NUTRIENT DALAM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI

Efisiensi proses menyingkirkan polutan bergantung pada interaksi 3 faktor: organisme, polutan, dan lingkungan. Untuk membuang polutan yang tersedia sebagai nutrisi secara efisien, organisme harus tumbuh di dalam lingjungan dengan nutrisi, temperatur, pH , dan intensitas pencampuran di dalam kesetimbangan. Medium tempatnya tumbuh harus memiliki sumber karbon yang cukup, sumber energi yang cukup, dan suplai ample dari nutrisi anorganik, serta dalam beberapa kasus dibutuhkan pula sumber nutrisi organik.

Tanpa lingkungan pertumbuhan yang cukup baik dan kesetimbangan kondisi nutrisi, efisiensi pengolahan limbah yang dari konversi yang kurang sempurna dari sumber organik dan anorganik menjadi produk  dan penghilangan padatan tersuspensi  yang tdk efisien. Dalam beberapa kasus, operator harus dapat mengenali kondisi yang akan menyebabkan kegagalan proses.

Komposisi sel:

Sel terdiri dari 70-90% air, dan 10-30% berat material kering. Material kering terdiri dari 70-95% bahan organik dan 5-30% bahan inorganik. Karbon, oksigen, nitrogen, dan hidrogen menjadi pengisi bahan inorganik sebanyak 92% . komposisi sel bakteri bervariasi berdasarkan tipe bakteri dan kondisi pertumbuhan seperti konsentrasi berbagai nutrisi, temperatur, pH , intensitas pencampuran, dan tahapan pertumbuhan bakteri itu sendiri. Oleh karena terdapat elemen yang tidak lebih penting secara kuantitatuf,  fraksi organik dalam biomassa diasumsikan terdiri dario karbon, oksigen, nitrogen, dan hidrogen. Fraksi organik dari lumpur aktif rata-rata terdiri dari 49.2% karbon, 34.6% oksigen, 8.8%nitrogen, dan 7.4% hidrogen, dengan variasi yang bergantung faktor yang sebelumnya telah disebutkan.

limbah domestik dapat didefinisikan menjadi C10H19O3N, limbah lemak C8H16O, dan limbah karbohidrat C6H12O6, limbah protein sbagai C16H24O5N4. persamaan 3.1 dapat dituliskan untuk perubahan limbah cair domestik dalam sintesis sel yang memiliki komposisi C5H7O3N.C10H19O3N + 3.625 O2 + 0.774NH4+ + 0.775 HCO3 à1.775 C5H7O2N + 1.9 CO2 + 5.225 H2O

Komposisi unsure dalam biomassa dapat juga diperoleh dari kondisi defisit nutrisi  yang terjadi.

Komposisi biokimia sel

Prekursor inorganik seperti amonia (NH3), ortoposfat (PO43-), Sulfida (HS-), air, dan nutrisi lain yang diambil dari sel dan disintesis pertama kali menjadi building block yang disebut monomer.  Nutrisi lain harus dibuat  atau direduksi dengan menggunakan tingkat oksidasi atau reduksi  yang setara dengan unsur yang hadir  dalam monomer sebelum digunakan dalam biosintesis. Nutrisi ini meliputi karbondioksida (CO2), nitrat (NO3-), nitrit (NO2-), nitrogen, sulfat, unsur belerang (S), dan tiosulfat (S2O32-). CO2 dapat direduksi dengan level oksidasi yang sama sebagai karbohidrat atau lebih rendah seperti NO3-, NO2-, dan N2 menjadi senyawa golongan amino (-NH2); dan SO42-, S, dan S2O32- menjadi senyawa golongan sulfhidril.

Molekul-molekul besar yang disuplai sebagai protein, polisakarida, dan lipid harus dipecah terlebih dulu menjadi senyawa yang lebih kecil dan senyawa inorganik yang ——– disintesis menjadi monomernya. Nutrisi yang lain pun sama, harus disuplai sebagai senyawa dengan molekul yang cukup sederhana seperti asam amino, purin, atau pirimidin, dan vitamin karena senyawa-snyawa ini tak dapat disintesis oleh beberapa organisme.

Terdapat 4 kelas monomer yang penting yaitu: asam amino, gula sederhana, asam lemak, dan nukleotida yang kemudian akan disintesis sel menjadi molekul yang lebih besar

Bentuk dan Fungsi Nutrisi dalam Metabolisme Bakterial

Ketika makromolekul-maromoekul dibentuk, mereka dirakit  menjadi senyawa yang memiliki struktur yang lebih rumit seperti penyususn dinding sel, membrane, ribosom, dan kromososm yang dibentuk menjadi sel  dan organel.

Temperature  memiliki pengaruh yang cukup signifkan dalam komposisi sel. Ketika kanduungan RNA dalam sel bertambah karena pengurangan temperature, kandungan DNA dalam sel hamper constant.

Bentuk dan fungsi nutrisi dalam metabolism bacteria.

Senyawa-senyawa yang diambil dari lingkungan dibawa dengan menggunakan dua mekanisme aktifitas metaolisme.: produksi energy (bioenergetka) dan embuatan sel baru dari bahan material sel (biosintesis).organisme memproduks eneri berbantukan

cahaya, bahan organic dan inorganic. Bahan inrganik yang teribat dalam pembuatan energy tersebut, misalnya ammonium, nitrit, sulfide, unsure belerang, thiosulfat, dan ion ferro. Senyawa-senyawa ini diksidasi  dan energy dileaskan selama oksidasai dan digunakan untuk pertahanan sel seperti sintesis ahan baku pembuatan sel yang baru, dan pergerakan sel jika sel termasuk ke dalam jenis sel yang motil.

Karbon

Merupkan unsure utama dalam pembentukan sel baru selama biosintesis karbon merupakan sumber dari bebagai senyawa organic seperti asam amino, asam lemak, gula, basa nitrogen senyawa-senyawa aromatic, dan berbaga substansi organic lainnya, serta karbon dioksida. Selama proses biosintesis dari senyawa organic sebagian karbon diekskresikan dari sel, baik sebagai karbo dioksida, maupun produk limbah organic. Karbon dioksida, pada gilirannya digunakan oleh bakteri autotrof maupun jenis baktei lainnya sebagai sumber karbon utama dalam pembentukan sel. Ini diperoleh dari lingkunganakuatik dari sel bakteri bukan dari udara.

Oksigen dan hydrogen

Osksigen dan hisrogen adalah juga bahan utama pembuatan sel. Adapun sumbernya dapat berasa dari molekul oksigen dan molekul air, dan senyawa-senyawa organic. Oksigen sebagai akseptor electron, digunakan sebgai dasar klasifikasi organism, yaitu aerob dan anaerob. Obligat aerob tidak dapat tumbuh tanpa oksigen, sementara obliigat anaerob justru akan terbunuh dengan adanya iksigen.

Anaerob aerotolerant dapat mentoleransi oksigen kadar rendah tanpa terjadinya kerugian besar pada organisme.  Mikroaerofilik adalah organism yang tumbuh pada level oksigen rendah pula, sedangkan organism fakultatif dapat tumbuh pada kondisi hadirnya oksigen maupun ketidakhadiran oksigen.

Nitrogen

Nitrogen memeiliki komposisi sebesar 14% dari keseluruhan bahan pembangun sel.   Dan merupakan konstituen utama dari protein dan asam nukleat dari sel. Nitrogen juga ditemukan di dalam peptidoglikan, dinding sel sebagian besar bakteri. Nitrogen terdapat di alam dalam bentuk s senyawa organic dan senyawa inorganic. Bentuk organic nitrogen misalnya asam amino, dan basa nitrogen, serta produk mineralisasi dari

organism yang telah mati. Nitrogen organic dalam limbah cair secara parsial tersedia untuk digunakan sebagai suber makanan.

Nitrogen inorganic dapat digunakan dalam bentuk gas nitrogen, ammonia-nirogen (NH3

+NH4+), nirit, dan nitrat. gas nitrogen diperoleh dari udara yang diperoleh melalui

proses fiksasi nitrogen, Azotobacter, Bacillus, cyanobakteri, Clostridium, dan Rhodobacter. Dalam proses fiksasi, gas nitrogen pertama direduksi menjadi ammonium (NH4

+), dan kemudian dikonversi menjadi nitrogen organic.  Ammonia-nitrogen dapat ditemukan dala limbah organic sebagai ammonia yang dapat  dibentuk melalui proses unionisasi gas nitrogen atau ion ammonium:NH3 + H2O à  NH4+  + OH–

Ion ammonium memeiliki Ph di bawah 9 dan ammonia memiliki Ph dia atas 9.7. ion ammonium adalah bentuk nitrogen inorganic ion yang selalu paling siap digunakan karena tidak membutuhkan reaksi oksidasi-reduksi, atom nitrogen ion ammonium terdapat pada derajat oksidasi yang sama dengan nitrogen  dalam asam amino, purin, dan pirimidin.  Asam amino merupakan precursor untk protein, purin, pirimidin yang merupakan precursor bagi pembentukan nukleotida. Ion ammonium dapat diasimilasi oleh mikroorganisme melalui tiga reaksi yaitu aminasi yang berisi pembentukan grup asam amino dari asam glutamate,  asparagin, dan glutamine. Banyak bakteri menggunakan nitrit dan nitrat sebagai satu-satunya sumber nitrogen. Proses reduksi ini dikenal sebagi proses reduksi asimilasi nitrat, yang membutuhkan energy. Organism yang membutuhkan energy dari sumber lain seperti proses oksidasi senyawa organic harus menggunakan energy yang lebih besar ketika nitrat atau nitrit yang tersedia sebagai stu-satunya sumber nitrogen jika dibandingkan dengan ketika nitrogen tersedia. Hasilnya adalah perolehan biomassa yang lebih rendah daripada biomassa yang diperoleh dari proses nitrogen yang bersumber dari ammonia-nitrogen.

Fosfor

Kandungan fosfor dalam sel kering adalah sekitar 3%  massa. Kompenen selular mengandung senyawa fosfor berenergi tinggi yang disebut Adenosin Triphosfat (ATP) dan adenosine diphosfat (ADP), nukleotida seperti nikotinamida adenine dinukleotida (NAD), dan flavin adenine dinukleotida (FAD), asam nukleat, dan phosfolipid. Phosphor tersedia di alam dalam bentuk garam phosfat dari kalsium, besi, aluminium phosfat dan turunan organic dan inorganic lainnya. Phosfat inorganic meliputi orthophosfat yang bersifat mudah larut dalam air, serta poliphosfat dan metaphosfat yang keduanya

relative tidak mudah larut. Poliphosfat dihidrolisis dalam larutan akan menghasilkan orthophosfat. Kebanyakan phosfat inorganic tidak dapat digunakan sebelum dipecah, melepaskan organic phosfat bebas dengan menggunakan enzim phosfatase.

Sulfur

Sulfur memeiliki fungsi yang sangat penting dalam pembentukan asam amino sistein dan metionin yang di dalam keduanya terdapat unsure sulfur. Sulfur juga hadir dalam sejumlah vitamin yang digunakan untuk pertumbuhan. Sulfur terdapat di alam dalam berbagai bentuk seperti: sulfuhidril (R-SH), sulfide (HS–), unsur sulfur (S), dan sulfat (SO4

2-)

Bahan makanan yang lain

Karbon, oksigen, nitrogen, hydrogen, phosphor, dan sulfur dibutuhkan untuk sintesis sel secara makromolekul. Terdapat elemen yang lain  yang dibutuhkan untuk memenuhi tiga tugas berikut: activator enzim atau koenzim atau kofaktor logam, mentransfer electron dalam reaksi oksidasi reduksi, dan pengaturan tekanan osmososis.

Kalium dibuthkan untuk mengaktivasi enzim dalam berbagai proses sintesis protein, mempertahankan tekanan osmosis dan mengatur Ph. Magnesium mengaktivasi berbagai enzim terutama yang berkaitan dengan transfer phosfat, mengikat enzim dengan substrat masing-masing, dan merupakan bahan pembentuk klorofil serta terdapat dalam dinding sel, membrane, ribososm, dan ester phosfat. Kalsium adalah kofaktor untuk enzim bernama proteinase yang terdapat dalam dinding sel, tempat di mana terdapat integritas struktur, dalam endospora bakteri dorman sebagai kalsium-dipokolinat, yang akan menambah hambatan panas dari spora. Natrium dibuthkan dalam pertumbuhan terutama di wilayah laut, dan lingkungan bergaram, serta hasil produksi bakteri methane. Klorin penting sebagai anion dalam sel, besi penting sebagai sejumlah enzim seperti enzim transport electron dalam respirasi protein besi- sulfur dan sitokrom. Besi dalam alam yang berupa ion Ferri (Fe 3+), ion Ferro (Fe 2+), dan bentuk senyawa organic besi, bentuk ion ferri berada dalam kondisi aerob dan berfungsi mereduksi bentuk ferro  yang ditemukan dalam kondisi anaerob. Kobalt diperlukan untuk membentuk vitamin B12 dan seng essensial untuk aktifitas berbagai enzim seperti karbonik anhidrase, alcohol dehidrogenase, dan polymerase RNA-DNA. Molibdenum memeiliki fungsi dalam mengasimilasi reduksi nitrat dan resuksi nitrogen. Tembaga memiliki fungsi yang hamper sama dengan besi yaitu dalam respirasi,

sebagai sitokrom oksidase. Mangan berfungsi sebagai activator dalam enzim tertentu  yang berfungsi dalam proses detoksifikasi racun menjadi oksigen,. Nikel berfungsi sebagai bahan penyusun enzim hidrogenase yang berfungsi menangkap hydrogen. Tungsten dan Selenium merupakan bagian enzim yang berfungsi dalam metabolism format.

Asam amino, purin, pirimidin, dan vitamin

Asam amino, purin, pirimidin, tersedia sebagai bahan nutrisi untuk organism yang tak mampu mensintesis bahan ini sendiri. Ketiganya berfungsi sebagai precursor dalam building blok dan bahan penyusun berbagai senyawa organic dalam pembangun sel. Vitamin merupakan senyawa organic yang berfungsi sebagai bukan sumber energy maupun building blok dari makromolekul melainkan sebagai bagian dari enzim baik itu berupa koenzim maupun grup proshetik yang merupakan katalis dari berbagai macam reaksi biologis.

Transportasi Bahan Makanan

Senyawa-senyawa yang memiliki ukuran molekul yang cukup besar dipecah terlebih dulu sebelum ditransportasikan dengan menggunakan aktifitas ekstraseluler (di luar sel) dari enzim yang disebut eksoenzim yang diproduksi di dalam sel dan disekresikan melalui membrane sel untuk bertugas memecah molekul besar.

Adapun mekanisme transportasi yang dapat dilakukan adalah dengan transport aktif dan transport pasif. Transport pasif merupakan mekanisme transportasi yang tidak memerlukan energy dari sel untuk mendorong nutrisi masuk ke dalam sel. Yang termasuk ke dalam transport pasif adalah difusi sederhana dan difusi terfasilitasi. Difusi sederhana terjadi pada membrane semipermabel secara langsung berdasarkan driving force berupa perbedaan konsentrasi yaitu pergerakan nutrisi di luar sel yang berkonsentrasi tinggi ke dalam sel yang memiliki konsentrasi nutrisi rendah. Sedangkan difusi terfasilitasi adalah difusi yang menggunakan fasilitas pergerakan tanpa energy yang berupa protein pembawa atau permease. Protein pembawa adalah protein spesifik terhadap satu atau beberapa jenis protein tertentu yang akan mengikat nutrisi tersebut dan membawanya ke dalam sel.

Transport aktif, merupakan mekanisme transportasi yang melibatkan kombinasi antara protein pembawa dengan energy karena terjadi perlawanan terhadap gradient

konsentrasi sehingga diperlukan beberapa mekanisme kimiawi seperti pelibatan phosfat berenergi tinggi berupa ATP, dan lainnya.

Sumber Nutrisi yang Terdapat dalam Limbah Cair

Karbon, oksigen, dan hydrogen terdapat dalam berbagai senyawa organic yang menjadi bagian dari limbah cair, misalnya dalam limbah domestic, limbah komersial, limbah industry, dan limbah pertanian dalam bentuk protein, karbohidrat, lemak, minyak dan pelumas. Bahan ini juga ditemukan dalam bentuk inorganiknya. Karbon ditemukan dalam bentuk utama seperti bikarbonat, asam karbonat, dan karbonat. Oksigen tersedia dalam bentuk oksigen terlarut, air, dan bikarbonat. Sementara hydrogen tersedia dalam bentuk gas dan air.

Senyawa nitrogen dalam limbah cair tersedia dalam bentuk organic (urea) dan inorganic (ammonia, nitrit, dan nitrat). Senyawa phosfat  dalam limbah cair tersedia dalam bentuk orthophosfat (PO4

3-, HPO42-, H2PO4

–, H3PO4)dan phosfat organic. Phosfat organic dikonversi menjadi orthophosfat melalui reaksi hidrolisis, oksidasi, dan polimerisasi. Sumber utama senyawa phosfat dari limbah cair adalah limbah manusia dan limbah deterjen. Bahan kimia mengandung senyawa phosfat kadang digunakan untuk mengendalikan korosi dan pembentukan kerak yang terjadi dalam sistem perpipaan.

Senyawa belerang terdapat dalam limbah domestic, komersial, dan industry berupa senyawa sulfide, sulfat, sulfit, dan sulfur organic (berupa merkaptan, thioester, dan disulfide). Nutrisi lain dalam limbah organic misalnya kalium, magnesium, sodium, kalsium, mangan, seng, tembaga, klorida, nikel, selenium, kobalt, selenium terpat dalam limbah domestic, limbah bahan kimia dalam perpipaan air, limbah industry, limbah hasil irigasi, infiltrasi sumur, dan air bawah tanah.

Kebutuhan Nutrisi dalam pengolahan limbah secara biologi

Untuk menunjang seluruh sistem kehidupan mikroba mulai dari energi maupun makanan, maka nutrisi yang diperlukan harus dalam keadaan dengan jumlah yang cukup penelitian terakhir menyebutkan, untuk mencukupi kebutuhan senyawa nutrisi   selama 5 hari, dibutuhkan nutrisi dengan perbandingan BOD5: N: P sebesar 100:5:1 untuk memperoleh pengolahan limbah yang efisien. Rasio ini dapat bertambah seiring dengan pertambahan usia sludge. Nitrogen dan Phosfor yang dibutuhkan akan

berkurang pada pertambahan sludge karena jumlah sel yang dihasilkan lebih sedikit pada usia sludge yang cukup lama.

Proses anaerob pada umumnya digunakan untuk menstabilisasi lumpur limbah cair dan lumpur limbah teraktifkan, baik itu diasumsikan mengandung nutrisi yang cukup untuk mendukung proses stabilisasi anaerob.

Namun, jumlah sel yang baru yang dihasilkan dalam proses anaerob lebih sedikit daripada yang dihasilkan melalui proses aerob, lebih sedikit jumlah nitrogen dan phosphor yang dibutuhkan untuk membangun sel baru. Dengan kata lain, proses anaerob membutuhkan jumlah nitrogen dan phosphor yang jauh lebih sedikit. Proses anaerob memiliki koefisien perolehan karena sebagian besar energy dalam substrat, hilang dari sistem sebagai metana, dengan energy yang lebih sedikit yang tersedia untuk sintesis sel baru daripada proses anaerob.

Defisiensi nutrisi

Defisiensi nutrisi dapat terjadi dan dapat menimbulkan konversi yang kurang sempurna dari substansi organic maupun inorganic menjadi produk. Selain itu, hal inio akan menyebabkan ketiideakefisienan dalam menyingkirkan padatan tersuspensi.

Sludge bulking

Peristiwa ini terjadi ketika organism berfilamen jumlahnya sangat berlebih, lumpur aktif tidak dapat mengendap saat melalui klarifier sehingga proses akan menjadi terganggu. Kondisi seperti ini disebut sludge bulking. Proses fisika, kimia, dan biologi dapat terjadi sebelum pengolahan limbah secara biologi dilakukan sehingga konsentrasi nutrisi yang akan diproses dapat berkurang.

Sludge Foaming

Defisiensi nutrisi tidak hanya diakibatkan oleh berlebihnya pertumbuhan organism berfilamen, tetapi juga karena aktifitas busa dari lumpur atau disebut sludge foaming. Sludge foaming ini dapat disebabkan mikroorganisme seperti Microtrhrix Parvicella yang kekurangan nutrisi. Adapun penyelesaiannya adalah dengan menambahkan vitamin misalnya asam folat kedalam lumpur sekunder yang secara signifikan dapat mengurangi keberadaan organisme Microtrhrix Parvicellatersebut.

Penambahan Nutrisi

Tingginya nilai BOD dalam limbah dan deteriorasi dari karakteristik limbah lumpur aktif dapat mengurangi nutrisi dalam limbah, sedangkan untuk menyelenggarakan proses yang memadai dibutuhkan nutrisi memadai pula yang dapat membuat mikroorganisme dapat hidup secara optimum. Jika defisiensi nutrisi terjadi, jumlah sebagian partikel nutrisi harus segera didefinisikan  jumlahnya dan diketahui di mana kekaurangannya untuk selanjutnya dilakukan tindakan berupa penambahan nutrisi atau yang dikenal sebagai nutrient addition atau penambahan nutrisi.

Dosis Nutrisi pada Basis Rasio Influent  BOD terhadap massa Nutrisi

Adapun jumlah nutrisi yang ditambahkan diketahui dengan mengurangkan jumlah nutrient yang dibutuhkan dengan jumlah nutrient yang tersedia.

Jumlah Oksigen yang dibuthkan oleh mikroorganisme

Oksigen yang dibutuhkan organisme dapat didefinisikan dari persamaan pertumbuhan yang dituliskan sebagai oksidasi substrat dan sintesis material sel baru. Oksigen yang dibutuhkan untuk proses lumpur aktif tanpa nitrifikasi dapat didefinisikan dari jumlah substrat berkarbonat yang dioksiodasi per hari.

Nutrisi berlebih

Kelebihan input nutrisi dalam limbah juga dapat mempengaruhi lingkungan secara signifikan. Jumlah karbon berlebih misalnya, dapat mengurangi oksigen terlarut dalam sistem air tempat limbah secara keseluruhan, membunuh organism makro seperti ikan. Tingginya konsentrasi nitrogen dan phosphor yang masuk ke dalam sistem sungai akan menyebabkan sungai mengalami overfertilisasi atau terlalu subur sehingga menyebabkan timbulnya eutrofikasi dan blooming alga yang akan menyebabkan efek ikutan yang juga mengganggu lingkungan. Konsentrasi nitrat berlebih juga dapat menimbulkan methemoglobinemia, yaitu sejenis penyakit kerusakan darah bayi yang kurang dari usia 3 tahun. Nitrit berlebih yang masuk ke dalam usus manusia dapat bereaksi dengan amina menghasilkan nitroamina yang bersifat karsinogenik. Selain itu, sulfide berlebih juga menyebabkan bau di plant pengolahan, bersifat toksik, edema, aprea, dan sampai kematian. Nutrisi berlebih lainnya juga menimbulkan efek yang merugikan baik untuk lingkungan maupun untuk manusia.

Penyingkiran Karbon

Proses biologi digunakan untuk menyingkirkan karbon organic dalam bentuk koloid maupun tersuspensi. Dalam proses, karbon organic dikonversi manjadi gas terutama karbon dioksida. Proses pengolahan biologi dapat menyingkirkan 80-95% dari influent BOD5. Adapun proses yang dapat dilakukan misalnya pengendpan, filtrasi, transfer gas, adsorpsi, pertukaran ion, fotosintesis, fotooksidasi, dan lain-lain

Penyingkiran Nitrogen

Proses penyingkiran nitrogen secara biologis misalnya dengan menyingkirkan alga secara manual, assimilasi bakteri, dan pengolahan alami. Proses-proses ini membutuhkan sumber karbon untuk ditambahkan ke dalam sistem.

Penyingkiran Phosfor

Penyingkiran Phosfor dilakukan dengan menyelenggarakan metabolism organism yang disebut sebagai “luxury uptake” misalnya Acinetobacter, Pseudomonas, dan Moraxella. Factor yang berpengaruh terhadap Penyingkiran Phosfor adalah komposisi dan konsentrasi substrat,  konsentrasi nitrit dan sulfide, serta tingkat DO (kadar Oksigen terlarutkan).

Penyingkiran Element Minor

Penyingkiran Element Minor dilakukan dengan pengambilan secara biologi dan adsorpsi

Pengolahan Limbah Cair dan Beberapa Faktor Yang Berpengaruhi pada Jumlah dan Jenis Mikroorganisme dalam AirPengolahan limbah secara biologi adalah pengolahan air limbah dengan menggunakan mikroorganisme seperti ganggang, bakteri, protozoa, untuk menguraikan senyawa organik dalam air limbah menjadi senyawa yang sederhana. Pengolahan tersebut mempunyai tahapan seperti pengolahan secara aerob, anaerob dan fakultatif.Pengolahan air limbah bertujuan untuk menghilangkan bahan organik, anorganik, amoniak, dan posfat dengan bantuan mikroorganisme. Penggunaan saringan atau

filter telah dikenal luas guna menangani air untuk keperluan industri dan rumah tangga, cara ini juga dapat diterapkan untukpengolahan air limbah yaitu dengan memakai berbagai jenis media filter seperti pasir dan antrasit. Pada penggunaan sistem saringan anaerobik, media filter ditempatkan dalam suatu bak atau tangki dan air limbah yang akan disaring dilalukan dari arah bawah ke atas (Laksmi dan Rahayu, 1993).Bau : Bau yang keluar dari dalam air dapat langsung berasal dari bahan buangan atau air limbah kegiatan industri, atau dapat juga berasal dari hasil degradasi bahan buangan oleh mikroba yang hidup di dalam air (Wardhana, 1999). Zat organik dalam limbah, yang secara umum mewakili bagian yang mudah menguap dari seluruh benda padat yang terdiri dari senyawa nitrogen,karbohidrat, lemak-lemak dan minyak-minyak mineral, bentuknya tidak tetap dan membusuk dan mengeluarkan bau yang tidak sedap (Mahida, 1993).Timbulnya bau pada air limbah secara mutlak dapat dipakai sebagai salah satu tanda terjadinya tingkat pencemaran air yang cukup tinggi (Wardhana, 1999 ). Beberapa karakteristik fisik ini mencerminkan kualitas estetik dari air limbah(seperti warna dan bau ), sedangkan karakteristik lain seperti pH dan temperatur dapat memberikan dampak negatif pada badan air penerima.Menurut Sunu (2001), faktor – faktor yang mempengaruhi jumlah dan jenis mikroorganisme di dalam air adalah :

Water Micro Organism

Sumber air :Jumlah dan jenis mikroorganisme di dalam air dipengaruhi oleh sumber  air seperti air laut, air hujan, air tanah dan air permukaan.Komponen nutrient dalam air – Secara alamiah air mengandung mineral-mineral yang cukup untuk kehidupan mikroorganisme. Air buangan sering mengandung komponenkomponen yang dibutuhkan oleh spesies mikroorganisme tertentu.Komponen beracun – Bila terdapat di dalam air akan mempengaruhi jumlah dan jenis mikroorganisme yang terdapat di dalam air sebagai contoh asam-asam organik dan anorganik dapat membunuh mikroorganisme

dan kehidupan lainya dalam air.Organisme air – Adanya organisme lain di dalam air dapat mempengaruhi jumlah dan jenis mikroorganisme air, seperti protozoa dan plankton dapat membunuh bakteri.Faktor fisik – Faktor fisik seperti suhu, pH, tekanan osmotik tekanan hidrostatik, aerasi dan penetrasi sinar matahari dapat mempengaruhi jumlah dan jenis mikroorganisme yang terdapat di dalam air.

Tujuan pemrosesan air l imbah secara biologi adalah untukmenghilangkan bahan organik dan anorganik yang terlarut dalam air yang sukar mengendap melalui proses penguraian biologis, penguraian ini memerlukan oksigen pada proses aerobik dan pada proses anaerobik berlangsung tanpa oksigen, proses biologis dapat digunakan untuk meniadakan pospat kebanyakan sistem biologis dapat mentolerir naik turunnya suhu. Pada pengolahan biologi air limbah, perlu dipertahankan agar mikroorganisme dapat menunjukkan kemampuannya yang optimal seperti bakteri untuk mengambil bahan-bahan organik dengan merancang peralatan dan sistem pengolahan yang sesuai untuk pertumbuhan bakteri.Sebelum melakukan pengolahan perlu ditinjau bahwa pada proses pengolahan air limbah pH harus berkisar 7 atau 6,5 – 9,5 karena semua proses berlangsung pada suasana netral. Proses netralisasi pada umumnya dilakukan dengan penambahan Ca(OH)2 kemudian dilakukan pengadukan agar reaksi antara asam dan basa dapat berlangsung dengan baik (Djabu et al.,1 990).

Pengolahan Aerob VS AnaerobAugust 15, 2010 Pengolahan Air Limbah , Secondary Treatment proses biologi

Perbedaan utama dari pengolahan secara aerob dan anaerob terletak pada kondisi lingkungannya. Pada pengolahan secara aerob, kehadiran oksigen mutlak diperlukan untuk metabolisme bakteri, sementara pada kondisi anaerob sebaliknya. Berikut ini adalah beberapa perbedaan utama antara pengolahan secara aerob dan anaerob menurut Eckenfelder, et.al (1988) :

Temperatur

Temperatur mempengaruhi proses aerob maupun anaerob. Pada proses anaerob, diperlukan temperatur yang lebih tinggi untuk mencapai laju reaksi yang diperlukan. Pada proses anaerob, penambahan temperatur dapat dilakukan dengan memanfaatkan panas dari gas methane yang merupakan by-product proses anaerob itu sendiri.

pH dan Alkalinitas

Proses aerob bekerja paling efektif pada kisaran pH 6,5 – 8,5. Pada reaktor aerob yang dikenal dengan istilah completely mixed activated sludge (CMAS), terjadi proses netralisasi asam dan basa sehingga biasanya tidak diperlukan tambahan bahan kimia selama BOD kurang dari 25 mg/L.

Sementara itu proses anaerob yang memanfaatkan bakteri methanogen lebih sensitif pada pH dan bekerja optimum pada kisaran pH 6,5 – 7,5. Sekurang-kurangnya, pH harus dijaga pada nilai 6,2 dan jika konsentrasi sulfat cukup tinggi maka kisaran pH sebaiknya berada pada pH 7 – 8 untuk menghindari keracunan H2S. Alkalinitas bikarbonat sebaiknya tersedia pada kisaran 2500 hingga 5000 mg/L untuk mengatasi peningkatan asam-asam volatil dengan menjaga penurunan pH sekecil mungkin. Biasanya dilakukan penambahan bikarbonat ke dalam reaktor untuk mengontrol pH dan alkalinitas.

Produksi Lumpur dan Kebutuhan Nutrien

Bagi kebanyakan air limbah, produksi lumpur yang dihasilkan dari pengolahan aerob adalah sebesar 0,5 kg VSS/ kg COD tersisihkan. Sementara itu, pada pengolahan anaerob, produksi lumpur adalah sebanyak 0,1 kg VSS/kg COD tersisihkan. Pada pengolahan aerob, konsentrasi nitrogen yang perlu ditambahkan adalah 8-12 persen dan fosfor sebesar 1,5-2,5 persen. Sebagai “rule of thumb”, kebutuhan nutrien pada pengolahan anaerob adalah seperlima dari proses aerob.

Tabel berikut menunjukkan perbandingan antara pengolahan secara aerob dan anaerob (sumber : Eckenfelder, et.al , 1988)

Parameter Aerob Anaerob

Kebutuhan energi Tinggi Rendah

Tingkat pengolahan 60-90% 95%

Produksi lumpur Tinggi Rendah

Stabilitas proses terhadap toksik

dan perubahan beban

Sedang sampai tinggi Rendah sampai sedang

Kebutuhan nutrien Tinggi untuk beberapa limbah

industri

Rendah

Bau Tidak terlalu berpotensi

menimbulkan bau

Berpotensi menimbulkan bau

Kebutuhan alkalinitas Rendah Tinggi untuk beberapa limbah

industri

Produksi biogas Tidak ada Ada (dapat dimanfaatkan sebagai

sumber energi)

Start-up time 2 – 4 minggu 2 – 4 bulan

Perbandingan antara proses aerob dan anaerob tersebut menjadi dasar pemilihan unit-unit pengolahan biologi pada secondary treatment. Pemilihan akan tergantung dari karakteristik air limbah yang akan diolah. Bahkan, untuk karakteristik limbah tertentu diperlukan kombinasi dari kedua proses tersebut.

Sumber : Eckenfelder, W.W., Patoczka, J.B., and Pulliam, G.W.(1988).Anaerobic Versus Aerobic Treatment In The USA.in: Anaerobic Digestion 1988, E.R.Hall and P.N.Hobson(eds.),Pergamon Press New York.

http://www.indonesian-publichealth.com/2013/06/jumlah-dan-jenis-mikroorganisme-dalam-air.htmlv

http://www.indonesian-publichealth.com/2013/06/jumlah-dan-jenis-mikroorganisme-dalam-air.html

Starter & Nutrisi Bakteri1. STARBAK 07

 Keterangan     : Starbak 07 merupakan bakteri untuk pengolahan air limbah yang dibiakkan oleh CV. Banyu Biru. Starbak 07 mengandung biakan koloni yang dapat melakukan adsorpsi nitrogen bebas di udara dan micro nutrient yang berfungsi sebagai pengoptimal kinerja bakteri sehingga sangat membantu pihak pengelola instalasi pengolahan air limbah dalam hal menjaga stabilitas microorganisme dalam pengolahan biologi.Starbak 07 juga mengandung precusor yang dapat memberikan efek proteksi sel bakteri, sehingga bakteri tahan terhadap kondisi ekstrim. Koloni bakteri ini bentuknya kompleks, dan dapat menyesuaikan dengan kondisi ataupun jenis air limbah.

Bentuk              : CairanDosis                  :  400 ppmKemasan          : 20 – 30 liter / jerigenHarga                 :  NEGO SESUAI JUMLAHNegara asal     : Indonesia 

2. STARBAK 19

 Keterangan     : Starbak 19 merupakan bakteri untuk pengolahan air limbah yang dibiakkan oleh CV. Banyu Biru. Starbak 19 mengandung biakan koloni yang dapat melakukan adsorpsi nitrogen bebas di udara dan micro nutrient yang berfungsi sebagai pengoptimal kinerja bakteri sehingga sangat membantu pihak pengelola instalasi pengolahan air limbah dalam hal menjaga stabilitas microorganisme dalam pengolahan biologi.Starbak 19 juga mengandung precusor yang dapat memberikan efek proteksi sel bakteri, sehingga bakteri tahan terhadap kondisi ekstrim. Koloni bakteri ini bentuknya kompleks, dan dapat menyesuaikan dengan kondisi ataupun jenis air limbah.Bentuk              : CairanDosis                  :  1000 ppmKemasan          : 20 – 30 liter / jerigenHarga                 :  SANGAT MURAH, NEGO SESUAI JUMLAHNegara asal     : Indonesia 3. BIONUTRI 07

 Keterangan     : Bionutri 07 merupakan nutrisi lengkap terbuat dari bahan organik alam pilihan dan sangat mudah diserap oleh mikroorganisme Lumpur Aktif secara efektif sehingga dapat meningkatkan dan menjaga kinerja lumpur aktif dalam proses pengolahan limbah secara biologi secara berkesinambungan. Bionutri 07 tidak memberikan dampak warna hitam pada lumpur aktif.Bentuk              : CairanDosis                  :  20 – 40 ppmKemasan          : 20 – 30 liter / jerigenHarga                 :  MURAH, NEGO SESUAI JUMLAHNegara asal     : Indonesia 4. BIONUTRI 09

Keterangan     : Bionutri 09 merupakan nutrisi lengkap terbuat dari bahan organik alam pilihan dan sangat mudah diserap oleh mikroorganisme Lumpur Aktif secara efektif sehingga dapat meningkatkan dan menjaga kinerja lumpur aktif dalam proses pengolahan limbah secara biologi secara berkesinambungan. Bionutri 09 tidak memberikan dampak warna hitam pada lumpur aktif.Bentuk              : CairanDosis                  :  40 – 60 ppmKemasan          : 20 – 30 liter / jerigen

Harga                 :  SANGAT MURAH, NEGO SESUAI JUMLAHNegara asal     : Indonesia  5. BIONUTRI 19Keterangan     :  Bionutri 19 merupakan nutrisi lengkap terbuat dari bahan organik alam pilihan dan sangat mudah diserap oleh mikroorganisme Lumpur Aktif secara efektif sehingga dapat meningkatkan dan menjaga kinerja lumpur aktif dalam proses pengolahan limbah secara biologi secara berkesinambungan. Bionutri 19 tidak memberikan dampak warna hitam pada lumpur aktif.Bentuk              : PowderDosis                  :  40 – 60 ppmKemasan          : polybag 20 kgHarga                 :  SANGAT MURAH, NEGO SESUAI JUMLAHNegara asal     : Indonesia

http://konsultanlingkunganhidup.com/produk/

http://ikk357.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/313/2012/11/Limbah-Cair-Industri1.pdf