswa Menambah dan memperluas khazanah ilmu pengetahuan khususnya dalam bidang pemanfaatan lumpur aktif sehingga dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari, dan dapat digunakan sebagai landasan untuk memulai penelitian dalam bidang ilmu kimia yang lain.

3. Bagi Masyarakat Memberikan informasi baru kepada masyarakat bahwa lumpur aktif dapat dimanfaatkan sebagai elektrolit bio-baterai yang dapat digunakan sebagai sumber energi.

BAB II KAJIAN PUSTAKA

A. Deskripsi Teori

1. Limbah Industri Susu

Industri pangan mempunyai kewajiban untuk menangani limbahnya dengan baik. Dengan demikian banyak dana yang dapat dihemat karena industri tersebut terhindar dari kerugian ekonomi akibat kompensasi masalah yang dapat timbul akibat limbah yang tidak tertangani dengan baik. Disamping itu, penanganan limbah juga merupakan tanggung jawab sosial industri terhadap lingkungan. Menurut perkiraan, dari semua bahan pangan yang diolah secara industrial, 20% diantaranya akan menjadi limbah.

Opsi dari manajemen penanganan limbah yang dapat dilaksanakan di industri pangan antara lain adalah 1) pencegahan terbentuknya limbah yang berlimpah dengan cara mempraktekkan teknologi proses yang lebih efisien, 2) pelaksanaan proses daur ulang limbah yang dihasilkan atau memanfaatkan limbah sebagai bahan baku industri lainnya, dan 3) perbaikan kualitas limbah yang dihasilkan melalui proses pengolahan limbah yang sistematis.

Pada umumnya, limbah dari industri pangan dapat dikategorikan sebagai limbah padat dan limbah cair, sedangkan dari sifat komponen yang dihasilkan, limbah dapat dikategorikan sebagai limbah organik dan Pada umumnya, limbah dari industri pangan dapat dikategorikan sebagai limbah padat dan limbah cair, sedangkan dari sifat komponen yang dihasilkan, limbah dapat dikategorikan sebagai limbah organik dan

Parameter penilaian limbah organik antara lain adalah padatan tersuspensi, alkalinitas, nitrogen organik, nilai fenol, kadar logam, Aturan mengenai penanganan limbah dan pengukurannya dapat dilihat pada SNI Indonesia, dan yang terbaru adalah SNI 6989-59.2008 mengenai Air dan Air Limbah: Metode Pengambilan Contoh Air Limbah. Limbah cair pengolahan pangan umumnya mempunyai kandungan nitrogen yang

rendah dan padatan tersuspensi tinggi. Limbah padat dapat berupa sisa- sisa bahan pangan yang tidak terolah. Limbah yang dapat dihasilkan dari industri pangan mempunyai sifat, kualitas, dan kuantitasnya yang bervariasi tergantung dari jenis pangan yang diolah.

Air limbah yang berasal dari perusahaan susu sebenarnya tidak berbeda dengan air limbah yang berasal dari perusahaan makanan lainnya, akan tetapi limbah yang berasal dari perusahaan susu ini mempunyai suatu yang istimewa yaitu kerentanannya terhadap serangan bakteri. Dengan demikian air limbah dari perusahaan ini sangat mudah mengalami proses pembusukan (Sugiharto, 2008 : 28).

Air limbah industri susu berasal dari pembuangan bahan baku. Dengan demikian, limbah perusahaan susu berisikan kandungan yang tidak banyak berbeda dengan kandungan bahan bakunya. Air limbah industri tersebut dapat dipisahkan menjadi: Air limbah industri susu berasal dari pembuangan bahan baku. Dengan demikian, limbah perusahaan susu berisikan kandungan yang tidak banyak berbeda dengan kandungan bahan bakunya. Air limbah industri tersebut dapat dipisahkan menjadi:

b. Air tumpahan, kebocoran dari kerusakan peralatan atau kurang cermatnya waktu kerja.

c. Air buangan yang berasal dari dadih, mentega yang rusak.

d. Air buangan dari bahan baku yang telah rusak.

e. Adapun yang tergolong dalam buangan yang tidak terkontaminer adalah jenis air pendingin yang dipergunakan setelah pasteurisasi. Air limbah ini tidak mengandung bahan susu sama sekali. Banyaknya air limbah yang dibuang oleh perusahaan dipengaruhi oleh tersedianya sumber asal air dan pola penggunaan airnya (Sugiharto, 2008 : 29).

Limbah susu mengandung gula terlarut dan protein, lemak, dan mungkin residu dari aditif. Parameter –parameter penting yang harus diperhatikan dalam dairy industry adalah:

a. Total padatan tersuspensi di 100-1.000 miligram per liter (mg/l).

b. Total padatan terlarut fosfor (10-100 mg/l), dan nitrogen

Berikut adalah tabel yang berisi parameter yang memegang peranan penting dalam kualitas limbah industri olahan susu.

Tabel 1. Parameter Kualitas Limbah Industri Olahan Susu

Parameter Maximum Value pH

Oil and Grease

Total Nitrogen

Temperature Increase o C

Coliform Bacteria

400 MPN/100 ml

Sumber: http://analisakimia.com/?p=54

Secara garis besar, pengolahan air limbah dikelompokkan menjadi 6 kelompok, yaitu : (Sugiharto, 2008 :96)

a. Pengolahan pendahuluan (pre treatment)

b. Pengolahan pertama ( primary treatment)

c. Pengolahan kedua (secondary treatment)

d. Pengolahan ketiga ( tertiary treatment)

e. Pembunuhan kuman (desinfection)

f. Pembuangan lanjutan (ultimate disposal)

2. Lumpur Aktif

Lumpur aktif ( activated sludge ) sebagai kata kerja merupakan proses pertumbuhan mikroba tersuspensi yang pertama kali dilakukan di Ingris pada awal abad 19. Sejak itu proses ini diadopsi seluruh dunia sebagai pengolah air limbah domestik sekunder secara biologi. Proses ini pada dasarnya merupakan pengolahan aerobik yang mengoksidasi

material organik menjadi CO 2 ,H 2 O, NH 4 , dan sel biomassa baru. Udara disalurkan melalui pompa blower ( diffused ) atau melalui aerasi mekanik. Sel mikroba membentuk flok yang akan mengendap di tangki penjernihan (Gariel Bitton, 1994).

Lumpur aktif dapat diartikan sebagai suatu kata benda dan juga kata kerja. Sebagai kata benda, lumpur aktif (activated sludge ) berarti endapan lumpur yang berasal dari air limbah yang telah mengalami pemberian udara ( aerasi ) secara teratur. Lumpur ini berguna untuk mempercepat proses stabilisasi dari air limbah. Lumpur ini sangat banyak mengandung bakteri pengurai, sehingga sangat baik dipergunakan untuk pemakan zat organik pada air limbah yang masih baru (Asean Training Award,1984).

Anna dan Malte (1994) berpendapat bahwa keberhasilan pengolahan limbah secara biologi dalam batas tertentu diatur oleh kemampuan bakteri untuk membentuk flok yang akan memudahkan pemisahan partikel dan air limbah. Lumpur aktif adalah ekosistem yang komplek yang terdiri dari bakteri, protozoa, virus, dan organisme- organisme lain. Lumpur aktif dicirikan oleh beberapa parameter, antara lain, Indeks Volume Lumpur ( Sludge Volume Index = SVI) dan Stirrd Sludge Volume Index (SSVI). Perbedaan antara dua indeks tersebut tergantung dari bentuk flok, yang diwakili oleh faktor bentuk ( Shape Factor = S).

Pada kesempatan lain Anna dan Malte (1997) menyatakan bahwa proses lumpur aktif dalam pengolahan air limbah tergantung pada pembentukan flok lumpur aktif yang terbentuk oleh mikroorganisme (terutama bakteri), partikel inorganik, dan polimer exoselular. Selama pengendapan flok, material yang terdispersi, seperti sel bakteri dan flok Pada kesempatan lain Anna dan Malte (1997) menyatakan bahwa proses lumpur aktif dalam pengolahan air limbah tergantung pada pembentukan flok lumpur aktif yang terbentuk oleh mikroorganisme (terutama bakteri), partikel inorganik, dan polimer exoselular. Selama pengendapan flok, material yang terdispersi, seperti sel bakteri dan flok

Frank et all (1996) mencoba menggambarkan bahwa dalam sistem pengolah lumpur aktif baik untuk domestik maupun industri mengandung 1-5% padatan total dan 95-99% bulk water ( liqour ). Pembuangan kelebihan lumpur merupakan proses yang mahal, dilakukan dengan mengurangi volume lumpur melalui proses pengepresan (dewatering). Pada bagian lain dinyatakan pula bahwa konsentrasi besi yang tinggi konsentrasi besi yang tinggi, 70-90% dalam bentuk Fe (III), ditemukan dalam lumpur aktif.

Akumulasi besi dapat berasal dari influent air limbah atau melalui penambahan FeSO 4 yang digunakan untuk menghilangkan fosfor. Jumlah besi dalam lumpur aktif akan berkurang setelah memasuki kondisi anaerobik dan mungkin berasosiasi dengan adanya aktifitas bakteri heterotrofik. Berkurangnya fosfor dalam lumpur aktif dapat menyebabkan fosfor terlepas kedalam air. Jika ini terjadi merupakan potensi untuk terjadinya eutrofikasi pada perairan (Herlambang, 2010).

3. Organisme dalam Lumpur Aktif

Dua tujuan dari sistem lumpur aktif pertama adalah oksidasi material organik yang biodegradable dalam tangki aerasi kemudian dikonversi menjadi bentuk sel yang baru, kedua flokulasi, memisahkan biomassa yang baru terbentuk dari air effluent.

Flok dalam aktifitas lumpur mengandung sel bakteri disamping partikel anorganik dan organik. Ukuran flok bervariasi antara <1 mm (ukuran beberapa sel bakteri) sampai dengan 1000 mm atau lebih (Parker et al., 1971; U.S.EPA, 1987a), Lihat Gambar 3. Sel hidup dalam flok dapat diukur dengan analisis ATP dan aktifitas dehidrogenase, berjumlah 5-20% dari total sel (Weddle dan Jenkins, 1971). Beberapa peneliti menjaga agar fraksi aktif bakteri dalam lumpur aktif mewakili hanya 1- 3% bakteri total (Hanel, 1988).

Sumber: (Parker Et Al, 1971, dalam Bitton, 1994). Gambar 1. Distribusi Ukuran Partikel dalam Lumpur Aktif

Beberapa mikroorganisme yang dapat diamati dalam flok lumpur aktif antara lain:

a. Bakteri Bakteri merupakan unsur utama dalam flok lumpur aktif. Lebih dari 300 jenis bakteri dapat ditemukan dalam lumpur aktif. Bakteri tersebut bertanggung jawab terhadap oksidasi material organik dan tranformasi nutrien, menghasilkan polisakarida, dan menghasilkan material polimer yang membantu flokulasi biomassa mikrobiologi. Genus yang umum dijumpai adalah: Zooglea , Pseudomonas ;

Alcaligenes ; Bacillus ; Achromobacter ; Corynebacterium ; Comomonas ; Brevibacterium ; dan Acinetobacter , disamping itu ada pula mikroorganisme berfilamen, seperti Sphaerotilus ; Beggiatoa ; dan Vitreoscilla yang dapat menyebabkan sludge bulking .

Flavobacterium ;

Karena tingkat oksigen dalam difusi terbatas, jumlah bakteri aktif aerobik menurun karena ukuran flok meningkat (Hanel, 1988). Bagian dalam flok yang relatif besar membuat kondisi berkembangnya bakteri anaerobik seperti metanogen. Kehadiran metanogen dapat dijelaskan dengan pembentukan beberapa kantong anaerobik didalam flok atau dengan metanogen tertentu terhdap oksigen (Wu et al., 1987). Oleh karena itu lumpur aktif cukup baik dan cocok untuk material bibit bagi pengoperasian awal reaktor anaerobik.

Tabel 2. Distribusi Bakteri Heteropik Aerobik dalam Lumpur Aktif Standar (Hiraishi et al,1989). Genus Kelompok

Persentase dari Total Isolat (%) Comamonas-Pseudomons

50 Alkaligenes

5,8 Pseudomonas (Kelompok Florescent) 1,9

Paracoccus 11,5 Unidentified (Gram Negative Rods)

Jumlah total bakteri dalam lumpur aktif standar adalah 108 CFU/mg lumpur. Tabel 2 menunjukkan beberapa genus bakteri yang ditemui dalam standar lumpur aktif. Sebagian besar bakteri yang diisolasi diidentifikasi sebagai spesies-spesies Comamonas- Psudomonas .

yang menghasilkan exopolysaccharide yang membentuk proyeksi khas seperti jari tangan dan ditemukan dalam air limbah dan lingkungan yang kaya bahan organik (Norberg dan Enfors, 1982; Unz dan Farrah, 1976; Williams dan Unz, 1983). Zoogloea diisolasi dengan menggunakan media yang mengandung m-butanol, pati, atau m-toluate sebagai sumber karbon. Bakteri ini ditemukan dalam berbagai tahap pengolahan limbah tetapi jumlahnya hanya 0,1-1% dari total bakteri

Zoogloea adalah

bakteri

dalam mixed liqour (Williams dan Unz, 1983). Kepentingan relatif bakteri ini dalam air limbah membutuhkan penelitian lebih lanjut. Flok lumpur aktif juga merupakan tempat berkumpulnya bakteri autotrofik seperti bakteri nitrit ( Nitrosomonas, Nitrobacter ), yang dapat merubah amonia menjadi nitrat dan bakteri fototrofik seperti bakteri ungu non sulfur ( Rhodospilrillaceae ), yang dapat dideteksi pada konsentrasi sekitar 105 sel/ml. Bakteri ungu dan hijau ditemukan dalam jumlah yang sangat kecil. Barangkali, bakteri fototrofik hanya sedikit berperan dalam penurunan nilai BOD dalam lumpur aktif (Madigan, 1988; Siefert et al., 1978).

b. Fungi Lumpur aktif biasanya tidak mendukung kehidupan fungi walaupun beberapa fungi berfilamen kadang-kadang ditemukan dalam flok lumpur aktif. Fungi dapat tumbuh pesat dibawah kondisi pH yang rendah, toksik, dan limbah yang kekurangan nitrogen. Genus yang dominan ditemukan dalam lumpur aktif adalah Geotrichum , Penicillium , Cephalosporium , Cladosporium , dan

Alternaria (Pipes dan Cooke, 1969; Tomlinson dan Williams, 1975). Lumpur ringan ( Sludge Bulking ) dapat dihasilkan oleh pertumbuhan

yang pesat Geotrichum candidum , yang dirangsang oleh pH rendah dari limbah yang asam.

c. Protozoa Protozoa adalah significant predator dalam lumpur aktif seperti dalam lingkungan akuatik alam (Curds, 1982; Drakides, 1980; Fenchel dan Jorgensen, 1977; LaRiviere, 1977). Pemakanan bakteri oleh Protozoa dapat ditentukan dengan eksperimen

pemakanan bakteri yang telah diberi 14 o C atau 35

C atau flouresen (Hoffmann dan Atlas, 1987; Sherr et al, 1987). Pemakanan bakteri tersebut dapat mereduksi toksikan. Contoh, Aspidisca costata yang memakan bakteri dalam lumpur aktif dapat menurunkan Kadmium (Hoffmann dan Atlas, 1987). Protozoa paling sering ditemukan dalam lumpur aktif adalah Carchesium , Paramecium sp , Opercularia sp , Chilodenella sp , Vorticella sp , Apidisca sp (Dart dan Stretton, 1980, Edeline, 1988; Eikelboom dan van Buijsen, 1981).

d. Cilliata Siliata atau bulu getar digunakan untuk pergerakan dan mendorong partikel makanan kedalam mulut. Siliata dibagi menjadi tiga, yaitu: Siliata bebas ( free ), merayap ( creeping ), dan bertangkai ( stalked ). Siliata bebas (tidak terikat) memakan bakteri bebas yang terbang. Genus yang paling penting sering ditemukan dalam lumpur aktif adalah Chilodonella , Colpidium , Blepharisma , Euplotes , Paramecium , Lionotus , Trachelophyllum , dan Spirostomum . Siliata merayap memakan bakteri yang berada dipermukaan flok lumpur d. Cilliata Siliata atau bulu getar digunakan untuk pergerakan dan mendorong partikel makanan kedalam mulut. Siliata dibagi menjadi tiga, yaitu: Siliata bebas ( free ), merayap ( creeping ), dan bertangkai ( stalked ). Siliata bebas (tidak terikat) memakan bakteri bebas yang terbang. Genus yang paling penting sering ditemukan dalam lumpur aktif adalah Chilodonella , Colpidium , Blepharisma , Euplotes , Paramecium , Lionotus , Trachelophyllum , dan Spirostomum . Siliata merayap memakan bakteri yang berada dipermukaan flok lumpur

e. Rotifers Rotifers adalah metazoa (organisme bersel banyak) dengan ukuran bervariasi dari 100 mm - 500 m m. Tubuhnya menancap pada partikel flok dan sering tercabut dari permukaan flok (Doohan, 1975;

Eikelboom dan van Buijsen, 1981). Rotifers ditemukan dalam instalasi pengolahan air limbah termasuk dua orde pertama, Bdelloidea (contoh: Philodina spp ., Habrotrocha spp. ) dan Monogononta (contoh: Lecane spp ., Notommata spp. ). Peranan rotifers dalam lumpur aktif adalah: (1) menghilangkan bakteri tersuspensi (contoh: bakteri yang tidak membentuk flok; (2) memberi kontribusi terhadap pembentukan flok melalui pelet kotoran yang dikelilingi oleh mukus. Kehadiran rotifers dalam tahap akhir pengolahan limbah sistem lumpur aktif dikarenakan hewan ini mempunyai siliata kuat yang menolong dalam mencari makan dan menurunkan jumlah bakteri tersuspensi (membuat air lebih jernih) dan aksi siliatanya lebih kuat dibandingkan protozoa . (Herlambang, 2010)

4. Sel Elektrokimia

Elektrokimia adalah bidang ilmu kimia yang mempelajari perubahan energi kimia menjadi energi listrik atau sebaliknya. Suatu sel elektrokimia terdiri dari dua elektroda, yang disebut katoda dan anoda, dalam larutan elektrolit. Pada elektroda katoda terjadi reaksi reduksi. Sedangkan reaksi oksidasi terjadi pada anoda. Sel elektrokimia dapat dibagi menjadi 2 macam, yakni:

a. Sel Volta / Sel Galvani  merubah energi kimia menjadi energi listrik Contoh: baterai (sel kering), accu

b. Sel Elektrolisis  merubah energi listrik menjadi energi kimia Contoh: penyepuhan, pemurnian logam

Katoda  Reduksi

Anoda  Oksidasi

Sel Volta / Galvani Sel Elektrolisis (Achmad, 1982)

Gambar 2.Sel Volta dan Sel Elektrolisis

5. Baterai

Baterai adalah sel galvani atau lebih lazim, sekelompok sel galvani yang dihubungkan secara seri, dimana potensial individu Baterai adalah sel galvani atau lebih lazim, sekelompok sel galvani yang dihubungkan secara seri, dimana potensial individu

Bahan dan luas permukaan elektroda mampu mempengaruhi jumlah beda potensial yang dihasilkan. Setiap bahan elektroda memiliki tingkat potensial elektroda (E°) yang berbeda-beda. Jika luas permukaan elektroda diperbesar, maka akan semakin banyak elektron yang dapat dioksidasi dibandingkan dengan elektroda dengan luas permukaan yang kecil (Kartawidjaja et al, 2008).

Elektrolit atau konduktor ionik, yaitu sebagai penyedia sarana untuk mentransfer ion. Elektrolit terdiri dari elektrolit cair dan elektrolit padat. Jenis elektrolit cair memiliki kelemahan diantaranya rentan terhadap kebocoran dan mudah terbakar, sedangkan elektrolit dalam bentuk padatan cenderung lebih aman, mudah dipakai, bebas dari kebocoran dan dapat dibuat dengan dimensi lebih kecil (Riyanto, 2011).

Kerja baterai menggunakan prinsip elektrokimia dengan memanfaatkan proses reduksi-oksidasi dimana elektroda negatif (anoda) mengalami reaksi oksidasi sehingga elektron yang berada pada permukaan anoda akan terlepas dan dibawa oleh ion elektrolit menuju elektroda positif (katoda). Transfer elektron oleh ion elektrolit ini Kerja baterai menggunakan prinsip elektrokimia dengan memanfaatkan proses reduksi-oksidasi dimana elektroda negatif (anoda) mengalami reaksi oksidasi sehingga elektron yang berada pada permukaan anoda akan terlepas dan dibawa oleh ion elektrolit menuju elektroda positif (katoda). Transfer elektron oleh ion elektrolit ini

Gambar dibenahi.....  Gambar 3. Proses Transfer Elektron pada Baterai dengan Elektroda Logam Tembaga (Cu) dan Magnesium (Mg) (Kartawidjaja Et Al, 2008).

B. Penelitian yang Relevan

Penelitian mengenai Baterai sudah mulai dilakukan, salah satunya oleh Aji Christian Bani Adam, Umarudin, Oki Prisnawan, dan Yoga Pratama dari Universitas Negeri Semarang. Keempat mahasiswa tersebut menciptakan baterai dengan elektrolit lumpur Lapindo Sidoarjo yang diberi nama baterai Lusi (Lumpur Sidoarjo). Dari data riset dan pengamatan kandungan kimia lumpur, diketahui bahwa kandungan Mn dan Zn dalam lumpur Lapindo Sidoarjo cukup besar. Lumpur Sidoarjo tersebut kemudian diekstrak menjadi pasta bersama cairan lumpur. Komposisi ekstraksi pasta yang mereka dapat yakni 60% lumpur dengan 40% Mn, serta 30% lumpur dengan 70% Zn. Pasta tersebut kemudian diisikan pada batu baterai bekas dan selanjutnya ditutup lagi dengan mesin penekan. Baterai Lusi ini dapat menyalakan senter selama 5 jam.

Penelitian Dr Risgaard-Petersen dan Profesor Gemma Reguera yang dimuat dalam jurnal Nature menjelaskan mengenai kabel listrik bakteri di dasar laut. Penelitian Bakteri dari keluarga Desulfobulbaceae ini dapat menghasilkan listrik dengan mengkonsumsi oksigen dari air laut. Bakteri tersebut terdiri dari sel tunggal dan mempunyai energi dengan menghubungkan reservoir oksigen di permukaan lumpur dengan hidrogen sulfida jauh di bawahya.

Penelitian mahasiswa Universitas Andalas yang ditampilkan dalam Workshop Energi Baru dan Terbarukan di Bukit Tinggi pada 19-20 Januari 2010 berjudul pemanfaatan bakteri E-coli sebagai penyedia energi. Bakteri E-Coli yang terdapat dalam feses diisolasi, kemudian dikembangbiakan dalam media agar-agar. Bakteri yang telah dikembangbiakan tersebut dimasukkan kedalam tabung anoda dan katoda.

Bakteri E-coli akan melakukan proses penguraian air (H 2 O) menjadi ion

H + . Adanya perbedaan jumlah ion H dari anoda dan katoda menimbulkan aliran listrik. Perbedaan tegangan tersebut akan bertahan seiring dengan

banyaknya jumlah bakteri E-coli . Jika populasi bakteri dapat dikembangkan yakni dengan mempertahankan suplai makanan maka keberlangsungan listriknya akan tetap terjaga.

Swades Chaudhuri dan Derek R. Lovley dari MIT melakukan penelitian serius terhadap baterai dengan elektrolit Rhodoferax ferrireducens . Rhodoferax ferrireducens adalah bakteri gram negatif berbentuk batang pendek dengan satu flagella ( monotrik) . Kegunaan utama

Rhodoferax ferrireducens adalah sebagai bakteri penghasil listrik dengan prinsip kerja memecah gula menjadi CO 2 dan elektron. Pada keadaan

normal, elektron akan bereaksi dengan udara (terutama oksigen) membentuk H 2 O. Namun, Rhodoferax ferrireducens hidup di lingkungan anaerob dan menempel pada logam-logam seperti besi. Di sini, terjadi

reaksi redoks dengan gula sebagai donor elektron dan Fe 3+ sebagai

penerima elektron. Fe 2+ tereduksi menjadi Fe . Elektron mengalir ke sirkuit eksternal yang terhubung dengan elektroda dan menghasilkan

energi listrik. Pengkajian potensi bakteri yang tumbuh pada substrat batuan alam sebagai agen pengkonversi energi kimia dari mineral menjadi energi listrik yang dilakukan oleh Ida Munfarida diketahui bahwa bakteri penghasil potensial listrik tertinggi (675 mV) adalah bakteri dari Bangka-Belitung, yakni Pseudomonas sp dalam medium basal iron bacteria isolation medium. Hasil pengembangan formula medium dengan penambahan 1%

(w/v) sumber Fe (FeCl 3 , FePO 4 , dan FeSO 4 .7H 2 O) pada medium basal menunjukkan bahwa sumber Fe terbaik yakni FePO 4 . Pengembangan medium basal selanjutnya dengan penambahan 1% (w/v) FePO 4 pada 4 bahan alam (tanah Jatinangor, lumpur Sidoarjo, sedimen waduk dan zeolit) menghasilkan nilai potensial listrik tertinggi pada medium lumpur Sidoarjo dan tanah Jatinangor. Optimasi pH, inokulum dan penambahan urea 0,03% (w/v) pada medium modifikasi terpilih dapat menghasilkan potensial listrik tertinggi (575 mV) pada lumpur Sidoarjo+1% (w/v)

FePO 4 +0,03% (w/v) urea pada kondisi medium dengan pH awal 7 dan 15% (v/v) inokulum.

C. Kerangka Berpikir

Limbah dari pengolahan susu segar mempunyai bahan organik terlarut yang tinggi dan bahan tersuspensi yang rendah. Di industri susu modern, umumnya banyak digunakan surfaktan dan deterjen asam untuk proses pembersihan yang akan menyumbang jumlah BOD sekitar 1 kg/453 ton susu yang diolah. Nilai pH limbah industri susu berkisar antara 4.2-9.5 tergantung jenis industrinya dan BOD serta COD dari limbah industri susu adalah 400- 9.440 dan 360-15.300 mg/l.

Pengolahan air limbah pada umumnya dilakukan dengan menggunakan Metode Biologi. Metode ini merupakan metode yang paling Pengolahan air limbah pada umumnya dilakukan dengan menggunakan Metode Biologi. Metode ini merupakan metode yang paling

Salah satu sistem pengolahan limbah secara biologi yang mengurangi kadar cemaran limbah cair industri adalah dengan sistem lumpur aktif ( activated sludge ). Istilah lumpur aktif digunakan untuk suspensi biologis atau massa mikroba yang sangat aktif mendegradasi bahan-bahan organik yang terlarut. Cara ini dilakukan dengan memanfaatkan kemampuan mikroba mendegradasi bahan organik kompleks menjadi senyawa stabil. Lumpur aktif juga mampu memecah zat-zat pencemar yang ada dalam limbah dan proses pengolahan limbah tersebut menggunakan lumpur (Sulistyanto, 2003). Lumpur ini merupakan materi yang tidak larut, biasanya tersusun serat-serat organik yang kaya akan selulosa dan terhimpun kehidupan mikroorganisme (Mustofa, 2000).

Alcaligenes , Bacillus , Achromobacter , Corynebacterium , Comomonas , Brevibacterium , dan

Pseudomonas ,

Flavobacterium,

Acinetobacter , ada pula mikroorganisme berfilamen, yaitu Sphaerotilus , Beggiatoa , Vitreoscilla , dan Klebsiella aerogenes (Herlambang, 2010).

BAB III METODOLOGI

A. Desain, Subjek, dan Objek Penelitian

1. Desain Penelitian

Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif yang bertujuan menganalisis varian konsentrasi lumpur aktif ( activated sludge ) dan air/filtrat yang menghasilkan beda potensial terbesar dengan elektroda tembaga (Cu) dan magnesium (Mg).

2. Subjek Penelitian

Subjek penelitian ini adalah . lumpur aktif ( activated sludge ) yang diambil dari kolam Aerasi I Instalasi Pengolahan Air Limbah PT. Sari Husada Tbk Yogyakarta dengan teknik pengambilan sampel

purpossive sampling, varian konsentrasi lumpur aktif (25 gr), filtrat lumpur aktif (25 gr), lumpur aktif:akuades (25 gr : 25 gr), lumpur

aktif:akuades (25 gr : 50 gr), lumpur aktif:filtrat (25gr : 25gr), lumpur aktif:filtrat (25gr : 50gr).

3. Objek Penelitian

Objek penelitian ini adalah beda potensial yang dihasilkan lumpur aktif ( activated sludge ) dengan varian konsentrai elektrolit lumpur aktif.

B. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Fisika Universitas Negeri Yogyakarta dari bulan April – Juni 2012.

C. Variabel Penelitian

1. Variabel Bebas

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah massa lumpur aktif dan volume air/filtrat sebagai elektrolit bio-baterai.

2. Variabel Terikat

Variabel terikat dalam penelitian ini adalah beda potensial yang dihasilkan pada berbagai varian konsentrasi lumpur aktif.

3. Variabel Kontrol

Variabel kontrol dalam penelitian ini yaitu suhu sistem dan pH sistem.

D. Instrumen Penelitian

1. Alat-Alat

Alat yang digunakan pada penelitian ini diantaranya:

a. Neraca analitik, sebagai alat pengukur massa lumpur aktif.

b. Gelas ukur 250 ml, sebagai alat pengukur akuades dan filtrat.

c. Beaker glass 1000 ml, sebagai wadah membuat varian konsentrasi elektrolit lumpur aktif .

d. Beaker glass 50 ml, sebagai tempat elektrolit lumpur aktif

e. Pipet volume, sebagai alat menambahkan atau mengurangi zat cair.

f. Spatula (pengaduk), sebagai pengaduk bahan agar homogen.

g. Gunting logam, sebagai alat untuk menggunting elektroda

h. Jangka Sorong, sebagai alat untuk mengukur luas permukaan elektroda tembaga (Cu) dan magnesium (Mg).

i. Kabel dan jepit buaya, sebagai penghubung rangkaian bio-baterai lumpur aktif dan multimeter j. Multimeter, sebagai alat pengukur beda potensial bio-baterai lumpur aktif. k. Stopwatch, sebagai alat pengukur waktu. l. Aerator, sebagai alat aerasi.

2. Bahan

Bahan yang digunakan pada penelitian antara lain:

a. Lumpur aktif, sebagai bahan elektrolit bio-baterai.

b. Akuades, sebagai pengencer konsentrasi elektrolit.

c. Kertas saring, sebagai penyaring lumpur aktif.

d. Tembaga (Cu), sebagai elektroda.

e. Magnesium (Mg), sebagai elektroda.

E. Prosedur Penelitian

1. Tahap Pengambilan Sampel Lumpur Aktif

Pengambilan sampel lumpur aktif dilakukan secara purpossive sampling dari kolam Aerasi I Instalasi Pengolahan Air Limbah PT. Sari Husada Tbk Yogyakarta. Peneliti mengambil sampel dibagian Pengambilan sampel lumpur aktif dilakukan secara purpossive sampling dari kolam Aerasi I Instalasi Pengolahan Air Limbah PT. Sari Husada Tbk Yogyakarta. Peneliti mengambil sampel dibagian

Untuk menjaga agar mikroorganisme-mikroorgansme dalam lumpur tersebut tetap hidup, maka pasta lumpur tersebut dimasukkan dalam wadah yang dilengkapi dengan aerator sebagai alat bantu aerasi. Aerasi adalah proses memasukkan udara atau oksigen murni ke dalam lumpur aktif melalui nozzle, sehingga ketersediaan oksigen yang penting dibutuhkan bagi mikroorganisme aerob yang hidup dalam lumpur tetap terjaga.

Gambar 3. Aerasi dengan Memasukkan Udara ke dalam Lumpur Aktif Sumber : Dokumentasi pribadi

Nozzle diletakkan ditengah-tengah, sehingga dapat Nozzle diletakkan ditengah-tengah, sehingga dapat

2. Pembuatan Pasta Lumpur Aktif

Sampel lumpur aktif yang telah diambil disaring dengan menggunakan kertas saring sehingga terpisah antara lumpur dan filtratnya. Lumpur yang terpisah tersebut sangat kental yang disebut sebagai pasta lumpur dan cairan hasil penyaringan yang disebut filtrat. Pasta lumpur ini yang kemudian akan ditambahkan dengan akuades/filtrat dengan berbagai macam perbandingan.

3. Tahap Pengukuran Beda Potensial Lumpur Aktif dengan Variasi Konsentrasi Elektrolit Lumpur Aktif

Tahap ini bertujuan untuk mencari variasi konsentrasi lumpur aktif yang tepat sehingga menghasilkan beda potensial lumpur aktif yang optimal. Untuk membuat elektroda, plat logam tembaga (Cu) dan magnesium (Mg) dipotong berbentuk persegi panjang dengan ukuran lebar 1 cm dan panjang 5 cm.

Penelitian ini menggunakan elektrolit dengan varian konsentrasi lumpur aktif (25 gr), filtrat lumpur aktif (25 gr), lumpur aktif : akuades (25 gr : 25 gr), lumpur aktif : akuades (25 gr : 50 gr), lumpur aktif : filtrat (25gr : 25gr), lumpur aktif : filtrat (25gr : 50gr) yang Penelitian ini menggunakan elektrolit dengan varian konsentrasi lumpur aktif (25 gr), filtrat lumpur aktif (25 gr), lumpur aktif : akuades (25 gr : 25 gr), lumpur aktif : akuades (25 gr : 50 gr), lumpur aktif : filtrat (25gr : 25gr), lumpur aktif : filtrat (25gr : 50gr) yang

Kedua elektroda disambungkan secara seri dengan multimeter digital menggunakan kabel jepit buaya. Multimeter digital digunakan sebagai alat pengukur beda potensial elektrolit lumpur aktif karena alat ini dapat digunakan untuk menentukan beda potensial sampel dengan kepekaan, ketelitian dan keselektifan yang tinggi. Selain itu, alat ini mudah dan sederhana. Beda potensial yang muncul pada multimeter dicatat setiap 10 detik sebanyak 3 kali. Selanjutnya pengukuran diulang dengan menggunakan larutan baru untuk setiap variasi konsentrasi lumpur.

F. Teknik Analisis Data

1. Karakterisasi Mikroorganisme ???????

2. Penentuan beda potensial secara teori

Beda potensial sel elektrokimia dengan elektrode Cu-Mg secara teori dapat dihitung denga menggunakan persamaan

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian

1. Analisis kualitatif

Uji karakterisasi mikroorganisme yang dilakukan PT Sari Husada Tbk Yogyakarta terhadap lumpur aktif pada kolam Aerasi I menunjukkan adanya beberapa mikroorganisme aerobik yang hidup di dalamnya, sehingga menunjukkan adanya beda potensial yang dapat dihasilkan mikroorganisme aerob pada larutan sampel elektrolit lumpur aktif.

Dari uji karakterisasi jenis bakteri, fungi, protozoa, cilliata, rotifiers dalam lumpur aktif tersebut terbukti lumpur aktif pada kolam aerasi I mengandung mikroorganisme aerobik seperti tercantum dalam tabel distribusi berikut:

Tabel 3. Distribusi Mikroorganisme Aerobik dalam Lumpur Aktif PT Sari Husada Yogyakarta Tbk Genus Kelompok

Persentase dari Total Isolat Comamonas-Pseudomonas

47 Alkaligenes

5,8 Pseudomonas (Kelompok Florescent)

2,3 Paracoccus

11,5 Aeromonas

1,9 Flavobacterium-cytophaga

15,1 Bacillus

3,5 Micrococcus

1,9 Coryneform

6,3 Arthrobacter

2. Analisis Kuantitatif

Berdasarkan pengukuran dengan multimeter digital diperoleh data beda potensial untuk elektrode Cu-Mg dengan variasi konsentrasi elektrolit sebagai berikut:

Tabel 4. Beda Potensial pada Berbagai Varian Konsentrasi Elektrolit

Lumpur Aktif dan Air/Filtrat

Beda

Variasi konsentrasi elektrolit

potensial

Lumpur 25 Lumpur :

Filtrat : Filtrat : gram

Lumpur Lumpur

(1 : 1) (1 : 2) Pengukuran 1 1,636 Volt 1,545 Volt 1,431 Volt

1,574 Volt 1,515 Volt 1,524 Volt Pengukuran 2 1,626 Volt 1,554 Volt 1,420 Volt

1,573 Volt 1,519 Volt 1,527 Volt Pengukuran 3 1,610 Volt 1,566 Volt 1,440 Volt

1,580 Volt 1,516 Volt 1,525 Volt

Rata-Rata 1,624 Volt 1,555 Volt 1,430 Volt 1,576 Volt 1,517 Volt 1,525 Volt

B. Pembahasan

Laporan Penelitian Kimia Pengukuran Beda