50632267 Bahan Ajar Penanganan Limbah

Bahan Ajar Penanganan Limbah – Revisi 0 – update 02 februari 2010 1

KONTRAK BELAJAR

Mata Kuliah : PENANGANAN LIMBAH INDUSTRI PANGAN

Kode Mata Kuliah : N10B.242

SKS : 2 (2-0)

MK Prasyarat : Mikrobiologi Pangan

Semester : 4 (empat)

Staf Pengajar : 1. Debby M. Sumanti, Ir., M.S.

2. Tita Rialita, S.Si., M.Si.

Silabus : Membahas tentang definisi dan ruang lingkup limbah, peranan bota dalam penanganan limbah, prinsip-prinsip dan cara penanganan limbah (padat, cair dan gas) secara fisik, kimia dan biologis serta mendesain proses penanganan limbah industri pangan.

Tujuan Instruksional Umum : Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa

dapat (TIU) / Kompetensi menjelaskan cara-cara dan mendesain proses

Penanganan Limbah Industri Pangan. Jadwal : Kuliah : Kamis, 10.30 – 12.10 Ujian UTS : Kamis, 03 April 2008 Ujian UAS : Sesuai Jadwal FTIP Kriteria Penilaian : Tugas Individu 10 %

Tugas Makalah dan Presentasi (kelompok) 25 %

UTS 30 %

UAS 35 %

Nilai : A ≥ 80 B 68 – 79 C 56 – 67 D 45 – 55 E ≤ 44 Peraturan Umum : - Kehadiran kuliah minimum 80 % - Tidak ada ujian susulan kecuali bila ada alasan

yang kuat. - Tidak ada ujian perbaikan, kecuali yang

mendapat nilai E dengan pertimbangan khusus dari Kordinator Mata Kuliah.


- Tugas makalah dibuat per kelompok dengan topik sesuai kesepakatan dengan dosen / Kordinator Mata Kuliah.

- Kehadiran diskusi 100 %, bila tidak hadir tetapi ada alasan kuat dan surat bukti sah dapat diganti dengan tugas yang lain atau nilai dipotong 10 %.

` - Selama kuliah berlangsung HP dimatikan. Pustaka :

Daftar Pustaka Wajib

Betty, S.L.J dan W.P. Rahayu. 1993. Penanganan Limbah Industri Pangan. Kanisius. Bogor

Daftar Pustaka yang dianjurkan

1. Birch,G.G., K.J.Parker and J.T.Worgan. 1976. Food from Waste Appied Science Publishers, Ltd. London.

2. Herzka, A and R.G.Booth. 1981. Food Industry Wastes. Applied Science Publishers, Ltd. London.

3. John H.Green, Ph.D and Amihud Kramer, Ph.D. 1979. Foof Processing Waste Management. AVI Publishing Company, Inc. Westport, Connecticut.


TUJUAN PEMBELAJARAN UMUM (TPU)

Setelah mengikuti mata kuliah ini, maka mahasiswa diharapkan

memiliki kompetensi dapat menjelaskan cara-cara dan mendesain

proses penanganan Limbah Industri Pangan dan mampu

melakukan komunikasi ilmiah dan bekerja sama dalam sebuah

team work.


BAB I

DEFINISI DAN RUANG LINGKUP LIMBAH

1.1. Pengertian Limbah Pertanian

Limbah (waste) menurut kamus Webster adalah bahan yang terbuang.

Sementara kamus besarnya menyebutkan limbah adalah bahan yang dibuang

atau kelebihan seperti abu, sampah, produk sampingan dan lain sebagainya.

Limbah pertanian dengan demikian bisa diartikan sebagai “bahan yang dibuang”

di sektor pertanian.

Secara garis besar limbah pertanian itu dibagi ke dalam limbah pra dan

saat panen serta limbah pasca panen. Limbah pasca panen juga bisa terbagi ke

dalam kelompok limbah sebelum diolah dan limbah setelah diolah atau limbah

industri pertanian.

Penanganan limbah didasari pada asas manfaat. Manfaat supaya tidak

menjadikan masalah (lingkungan, penyakit, estetika) serta manfaat limbah

dijadikan sebagai bahan baku industri (dimanfaatkan tanaman, hewan ternak dan

manusia). Ternyata limbah pertanian dari kuantumnya mempunyai potensi yang

sangat besar, bahkan dari sudut volume limbah pertanian dapat melebihi volume

bahan dasar aslinya (raw material). Sebagai misal dari satu kilogram kedelai

kering olah pada pembuatan tahu dihasilkan 1,5 – 1,8 kilogram ampas tahu

basah.

TUJUAN PEMBELAJARAN KHUSUS (TPK) Setelah mengikuti kuliah dengan pokok bahasan definisi, ruang

lingkup limbah, mahasiswa akan dapat memahami definisi dan

pengelompokkan limbah pertanian yang benar.


1.2. Penggolongan Limbah Pertanian

Limbah pertanian terbagi ke dalam empat golongan menurut waktu

ketersediannya, yaitu limbah pertanian pra panen, panen, pasca panen dan

pasca pengolahan (limbah industri pertanian).

Limbah pra panen terdiri dari buangan sisa-sisa pemangkasan pada

tanaman yang secara intensif dipelihara atau mungkin anak ayam (DOC) hasil

penyeleksian kelamin (sexing), bagian-bagian yang tua dan jatuh atau diambil

seperti daun-daun, ranting, buah (misalnya biji karet), kotoran ternak dan lain-

lain.

Limbah panen relatif cukup banyak mulai dari ceceran hasil panen akibat

kurang efektifnya sarana dan prasarana pertanian. Misalnya penggunaan sabit

bergerigi di sawah dapat memperbaiki kehilangan padi hingga 5 – 7% sementara

kehilangan padi dewasa ini bisa mencapai 15 – 20%. Demikian juga sisa panen

yang ditinggalkan di lapangan seperti batang atau jerami pada tanaman setahun,

sampai sisa tanaman yang terambil seperti kelobot, tongkol, cangkang atau kulit,

dan lain-lain.

Limbah pasca panen-pra olah demikian juga cukup banyak seperti

tempurung, sabut dan air buah pada kelapa, afkiran buah atau sayuran dan hasil

lainnya yang rusak atau tidak memenuhi ketentuan kualitas, kulit, darah, jeroan

pada ternak potongan. Demikian pula kepala ikan dan jeroan, kulit kerang/tiram,

udang dan ikan, dan banyak lagi macam dan jenisnya yang lain termasuk

sampah-sampah basah baik dari rumah tangga maupun pabrik bekas-bekas

pembungkus seperti daun pisang.

Limbah industri pertanian adalah buangan dari pabrik/industri pengolahan

hasil pertanian. Seperti industri-industri lainnya justru jenis limbah ini yang

banyak menimbulkan polusi lingkungan kalau tidak ditangani secara baik. Jenis

Limbah Pertanian

Limbah Pertanian Pra Panen

Limbah Pertanian Panen

Limbah Pertanian Pasca Panen

Limbah Pertanian Pasca Pengolahan


industri ini juga cukup banyak. Untuk memudahkan penanganannya limbah

industri pertanian ini bisa dikelompokkan berdasarkan komponen bahan

bakunya, apakah limbah karbohidrat, protein atau lemak demikian juga bisa

dikelompokkan berdasarkan fasanya yang terbesar apakah cairan atau padatan.

Untuk penanganannya, limbah cair biasanya dikelompokkan lagi berdasarkan

BOD (Biological Oxygen Demand)-nya.

1.3. Limbah Pertanian Pra Panen

Sebelum membicarakan limbah pertanian ada baiknya kita melihat kembali

mengenai pengelompokkan hasil pertanian terlebih dahulu. Seperti kita ketahui

hasil pertanian didapat dari jasad hidup baik tanaman maupun hewan.

Dari tanaman kita kelompokkan menurut jenis hasilnya seperti tanaman

serealia, umbi-umbian, legum atau kacang-kacangan, hortikultura yang terdiri

dari kelompok tanaman sayuran, buah-buahan dan tanaman hias, kelompok

tanaman penghasil nira, penghasil lateks, tanaman penghasil minyak, tanaman

serat-seratan, tanaman penyegar, penghasil minyak atsiri, tanaman penghasil

rempah, tanaman obat-obatan, tanaman makanan ternak, tanaman air (termasuk

rumput laut) dan tanaman kehutanan.

Dari hewan dua kelompok besar adalah hewan darat dan air. Hewan atau

ternak darat terbagi ke dalam ternak besar (sapi, kerbau, kuda, unta), ternak

sedang (domba, kambing, babi), kecil (kelinci, marmut) dan unggas (ayam, itik,

mentok, angsa, puyuh). Hewan air dikelompokkan pada hewan air tawar (ikan

dan udang) dan laut (ikan, udang, ketam, dan tiram). Pengelompokkan ini seperti

juga pada tanaman masih terbuka karena belum semua hewan yang diusahakan

masuk ke dalam kelompok mana seperti lebah madu, ulat sutera, buaya yang

diternakkan, cacing tanah yang sekarang banyak dipelihara orang serta jangkerik

dan lain-lain.

Dari pengusahaan baik tanaman maupun hewan, limbah pra panen, pasca

panen dan pasca olah mempunyai potensi yang luar biasa baik jumlahnya

maupun jenis usaha yang mungkin bisa diusahakan.

Yang dimaksud limbah pertanian pra panen yaitu materi-materi biologi

yang terkumpul sebelum atau sementara hasil utamanya diambil. Sebagai contoh

daun, ranting atau buah yang gugur sengaja atau tidak, biasa dikumpulkan

sebagai sampah dan ditangani umumnya hanya dibakar saja. Kotoran ternak


umumnya hanya dijadikan pupuk kandang saja walaupun sebenarnya masih bisa

diolah menjadi bahan bakar langsung, difermentasi menjadi gas bio, media atau

campuran media jamur, campuran makanan ternak lainnya (seperti misalnya

pada peternakan sistem longyam atau peternakan di atas kolam ikan).

Masih berbicara tentang contoh lainnya limbah pra panen adalah biji karet.

Perkebunan karet di Indonesia sebagian besar merupakan perkebunan rakyat,

selebihnya milik perkebunan besar baik swasta maupun BUMN. Tujuan utama

perkebunan karet tentunya mendapatkan lateksnya. Lateks disadap untuk diolah

di pabrik menjadi karet. Menurut data statistik di Indonesia terdapat lebih 2,3 juta

hektar perkebunan karet. Dari jumlah tadi kira-kira tujuhpuluh persennya

merupakan perkebunan rakyat yang umumnya kurang diusahakan secara

intensif. Diperkirakan dari sejumlah tanaman karet tersebut bisa dihasilkan biji

karet lebih dari 15 ribu ton biji karet setiap tahunnya. Hanya sedikit sekali dari

jumlah tersebut yang dimanfaatkan untuk pembuatan bibit atau paling tidak

sebagai batang bawah.

Kira-kira 40 – 50% dari berat biji karet adalah komponen lemak. Lemak

yang terkandung terdiri dari asam-asam lemak jenuh seperti stearat dan oleat,

sementara asam lemak tidak jenuhnya adalah linoleat. Di Sri Langka lemak biji

karet dimanfaatkan di pabrik sabun dan cat. Kemungkinan sebagai minyak sayur

pengganti minyak kelapa terus dilakukan, namun hasilnya belum nampak.

Ampas hasil perasan minyak biji karet sebagai bahan pangan sampai sekarang

sebatas dibuat untuk bahan tempe. Komponen protein pada biji karet cukup

bagus.

1.4. Limbah Pertanian Panen

Limbah pertanian saat panen cukup banyak berlimpah. Golongan tanaman

serealia misalnya yang populer di Indonesia antara lain padi, jagung, dan

mungkin sorgum.

Sisa potongan bawah jerami padi termasuk akar tanaman padi belum

digunakan dengan baik, selain bagian ini dirasakan kurang efisien kalau diambil,

juga bisa dikembalikan untuk kesuburan tanah. Sawah direndam, lalu dibajak

sehingga sisa tanaman padi ini masuk ke dalam tanah dan dibiarkan membusuk.

Potongan atasnya setelah diambil gagang dan bulir padinya daun dan sebagian

batangnya dibakar, dibuat atap, atau dibenamkan ke dalam lumpur untuk pupuk.


Daun dan batang atau jerami padi dapat difermentasikan atau dibuat silase jadi

makanan ternak ruminansia atau dijadikan bahan baku untuk diambil silikatnya

untuk selanjutnya digunakan dalam pembuatan empelas. Batang padi atau dami

sering digunakan untuk keramas setelah dibakar hingga mengarang atau disusun

untuk penanaman jamur merang. Pemanfaatan dami padi dan malai padi untuk

kerajinan sapu nampaknya sudah tidak terlihat lagi sekarang. Pabrik kertas

masih bisa menggunakan dami padi untuk bahan pembuatan kertas.

Limbah panen padi mungkin tidak bisa dikatakan limbah, tapi kalau dalam

jumlah, cukup membuat kita harus mewaspadainya agar jumlah tersebut bisa

dihindarkan paling tidak dikurangi. Hal itu adalah ceceran padi yang tertinggal

akibat pelaksanaan dan cara kerja panenan yang kurang efisien. Ceceran padi

ini diperkirakan bisa mencapai 5 hingga 15 persen dari jumlah produksi. Bila

panen padi secara nasional dalam perhitungan kasar 10 juta hektar dikalikan

dengan produktivitas 4 ton per hektar akan didapat 40 juta ton padi. Hingga bila

kehilangan padi terendah saja di saat panen 5 persen, maka padi yang tersia-sia

adalah 2 juta ton padi atau kurang lebih 1,36 juta ton beras. Suatu jumlah yang

tidak sedikit. Dengan panen yang lebih baik misalnya penggunaan sabit

bergerigi, alat penebah yang lebih baik, pengemasan gabah yang lebih baik

ditambah pengangkutan gabah ke gudang atau ke tempat penggilingan, angka

kehilangan di atas dapat ditekan.

Panen jagung menyisakan batang dan daun yang mengering. Sering sisa

batang dan daun ini cukup dibakar saja. Demikian juga halnya pada panenan

sorgum, sisa tanaman jarang dimanfaatkan lebih optimal. Beberapa peternak

dapat membuat silase yang terkadang ditambahkan tetes tebu.

Hampir semua tanaman setahun masih menyisakan sisa tanaman yang

sampai sejauh ini hanya dibuang atau dibakar atau dimanfaatkan sebagian untuk

makanan ternak, kompos, bibit (misalnya ubi jalar), dan belum ada

pemanfaatannya yang lebih baik misalnya diekstrak klorofilnya untuk bahan

pewarna makanan dan lain sebagainya.

Sisa panen pisang berupa batang, pelepah dan daun di perkebunan

pisang perlu juga difikirkan cara penanganannya yang lebih baik. Serat batang

pisang masih bisa dimanfaatkan untuk karung misalnya. Sama halnya di kebun

nenas setelah diambil tunas batangnya untuk bibit, sisanya kebanyakan dipotong

lalu dibuang walaupun peremajaannya dilakukan setelah tanaman pokok


berumur 3 – 4 tahun bahkan ada yang membiarkannya terus. Serta yang ada di

daun-daunnya mungkin masih bisa dimanfaatkan.

1.5. Limbah Pasca Panen Pra Olah

Limbah pertanian pasca panen pra olah umumnya merupakan kulit-kulit

yang terkadang merupakan bagian terbesar dari komoditinya. Sebagian berupa

komoditas afkir sisa seleksi penentuan kualitas segarnya termasuk sisa

penggolongan yang tidak termasuk kelas apa pun serta komoditas cacat. Selain

kulit dalam bentuk yang berbeda-beda, juga ranting atau tandan buah, bonggol

dan jerami.

Pada saat akan diolah atau dikonsumsi segar, sisa selain kulit buah, biji

merupakan bagian yang mempunyai potensi untuk diolah lebih lanjut karena

komponennya yang masih mengandung pati, lemak, protein bahkan mungkin

vitamin, mineral atau minyak atsirinya bahkan untuk keperluan farmasi atau obat-

obatan. Pemanfaatan kemudian bisa menjadi pangan, pakan, kompos, media

tumbuh jamur, dan hasil industri lainnya.

Di penggilingan padi, limbah yang bisa dikumpulkan antara lain sekam

kasar, dedak, dan menir. Sekam banyak dimanfaatkan sebagai bahan pengisi

untuk pembuatan bata merah, dipakai sebagai bahan bakar, media tanaman

hias, diarangkan untuk media hidroponik, diekstrak untuk diambil silikanya

sebagai bahan empelas dan lain-lain.

Dedak halus digunakan sebagai pakan ternak ayam, bebek atau kuda,

sementara menirnya dimanfaatkan sebagai campuran makanan bayi karena

kandungan vitamin B1 nya tinggi, makanan burung, dan diekstrak minyaknya

menjadi minyak katul (bran oil).

Hasil panen jagung menghasilkan limbah dalam bentuk klobot jagung yang

bisa dimanfaatkan sebagai bahan pengemas makanan secara tradisional (wajik,

dodol), tongkolnya kurang dimanfaatkan walaupun sebenarnya mungkin masih

bisa untuk media jamur atau lainnya. Hasil penggilingan jagung menjadi tepung,

lembaganya bisa diekstrak menjadi minyak jagung dan tentu saja ampasnya

masih bisa diberdayakan karena kandungan proteinnya dan mungkin juga

lemaknya masih ada.

Dari buah kelapa, sabutnya dan bubuknya diekspor. Demikian juga

tempurungnya setelah dijadikan arang aktif. Air kelapa sekarang sudah relatif


susah didapat karena banyak digunakan untuk media dalam pembuatan nata de

coco.

1.6. Limbah Industri Pertanian / Pasca Pengolahan

Kelompok ini biasanya yang menjadi perhatian para ahli penanganan

limbah, karena selain banyak dalam jumlah juga seperti industri-industri bukan

pertanian masalah yang ditimbulkannya terkadang menyangkut masyarakat

banyak terutama masyarakat sekeliling lokasi pabrik. Oleh karena itu dalam

penanganan limbah pertanian ini pun baik proses maupun hasilnya tidak

menyebabkan polusi yang menyebabkan adanya masalah kesehatan maupun

bau atau estetika lingkungan. Limbah industri pertanian dapat dikelompokkan

menurut jenis bahan bakunya misalnya limbah sayuran dan buah-buahan, limbah

pati dan karbohidrat lainnya, limbah deri atau pengolahan susu, limbah daging,

limbah ikan dan hasil laut lainnya, dan sebagainya.

Limbah industri pertanian biasanya dikelompokkan juga berdasarkan

karakteristik bahan organiknya, umumnya digunakan pengukuran BOD

(Biological Oxygen Demand). Angka BOD akhir biasanya dipakai sebagai

parameter untuk merancang proses penanganan limbah industri pertanian

tersebut. Selain BOD, angka COD (Chemical Oxygen Demand) dan TOC (Total

Organic Concentration) bisa digunakan untuk melihat sifat-sifat limbah industri

pertanian yang lebih baik lagi. Pengamatan parameter di atas khususnya biasa

digunakan untuk menangani limbah industri pertanian cair.

Limbah padat industri tapioka, tahu, minyak sayur (kelapa, kelapa sawit

dan lain-lain) banyak mendapat perhatian, diteliti di lembaga-lembaga penelitian

dan universitas.

Hasil gilingan tebu di pabrik gula menghasilkan blotong atau bagase yang

masih mengandung gula sekitar 1 persen. Blotong digunakan di pabrik gula

untuk bahan bakar lori pengangkut atau mesin pemanas pabrik (pengkristalan).

Sisa pengkristalan gula didapat cairan kental yang masih banyak mengandung

gula yaitu tetes atau melase. Melase selain digunakan untuk pembuatan spiritus

dan alkohol serta asetat, digunakan juga untuk proses-proses bioteknologi

seperti pembuatan glutamat, asam-asam amino lainnya, sitrat dan lain-lain.


1.7. Sampah Rumah Tangga

Sampah rumah tangga sebenarnya mempunyai karakteristik tersendiri.

Tingkat kehidupan masyarakat yang membuang limbah atau sampah rumah

tangga. Makin maju masyarakat, maka limbah organis atau sampah basah

prosentasenya makin kecil. Sebaliknya pada masyarakat yang sedang

berkembang prosentase volume sampah basah masih tinggi. Sebagai gambaran,

dahulu sebelum diintroduksi pengemas-pengemas logam dan plastik untuk

makanan, hampir seratus persen sampah rumah tangga adalah sampah basah

yang nota bene umumnya merupakan limbah pertanian.

Gambaran dari rumah-rumah tangga dan gedung kantoran beserta

sampahnya, di perkotaan disebut sebagai sampah kota. Pemerintah setempat

biasanya mempunyai lembaga sendiri yang memikirkan masalah ini yang

kaitannya dengan kebersihan lingkungan daerahnya, sehingga peraturan dan

undang-undang untuk mengatasi masalah sampah kota ini perlu diberlakukan.

Wirausaha di bidang sampah sebenarnya sangat menjanjikan di Indonesia,

apalagi dengan adanya apa yang disebut laskar mandiri (pemulung sampah)

sumber tenaga kerja sudah tersedia.

Pada dasarnya limbah pertanian dapat digunakan sebagai bahan baku

industri baik pakan, pangan, obat-obatan, energi serta pertanian (pupuk dan

media).

Di bawah ini diuraikan mengenai penanganan limbah cair industri pertanian

yang banyak menimbulkan masalah terutama lingkungan dan kesehatan. Limbah

pertanian pra panen, panen dan pasca panen – pra olah umumnya berbentuk

padatan, biasanya penanganannya jauh lebih mudah baik dengan jalan

pembakaran, pemanfaatan menjadi pakan, pangan, atau pupuk tanaman.

Baik sifat-sifat maupun penanganan limbah industri pertanian banyak

mengambil dari buku Betty dan Winiati (1993) “Penanganan Limbah Industri

Pangan” terbitan Kanisius, Yogyakarta.


1.8. Jenis-Jenis Limbah

1. Limbah Padat

2. Limbah Cair

3. Limbah Gas

Permasalahan

- Limbah pertanian terdiri dari bahan organik ⇒ busuk → polusi udara

dan polusi air

- Limbah padat bukan merupakan sumber mikroorganisme patogen,

tetapi bila menumpuk ⇒ menimbulkan keadaan tidak higienis karena

menarik lalat, kecoa dan tikus, yang seringkali merupakan pembawa

berbagai jenis kuman penyakit.

v Contoh Limbah padat : jerami, pulp buah cokelat dan kopi, kulit ari-

ari kopi, dedak dan bekatul dan lain-lain.

v Contoh Limbah cair : air buangan pabrik, air cucian kopi dan

cokelat, air kelapa dan lain-lain.

v Contoh Limbah gas : gas cerobong dan uap air buangan pabrik

sawit dan gula, amoniak dari pabrik lateks pekat, karbon dioksida

hasil fermentasi, dan lain-lain.

Berdasarkan Lokasi

v Limbah Lapangan : sisa tanaman yang ditinggalkan waktu panen,

peremajaan / pembukaan areal baru (kayu, ranting, daun, dan lain-

lain).

v Limbah di tempat pengolahan : yaitu hasil ikutan yang terbawa

pada waktu panen hasil utama dan kemudian dipisahkan dari

produk utama dalam proses pengolahan (misalnya tempurung dan

sabut kelapa).

1.9. Tujuan Penanganan Limbah

1. Pemberian perlakuan agar limbah dapat dibuang dalam keadaan

bebas bahaya pencemaran, tanpa usaha mengambil manfaat langsung

daripadanya.

2. Pemberian perlakuan terhadap limbah agar limbah dapat dimanfaatkan

kembali (recycling) sebagai bahan mentah baru, produk baru, bahan

bakar, makanan ternak dan pupuk.


Catatan : Penanganan limbah yang buruk dapat mengakibatkan : bahaya

untuk kehidupan, masalah pelestarian lingkungan, bahaya

kesehatan masyarakat dan merusak estetika lingkungan.

1.10. Ringkasan

v Limbah (waste) adalah bahan yang dibuang di sektor pertanian.

v Limbah pertanian digolongkan atas 4 kelompok yaitu : (1) Limbah pertanian

pra panen, (2) Limbah pertanian panen, (3) Limbah pertanian pasca panen

dan (4) Limbah pertanian pasca pengolahan.

v Berdasarkan wujud, limbah dibagi atas (1) Limbah padat, (2) Limbah cair,

dan (3) Limbah gas.

v Contoh limbah padat adalah jerami, pulp buah coklat dan kopi, dedak dan

bekatul.

v Contoh limbah cair adalah air buangan pabrik, air cucian bahan baku (kopi)

dan air kelapa.

v Contoh limbah gas adalah gas atau uap air buangan pabrik sawit, gula dan

amoniak dari pabrik lateks pekat.

v Tujuan penanganan limbah adalah :

1. Pemberian perlakuan agar limbah dapat dibuang dalam keadaan bebas

bahaya pencemaran, tanpa usaha mengambil manfaat langsung

daripadanya.

2. Pemberian perlakuan terhadap limbah agar limbah dapat dimanfaatkan

kembali (recycling) sebagai bahan mentah baru, produk baru, bahan

bakar, makanan ternak dan pupuk.

1.11. Latihan / Tugas

1. Sebutkan dan jelaskan penggolongan limbah pertanian !

2. Mengapa limbah pertanian harus ditangani sebelum dibuang ?

3. Sebutkan jenis-jenis limbah dan berikan contoh masing-masing !

4. Apa tujuan penanganan limbah industri pertanian ?


BAB II

PERAN BIOTA DALAM PENANGANAN LIMBAH

Dalam penanganan air limbah, mikroorganisme merupakan dasar

fungsional untuk sejumlah proses penanganan. Hal utama dalam penanganan air

limbah adalah pengembangan dan pemeliharaan kultur mikroba yang cocok.

Dalam proses penanganan air limbah secara biologik terdiri dari campuran

mikroorganisme yang mampu memetabolisme limbah organik.

Mikroorganisme yang diketemukan dalam air dan air limbah antara lain :

v Bakteri v Ganggang (Algae)

v Kapang v Rotifer

v Virus v Crustacea

v Protozoa

2.1. Kapang

- Sifat-sifat kapang : mikroorganisme nonfotosintesis, bersel jamak, aerobik,

bercabang, berfilamen fungsinya untuk memetabolisme makanan terlarut.

- Bakteri dan kapang dapat memetabolisme bahan organik dari jenis yang

sama.

- Kapang banyak terdapat bila limbah mempunyai pH rendah, kadar air

rendah, Nitrogen rendah dan bila nutrien tertentu tidak ada.

- Rumus empiris kapang C10H17O6N.

- Kapang tidak aktif dalam sistem anaerobik. N dalam kapang lebih sedikit

daripada bakteri. Kapang tumbuh baik pada pH 4 – 5 (kondisi pH ini bakteri

sulit berkompetisi).

TUJUAN PEMBELAJARAN KHUSUS (TPK) Setelah mengikuti mata kuliah dengan pokok bahasan peran biota

dalam penanganan limbah, mahasiswa akan dapat memahami

peranan biota dalam penanganan limbah industri pangan yang

benar.


- Untuk penanganan limbah secara biologik ⇒ kapang kurang diinginkan

karena ada filamen, tidak dapat mengendap dengan baik.

2.2. Bakteri

Bakteri ⇒ mikroorganisme terpenting dalam sistem penanganan air limbah

karena :

1. Beberapa jenis bakteri bersifat patogenik (penyakit).

Contoh : Vibrio cholera : kolera

Shigella dysenteriae : disentri basiler

Salmonella typhosa : tifus

2. Kultur bakteri dapat digunakan untuk menghilangkan bahan organik

dan mineral-mineral yang tidak diinginkan dari limbah air.

Contoh : Streptococcus sp.

Pseudomonas sp

Bakteri bersifat kemoheterotropik yaitu menggunakan bahan organik

sebagai sumber energi dan karbon. Beberapa spesies mengoksidasi senyawa-

senyawa anorganik tereduksi seperti NH3 untuk energi dan menggunakan CO2

sebagai sumber karbon (kemo autotrop). Ada juga bakteri bersifat fotosintetik

yaitu menggunakan sinar sebagai sumber energi dan karbon dioksida sebagai

sumber karbon.

Bagian reaktif sel bakteri adalah membran sitoplasma. Ciri-ciri lain dari

bakteri adalah : mempunyai kapsul dan lendir (untuk proses lumpur aktif), motil

(bergerak dengan flagela, pergerakan dari kondisi tidak baik menjadi baik).

Bakteri aerob dan fakultatif ⇒ unit penanganan aerobik, bakteri anaerob dan

obligat ⇒ unit penanganan anaerobik. Bentuk dan jenis bakteri ⇒ dalam proses

penanganan limbah bentuk gumpalan. Rumus empiris sel bakteri : C5H7O2 atau

C75H105O30N15P.

Rumus di atas hanya menyatakan proporsi rata-rata dari komponen

pengisi utama dalam sel bakteri. Komponen dasar sel bakteri secara proksimat

tercantum dalam Tabel 1.


Tabel 1. Komponen Dasar Sel Bakteri Secara Proksimat *)

Unsur Persen berat kering Karbon Oksigen Nitrogen Hidrogen Fosfor Sulfur Kalium Magnesium Klorin Besi Lain-lain Kalsium

50 20 14 8 3 1 1

0.5 0.5 0.2 0.3 0.5

* Schroeder (1977) dan Jenie BSL & Rahayu W.P (1990)

Karakteristik yang berguna dari sebagian bakteri adalah kemampuan untuk

menggumpal ⇒ berguna untuk pemisahan bakteri dalam unit pemisahan

padatan dan membantu dalam menghasilkan efluen yang bermutu baik.

Pertumbuhan bakteri cepat dan kemampuan untuk menggunakan bahan organik

tergantung dari suhu, pH, oksigen terlarut dan makanan.

2.3. Virus

- Sifat-sifat virus : virus berada diantara benda-benda hidup dan tidak hidup,

virus bukan organisme sempurna dan terbentuk dari lapisan pelindung

protein yang mengelilingi serabut asam nukleat, virus adalah parasit obligat

karena cara reproduksinya melibatkan sel hidup yang terinfeksi dan

mengarahkan reaksi-reaksi sintetis dari sel hidup tersebut untuk

memproduksi partikel virus baru.

- Perhatian utama pada virus bila terdapat dalam air adalah terhadap

kesehatan masyarakat.

Contoh : virus yang berasal dari air adalah infeksi polio dan hepatitis.

Konsentrasi virus dalam air buangan adalah 1 – 2 / ml.

- Proses penanganan limbah secara koagulasi, sedimentasi dan filtrasi dapat

menghilangkan partikel-partikel virus dalam air sebanyak 99 persen.

- Desinfektan yang baik untuk virus adalah khlorin dan ozon tetapi waktu

kontak yang diperlukan relatif lama. Ozon lebih efektif daripada khlorin.


2.4. Protozoa

- Sifat-sifat : bersel tunggal, motil, tidak mempunyai dinding sel, predator

(memakan bakteri).

- Protozoa digunakan dalam sistem penanganan limbah secara aerobik.

Contoh flagelata dan siliata.

- Protozoa penting dalam penanganan limbah karena memakan bakteri ⇒

sehingga bakteri tidak berlebihan.

- Protozoa akan mengurangi bahan organik yang tidak dimetabolisme dalam

sistem penanganan dan membantu menghasilkan efluen dengan mutu yang

lebih tinggi dan jernih.

- Protozoa untuk penanganan air adalah vortisela.

- Masalah kesehatan masyarakat dengan adanya protozoa adalah disentri

amuba (Entamoeba histolyca).

- Lumpur aktif tanpa protozoa ⇒ efluen keruh, karena adanya sejumlah

bakteri yang terdispersi sehingga BOD dan padatan tidak banyak

terendapkan.

- Kebutuhan nutrisi protozoa lebih kompleks daripada bakteri.

- Protozoa ditemukan dalam penanganan limbah anaerobik padatan dan

dalam sistem penanganan limbah hewan terutama rumanisasi (peranannya

memetabolisme bahan partikulat dan bakteri dan penjernihan efluen akhir).

2.5. Ganggang (Algae)

- Sifat : organisme autotrof fotosintetik, energi dari sinar matahari dan

menggunakan bahan anorganik seperti karbon dioksida, nitrat, fosfat dalam

sintetis sel-sel tambahan, proses fotosintesis : CO2 + H2O CH2O + O2

Oksigen dilepaskan ke dalam lingkungan dan digunakan pada waktu

metabolisme bahan-bahan organik. Contoh : penanganan limbah secara

kolam oksidasi berusaha mensetimbangkan kedua organisme tersebut.

- Ganggang akan berkembang bila sinar matahari cukup menembus cairan

dan ganggang tidak akan tumbuh baik bila cairan sangat keruh seperti pada

unit lumpur aktif dan lagun teraerasi dimana sinar matahari tidak dapat

masuk.

- Ganggang ⇒ 1. Ganggang biru-hijau (Mycrocystis)

2. Ganggang hijau (Chlorella)


2.6. RINGKASAN

• Dalam penanganan air limbah, mikroorganisme merupakan dasar fungsional

untuk sejumlah proses penanganan.

• Dalam proses penanganan air limbah secara biologik terdiri dari campuran

mikroorganisme yang mampu memetabolisme limbah organik.

• Mikroorganisme yang diketemukan dalam air dan air limbah antara lain :

bakteri, kapang, virus, protozoa, ganggang (Algae), Rotifer dan Crustacea.

2.7. LATIHAN SOAL

1. Sebutkan jenis-jenis mikroorganisme yang berperan dalam proses

penanganan limbah olahan pangan !

2. Bagaimana sifat dari masing-masing mikroorganisme dari soal no 1 ?

3. Sebutkan contoh-contoh dari masing-masing mikroorganisme dari soal no 1 !


BAB III

SIFAT-SIFAT LIMBAH INDUSTRI PANGAN

Ciri-ciri limbah industri pangan :

1. Berbeban rendah

2. Volume cairan tinggi

Limbah cair pengolahan pangan mempunyai kandungan :

1. Nitrogen yang rendah

2. BOD dan padatan tersuspensi tinggi

3. Proses dekomposisi cepat

Sifat limbah pengolahan pangan dihasilkan dari :

1. Pencucian

2. Pemotongan

3. Blanching

4. Pasteurisasi

5. Pembersihan alat

6. Pendinginan produk

3.1. Buah-buahan dan Sayuran

Limbah cair pengolahan sayur dan buah selain mengandung bahan

organik juga mengandung polutan seperti tanah, larutan alkali panas (kalor) dan

insektisida.

Hal-hal yang dapat mereduksi jumlah dan tingkat polusi air limbah buah

dan sayur :

1. Reduksi kebutuhan air segar dengan menggunakan sistem daur ulang.

2. Pemisahan limbah kuat dengan perlakuan separasi.

TUJUAN PEMBELAJARAN KHUSUS (TPK) Setelah mengikuti mata kuliah dengan pokok bahasan sifat-sifat

limbah industri pangan, mahasiswa akan dapat memahami sifat-

sifat limbah industri pangan yang benar.


3. Modifikasi proses untuk meminimumkan timbulnya limbah.

4. Pendidikan personalia mengenai pengendalian polusi dan penghematan air.

3.2. Daging dan Unggas

Sumber-sumber limbah daging dan unggas adalah :

1. Penyembelihan

2. Penghilangan bulu

3. Penanganan isi perut

4. Rendering

5. Pemotongan bagian yang tidak berguna

6. Pengolahan

7. Pekerjaan pembersihan

Limbah daging dan unggas mengandung darah, lemak, padatan

anorganik dan organik, garam-garam serta bahan kimia yang ditambahkan

selama pengolahan.

Bagian bukan daging dari hewan yang memberikan beban limbah yang

nyata.

3.3. Susu dan Produk-produknya

Limbah susu terdiri dari susu penuh, whey dari produksi keju, dan air

pencuci. Senyawa pembersih (surfaktan, deterjen asam, natrium hidroksida)

yang digunakan untuk pembersihan peralatan pabrik susu akan menambah

kebutuhan oksigen dari limbah.

3.4. Hasil Laut

Hasil laut terdiri dari ikan, kepiting, udang dan lain-lain. Sumber limbah

ikan adalah cairan yang dihasilkan dari pemotongan, pencucian, dan pengolahan

produk. Cairan mengandung darah, potongan ikan kecil, kulit ikan, isi perut,

kondensat dari operasi pemasakan dan air pendingin dari kondensor.


3.5. RINGKASAN

• Ciri-ciri limbah industri pangan adalah berbeban rendah dan volume cairan

tinggi.

• Sifat limbah pengolahan pangan dihasilkan dari : Pencucian, Pemotongan,

Blanching, Pasteurisasi, Pembersihan alat dan Pendinginan produk.

• Limbah cair pengolahan sayur dan buah selain mengandung bahan organik

juga mengandung polutan seperti tanah, larutan alkali panas (kalor) dan

insektisida.

• Limbah daging dan unggas mengandung darah, lemak, padatan anorganik

dan organik, garam-garam serta bahan kimia yang ditambahkan selama

pengolahan.

• Limbah susu terdiri dari susu penuh, whey dari produksi keju, dan air

pencuci. Senyawa pembersih (surfaktan, deterjen asam, natrium hidroksida)

yang digunakan untuk pembersihan peralatan pabrik susu akan menambah

kebutuhan oksigen dari limbah.

• Hasil laut terdiri dari ikan, kepiting, udang dan lain-lain. Sumber limbah ikan

adalah cairan yang dihasilkan dari pemotongan, pencucian, dan pengolahan

produk. Cairan mengandung darah, potongan ikan kecil, kulit ikan, isi perut,

kondensat dari operasi pemasakan dan air pendingin dari kondensor.

3.6. LATIHAN SOAL

1. Sebutkan ciri-ciri dari limbah industri pangan !

2. Bagaimana sifat dari limbah pengolahan sayur dan buah ?

3. Sebutkan sifat limbah daging dan unggas !

4. Sebutkan limbah dari susu !

5. Sebutkan sumber dari limbah ikan !


BAB IV

PRINSIP-PRINSIP PENANGANAN LIMBAH

4.1. Karakteristik Limbah

Karakteristik limbah meliputi :

1. Volume cairan tinggi

2. Berbeban rendah

3. Memiliki kualitas dan kuantitas fisik yang spesifik (volume aliran, BOD, COD,

DO, suhu, pH, konsentrasi padatan tersuspensi, toksisitas, dll.)

4. Umumnya tidak membahayakan kesehatan, karena tidak terlibat langsung

dalam perpindahan penyakit.

5. Kandungan organiknya yang tinggi menyebabkan mikroorganisme dapat

tumbuh subur, sehingga dapat mereduksi oksigen terlarut (DO rendah), dan

seringkali menimbulkan bau busuk.

Beberapa Cara Pengelolaan Limbah adalah :

1. Pengurangan sumber (source reduction)

2. Penggunaan kembali (reuse)

3. Pemanfaatan (recycling)

4. Pengolahan (treatment)

5. Pembuangan (disposal)

4.1.1. Beberapa Cara Untuk Mengendalikan Produksi Limbah Pangan

• Reduksi kebutuhan air segar dengan menggunakan sistem daur ulang

• Pisahkan limbah kuat/berat dengan separasi

• Modifikasi proses untuk meminimalkan timbulnya llimbah

TUJUAN PEMBELAJARAN KHUSUS (TPK) Setelah mengikuti mata kuliah dengan pokok bahasan prinsip-

prinsip penanganan limbah, mahasiswa akan dapat memahami

prinsip-prinsip penanganan limbah yang benar.


• Beri pendidikan/pelatihan kepada karyawaan mengenai pengendalian polusi

dan penghematan air.

4.1.2. Metode Penanganan Limbah Industri Pangan

1. Penanganan Pendahuluan (contoh : penyaringan partikel)

2. Penanganan Primer (contoh : pengendapan atau penggumpalan)

3. Penanganan Sekunder/penanganan biologi (contoh : degradasi mikrobial,

bisa secara aerobik maupun anaerobik)

4. Penanganan Tersier (contoh : penyaringan pasir, multimedia, mikro, vakum)

5. Desinfeksi (contoh : menurunkan/menghilangkan mikroba patogen)

6. Penanganan Lanjutan (contoh : pembuatan pupuk, pakan ternak, dll.)

4.1.3. Teknologi AOP (Advanced Oxidation Process)

Sejak awal tahun 1990-an mulai dikenalkan Teknologi Bersih Pengolahan Air

limbah, yaitu Teknologi Oksidasi Lanjutan / AOP).

AOP merupakan satu atau kombinasi dari beberapa proses kimia, yaitu :

ozone

hydrogen peroxide

ultraviolet light

titanium oxide

photo-catalyst

sonolysis, electron beam

electrical discharges (plasma)

Hidroksil radikal : memiliki potensial oksidasi tinggi (2,8 V) melebihi ozone

(potensi oksidasi 1,07 V), sehiingga hidroksil radikal mudah bereaksi dengan

berbagai senyawa organik, baik yang mudah maupun yang sulit dipecahkan.

Contoh aplikasi AOP di Jepang : kombinasi dari ozone dan ultraviolet.

Keunggulan AOP :

areal instalasi pengolahan air limbah yang tidak luas

waktu pengolahan cepat

penggunaan bahan kimia sedikit

penguraian senyawa organik yang efektif

keluaran (output) limbah lumpur (sludge) sedikit

air hasil pengolahan (wastewater) dapat digunakan kembali

menghasilkan hidroksil radikal


4.1.4. Dasar-Dasar Penanganan Biologik

Degradasi limbah secara biologik merupakan proses yang berlangsung

secara alamiah. Sistem biologik yang terkendali dan tak terkendali merupakan

sistem utama yang digunakan untuk menangani limbah organik. Sistem ini

mungkin menangani limbah cair atau padat, mungkin aerobik atau fakultatif,

mungkin di dalam struktur yang terkendali atau di atas lahan. Contoh proses

penanganan biologik termasuk kolam oksidasi, lagun aerasi, lagun anaerobik,

pembuatan pupuk, dan penimbunan lahan (land disposal).

Oleh karena itu proses yang berlangsung adalah biologik, maka pengertian

proses harus berdasarkan pada dasar-dasar mikrobiologi dan transformasi dalam

unit penanganan limbah secara biologik. Rancangan dan operasi proses biologik

dapat diharapkan berhasil dilaksanakan apabila pengertian ini telah dicapai.

1. Reaksi Biokimia

Dalam sistem biologik, mikroorganisme menggunakan limbah untuk

mensintesis bahan selular baru dan menyediakan energi untuk sintesis.

Organisme juga dapat menggunakan suplai makanan yang sebelumnya sudah

terakumulasi secara internal atau endogenes untuk respirasi dan melakukannya

terutama bila tidak ada sumber makanan dari luar atau eksogenes. Sintesis dan

respirasi endogenes berlangsung secara simultan dalam sistem biologik dengan

sintesis yang berlangsung lebih banyak bila terdapat makanan eksogenes yang

berlebihan dan respirasi endogenes akan mendominasi bila suplai makanan

eksogenes sedikit atau tidak ada.

Secara umum reaksi yang terjadi dapat digambarkan sebagai berikut :

Limbah yang dapat dimetabolisme + mikroorganisme → produk akhir + dan mengandung energi lebih banyak mikroorganisme

Bila pertumbuhan terhenti, mikroorganisme mati dan lisis melepaskan

nutrien dari protoplasmanya untuk digunakan oleh sel-sel yang masih hidup

dalam suatu proses respirasi selular autoksidatif atau endogenes. Reaksinya

secara umum adalah sebagai berikut :

Mikroorganisme produk akhir + lebih sedikit mikroorganisme

Dengan adanya bahan limbah (makanan), metabolisme mikroba akan

berlangsung memproduksi sel-sel baru, energi dan padatan mikroba akan lebih

banyak dan akan terjadi pengurangan padatan mikroba. Massa mikroba tidak


akan berkurang hingga nol bahkan bila periode respirasi endogenes berlangsung

lama. Residu sekitar 20 sampai 25 persen massa mikroba tertinggal. Bahkan

dalam sistem penanganan biologik akan terjadi akumulasi padatan dengan laju

minimum. Padatan ini harus dikeluarkan dari instalasi.

2. Proses-Proses Biologi Dasar

Berbagai proses biologik dapat berlangsung dengan atau tanpa adanya

oksigen terlarut, yaitu aerobik atau anaerobik, berdasarkan kemampuan

fotosintesis atau oleh mobilitas organisme yaitu pertumbuhan tersuspensi atau

melekat. Proses-proses umum yang digunakan untuk penanganan limbah dapat

dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Proses Penanganan Biologik*)

Aerobik Unit lumpur aktif Filter menetes Kolam oksidasi Lagun aerasi Parit oksidasi

Pertumbuhan tersuspensi

Lumpur aktif Lagun aerasi Digester pencampur Parit oksidasi

Anaerobik Lagun anaerobik Digester Filter anaerobik

Fotosintetik

Kolam oksidasi Pertumbuhan melekat

Filter menetes Kontraktor biologik berputar Filter anaerobik Kolo denitrifikasi

*) Loehr (1977)

A. Aerobik

Istilah aerobik yang digunakan dalam proses penanganan biologik berarti

proses dimana terdapat oksigen terlarut. Oksidasi bahan organik akhir adalah

proses utama yang menghasilkan energi kimia untuk mikroorganisme dalam

proses ini. Mikroba yang menggunakan oksigen sebagai aseptor elektron akhir

adalah mikroorganisme aerobik.

B. Anaerobik

Sebagian mikroorganisme mampu berfungsi tanpa adanya oksigen terlarut

dalam sistem. Mikroorganisme anaerob tertentu tidak dapat hidup bila ada

oksigen terlarut dan merupakan obligat anaerob. Contoh mikroorganisme ini


adalah bakteri metana yang umum ditemukan dalam digester anaerobik, dan

lagun anaerobik. Anaerob memperoleh energinya dari oksidasi bahan organik

kompleks tanpa menggunakan oksigen terlarut tetapi menggunakan senyawa-

senyawa lain sebagai pengoksidasi. Senyawa pengoksidasi selain oksigen yang

dapat digunakan oleh mikroorganisme termasuk karbon dioksida, senyawa-

senyawa organik yang teroksidasi sebagian, sulfat dan nitrat. Proses dimana

bahan organik dipecah tanpa adanya oksigen sering disebut fermentasi.

C. Fakultatif

Hanya beberapa organisme adalah obligat anaerob atau aerob. Sejumlah

besar mikroorganisme dapat hidup baik dengan atau tanpa oksigen. Organisme

yang berfungsi di bawah kondisi baik anaerobik atau aerobik adalah

mikroorganisme fakultatif. Bila tidak ada oksigen dalam lingkungannya, mereka

mampu memperoleh energi dari degradasi bahan organik dengan mekanisme

nonaerobik, tetapi bila terdapat oksigen terlarut, mereka akan memecah bahan

organik lebih sempurna. Organisme dapat memperoleh energi lebih banyak

dengan oksidasi aerobik daripada oksidasi anaerobik.

Unit penanganan biologik dapat dirancang baik aerobik atau anaerobik.

Kadang-kadang terjadi kondisi anaerobik dalam unit yang dirancang aerobik.

Contoh kondisi ini adalah bahan organik yang mengendap di dasar kolam

oksidasi, bila beban sistem aerobik berlebihan karena meningkatnya kekuatan

limbah segar dan di bagian dalam dari partikel flok lumpur aktif dan pertumbuhan

filter menetes. Sebagian besar mikroorganisme dalam proses penanganan

limbah secara biologik adalah organisme fakultatif.

3. Fotosintesis

Fotosintesis adalah penggunaan energi matahari oleh klorofil dari tanaman

hijau untuk menggabungkan karbon dioksida dan senyawa anorganik molekul

oksigen. Organisme fotosintetik yang penting dalam sistem penanganan biologik

adalah ganggang dan tanaman akar atau terapung. Contoh sistem penanganan

biologik seperti ini termasuk kolam oksidasi, sungai, tempat penampungan

(reservoir), danau dan sistem-sistem produksi ganggang dengan laju tinggi untuk

memulihkan nutrien dalam limbah.


4. Pertumbuhan Tersuspensi

Istilah ini merupakan campuran mikroorganisme dan limbah organik.

Mikroorganisme mampu membentuk gumpalan menjadi massa flokulan dan

mampu untuk bergerak dengan aliran cairan. Agitasi cairan akan menjaga

padatan mikroba berada dalam suspensi. Proses pertumbuhan tersuspensi

anaerobik dapat diagitasi dengan pengadukan secara mekanik dan difusi gas.

Unit lumpur aktif, lagun aerasi, parit oksidasi dan digester anaerobik yang

tercampur baik merupakan proses pertumbuhan tersuspensi.

5. Pertumbuhan Melekat

Pertumbuhan mikroba akan melekat bila mikroorganisme tumbuh pada

medium padat sebagai pendukung dan aliran limbah kontak dengan organisme.

Media pendukung dapat berupa batu-batu besar, karang, lembaran plastik

bergelombang atau cakram yang berputar. Walaupun kebanyakan sistem

pertumbuhan melekat yang digunakan untuk penanganan limbah adalah aerobik,

beberapa bersifat anaerobik. Contoh unit pertumbuhan melekat adalah filter

menetes (trickling filter), cakram biologik berputar dan filter anaerobik.

6. Transformasi Biokimia

Dalam unit biologik berlangsung sejumlah perubahan. Sebagian dari

transformasi mempengaruhi komponen pengisi lembah yang sedang menerima

penanganan, sehingga akan mempengaruhi mutu dari unit efluen. Yang lain akan

mempengaruhi sifat dan jumlah padatan terlarut. Berikut ini adalah transformasi

dasar yang berlangsung dalam berbagai sistem penanganan.

7. Karbon

Oksidasi senyawa-senyawa yang mengandung karbon organik

menggambarkan mekanisme dimana organisme heterotrofik memperoleh energi

untuk sintesis. Proses ini disebut respirasi. Dalam sistem penanganan aerobik

karbon organik ditransformasi melalui berbagai tahap, untuk mensintesis

protoplasma mikrobial, C3H7O2N, dan karbon dioksida.

Karbon organik + O2 C5H7O2N + CO2

Pengambilan oksigen dan pembentukan karbon dioksida menunjukkan

efek respirasi.


Dalam sistem anaerobik, molekul oksigen tidak dapat merupakan aseptor

elektron terminal dan semua karbon yang direspirasi tidak akan diubah menjadi

karbon dioksida. Di bawah kondisi anaerobik, karbon organik diubah menjadi

padatan mikrobial, karbon dioksida, metana dan senyawa pereduksi lain.

Metaboliseme anaerobik yang menuju pembentukan metana berlangsung dalam

satu seri langkah. Secara sederhana dapat diringkaskan sebagai konversi

organik kompleks menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana :

Karbon organik sel mikroba + asam organik, aldehid, alkohol, dll.

Dan konversi senyawa-senyawa yang lebih sederhana menjadi produk-

produk akhir berupa gas :

Asam organik + karbon organik teroksidasi sel mikroba + Metana +

karbondioksida

8. Nitrogen

Nitrogen adalah nutrien penting dalam sistem biologik. Nitrogen mengisi

sekitar 12 persen protoplasma bakteri dan 5 hingga 6 persen protoplasma

kapang. Dalam air limbah, nitrogen akan terdapat sebagai nitrogen organik dan

nitrogen amonia, proporsinya tergantung degradasi bahan organik yang

berlangsung. Dalam sistem biologik, senyawa nitrogen organik dapat

ditransformasi menjadi nitrogen amonium dan dioksidasi menajdi nitrogen

amonium dan dioksidasi menjadi nitrogen nitrat dan nitrit.

N organik N amonium N nitrit N nitrat

Oksidasi amonia menjadi nitrit dan nitrat disebut nitrifikasi dan berlangsung

di bawah kondisi aerobik. Definisi nitrifikasi yang lebih dasar adalah konversi

biologik senyawa nitrogen anorganik atau organik dari bentuk tereduksi menjadi

bentuk yang lebih teroksidasi. Untuk memperoleh nitrifikasi yang optimum,

diperlukan residu konsentrasi oksigen terlarut sebesar 2 mg/l. Amonia menjadi

nitrat, adalah kombinasi organisme yang dapat menyelesaikan oksidasi nitrogen

secara sempurna.

Denitrifikasi adalah proses dimana nitrogen nitrat dan nitrit direduksi

menjadi gas nitrogen dan nitrogen oksida di bawah kondisi anoksik (tanpa

oksigen). Proses ini membutuhkan tersedianya donor elektron (senyawa

pereduksi). Donor yang diperlukan dapat berupa bahan organik, seperti metanol,


penambahan limbah yang belum diberi perlakuan, bahan organik yang belum

dimetabolisme, atau respirasi endogenes dari sel mikroba.

Denitrifikasi memberi kemungkinan untuk mereduksi kadar nitrogen dari

efluen limbah dengan menghasilkan fraksi nitrogen yang dilepaskan ke udara

sebagai gas inert. Karena peranan nitrogen dalam eutrofikasi dan kebutuhan

oksigen dari air permukaan, maka pengendalian nitrogen dalam sistem

penanganan limbah secara biologik akan memegang peranan yang besar di

masa mendatang.

9. Fosfor

Sumber-sumber fosfor dalam air limbah termasuk bahan organik, fosfat

yang berasal dari bahan pembersih yang digunakan untuk proses pembersihan

pabrik, serta urine manusia dan hewan. Fosfor organik diubah menjadi fosfor

anorganik selama penanganan biologik.

Bentuk fosfat dalam air limbah penting karena teknik penghilangan fosfat

umumnya dievaluasi berdasarkan kemampuannya untuk menghilangkan

ortofosfat. Hidrolisis fosfat yang terkondensasi menjadi ortofosfat dipengaruhi

oleh kondisi lingkungan seperti suhu dan konsentrasi mikroba.

Tripolifosfat (P2O105-) + H2O ortofosfat (PO4

3-) + H+

Kecepatan hidrolisis dari fosfat terkondensasi dalam sistem berikut

menurun dengan urutan : lumpur aktif, air limbah yang belum diberi perlakuan,

kultur ganggang, dan air alamiah.

Penanganan biologik aerobik akan mengubah fosfat terkondensasi

menjadi ortofosfat. Penanganan anaerobik akan menghasilkan perubahan-

perubahan lain. Tahap utama dalam penanganan anaerobik adalah likufikasi

(pencairan) bahan organik dan senyawa fosfor anaerobik akan dilepaskan dari

senyawa fosfor terlarut dalam konsentrasi tinggi daripada influennya. Pelepasan

efluen seperti ini ke bagian lain dari fasilitas penanganan limbah atau ke

lingkungan dapat merumitkan dan atau menghalangi proses penghilangan fosfor

pada fasilitas.

10. Sulfur

Transformasi sulfur oleh mikroba serupa dengan nitrogen. Sulfida dan

amonia merupakan produk dekomposisi dari senyawa organik. Keduanya


dioksidasi oleh bakteri autrofik, seperti senyawa-senyawa sulfur anorganik dan

nitrogen yang tidak teroksidasi sempurna. Sulfat dan nitrat direduksi oleh

mikroorganisme di bawah kondisi anaerobik.

Senyawa-senyawa sulfur anorganik yang tidak teroksidasi dan unsur sulfur

dioksidasi oleh bakteri fotosintetik dan kemosintetik, dan oleh mikroorganisme

heterotrofik tertentu. Di bawah kondisi anaerobik, sulfida adalah produk akhir

yang tereduksi dan di bawah kondisi aerobik, sulfat adalah produk akhir yang

teroksidasi.

Asimilasi sulfur menjadi protoplasma selular merupakan reaksi utama dari

organisme heterotrofik. Pada organisme lain, transformasi sulfur dapat

menyediakan energi untuk metabolisme dan senyawa sulfur dapat bertindak

sebagai donor atau aseptor hidrogen. Oleh karena ini, maka bakteri tertentu

disebut bakteri sulfur. Bakteri ini adalah autotrofik, dapat menggunakan sulfur

atau senyawa sulfur anorganik yang tidak sempurna teroksidasi seperti senyawa

pereduksi, contohnya donor hidrogen langsung atau tak langsung, dan dapat

mengasimilasi karbon dioksida sebagai satu-satunya sumber karbon.

11. Makanan dan Massa

Tujuan utama dari penanganan limbah secara biologik adalah untuk

mengoksidasi kadar organik limbah, yaitu makanan untuk mikroorganisme.

Konsentrasi limbah turun dengan meningkatnya massa mikroba. Dalam sistem

aerobik, kira-kira 0,7 lb massa sel disintesis untuk setiap 1,0 lb makanan,

sebagai BOD, yang dioksidasi. Dilanjutkan dengan respirasi endogenes yang

ekstensif, atau pencernaan aerobik dari sel, 0,7 lb sel tersebut akan direduksi

hingga sekitar 0,17 lb bahan selular yang tersisa untuk dibuang. Padatan selular

residu yang sebenarnya dalam sistem akan berada diantara dua nilai terakhir,

tergantung bagaimana sistem aerobik dioperasikan, misalnya tingkat respirasi

endogenes yang berlangsung. Perubahan yang serupa dengan ini juga terjadi

dalam sistem anaerobik.

Para ahli teknik umumnya menggunakan konsentrasi padatan tersuspensi

yang menguap dari unit penanganan biologik sebagai perkiraan konsentrasi

mikroorganisme yang aktif dalam unit. Walaupun parameter ini bukan ukuran

yang tepat dari massa yang aktif, tetapi merupakan parameter untuk rancangan

dan manajemen yang sangat berguna. Parameter lain telah diteliti untuk


digunakan sebagai ukuran yang lebih tepat baik untuk biomassa maupun

bioaktivitas dalam unit. Parameter ini termasuk aktivitas enzim dehidrogenase

untuk mengukur laju keseluruhan dari reaksi oksidasi selular, enzim spesifik yang

terlihat dalam metabolisme intermedier, dan konsentrasi DNA. ATP merupakan

ukuran spesifik aktivitas mikroba dan dapat digunakan untuk menduga

konsentrasi mikroorganisme yang hidup dalam unit penanganan biologik.

12. Oksigen

Oksigen memegang peranan yang kritis dalam sistem penanganan biologik

karena bilangan oksigen bertindak sebagai aseptor hidrogen akhir,

mikroorganisme akan memperoleh energi maksimum. Untuk mempertahankan

sistem aerobik diperlukan konsentrasi oksigen terlarut minimum antara 0,2 dan

0,6 mg/l. Konsentrasi oksigen terlarut dalam unit penanganan aerobik harus

dijaga di atas 1,0 mg/l bila pembatasan oksigen ingin dihindarkan.

13. Suhu dan pH

Aktivitas biologik dapat mengubah pH dari unit penanganan. Contoh-

contoh reaksi biologik yang dapat menyebabkan kenaikan pH adalah fotosintesis,

denitrifikasi, pemecahan nitrogen organik, dan reduksi sulfat. Contoh reaksi

biologik yang dapat menyebabkan penurunan pH adalah oksidasi sulfat,

nitrifikasi, oksidasi karbon organik. Perubahan relatif dalam pH akan

mempengaruhi kapasitas penyangga dari cairan dan jumlah substrat yang

digunakan oleh mikroorganisme.

Masalah yang timbul sehubungan dengan karakteristik suhu dan pH air

limbah terjadi dalam proses anaerobik yang sangat peka terhadap suhu dan pH.

Banyak air limbah industri bersifat sangat asam (misalnya penyulingan anggur

yang mempunyai pH 3,5 dan keasaman lebih dari 1000 mg/l CaCO3) atau

bersifat alkali (misalnya limbah pencucian yang mempunyai pH lebih dari 9,0 dan

alkalinitas 250 mg/l CaCO3). Proses penanganan biologik konvensional tidak

dapat bekerja dengan baik di luar daerah pH 6,5 hingga 8,5 dan sifat asam serta

alkali harus dimodifikasi dengan cara tertentu. Metode modifikasi pH yang

memungkinkan adalah dengan netralisasi, pengenceran dengan efluen lain, dan

pengendalian proses reaksi biologik. Metode yang terakhir dapat digunakan bila

penyebab pH tinggi atau rendah adalah bahan organik. Air limbah yang


mengandung konsentrasi asam organik yang cukup banyak sering mempunyai

pH yang rendah dan dapat diatasi secara efektif dengan menyesuaikan laju

penghilangan dengan laju input massa dari asam.

Limbah domestik biasanya mempunyai pH mendekati netral dan suhu

berkisar antara 15 hingga 25°C. Suhu ini berada di bawah suhu optimum untuk

pertumbuhan bakteri, tetapi tidak merupakan hambatan utama dalam rancangan

unit atau operasinya. Sebagian air limbah industri seperti yang berasal dari

penyulingan dapat mempunyai pH 65°C atau lebih tinggi. Untuk menangani air

limbah ini dapat diterapkan proses anaerobik.

4.2. Kebutuhan Nutrien

Untuk mencapai penanganan limbah secara biologik yang memuaskan,

limbah harus mengandung karbon, nitrogen, fosfor dan unsur kelumit yang cukup

untuk mempertahankan laju sintesis mikroba yang optimum. Dalam kebanyakan

limbah, kesetimbangan nutrisi bukan merupakan masalah karena biasanya

terdapat kelebihan nitrogen, fosfor dan unsur kelumit dengan memperhatikan

karbon yang digunakan dalam sintesis sel. Kelebihan nutrien ini dapat

menyebabkan eutrofikasi dalam air permukaan bila efluen disalurkan. Metode

pengendalian kelebihan nutrien ini diperlukan sebelum pengeluaran efluen.

Limbah-limbah tertentu, seperti sebagian limbah pengolahan pangan,

dapat kekurangan nutrien spesifik yang perlu ditambahkan dalam jumlah yang

tepat untuk menyelesaikan penanganan limbah biologik yang memuaskan.

Jumlah nutrien yang tidak cukup, seperti nitrogen dan fosfor, cenderung

menurunkan laju pertumbuhan mikroba, menurunkan laju penghilangan BOD,

dan melemahkan sifat pengendapan dari lumpur.

Pendekatan umum yang dilakukan adalah dengan menambahkan nutrien

untuk memperoleh suatu nisbah BOD : N : P sebesar 100 : 5 : 1. Nisbah ini

memuaskan bila diinginkan tidak ada defisiensi nutrien tetapi kecil manfaatnya

bila tujuannya untuk memperoleh kadar nitrogen dan fosfor yang rendah dalam

efluen. Nisbah di atas rancangan untuk menjamin nutrien yang cukup dalam laju

penanganan biologik yang tinggi. Studi dengan limbah yang defisien nutrien

menetapkan 3-4 lb N/100 lb BOD5 yang dihilangkan dan 0,5 – 0,7 lb/100 lb BOD

yang dihilangkan akan mencegah kondisi defisien nutrien. Hal ini menghasilkan

nisbah BOD : N : P sebesar 100 : 3 : 0,6. Studi lain dengan limbah pengolahan


pangan telah diamati bahwa nisbah BOD terhadap nitrogen sebesar 100 : 2 atau

100 : 1,5 cukup memuaskan dalam menangani limbah pengalengan tanpa

penurunan efisiensi proses.

Kebutuhan nutrisi yang sebenarnya akan berhubungan dengan cara

proses penanganan biologik dilakukan. Proses dengan laju tinggi akan

mempunyai laju sintesis mikroba yang tinggi pula dan kebutuhan nutrien yang

lebih tinggi. Akan tetapi untuk sistem penanganan biologik dengan pertumbuhan

yang stasioner atau menurun, seperti halnya pada kebanyakan sistem

penanganan, akan terdapat laju sintesis mikroba dan kebutuhan nutrien yang

lebih rendah. Dengan waktu retensi padatan yang lama, beberapa hari dalam

sistem penanganan yang umum, respirasi endogenes dari sel mikroba akan

melepaskan nutrien ke dalam sistem. Nutrien ini akan digunakan dalam sintesis

sel-sel mikroba baru. Kira-kira 0,11 lb nitrogen akan dilepaskan dari oksidasi 1 lb

mikroba.

Nutrien yang dibutuhkan harus ditambahkan sesuai dengan laju sintesis

sel. Secara praktis, bila limbah kekurangan nutrien, nutrien harus ditambahkan

pada sistem sebanding dengan nutrien dalam padatan mikroba yang hilang

dalam efluen dan atau dibuang dari sistem.

4.2.1. Karakteristik Air Limbah

Semua air limbah perlu dikarakterisasi terlebih dahulu sebelum rancangan

proses dimulai. Sifat air limbah yang perlu diketahui adalah volume aliran,

konsentrasi organik, sifat-sifat karakteristik dan toksisitas.

Laju aliran dan keragaman laju aliran merupakan faktor penting dalam

rancangan proses. Sejumlah unit dalam kebanyakan sistem penanganan harus

dirancang berdasarkan puncak laju aliran. Hal ini membutuhkan studi aliran dan

memberikan pertimbangan untuk meminimumkan keragaman laju aliran

bilamana mungkin.

Untuk mengukur kadar organik dari limbah yang paling umum digunakan

adalah BOD5. BOD akhir (ultimate BOD = BODL), merupakan parameter yang

lebih baik untuk digunakan dalam rancangan proses penanganan. Untuk

memperkirakan nilai BODL dapat digunakan COD (Chemical Oxygen Demand),

tetapi fakta ini harus selalu ditetapkan dengan percobaan. Banyak air limbah


yang mempunyai COD tinggi dan BOD rendah yang disebabkan karena adanya

bahan organik yang tidak dapat dipecah secara biologik atau bahan beracun.

Sifat-sifat fisik seperti suhu, pH, dan konsentrasi padatan tersuspensi

merupakan peubah yang mempunyai pengaruh langsung terhadap proses

bioksidasi. Nilai peubah ini diperkirakan akan berubah dengan laju aliran dan

musim. Informasi ini akan diperlukan oleh perancang proses penanganan.

Analisis BOD dalam penanganan air limbah akan membeirkan indikasi

awal adanya bahan toksik. Bila air limbah mempunyai COD atau TOC (Total

Organic Concentration) yang tinggi dan BOD yang rendah, maka studi toksisitas

mungkin perlu.

4.3. Pengukuran Kebutuhan Oksigen dan Parameter lain

1. Kebutuhan Oksigen Biokimia (Biochemical Oxygen Demand = BOD)

Uji BOD adalah salah satu metode analisis yang paling banyak digunakan

dalam penanganan limbah dan pengendalian polusi. Uji ini mencoba menentukan

kekuatan polusi dari suatu limbah dalam pengertian kebutuhan mikroba akan

oksigen dan merupakan ukuran tak langsung dari bahan organik dalam limbah.

Percobaan dengan sejumlah limbah menunjukkan bahwa perubahan

kebutuhan oksigen dari limbah (BOD) dapat dicirikan dengan persamaan tingkat

pertama :

kCdt

dC−=

dimana C adalah konsentrasi limbah dan k adalah konstanta perbandingan dari

konstanta laju BOD.

Mikroorganisme dapat mengoksidasi baik senyawa-senyawa mengandung

karbon dan senyawa-senyawa nitrogen. Bakteri yang mengoksidasi nitrogen

adalah autotrof, secara normal tidak banyak terdapat dalam air limbah segar.

Organisme ini terdapat dalam limbah yang teroksidasi seperti efluen air limbah

yang diberi penanganan aerobik seperti lumpur aktif dan filter menetes. Bila

konsentrasi organisme nitrifikasi yang terdapat dalam botol BOD rendah, akan

terdapat periode persiapan (lag) sebelum organisme ini terdapat dalam jumlah

cukup banyak untuk memperlihatkan kebutuhan nitrogen yang nyata.

Uji BOD distandarisasi pada periode 5 hari, suhu 20°C. Sampel disimpan

dalam botol yang kedap udara. Stabilisasi yang sempurna dapat membutuhkan


waktu lebih dari 100 hari pada suhu 20°C. Periode inkubasi yang lama ini tidak

praktis untuk penentuan rutin. Oleh karena itu prosedur yang disarankan oleh

AOAC (Association of Official Analytical Chemist) adalah periode inkubasi 5 hari

dan disebut BOD5. Nilai ini hanya merupakan indeks jumlah bahan organik yang

dapat dipecah secara biologik bukan ukuran sebenarnya dari limbah organik.

Jumlah oksigen yang rendah dalam botol uji BOD, 2 – 3 mg, menunjukkan

bahwa limbah yang berkekuatan tinggi seperti kebanyakan limbah pengolahan

pangan dan limbah hewan harus diencerkan terlebih dahulu sebelum dianalisis.

Sebelum analisis BOD, limbah hewan dapat membutuhkan pengenceran 1 : 100

sampai 1 : 1000 atau lebih. Kesulitan dalam pengenceran limbah baik secara

fisik maupun kimia tidak seragam sehingga menurunkan ketepatan uji BOD

standar yang diperkirakan mempunyai ketepatan ± 20 persen.

Air buangan domestik yang tidak mengandung limbah industri mempunyai

BOD kira-kira 200 ppm. Limbah pengolahan pangan umumnya lebih tinggi dan

seringkali lebih dari 1000 ppm.

Walaupun BOD5 merupakan pengukuran umum untuk polusi air, uji BOD

memakan waktu dan reproduksibilitasnya rendah. Uji-uji seperti kebutuhan

oksigen secara kimia (COD) dan karbon organik total (TOC) lebih cepat, lebih

andal dan lebih reprodusibel.

Kelemahan uji BOD5. Seperti telah dijelaskan sebelumnya, fase lag yang

tidak dapat diduga panjangnya terjadi sebelum pertumbuhan aktif dimulai.

Panjang lag akan mempengaruhi nilai BOD 5 hari dengan menggeser kurva

sepanjang sumbu waktu. Fase stasioner disebabkan oleh habisnya nutrien yang

terbatas. Hal ini sesuai dengan titik akhir stoichiometri dari sistem reaksi

nonbiologik dan harus merupakan nilai yang reprodusibel dari pengambilan

oksigen.

Dalam sistem reaksi BOD, sekali bahan organik dikonversi menjadi massa

selular baru dan karbon dioksida, maka hubungan laju reaksi harus berubah.

Kebutuhan oksigen di luar titik ini disebabkan karena terputusnya proses,

biasanya dikenal sebagai respirasi endogenes dan karena predator (protozoa

dan bentuk-bentuk yang lebih tinggi) memakan bakteri. Respirasi endogenes

umumnya menggunakan bahan-bahan cadangan dan konsumsi bahan yang

dilepaskan dari sel-sel mati.


Nitirifikasi dalam uji BOD. Pada beberapa titik waktu, oksidasi nitrogen-

amino akan mulai berlangsung. Oleh karena oksigen digunakan dalam proses

reaksi biokimia, dugaan jumlah BOD nitrogen disajikan pada persamaan di

bawah ini :

BOD nitrogenes = 4,6 (N amonia + N organik)

Bakteri nitrifikasi tumbuh lambat, dan nitrifikasi umumnya tidak

berlangsung dalam bobot BOD pada waktu inkubasi kurang dari 9 atau 10 hari.

Kebutuhan oksigen yang dihilangkan adalah penting bagi air penerima dan harus

dipertimbangkan dalam proses rancangan secara keseluruhan.

Umumnya, BOD nitrogenes dilaporkan terpisah dari BOD karbon. Dengan

demikian, bila nilai BOD dalam pustaka diberikan sebagai BOD5 atau BODL

(Ultimate BOD atau BOD akhir), maka harus diasumsi bahwa nilai ini tidak

termasuk BOD nitrogen.

Sistem Stoichiometri BOD. Bila nilai BOD digunakan sebagai ukuran

konsentrasi organik yang dapat dibiodegradasi maka harus digunakan BOD akhir

(BODL) karena bakteri dipengaruhi oleh jumlah total organik yang dapat

dibiodegradasi, bukan fraksi yang akan dioksidasi. Dengan demikian perlu

dikembangkan penentuan BOD akhir.

Cusch mempelajari sistem evaluasi stoichiometrik kebutuhan oksigen dari

air limbah. Pertama-tama dipertimbangkan untuk menetapkan titik akhir reaksi

konversi organik. Dengan mengikuti kurva penggunaan BOD untuk substrat

murni dan terlarut, Busch menemukan bahwa terjadi laju penurunan pengambilan

oksigen yang tajam pada suatu nilai yang reprodusibel. Indeks

reprodusibilitasnya adalah gram pengambilan oksigen tiap gram substrat yang

disonofikasi, yang diduga hampir bebas dari organisme predator, nilai BOD pada

titik di mana terjadi penurunan laju reaksi yang tajam, atau “plato” ternyata

reprodusibel sekitar 5 %.

Kurva perubahan BOD tipikal dapat dilihat pada Gambar 3 dan nilai plato

BOD dari Busch (1958; 1961) dapat dilihat pada Tabel 4. Busch menduga bahwa

plato dalam kurva kebutuhan oksigen disebabkan oleh pemecahan substrat,

maka asumsi kemudian diperkuat oleh Schroeder (1968) dan Parisod (1974).

Bila plato disebabkan oleh pemecahan substrat, maka massa sel yang diproduksi

hingga mencapai plato adalah hasil bersih (neto) dari reaksi. Semua bahan

organik yang mula-mula ada dapat diperhitungkan sebagai oksigen yang


digunakan atau bahan sel yang diproduksi. Kebutuhan oksigen total atau akhir

adalah nilai BOD plato ditambah kebutuhan oksigen dari sel yang diproduksi (bila

sel yang diproduksi dioksidasi secara biologik). BOD sel agak sulit ditetapkan,

karena membiarkan sel didegradasi oleh proses alamiah membutuhkan waktu

yang sangat lama. Oksidasi dengan proses kimia lebih cepat tetapi tidak teliti

pada konsentrasi rendah. Busch dan Myrick (1961) menarik kesimpulan bahwa

metode yang paling praktis untuk memperkirakan BOD total adalah dengan

dengan mengukur nilai plato, menentukan produksi sel secara gravimetri, dan

menggunakan rumus sel empirik berdasarkan nisbah pengisi sel seperti yang

dikemukakan oleh Porges et al (1956).

Gambar 3. Kurva Perubahan BOD (Schroeder, 1977)

Tabel 4. Nilai BOD Plato untuk berbagai Substrat, mg O2/mg substrat*)

Substrat BOD Plato Glukosa Asam glutamat Natrium asetat Fruktosa Asam alfa ketoglutamat Sorbitol

0,42 0,38 0,58 0,42 0,39 0,39

*) Schroeder (1977)

Dengan menggunakan rumus Porges et al (1956), C5H7O2N, dan data

untuk glukosa sebagai sumber karbon satu-satunya, Busch melaporkan berikut

ini untuk sistem botol BOD :


24C6H12O6 + 59O2 + 17NH3 17 C5H7O2N + 59CO2 + 110H2O

Untuk hubungan ini, dibutuhkan 1,41 g oksigen per gram sel yang

diproduksi. Dibuat asumsi bahwa semua bahan sel yang diproduksi akan segera

dioksidasi. Prosedur ini memberikan hasil yang memuaskan, dan hasilnya

tergantung pada sistem percobaan; contohnya, nilai kebutuhan oksigen total

yang sama diperoleh dengan botol-botol BOD dan dengan respirometer, yang

menggunakan peralatan dengan konsentrasi sel atau kultur massa yang lebih

tinggi. Nilai-nilai BOD plato linier dengan konsentrasi substrat awal untuk suatu

substrat tertentu, sedangkan nilai-nilai BOD5 cenderung meningkat dengan

pengenceran karena pengaruh blanko pada perhitungan. Studi penentuan BOD

respirometrik akhir-akhir ini oleh Flegal (1976) dan Parisod (1974) telah

menguatkan teori Plato dan penggunaan metode respirometrik. Penelitian yang

telah dilakukan juga membuktikan bahwa penggunaan waktu uji tanpa alasan

yang kuat (misalnya 5 hari) adalah tidak benar. Flegal menetapkan bahwa

stoichiometri plato konstan antara 10 dan 37 °C. Hasil ini menunjukkan bahwa

inkubasi pada suhu konstan tidak diperlukan.

Pengenalan konsep stoichiometri ke dalam penentuan BOD

mengembangkan suatu metode yang relatif cepat untuk menentukan kebutuhan

oksigen akhir (BODL), perkiraan yield sel, dan oksigen yang diperlukan untuk

menangani limbah tertentu. Metode ini, yaitu uji kebutuhan oksigen biologik total

(TbOD), menggunakan perbedaan kebutuhan oksigen kimia (COD) yang

dihasilkan dari konversi biologik sebagai parameter dasar. Uji COD mengoksidasi

secara kimia sebagian besar senyawa-senyawa organik yang terdapat dalam air

limbah menjadi karbon dioksida, air, dan senyawa-senyawa non organik seperti

NH3. Senyawa-senyawa tertentu hanya dioksidasi sebagian atau tidak dioksidasi

seluruhnya. Oleh karena itu, dalam beberapa hal, metode harus dimodifikasi,

tetapi konsepnya tidak berubah.

Prosedur Uji TbOD (Total biological Oxygen Demand) yang

disederhanakan :

1. Suatu suspensi sel, yang berasal dari bagian penanganan limbah, diambil

dan dicuci.

2. Dibuat penentuan COD sel dan konsentrasi massa pada suspensi sel.


3. COD dari air limbah ditentukan.

4. Suspensi sel dan air limbah dicampur dalam perbandingan yang telah

ditentukan dalam suatu gelas ukur satu atau dua liter.

5. Campuran diaerasi dengan batu pendifusi.

6. Contoh diambil dan dianalisis terhadap COD total (campuran), COD filtrat

(0,45 µm) dan padatan tersuspensi pada interval waktu tertentu.

7. Air ditambahkan sesuai yang dibutuhkan untuk mengganti penguapan.

Hasil penentuan Tb BOD untuk air limbah terlarut (melewati filter 0,45 µm)

diplotkan dan akan menghasilkan kurva seperti terlihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Hasil Tipikal Uji TbOD (Schroeder, 1977)

Konversi kebutuhan oksigen adalah jumlah oksigen yang diperlukan untuk

mengubah bahan organik dalam air limbah menjadi sel dan O2. Nilai ini sesuai

secara konsepsi dengan BOD plato tetapi akan mempunyai nilai yang lebih

tinggi karena dengan konsentrasi sel yang lebih tinggi yang digunakan dalam Uji

TbOD, sel yang dihasilkan lebih rendah dan stoichiometri akan sedikit berbeda.

Perubahan dalam COD filtrat adalah kebutuhan oksigen total yang dihilangkan

sebagai hasil aktivitas biologik atau bila didefinisikan adalah BOD akhir (BODL).

Biasanya terdapat nilai COD sisa yang tertinggal yang tidak masuk dalam

perhitungan TbOD. Sebagian fraksi dari COD air limbah tidak dapat didegradasi

secara biologik atau diubah menjadi produk-produk nonbiodegradasi. Uji TbOD


memberikan suatu indikasi konsentrasi organik yang dapat didegradasi secara

biologik dan yang tidak dapat didegradasi secara biologik (nonbiodegradasi).

Ada tiga parameter yang diperoleh dari uji TbOD. Parameter yang pertama

adalah perkiraan kebutuhan oksigen akhir secara biologik. Nilai ini dapat

ditentukan dengan uji plato. Walaupun metode plato lebih teliti, tetapi juga lebih

sulit. Parameter kedua adalah perkiraan kebutuhan oksigen yang harus dipenuhi

dalam unit penanganan yang sebenarnya. Keabsahan perkiraan ini tergantung

pada hubungan kultur yang digunakan dalam uji dengan yang terdapat dalam

unit penanganan. Parameter ketiga adalah yield sel, juga mempunyai

keterbatasan seperti pada perkiraan kebutuhan oksigen. Stoichiometri (yield sel

dan konsumsi oksigen) sangat tergantung pada cara operasi proses, tetapi

perkiraan awal yang diperoleh dari percobaan batch yang sederhana, tidak

mahal dan akan berada dalam kisaran rancangan umum.

2. Kebutuhan Oksigen Secara Kimia (Chemical Oxygen Demand = COD)

Uji COD adalah suatu pembakaran kimia secara basah dari bahan organik

dalam sampel. Larutan asam dikromat (K2Cr2O7) Digunakan untuk mengoksidasi

bahan organik pada suhu tinggi. Berbagai prosedur COD yang menggunakan

waktu reaksi dari 5 menit sampai 2 jam dapat digunakan. Metode ini dapat

dilakukan lebih cepat dari uji BOD. Oleh karena uji COD merupakan analisis

kimia, uji ini juga mengukur senyawa-senyawa organik yang tidak dapat dipecah

seperti pelarut pembersih dan bahan yang dapat dipecah secara biologik seperti

yang diukur dalam uji BOD.

Penggunaan dua katalis perak sulfat dan merkuri sulfat diperlukan masing-

masing untuk mengatasi gangguan klorida dan untuk menjamin oksidasi

senyawa-senyawa organik kuat menjadi teroksidasi. Limbah hewan dan limbah

pengolahan pangan seperti pengolahan sauerkraut, pikel dan zaitun dapat

mengandung konsentrasi klorida yang tinggi dan akan membutuhkan merkuri

sulfat dalam analisis COD atau faktor koreksi klorida. Senyawa-senyawa

benzena dan amonia tidak diukur oleh uji ini. Prosedur COD tidak mengoksidasi

amonia walaupun mengoksidasi nitrit.

Analisis BOD dan COD dari suatu limbah akan menghasilkan nilai-nilai

yang berbeda karena kedua uji mengukur bahan yang berbeda. Nilai-nilai COD

yang selalu lebih tinggi dari nilai BOD. Perbedaan diantara kedua nilai


disebabkan oleh banyak faktor seperti bahan kimia yang tahan terhadap oksidasi

biokimia tetapi tidak terhadap oksidasi kimia, seperti lignin; bahan kimia yang

dapat dioksidasi secara kimia dan peka terhadap oksidasi biokimia tetapi tidak

dalam uji BOD 5 hari seperti selulosa, lemak berantai panjang, atau sel-sel

mikroba; dan adanya bahan toksik dalam limbah yang akan mengganggu uji

BOD tetapi tidak uji COD.

Walaupun metode COD tidak mampu mengukur limbah yang dioksidasi

secara biologik, metode COD mempunyai nilai praktis. Untuk limbah spesifik dan

pada fasilitas penanganan limbah spesifik, adalah mungkin untuk memperoleh

korelasi yang baik antara nilai-nilai COD dan BOD. Metode COD cepat, lebih teliti

(± 8%), dan umumnya memberikan perkiraan-perkiraan kebutuhan oksigen total

dari suatu limbah yang berguna.

Perubahan nilai-nilai BOD dan COD suatu limbah akan terjadi selama

penanganan. Bahan yang teroksidasi secara biologik akan turun selama

penanganan, sedangkan bahan yang tidak teroksidasi secara biologik tetapi

teroksidasi secara kimia tidak turun. Bahan yang tidak teroksidasi secara biologik

akan terdapat dalam limbah yang belum diberi penanganan dan akan meningkat

karena residu massa sel dari respirasi endogenes. Nisbah COD dan BOD akan

meningkat dengan menjadi stabilnya bahan yang teroksidasi secara biologik.

Nisbah COD dan BOD dapat digunakan untuk menduga pemecahan atau

teroksidasinya limbah secara relatif. Nisbah COD dan BOD yang rendah

menunjukkan fraksi nonbiodegradasi kecil. Limbah dengan nisbah COD dan

BOD tinggi seperti pada limbah hewan mempunyai fraksi nonbiodegradasi yang

besar yang akan tertinggal untuk pembuangan akhir setelah penanganan.

Limbah yang telah diberi penanganan. Seperti dengan sistem lumpur aktif atau

air limbah yang diaduk dari parit oksidasi, mempunyai nisbah COD dan BOD

tinggi yang menunjukkan bahwa sebagian besar bahan organik telah

dimetabolisme dan bahwa penanganan lebih lanjut mungkin tidak ekonomis.

3. Karbon Organik Total (Total Organic Carbon = TOC)

Karbon organik total (TOC) mengukur semua bahan yang bersifat organik.

TOC diukur dengan konversi karbon organik dalam air limbah secara oksidasi

katalitik pada suhu 900 °C menjadi karbon dioksida. Metode pengukuran polusi

ini cepat (5-10 menit) dan dapat diulang, memberikan perkiraan kadar karbon


organik dari air limbah secara cepat. Nilai TOC sangat berkorelasi dengan uji-uji

BOD5 standar dan COD, bila limbah relatif seragam. Uji BOD dan COD

menggunakan pendekatan oksigen, TOC menggunakan pendekatan karbon.

Nilai TOC tidak menunjukkan laju degradasi senyawa karbon. Senyawa-senyawa

yang dianalisis dalam uji TOC, seperti selulosa, hanya memecah secara lambat

dalam lingkungan alamiah. Nilai TOC akan berubah bila limbah diberi

penanganan dengan berbagai metode.

Hambatan dalam teknik evaluasi ini adalah sulit dilakukan dan

membutuhkan peralatan laboratorium yang canggih. Uji ini dapat dilakukan

secara efektif dimana bahan padatan total sebagian besar adalah organik dan

bila operasinya melibatkan volume yang besar.

4. Kebutuhan Oksigen Total (Total Oxygen Demand = TOD)

Kebutuhan oksigen total (TOD) dari suatu bahan didefinisikan sebagai

jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran semua bahan pada suhu

900°C menggunakan katalis platinum. Proses mengoksidasi semua bahan

organik dan bahan anorganik yang tidak teroksidasi sempurna. Kebutuhan

oksigen dari karbon, hidrogen, nitrogen dan sulfur dalam suatu contoh air limbah

diukur dengan metode ini. Interpretasi nilai TOD terhadap efisiensi unit

penanganan atau terhadap mutu efluen membutuhkan penyelidikan lebih lanjut

tetapi umumnya dapat dihubungkan dengan nilai-nilai : BOD dan COD. Sebagian

dari nilai-nilai TOC dan TOD akan menggambarkan bahan yang

nonbiodegradasi. Metode-metode TOD dan TOC cepat dan dapat dimasukkan

dalam sistem pengendalian air limbah dan penanganan pabrik. Uji ini lebih

berharga untuk industri-industri dimana limbahnya tidak mengandung sejumlah

besar bahan yang dapat dioksidasi secara kimia atau bahan organik

biodegradasi.

4.4. Perlakuan Primer

Tahapan-tahapan perlakuan primer adalah :

1. Penyaringan

Ñ Bahan-bahan buangan yang mengapung dan berukuran besar

dihilangkan dari air buangan dengan cara mengalirkan air tersebut

melalui saringan.


Ñ Menggunakan komunitor, yaitu suatu alat yang dapat menyaring sambil

menghancurkan limbah padatan. Bahan yang telah terpotong-potong dan

hancur dipisahkan pada tangki pengendapan.

2. Pengendapan dan pemisahan benda-benda kecil

Ñ Pasir dan air hancuran padatan dari tahap I dibiarkan mengendap pada

dasar suatu tabung/tangki.

Ñ Endapan yang dihasilkan dipisahkan dan digunakan sebagai :

- penutup tanah

- tanah pertanian

3. Pemisahan endapan

Ñ Setelah dipisahkan dari benda-benda kecil, air buangan masih mengandung

padatan tersuspensi.

Ñ Padatan ini mengendap jika aliran air buangan diperlambat dan proses ini

dilakukan dalam tangki sedimentasi.

Ñ Padatan tersuspensi yang mengendap disebut lumpur mentah dan

dikumpulkan untuk dibuang.

4. Efluen (Air hasil proses penanganan primer, padatan dan padatan

tersuspensi telah dihilangkan)

Ñ Diberi perlakuan dengan gas khlorin sebelum dibuang ke sungai/saluran

air.

Ñ Tujuan pemberian klorin adalah untuk membunuh bakteri penyebab

penyakit yang dapat membahayakan lingkungan.

Kesimpulan Proses Penanganan Primer :

Ñ Menghilangkan ± sepertiga BOD.

Ñ Padatan tersuspensi.

Ñ Beberapa persen komponen organik dan nutrien tanaman.


4.5. RINGKASAN

• Beberapa Cara Untuk Mengendalikan Produksi Limbah Pangan adalah :

Reduksi kebutuhan air segar dengan menggunakan sistem daur ulang,

Pisahkan limbah kuat/berat dengan separasi, Modifikasi proses untuk

meminimalkan timbulnya llimbah, Beri pendidikan/pelatihan kepada

karyawaan mengenai pengendalian polusi dan penghematan air.

• Metode Penanganan Limbah Industri Pangan adalah : Penanganan

Pendahuluan (contoh : penyaringan partikel), Penanganan Primer (contoh :

pengendapan atau penggumpalan), Penanganan Sekunder/penanganan

biologi (contoh : degradasi mikrobial, bisa secara aerobik maupun anaerobik),

Penanganan Tersier (contoh : penyaringan pasir, multimedia, mikro, vakum),

Desinfeksi (contoh : menurunkan/menghilangkan mikroba patogen),

Penanganan Lanjutan (contoh : pembuatan pupuk, pakan ternak, dll.).

• Untuk mencapai penanganan limbah secara biologik yang memuaskan,

limbah harus mengandung karbon, nitrogen, fosfor dan unsur kelumit yang

cukup untuk mempertahankan laju sintesis mikroba yang optimum.

• Pengukuran oksigen dan parameter lain menggunakan pengukuran

Kebutuhan oksigen secara biokimia dan kimia, Karbon organik total, dan

Kebutuhan oksigen total.

• Tahapan-tahapan perlakuan pendahuluan adalah penyaringan, pengendapan

dan pemisahan benda-benda kecil, pemisahan endapan dan efluen.

• Kesimpulan dari penanganan primer adalah menghilangkan sepertiga BOD,

padatan tersuspensi dan beberapa persen komponen organik dan nutrien

tanaman.

4.6. LATIHAN SOAL

1. Sebutkan karakteristik dari limbah pangan !

2. Sebutkan cara-cara untuk menangani limbah pangan !

3. Apa saja metode dari penanganan limbah industri pangan ? Sebutkan dan

jelaskan !

4. Jelaskan tahapan-tahapan perlakuan pendahuluan dari penanganan limbah

pangan !


BAB V

PENANGANAN LIMBAH CAIR, PADAT DAN GAS

5.1. LIMBAH CAIR

Residu dalam Limbah Cair

Padatan Terendap. Ini adalah padatan dalam limbah cair yang

mengendap pada dasar dalam waktu 1 jam. Padatan ini biasanya diukur dalam

kerucut Imhoff berskala dan dilaporkan sebagai ml padatan terendap per liter.

Padatan terendap merupakan indikator jumlah padatan limbah yang akan

mengendap dalam alat penjernih dan kolam pengendapan. Teknik penetapan

endapan ini mudah dilakukan dan berguna bila akan merancang sistem

penanganan.

Padatan Tersuspensi Total. Pengukuran ini, yang kadang-kadang disebut

residu yang tidak dapat disaring, ditetapkan dengan cara menyaring sejumlah

volume air limbah melalui filter membran (atau tikar glas fiber) dalam cawan

Gouch. Berat kering dari padatan tersuspensi total diperoleh setelah satu jam

pada suhu 103° - 105°C.

Padatan Terlarut Total. Padatan terlarut total, atau residu yang dapat

disaring, ditetapkan dengan berat contoh yang telah disaring dan dievaporasi

atau sebagai perbedaan antara berat residu setelah evaporasi dan berat padatan

tersuspensi total. Oleh karena polutan ini sulit dihilangkan dari air limbah, maka

pengetahuan mengenai padatan terlarut total adalah penting bila menangani air

limbah. Penanganan padatan terlarut total membutuhkan mikroorganisme yang

umumnya terdapat, untuk konversi bahan partikulat.

Lemak, Minyak dan Gemuk. Lemak, minyak dan gemuk (FOG)

berbahaya untuk biota dan tidak diinginkan karena sifat-sifatnya yang tidak

TUJUAN PEMBELAJARAN KHUSUS (TPK) Setelah mengikuti mata kuliah dengan pokok penanganan limbah

cair, padat dan gas, mahasiswa akan dapat memahami tentang

penanganan limbah cair, padat dan gas yang benar.


estetik. Ikatan antara udara dan air dikurangi oleh lapisan tipis yang dibentuk

oleh FOG, yang berbahaya untuk ikan dan mahluk air lainnya. Senyawa-

senyawa ini akan meningkatkan kebutuhan oksigen untuk oksidasi sempurna.

Metode analisis air limbah untuk senyawa-senyawa ini relatif cepat dan

sederhana.

Kekeruhan. Walaupun kekeruhan itu sendiri bukan polutan, sifat ini

disebabkan oleh adanya bahan tersuspensi (bahan organik, mikroorganisme dan

partikel-partikel cemaran lain). Kekeruhan merupakan sifat optik dari contoh yang

menyebabkan sinar tersebar dan atau diserap. Sifat ini diukur dengan

turbidimeter lilin. Pengukuran ini bukan indikasi bahan tersuspensi yang tepat

yang biasanya ditetapkan secara Gravimetri, karena metode yang terakhir

berdasarkan berat partikel sedangkan kekeruhan berdasarkan sifat-sifat optik.

Nitrogen. Dalam bahan limbah, nitrogen dapat berada dalam bentuk-

bentuk amonia tereduksi sampai senyawa nitrat teroksidasi. Konsentrasi tinggi

dari berbagai bentuk nitrogen beracun terhadap fauna dan flora tertentu. Bentuk

yang paling umum dari nitrogen yang ditmukan dalam air limbah adalah amonia,

protein, nitrit dan nitrat.

Fosfat. Polutan ini dapat diukur dan terdapat sebagai senyawa mineral

dan senyawa organik. Walaupun sejumlah kecil fosfat terlarut terdapat dalam air

alamiah, bila jumlahnya meningkat akan berbahaya terhadap kehidupan air.

Analisis rutin hanya mengukur ortofosfat terlarut. Analisis untuk fosfat total,

ortopolifosfat dan fosfat terendap, diselesaikan dengan mengubah polifosfat dan

fosfat terendap menjadi ortofodfat oleh hidrolisis asam dengan pengujian

ortofosfat secukupnya menggunakan metode kolorimetrik yang direkomendasi

oleh EPA (Enviromental Protection Agency, 1974).

Sulfur. Penggunaan sulfur dioksida dalam pra penanganan buah-buahan

atau natrium bisulfida dalam pengolahan dapat menyebabkan kadar sulfur dari

air limbah menjadi cukup tinggi untuk menyebabkan polusi. Polutan ini terutama

terdapat sebagai ion-ion sulfit dan sulfat atau presipitat. Sulfida juga

membutuhkan lebih banyak oksigen bila terdapat dalam air. Ion sulfida berikatan

dengan berbagai ion-ion logam multivalen untuk membentuk presipitat yang tidak

larut, yang dapat mengendap, dan dibuang bersama lumpur. Penentuan sulfat

dan sulfida mungkin dilakukan dengan teknisi yang terlatih dan peralatan minima.

Oleh karena sulfida menyebabkan bau dan rasa yang tidak diinginkan dalam air


minum, maka senyawa-senyawa ini perlu diuji bila air limbah disalurkan ke

sungai yang mensuplai air minum.

5.1.1. Sistem Kolam dan Lagun

- Sistem penanganan limbah yang sederhana

- Pengggunaannya untuk limbah kota dan pertanian

- Jenis kolam dan lagun ⇒ 1. Fakultatif (umum digunakan)

2. Anaerobik

3. Aerobik

- Jenis kolam dan lagun fakultatif ⇒ kolam yang mempunyai kondisi

aerobik pada lapisan atas dan proses anaerobik terjadi pada lapisan

bawah, terutama dalam padatan yang terendap.

- Kolam ⇒ kolam oksidasi atau lagun stabilisasi limbah

- Kolam oksidasi ⇒ digunakan untuk penanganan limbah pengalengan dan

bir, efluen yang dihasilkan cukup stabil, cenderung penanganan aerobik.

Masalah ⇒ butuh lahan yang luas, adanya bau yang timbul (pencegahan

ditambah oksidator), butuh waktu beberapa minggu/bulan.

- Reaksi biokimia yang terjadi :

v Bakteri dan ganggang merupakan mikroorganisme kunci dalam kolam

oksidasi.

v Bakteri heterotropik bertanggung jawab untuk stabilitas bahan organik

dalam kolam.

v Limbah (BOD) ⇒ sebagian yang masuk akan mengendap dan

melangsungkan fermentasi anaerobik dalam lumpur di bagian dasar.

Fermentasi ini akan mengurangi volume lumpur bila suhu cukup dan

produk fermentasi dilepaskan ke lapisan cairan.

v Limbah organik yang memasuki kolam dan dilepaskan dari dasar

kolam lumpur yang dimetabolisme oleh bakteri dan produk akhir

seperti karbon dioksida, ion amonium, nitrat dan ion fosfat yang dapat

digunakan untuk pertumbuhan ganggang. Ganggang ⇒

menghasilkan protoplasma baru, dihasilkan oksigen yang dapat

digunakan oleh bakteri heterotropik.


v Pelepasan oksigen akan sebanding dengan karbon yang dikonversi

menjadi protoplasma ganggang.

v Peranan bakteri ⇒ untuk proses-proses oksidasi dan reduksi yang

berlangsung dalam kolam.

Peranan ganggang ⇒ menggunakan kelebihan karbon dioksida dan

menghasilkan O2.

Skema interaksi biologik dalam kolam oksidasi dapat dilihat dalam

Gambar 5.

- Penampilan kolam oksidasi yang memuaskan tergantung pada

kesetimbangan antara bakteri dan ganggang.

v Bila aktivitas bakteri melebihi aktivitas ganggang (misalnya : muatan

limbah yang tinggi atau hambatan oleh metabolisme ganggang)

menyebabkan pemecahan oksigen (berat O2 ± 2/berat ganggang),

bau yang mengganggu dan mutu efluen yang buruk.

v Bila aktivitas ganggang meningkat daripada bakteri (misalnya :

kelebihan nutrien ganggang, kondisi baik untuk pertumbuhan

ganggang) menyebabkan kelebihan sel-sel ganggang dalam efluen.

v Bila terjadi bau dapat diatasi dengan :

q Penambahan nitrat (nitrat akan bertindak sebagai aseptor

Hidrogen, bila O2 tidak ada untuk mencegah terbentuknya

senyawa-senyawa yang mengandung sulfur tereduksi).


q Aerasi mekanik untuk mengubah kolam oksidasi ⇒ lagun aerasi.

- Kolam oksidasi ⇒ jarang digunakan sebagai satu-satunya proses

penanganan untuk memenuhi persyaratan efluen (biasanya bagian dari

sistem penanganan keseluruhan).

- Lagun anaerob

v Tujuan : destruksi dan stabilisasi bahan organik dan bukan pemurnian

air.

v Penggunaan : perlakuan primer atau sekunder, sistem pengolahan

sludge (padatan yang dipisahkan dari limbah cair). Biasanya setelah

perlakuan ini harus diikuti oleh perlakuan limbah dalam lagun aerob

atau dengan metode filter/saringan tetes.

v Prinsip : oksidasi biologis dan sedimentasi bahan padat.

Bahan padat terlarut Gas : O2, CO2, N2, NH4

tersuspensi Air

endapan Biomassa : mikoflora

v Kondisi laguna anaerobik :

q Ukuran dalam lagun : 2,5 – 3 m

q Volume : kecil

q Suhu operasi : 22°C

q Waktu pengolahan : 4 – 20 hari

q Efisiensi penurunan BOD : 60 – 80%

v Catatan : keadaan aerob diperoleh dari memasukkan banyak bahan

organik ke dalam laguna. Keadaan anaerob dinyatakan dalam BOD5,

COD dan SS per satuan volume lagun (Bakteri jenis anaerob).

- Lagun aerob

v Prinsip : sama dengan lagun anaerob + pemasukan O2 sebanyak 1 –

3 mg/l dengan menggunakan alat aerator mekanis untuk

memungkinkan terjadinya oksidasi aerob.

v Tipe : 1. Lagun aerob sempurna

2. Lagun aerob fakultatif (sebagian dari logam anaerob diberi

aerasi)


v Kondisi lagun aerob :

q Kapasitas pengolahan : 450 kg/ha/hari BOD5

20% dari BOD limbah padatan “sludge”

70 – 90% q Umumnya perlakuan ini masih harus diikuti oleh suatu perlakuan

tertier pada efluen sekunder.

5.1.2. Penyaring Menetes (Trickling Filter)

- Prinsip : air limbah diteteskan melalui suatu media stasioner, biasanya

tersusun dari batu/karang yang dihancurkan (2 – 4 inchi) atau media

plastik dengan berbagai ragam konfigurasi ke dalam suatu

penampungan. Aerasi terjadi karena permukaan air limbah diperluas

waktu dilakukan penetesan.

- Penyaring menetes dirancang untuk menangani limbah cair yang encer.

Konsentrasi padatan organik dan anorganik yang tinggi akan

menyebabkan penyumbatan, mengurangi efisiensi, dan meningkatkan

masalah pemeliharaan. Jika limbah yang mengandung padatan seperti ini

diterapkan pada penyaring menetes (penanganan pendahuluan perlu

untuk mengurangi / menghilangkan padatan.

- Penyaring menetes bukan filter tetapi unit-unit oksidasi aerobik yang

menyerap dan mengoksidasi bahan organik dalam limbah yang melalui

media filter.

- Media merupakan tubuh penyaring dan tinggi ± 4 – 7 ft untuk batu/karang,

10 – 40 ft untuk plastik.

- Mikroorganisme yang berperan : bakteri fakultatif heterotropik (paling

besar) dan protozoa.

- Sifat-sifat fisik media filter umum disajikan pada Tabel 5.

- Limbah yang akan didistribusikan melalui bagian atas media dan mengalir

melalui media.

Sistem distribusi ⇒ 1. Distribusi berputar (umum digunakan)

2. Distribusi dengan katup (nozzle) yang tetap. Katup

pendistribusian dipasang secara permanen.

masalah : penyumbatan dalam distribusi cairan

yang buruk (jarang digunakan)

efisiensi


Tabel 5. Sifat-sifat Fisik Media Filter Umum

Media Ukuran nominal (in)

Berat (lb/ft3) Luas permukaan (ft2/ft3)

Ruang kosong (%)

Granit Granit Slag Plastik

1-3 4 3

21 x 38

90 90 68 6

19 13 20 27

46 60 49 94

- Air limbah dikeluarkan di atas penyaring menetes oleh suatu distributor

menetes sehingga aerasi cairan berlangsung sebelum kontak dengan

media. Aerasi lebih lanjut berlangsung ketika cairan mengalir di atas

media.

- Permukaan media bertindak sebagai pendukung mikroorganisme yang

memetabolisme bahan organik dalam limbah.

Lapisan lendir mikroba dan air yang mengalir melalui media akan

meningkatkan berat bahan dalam penyaring (untuk media plastik;

gabungan berat lendir, air dan media dapat 4 – 5 kali lebih besar dari

berat media sendiri).

- Media penyaring terletak dalam suatu sistem di bawah peniris yang

mengumpulkan cairan dari penyaring dan mengangkutnya ke dalam bak

sedimentasi akhir. Padatan dihilangkan secara kontinyu dari sistem yaitu

dari unit sedimentasi akhir dan padatan yang terendap tidak dikembalikan

lagi ke dalam penyaring menetes.

- Bakteri fakultatif heterotropik merupakan populasi mikroorganisme

terbesar dalam penyaring menetes. Protozoa dan yang lainnya lebih

sedikit. Ganggang tumbuh di permukaan penyaring.

- Bahan organik dalam air limbah akan merangsang pertumbuhan biologik

pada permukaan media. Pertumbuhan mula-mula terbentuk di daerah-

daerah dimana aliran tidak mencucinya dari media dan akan menyebar ke

seluruh media (waktu sekitar 4 – 6 minggu).

- Setelah lapisan mikroorganisme dalam media sudah tumbuh baik, cairan

mengalir di atas dan bukan melalui lapisan. Limbah cair mengalir turun ke

bawah media sebagai gelombang yang menghasilkan turbulen diantara

limbah dan lapisan cairan dalam permukaan mikroorganisme (seperti

Gambar 6). Bahan organik dalam limbah dipindahkan ke dalam lapisan


cairan dan produk hasil metabolisme limbah dipindahkan dari lapisan

cairan ke dalam limbah (hal terjadi secara kontinyu).

- Lapisan luar mikroorganisme terkena lapisan cairan yang terikat dan

memecah sebagian besar limbah. Metabolik aerobik dipertahankan

dengan perpindahan oksigen secara kontinyu dari ruang kosong dalam

penyaring menuju lapisan cairan yang terikat. Perpindahannya

berhubungan dengan perbedaan oksigen diantara udara dan lapisan

cairan terikat. Ketebalan mikroorganisme aerobik sekitar 0,005 cm,

sedang ketebalan mikroorganisme sebenarnya jauh lebih besar

sehingga :

v Hanya permukaan lapisan mikroorganisme yang mendapat sebagian

besar makanan dan oksigen.

v Mikroorganisme yang terikat pertumbuhan mikroba pada media mati

dan diangkut dari media oleh aliran air limbah.

v Pertumbuhan mikroba menjadi baik lagi dalam daerah dimana

pertumbuhan yang lebih tua telah dihilangkan. Daur ini berlangsung

secara kontinyu dalam penyaring menetes.

- Efluen dari penyaring mengandung bahan organik yang tidak

dimetabolisme dalam air limbah yang diterapkan, padatan biologik yang

dipisahkan dari media dan produk akhir metabolik.


- Padatan biologik harus dipisahkan dari efluen penyaring menetes

sebelum cairan dikeluarkan dari tangki penanganan, bila diinginkan efluen

bermutu tinggi. Hal ini dilakukan dalam tangki sedimentasi akhir yang

merupakan bagian integral dari sistem penyaring tetes. Diagram alir

proses penanganan penyaring menetes dapat dilihat pada Gambar 7.

5.2. LIMBAH PADAT

A. Protein Sel Tunggal (PST)

PST atau Single Cell Protein (SCP) adalah istilah yang digunakan untuk

protein yang berasal dari sel mikroorganisme. Mikroba yang umum digunakan

sebagai penghasil protein adalah : bakteri, kapang, khamir, algae/ganggang.

Kandungan protein dalam mikroba tersebut berdasarkan berat keringnya adalah :

60 – 70% dalam bakteri

45 – 65% dalam khamir

35 – 40% dalam kapang

20 – 80% dalam algae/ganggang

PST dapat digunakan sebagai makanan manusia dan ternak. PST yang

digunakan untuk makanan ternak, tujuannya adalah :

1. Sebagai protein pengganti pada campuran makanan ternak. Sumber protein

pada makanan ternak yaitu kedele dan tepung ikan ternyata sudah tidak

mencukupi lagi.


2. Dapat mengatasi persoalan limbah karena protein sel tunggal (PST) dapat

diperoleh dari limbah (sebagai bahan bakunya).

Produksi PST untuk bahan pangan manusia sudah dimulai pada tahun

1910. Pada waktu itu PST dari khamir diberikan pada para prajurit selama PD I

dan PD II. Di Indonesia, produksi PST sedang diusahakan pengembangannya,

terutama untuk makanan ternak karena kandungan asam aminonya lebih baik

daripada kandungan asam amino protein nabati.

Produksi PST mempunyai beberapa keuntungan :

1. Produksi protein lebih cepat dan efisien dibandingkan dengan produksi

protein nabati dan hewani.

2. Nilai gizi PST lebih tinggi daripada nilai gizi protein nabati (komposisi asam

amino PST lebih lengkap).

3. Tidak memerlukan tanah atau tempat yang luas seperti dalam produksi

protein nabati dan hewani.

4. Produksi PST tidak dipengaruhi oleh cuaca.

5. Prosesnya fleksibel karena dapat digunakan berbagai substrat dan

mikroorganisme.

Selain menguntungkan, produksi PST juga mempunyai beberapa

kelemahan yaitu :

1. Kandungan asam nukleat PST tinggi, dimana di dalam tubuh manusia akan

diubah menjadi asam urat sebagai produk akhir. Kandungan asam urat yang

terlalu tinggi di dalam tubuh manusia dapat merangsang timbulnya gejala

penyakit tulang (encok).

2. Dinding sel mikroorganisme kadang-kadang mengandung komponen yang

tidak dapat dicerna dan bersifat racun.

3. Fluktuasi harga dan persediaan substrat yang tidak tetap. Biaya penyediaan

substrat meliputi 40 – 50% dari total biaya produksi PST.

Kandungan asam nukleat pada PST (berdasarkan bobot kering) :

v Ganggang : 4.0 – 6.0%

v Kapang : 2.5 – 6.0%

v Khamir : 6.0 – 11.0%

v Bakteri : > 16.0%

Substrat yang dapat digunakan untuk memproduksi PST, dapat dibagi

dalam 3 golongan besar, yaitu :


1. Senyawa hidrokarbon dan turunannya, seperti :

v Gas alam

v Minyak bumi

v Alkana

v Metanol

v Metana

2. Bahan-bahan yang merupakan limbah :

v Molase dari pabrik gula

v Cairan sulfit dari pabrik kertas

v Whey dari pabrik susu dan tahu

v Ampas tapioka dan tebu

v Ampas dari pabrik pengolahan buah-buahan

3. Bahan-bahan hasil pertanian yang mengandung gula, pati dan selulosa.

Sekarang ini banyak digunakan limbah pertanian sebagai substrat PST

karena memiliki beberapa keuntungan :

a. Mengurangi pencemaran lingkungan

b. Dapat meningkatkan nilai guna limbah tersebut

c. Harganya murah dan cukup tersedia

d. Kandungan karbohidrat / selulosa cukup tinggi.

Mikroorganisme untuk produksi PST

Menurut Ganjar (1978), mikroorganisme yang digunakan untuk produksi

PST harus memenuhi persyaratan :

1. Mikroorganisme tidak boleh menghasilkan senyawa yang bersifat racun.

2. Mikroorganisme tersebut harus dapat menggunakan bahan mentah sebagai

sumber energinya.

3. Mikoorganisme tersebut harus tumbuh cepat.

4. Pemeliharaan mikroorganisme harus mudah dan tidak mahal.

Sampai sekarang mikroorganisme yang sudah digunakan untuk produksi

PST adalah khamir, bakteri, algae dan kapang yang masing-masing mempunyai

keunggulan dan kelemahannya.


Khamir

Khamir adalah mikroba yang paling banyak digunakan dalam produksi PST.

Penggunaan khamir untuk produksi PST secara umum mempunyai keuntungan

dibandingkan dengan mikroba lainnya, karena :

a. Penerimaan oleh konsumen lebih baik

b. Kandungan asam nukleatnya rendah

c. Lebih mudah dipanen karena ukuran selnya lebih besar

d. Dapat tumbuh pada substrat dengan pH rendah (4 – 5).

Khamir yang banyak digunakan untuk produksi PST adalah :

1) Saccharomyces cerevisiae

Banyak digunakan dalam : produksi bir, minuman beralkohol, sebagai ragi

untuk roti. Mikroba ini tidak mampu menggunakan laktosa, pentosa dan

hidrokarbon untuk pertumbuhannya, disamping itu ke dalam substrat

perlu penambahan N organik dan vitamin B.

2) Candida utilis

Mikroba ini dapat tumbuh dalam limbah larutan sulfit dari proses

pengolahan pulp kertas yang banyak mengandung gula pentosa dan

heksosa.

C. lypolytica

C. intermedia

C. tropicalis

3) Kluyveromyces fragilis

Mikroba ini tumbuh secara anaerobik dengan memanfaatkan laktosa

sehingga whey keju dapat dimanfaatkan oleh mikroba ini untuk

menghasilkan massa sel.

Bakteri

Penggunaan bakteri untuk produksi PST masih sangat terbatas karena

mempunyai beberapa kelemahan yaitu :

a. Penerimaan bakteri sebagai makanan oleh konsumen sangat rendah

(beberapa jenis bakteri mempunyai bau yang tidak menyenangkan).

b. Ukuran sel bakteri sangat kecil, sehingga pemanenannya sulit dilakukan.

c. Kandungan asam nukleatnya tinggi (> 16%) berdasarkan berat kering.

Mampu menggunakan fraksi minyak bumi dan hidrokarbon untuk pertumbuhannya. Di daerah tropis, species ini cocok untuk tumbuh dalam hidrokarbon sebagai substratnya.


Selain kelemahan di atas, penggunaan bakteri untuk produksi PST mempunyai

beberapa keuntungan karena :

a. Mempunyai waktu generasi (membelah diri) yang cepat.

Laju pertumbuhan bakteri ± 20 – 30 menit

khamir 16 jam

ganggang > 16 jam

b. Kandungan proteinnya tinggi

c. Dapat tumbuh pada berbagai substrat

Beberapa species bakteri yang mampu berkembang pada media hidrokarbon

(CH2) : Methanomonas methanica, M. methanooxidans, Methylococcus

cereficans, Pseudomonas sp., P. methanica.

Hydrogenomonas eutropa : bakteri ini mampu memanfaatkan hidrokarbon yang

berbentuk gas sebagai sumber energi dan CO2 sebagai sumber karbon.

Methylophilus methylotropus : tumbuh pada substrat metanol sebagai sumber

karbon dan energi.

Lactobacillus pentosis : hidup dalam substrat cairan limbah sulfit menghasilkan

asam laktat.

Algae / Ganggang

Mikroba ini mampu melakukan fotosintesa sehingga dihasilkan PST. Jenis

ganggang untuk PST adalah :

- Ganggang hijau : Chlorella vulgaris, Scenedesmus acustus

- Ganggang biru : Spirulina maxima

Dalam proses ini algae dipelihara dalam kolam-kolam terbuka yang cukup

mendapat sinar matahari. Biomass yang diperoleh berwarna hijau muda. Dinding

sel algae umumnya rusak pada waktu pengeringan sehingga isi sel dapat

langsung dimanfaatkan. Untuk pertumbuhannya, algae menggunakan sumber

energi dari cahaya, baik dari cahaya matahari maupun dari iluminasi

(penerangan) tambahan. Cahaya dapat mempertinggi mekanisme fotosintesa

dari sel.

Faktor yang penting dalam kulturisasi algae adalah agitasi. Jika kultur tidak

diagitasi, kebanyakan sel algae akan mengendap di dasar wadah atau akan

terdapat di permukaan dimana hal ini akan dapat mengakibatkan algae akan

tersinari sebagian (overheated).


Produksi PST dari algae sangat terbatas, karena :

1. Untuk pertumbuhannya memerlukan kolam kultur yang bersuhu hangat dan

banyak sinar matahari.

2. Dinding selnya sukar untuk dicerna.

Kapang

Kapang umumnya lebih banyak digunakan untuk mendapatkan flavor atau aroma

pada makanan sehingga produk akhir dari kapang lebih disukai daripada protein

langsung dari mikrobanya. Contoh : tempe, oncom, kecap.

Jenis kapang sebagai sumber protein adalah :

Oidium lactis : cocok tumbuh dalam substrat whey dan cairan sulfit.

Jenis kapang lainnya : Fusarium, Rhizopus, Penicillium, Aspergillus.

Kapang kurang mendapat perhatian untuk diproduksi sebagai PST karena :

e. laju pertumbuhannya rendah

f. untuk pertumbuhannya memerlukan medium yang steril karena seringkali

terkontaminasi oleh bakteri dan khamir.

Nilai Gizi PST

Nilai gizi PST bervariasi tergantung dari mikroorganisme yang digunakan. Daya

cerna berkisar antara 65 – 96%, sedangkan PER (Protein Efficiency Ratio)

berkisar antara 0,6 – 2,6. Cara-cara pemanenan, pengeringan dan pengolahan

berpengaruh terhadap nilai gizi PST.

PST dan khamir mempunyai kandungan yang tinggi dalam protein dan vitamin B

kompleks, tetapi kekurangan dalam methionin dan mungkin cystein. Komponen

penting yang terdapat di dalam PST khamir, misalnya : thiamin, riboflavin, biotin,

niasin, asam pantotenat, piridoksin, kholin, streptogenin, glutathion, asam folat

dan asam p-aminobenzoat.

Beberapa hal yang penting diperhatikan dalam penggunaan PST untuk konsumsi

manusia adalah :

1. Konsentrasi asam nukleat yang tinggi (6 – 11%) sehingga dapat

meningkatkan jumlah asam urat di dalam serum yang dapat mengakibatkan

terbentuknya batu ginjal dan penyakit tulang.


2. Kemungkinan timbulnya alergi karena mengkonsumsi protein dari sumber

yang tidak biasa digunakan.

3. Kemungkinan adanya komponen karsinogenik dari substrat yang berupa

limbah.

4. Kemungkinan timbulnya reaksi gastrointestinal yang menyebabkan mual dan

muntah.

Ragi Roti

Ragi roti adalah salah satu bentuk PST yang menggunakan khamir

Saccharomyces. Medium yang digunakan dalam pembuatan roti harus

merupakan substrat yang baik untuk pertumbuhan khamir.

Bahan yang digunakan biasanya berupa campuran molase, mineral dan garam

yang terdiri dari :

1. Molase

2. Nitrogen dalam bentuk garam amonium, urea, kecambah malt, dan

sebagainya.

3. Garam anorganik seperti : fosfat dan garam mineral lainnya.

4. Faktor pertumbuhan dalam bentuk ekstrak sayuran, serealia dan vitamin.

pH medium diatur sampai pH 4,3 – 4,5; suhu sekitar 30°C. Selama pertumbuhan

khamir dilakukan aerasi dengan kecepatan tinggi. Molase ditambahkan secara

bertahap sehingga konsentrasi gula tetap 0,5 – 1,5%. Pada waktu pemanenan,

khamir disentrifus dalam bentuk krim dan dipres di dalam penyaring untuk

menghilangkan cairannya. Kumpulan khamir lalu dibentuk menjadi butiran

setelah terlebih dulu ditambah minyak nabati, dan dikeringkan pada suhu rendah

sampai kadar airnya kurang dari 8%. Ragi roti yang kering tersebut tahan

disimpan dan masih aktif pada suhu kamar selama beberapa bulan.

Ragi roti juga dapat dibuat menggunakan bahan dasar serealia yang

dihancurkan, limbah sulfit dari buangan pabrik kertas dan bahan buangan

lainnya.

Ragi roti yang baik harus mepunyai sifat-sifat sebagai berikut :

1. Bersifat stabil


2. Sel-sel khamir tetap hidup dan masih aktif dalam bentuk kering untuk jangka

waktu penyimpanan yang cukup lama pada suhu kamar.

3. Dapat memproduksi CO2 secara cepat jika digunakan dalam pembuatan roti.

B. Kompos

- Kompos adalah bahan organik yang telah menjadi lapuk seperti : daun-

daunan, jerami, rumput-rumputan, dedak padi, batang jagung dan kotoran

hewan.

- Kompos dapat terjadi ⇒ 1) Proses alam (daun-daunan, rumput + kotoran

hewan + sampah ⇒ membusuk, karena adanya mikroorganisme dan cuaca)

2) Proses alam + perlakuan manusia ⇒ kompos berkualitas baik, waktu 1

bulan.

- Faktor-faktor yang penting dalam pengomposan adalah perbandingan C : N

(C/N ratio). C/N kompos harus mendekati C/N tanah (10-12).

Contoh : jerami padi C/N = 50 – 70 ; batang jagung = 100

- Peranan mikroorganisme dalam pembuatan kompos :

v Menguraikan karbohidrat (selulosa, hemiselulosa, dan lain-lain)

⇒ CO2 + air (H2O)

v Menguraikan protein, melalui amida-amida dan asam-asam amino

menjadi amoniak, CO2 + H2O

v Mengikat beberapa jenis unsur hara di dalam tubuh mikroorganisme,

terutama N, P dan K.

v Membebaskan unsur-unsur hara dari senyawa-senyawa organik menjadi

senyawa-senyawa anorganik yang tersedia bagi tumbuh-tumbuhan.

- Akibat perubahan di atas, maka :

v Berat dan isi kompos berkurang dari bahan awalnya (karbohidrat

menguap ke udara).

v Kadar N yang larut (amoniak) meningkat, sehingga perbandingan C/N

semakin kecil mendekati C/N tanah.

- Syarat-syarat keberhasilan pembuatan kompos :

1. Susunan Bahan Mentah

Proses pembusukan dipercepat, bila daun-daunan, ranting-ranting dan

lain-lain. Diperkecil ukurannya karena semakin kecil ukuran potongan


bahan mentahnya ⇒ waktu pembusukannya lebih cepat, hal ini karena

semakin banyak permukaan yang tersedia bagi bakteri pembusuk untuk

menyerang atau menghancurkan bahan-bahan tersebut.

2. Suhu dan Ketinggian Timbunan Kompos

Tinggi timbunan yang memenuhi syarat adalah 1.25 – 2 meter. Suhu

optimal : 2 kali suhu udara di sekitarnya (± 60°C), bila :

v Timbunan dangkal ⇒ kehilangan panas dengan cepat

v Suhu tinggi (panas) ⇒ bakteri-bakteri yang diinginkan mati

3. Kelembaban

Timbunan kompos harus selalu lembab ⇒ 40 – 60%, timbunan akan

mulai berasap pada waktu panas mulai timbul ⇒ bagian tengah menjadi

kering (menyebabkan pembusukan), sehingga harus dilakukan

pengadukan.

4. Pengadukan

Tujuan ⇒ memberikan udara yang diperlukan

mencegah timbunan yang mampat

5. Bak Penampung

v Bambu

v Bahan kayu

v Anyaman kawat untuk ventilasi

- Cara pembuatan kompos :

1. Pilih tempat dari halaman yang baik drainasenya.

2. Ukuran bak untuk membuat bedengan kompos adalah : lebar ± 1 ½ m;

panjang ± 3 m dan tinggi ± 1,2 m.

3. Buatlah atap penutup dari rumbia untuk mencegah bedengan tersebut

dari hujan.

4. Buatlah mula-mula tumpukan dari limbah pertanian seperti :

v Jerami

v Tongkol dan batang jagung

v Sebari dengan rumput-rumputan setebal 15 cm, kemudian dilapisi

kotoran. Kandang + tanah, tiap-tiap lapisan disiram dengan air

(diciprat-ciprat)

Disatukan


v Demikian, buatlah lapisan-lapisan tersebut sampai kira-kira setinggi

1,2 m.

v Jagalah agar bedengan tersebut lembab dan tidak becek.

5. Kompos yang baik akan menampakkan kenaikan temperatur (2 x suhu

luar) sampai 3 – 4 minggu. Setelah itu temperatur mulai menurun

(karena dibolak-balik).

6. Setelah satu bulan proses penurunan suhu tersebut, maka kompos

sudah siap digunakan.

7. Kompos sangat baik untuk pupuk tanaman baik untuk sayur-sayuran,

buah-buahan, bunga-bungaan dan lain-lain. Ukurannya : 5 kg tiap m2

tanah.

Untuk lebih jelasnya, pembuatan kompos dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Pembuatan Kompos


5.3. LIMBAH GAS

Biogas

- Biogas adalah gas yang dihasilkan dengan proses biologik.

- Gas tersebut terdiri ⇒ 1. Metan (CH4) : 65 – 70%

2. Karbon dioksida (CO2) : 30%

3. Lain-lain (H2S dan NH3) : 1%

- Mikroorganisme yang berperan adalah jenis-jenis bakteri metan, seperti :

Methanobacillus omelianski

Methanobacterium fermicum

Methanosarcina methanica

Methanococcus mazeki

- Proses perombakan melalui 2 tahap yaitu :

1. Perombakan polimer kompleks menjadi senyawa sederhana (terutama

asam-asam organik) oleh bakteri penghasil asam.

2. Perombakan asam-asam organik ⇒ biogas oleh bakteri metan.

- Reaksi :

1. (CNOSH) RCOOH + CO2 + H2O + H2S + (NH3)

bhn. Organik + energi + sisa ⇒ bisa untuk pupuk

2. RCOOH CH4 + CO2 + energi

as. Organik metan

- Waktu yang diperlukan dalam fermentasi metan secara sempurna adalah 25

hari.

- Hasil ⇒ tiap kg bahan organik ⇒ 0,8 – 1 m3 biogas.

Catatan : tiap ft3 biogas mempunyai nilai bakar = 600 – 700 BTU atau

1000 ft3 ekivalen dengan 5,2 gallon bensin. Untuk keperluan memasak /

penerangan untuk 4 orang diperlukan 130 ft3 / hari.

- Fermentasi metan dapat menggunakan baik limbah padat (dibuat “slurry”)

maupun cair (air buangan).

- Skema proses fermentasi metan dalam dilihat dalam Gambar 2.

Bakteri anaerob

Bakteri anaerob

Penghasil asam

Penghasil metan


Gambar 2. Skema Proses Fermentasi Metan

- Biomass mikroba

Limbah non protein

v Biomass mikroba ⇒ bila sel mikroba setelah dipisahkan ternyata masih

bersama sisa substrat (limbahnya) sedangkan bila terpisah dari substrat

disebut Protein Sel Tunggal = SCP.

v Biomass mikroba ⇒ cocok digunakan sebagai makanan ternak, SCP ⇒

ternak dan manusia

5.4. RINGKASAN

• Residu yang terdapat dalam limbah cair adalah : padatan terendap, padatan

tersuspensi total, lemak, minyak dan gemuk, kekeruhan, nitrogen, fosfat dan

sulfur.

• Sistem penanganan limbah cair menggunakan sistem kolan dan lagun, serta

penyaring menetes.

• Limbah padat diantaranya adalah pst (protein sel tunggal) dan kompos.

• Limbah gas diantaranya adalah biogas dan biomass mikroba.

5.5. LATIHAN SOAL

1. Apa yang dimaksud dengan limbah cair, sebutkan residu yang terdapat di

dalamnya dan jelaskan !

2. Bagaimana penanganan limbah cair, sebutkan dan jelaskan masing-masing !

3. Apa yang dimaksud dengan limbah padat, sebutkan jenis-jenisnya !

4. Apa yang dimaksud dengan limbah gas, sebutkan jenis-jenisnya !

Sludge yang

diresirkulasi

Sludge sisa

Gas metan Penampung gas Ke alat

Tangki fermentasi

Tangki penjernih

Limbah Air bersih


BAB VI

PENANGANAN LIMBAH INDUSTRI SECARA KIMIA DAN FISIK

Prinsip-prinsip dalam Penanganan Limbah adalah sebagai berikut :

1. Penanganan Pendahuluan (contoh : penyaringan partikel)

2. Penanganan Primer (contoh : pengendapan atau penggumpalan)

3. Penanganan Sekunder (contoh : degradasi mikrobial)

4. Penanganan Tersier (contoh : penyaringan pasir, multimedia, mikro,

vakum)

5. Desinfeksi (contoh : menurunkan/menghilangkan mikroba patogen)

6. Penanganan Lanjutan (contoh : pupuk tanaman, dll.)

6.1. CARA KIMIA

A. DESINFEKSI

• Tujuan : - Mereduksi konsentrasi bakteri air minum

- Menghilangkan bakteri patogen

• Faktor-faktor yang mempengaruhi ketahanan bakteri patogen : pH, suhu,

gizi, kompetisi, spora, senyawa penghambat

• Faktor-faktor yang menyebabkan penyakit (patogenitas) : Konsentrasi,

virulensi, resistensi

TUJUAN PEMBELAJARAN KHUSUS (TPK) Setelah mengikuti mata kuliah dengan pokok bahasan

penanganan limbah industri secara kimia dan fisik, mahasiswa

akan dapat memahami penanganan limbah industri secara kimia

dan fisik yang benar.


• Efisiensi desinfeksi dapat diukur dengan kehadiran koliform (AS : koliform

dalam air < 1/100 mL

• Metode desinfeksi : pemberian klorin, yodium, ozon, senyawa amonium

kuarterner, lampu UV

Klorin

• Oksidator, bereaksi dengan komponen-komponen limbah

• Proses : inaktivasi enzim dalam sel mikroba

• Faktor-faktor ~ efisiensi desinfeksi : jumlah dan jenis klorin, waktu kontak,

suhu, dan jenis serta konsentrasi mikroba

• Kebutuhan klorin :

- pada air jernih/suspensi padatan rendah : <

- pada air kotor sebagian besar bereaksi, fungsi desinfektan : <

• Berfungsi desinfektan : klorin bebas atau klorin terikat, di dalam larutan

berbentuk asam atau ion hipoklorit, dipengaruhi pH dan suhu larutan

• Bentuk klorin bebas pada : pH < 6,5 ….. HOCl

pH > 8,5 ….. ion hipoklorit

• Turunan klorin : monokloramin (NH2Cl), dikloramin (NHCl2), nitrogen triklorida

(NCl3)

• Penggunaan mono dan dikloramin : butuh jumlah 25 x lipat, dan waktu kontak

lebih lama daripada klorin bebas

• Komponen klorin bebas terbentuk saat semua amonia teroksidasi di titik

belok (break point) (larutan + 9,5 mg/L Cl2 untuk setiap mg/L amonia)

contoh limbah rumah tangga = amonia 20-30 mg/L

klorinasi tb 190-280 mg/L


• Klorinasi : - digunakan untuk air minum, air industri

- inefisien untuk limbah umum

- kadar BOD menurun, dapat mengoksidasi komponen tereduksi

dalam air

- dalam limbah peternakan unggas terdapat klorin sebesar 0,5

mg/L, 15’

B. PENGENDAPAN KIMIA

● Pengendapan partikel koloidal secara kimiawi

● Dapat mereduksi kebutuhan oksigen dalam limbah

● Tidak cocok untuk bahan organik yang larut, cocok untuk anorganik yang larut

(contoh : fosfat)

● 90 % padatan hilang, mengurangi 50-70 % BOD Rumah Tangga

● Treatment intermediet, Umum untuk industri

● Faktor-faktor yang mempengaruhi : bahan, jenis bahan kimia, pH, jenis

komponen limbah

● Jenis-jenis koagulan : alum (alumunium sulfat/Al2 (SO4)3), feri sulfat

(Fe2(SO4)3), feri klorida (FeCl3), kapur

- alum + bahan (basa) → Al(OH)2 (tidak larut, koagulasi partikel)

- kapur + bikarbonat → CaCO3 (mengendap)

- garam feri : meningkatkan daya endap Fe(OH2), meningkatkan

sedimentasi

● Sedimentasi : proses pemisahan partikel mengendap dari pelarut / cairan

Jenis koagulan dari bahan kimia organik :

anionik, kationik, nonionik polielektrolit

Faktor penentu jumlah bahan kimia yang digunakan :

pH, alkalinitas, kadar padatan, konsentrasi fosfat, dan lain-lain.


Contoh : untuk limbah air peternakan dibutuhkan 500 mg/L alum diikuti

sedimentasi 1 jam. BOD dan padatan tersuspensi tereduksi sebesar 30 dan 70%

Limbah fosfat :

Diendapkan dengan kapur, alum dan garam feri

kapur + ortofosfat → hidroksilapatida

(kristal Ca5(OH)(PO4)3) … pH >9,0

alum + ortofosfat → kompleks Al(PO4) ….. pH > 6,3

ion feri + fosfat → feri fosfat …… pH > 7

6.2. CARA FISIK

A. SEDIMENTASI

• Definisi : sedimentasi adalah proses untuk memisahkan padatan

terendapkan dari limbah industri atau buangan rumah tangga

• Limbah air mengandung padatan yang sangat bervariasi dalam densitas

dan karakteristik pengendapannya.

• Secara teoritis sedimentasi pada suatu bak dengan luas tertentu dapat

diperkirakan, dengan rumus :

LW

QVs =

Vs = kecepatan vertikal

Q = jumlah aliran limbah

L = panjang

W = Lebar


Skema Pengendapan dalam Bak Pengendap

Keterangan :

Partikel dengan kecepatan pengendapan < Vs akan mengendap sebagian,

partikel dengan kecepatan Vs’ akan mencapai dasar bila ada pada posisi d.

Partikel dengan kecepatan < Vs’ yang berada pada ketinggian > d tidak akan

mengendap

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju sedimentasi :

- Banyaknya lumpur

- Luas bak pengendapan

- Kedalaman bak pengendapan

Padatan terendapkan dapat dipindahkan secara mekanis atau

menggunakan pompa hidrolik.

Bentuk bak sedimentasi : empat persegi panjang, kotak, bulat

Sedimentasi dapat dilakukan sebelum penanganan lanjut (kolam lumpur

aktif, trickling filter) atau pada penanganan akhir/sekunder yaitu setelah proses

biologis.

Sedimentasi biasa dilakukan pada proses pengolahan limbah dari

pengolahan buah-buahan, sayur-sayuran, pengemas daging dan limbah cair

peternakan

L

D

VH

VS

VH’

VS’

Q

d


B. FLOTASI

Flotasi atau pengapungan menggunakan udara dilakukan pada proses

penanganan limbah untuk meningkatkan laju perpindahan bahan-bahan

tersuspensi dari limbah cair.

Skema proses flotasi (tekanan udara masuk 30-50 lb/in3 gauge (psig)) :

n Besar gelembung udara untuk proses flotasi : 30-120 mikron

n Faktor-faktor yang mempengaruhi flotasi :

- suhu : efektivitas kelarutan udara terjadi pada suhu rendah

- ukuran partikel udara : dapat diperbesar dengan penambahan

koagulan (alum, feri klorida, tanah liat)

n Efektivitas koagulan dapat diuji dengan evaluasi Bench scale :

- dosis dan jenis koagulan

- waktu detensi

- tekanan

- nisbah padatan dengan udara

n Efektivitas flotasi dilihat dari kecenderungan gumpalan untuk

mengapung/mengendap

limbah

flotasi

Tipe A

eflue

tangki udara pompa

Tipe B

limbah eflue

flotasi

tangki udara pompa


n Aplikasi proses flotasi :

- industri pertambangan

- pemurnian minyak

- pengentalan lumpur aktif

- limbah pertanian (pengolahan daging, ikan, pemurnian minyak).

n Kelebihan proses flotasi :

- reduksi padatan tersuspensi : 50-90 %

- reduksi minyak dan lemak : 60-90 %

- reduksi COD : 30-80 %

C. PEMBAKARAN

• Tujuan : mengurangi volume dan sterilisasi produk akhir proses

penanganan limbah (20-30 % limbah menjadi abu)

• Faktor-faktor : kadar air, volatilitas, bahan-bahan inert, nilai kalori

spesifik

• Sebelum proses pembakaran sebaiknya dilakukan proses dehidrasi

dengan pengentalan dan pengeringan

• Rancang bangun alat dan proses pembakaran tergantung pada :

proses pembakaran limbah dan perhitungan panas.

• Sumber panas untuk oksidasi limbah : karbon dan hidrogen

• Panas yang dikeluarkan : 14.100 BTU/lb karbon teroksidasi, dan 51.000

BTU/lb hidrogen teroksidasi berdasarkan berat kering.

• Faktor-faktor penting pada rancang bangun alat pembakar :

- suhu : > 1000oF (normal sekitar 1.200-1.300oF). Suhu di bawah

1000oF akan menghasilkan bahan volatil berbau (polusi)

- waktu : tergantung karakteristik limbah


- aliran udara : penting untuk mengatasi polusi udara akibat

pembakaran. Alat harus dilengkapi sistem penyemprot

saringan udara atau pengendapan elektrostatik.

• Proses pembakaran tergolong mahal untuk limbah pertanian

6.3. RINGKASAN

• Prinsip penanganan limbah : pendahuluan, primer, sekunder, tersier,

desinfeksi, lanjutan.

• Desinfeksi : proses mereduksi konsentrasi bakteri dan menghilangkan bakteri

patogen

• Metode desinfeksi : pemberian klorin (klorinasi), yodium, ozon, senyawa

amonium kuarterner, lampu UV

• Pengendapan kimia (koagulasi ) : pengendapan partikel koloidal secara

kimiawi

• Jenis-jenis koagulan : alum (alumunium sulfat/Al2 (SO4)3), feri sulfat

(Fe2(SO4)3), feri klorida (FeCl3), kapur

• Koagulasi merupakan intermediet treatment yang umum untuk industri; tidak

cocok untuk bahan organik yang larut, cocok untuk anorganik yang larut

• Sedimentasi : proses pemisahan partikel mengendap dari pelarut / cairan

• Faktor-faktor yang mempengaruhi laju sedimentasi : banyaknya lumpur, luas

bak pengendapan, kedalaman bak pengendapan

• Sedimentasi biasa dilakukan pada proses pengolahan limbah dari

pengolahan buah-buahan, sayur-sayuran, pengemas daging dan limbah cair

peternakan

• Flotasi : pengapungan menggunakan udara yang dilakukan pada proses

penanganan limbah untuk meningkatkan laju perpindahan bahan-bahan

tersuspensi dari limbah cair.

• Faktor-faktor yang mempengaruhi flotasi : suhu, ukuran partikel udara

• Pembakaran : proses pengurangan volume dan sterilisasi produk akhir

proses penanganan limbah (20-30 % limbah menjadi abu)

• Faktor-faktor yang mempengaruhi pembakaran : kadar air, volatilitas, bahan-

bahan inert, nilai kalori spesifik


6.4. LATIHAN / TUGAS

1. Jelaskan arti dari :

a. Desinfeksi

b. Pengendapan kimia (koagulasi)

c. Sedimentasi

d. Flotasi

e. Pembakaran

2. Jelaskan pengertian dan tujuan klorinasi air !

3. Jelaskan prinsip koagulasi limbah !

4. Jelaskan spesifikasi limbah yang dapat diolah melalui cara sedimentasi,

flotasi dan pembakaran !


BAB VII METODE REDUKSI KANDUNGAN NITROGEN

AIR LIMBAH

n Fungsi sistem penanganan limbah :

1. Menurunkan kadar BOD dan padatan tersuspensi

2. Mematikan mikroba

3. Menghilangkan nitrogen (bentuk amonia)

(4,5 bagian O2)

amonia nitrat

kadar DO turun mahluk biologis mati

n IPAL (unit/instalasi penanganan limbah) dirancang untuk dapat

mengoksidasi komponen C dan N dalam limbah

n Nitrogen dalam limbah mempengaruhi :

1. Kadar DO → mempengaruhi proses nitrifikasi oleh bakteri

2. Kebutuhan klorin untuk proses klorinasi (untuk keperluan air bersih)

n Kebutuhan oksigen dari komponen tereduksi pada air bersih sangat kecil,

bandingkan dengan :

- Kadar N pada air limbah perkotaan = 15-20 mg/L

- Kadar N pada limbah pertanian/peternakan = 100-1000 mg/L

TUJUAN PEMBELAJARAN KHUSUS (TPK) Setelah mengikuti mata kuliah dengan pokok bahasan metode

reduksi kandungan nitrogen air limbah, mahasiswa akan dapat

memahami metode reduksi kandungan nitrogen air limbah yang

benar.


n Komponen Nitrogen pada limbah yang belum diolah :

Aktivitas mikroba 1. N organik ion amonium 2. Komponen amonium :

bakteri NH4+ + 1,5 O2 2H+ + NO2

- + H2O … (a) bakteri NO2

- + 0,5 O2 NO3- ………………… (b)

reaksi (a) membutuhkan 3,43 g O2 per gram amonia

(b) membutuhkan 1,14 g O2 per gram nitrit

• Dibutuhkan 4,57 g O2 untuk mengoksidasi 1 g NH4 menjadi NO3- :

- 0,8 % N dikonversi ke dalam sel mikroba

• pH air berpengaruh terhadap toksisitas amonia terlarut :

- pada pH rendah, amonia akan beracun jika jumlahnya banyak

- pada pH tinggi, amonia akan beracun pada jumlah yang rendah

• Toksisitas amonia tergantung juga dari jumlah (NH3) yang masuk sel

• Membran sel ~ impermeabel terhadap ion amonia (NH4+), tetapi

permeabel terhadap (NH3) tidak terionisasi (toksisitas tinggi pada DO ↓ )

• Bentuk amonia cairan : - amonia bebas/tidak terionisasi (NH3)

- ion amonia (NH4+)

dipengaruhi oleh pH dan suhu :

(contoh : pH 9, sekitar 50 % dari total amonia bentuk tidak terionisasi)

v Standar Kualitas Air = batas maksimal amonia dalam air bersih 2 mg/L

pada pH sama atau lebih besar dari 8 ( = kons. amonia tidak terionisasi

pada air sungai bersuhu 20oC adalah 0,074 mg/L)

n Batas NO3 di AS = 45 mg/L untuk air minum


n Konsentrasi nitrat (NO3) tinggi : menghambat

- menyebabkan methemoglobinema pada bayi transport O2

- mempengaruhi kesehatan hewan dalam darah

bakteri pereduksi NO3 dalam usus manusia/hewan akan mengubah

NO3- → NO2

-

Hb (darah) methemoglobin (tidak dapat mengikat O2)

Metode Reduksi Kandungan Nitrogen :

Metode Komponen Nitrogen Yang Diubah

Metode Fisikokimia : - Land application - Elektrokimia - Amonia striping - Pertukaran Ion - Elektrodialisis - Osmosis - Klorinasi

NH3, NH4

+, N organik NH4

+ NH3 NO3

-, NH4+

NO3-, NH4

+ NH4

+, N organik

Metode Biologis : - Penggunaan ganggang - Denitrifikasi mikroba - Land aplication

Semua bentuk NO3, NO2 Semua bentuk

Sumber : Jenie dan Rahayu, 1993 7.1. NITRIFIKASI

• Konversi biologis dari Nitrogen (dari komponen organik atau anorganik)

bentuk tereduksi ke bentuk teroksidasi

• Proses biologis yang mengoksidasi ion amonium (NH4) menjadi bentuk

nitrit (NO2-) dan nitrat (NO3

-)

Bakteri Nitrifikasi : - Nitrosomonas, mengoksidasi NH4 → NO2-

- Nitrobacter, mengoksidasi NO2- → NO3

-


Bakteri Lain :

• Nitrospira

• Nitrosococcus mengoksidasi NH4 → NO2-

• Nitrosocystis

• Nitrosogloea mengoksidasi NO2- → NO3

-

• Nitrocystis

Mikroba nitrifikasi → Autotrofik (umumnya bakteri)

Heterotrof (Actinomycetes & kapang)

Kelompok Actinomycetes : Mycobacterium, Nocardia, Streptomyces,

Agrobacterium, Bacillus, Psudomonas

Kelompok Kapang : Aspergillus flavus

Amonia nitrat : untuk setiap 2 mg NH4 membutuhkan

4,57 mg O2 untuk proses biooksidasi

Faktor-faktor yang berpengaruh pada proses nitrifikasi :

a. Waktu retensi

b. Oksigen terlarut

c. Suhu,

d. pH

e. Konsentrasi amonia dan nitrit

7.2. DENITRIFIKASI

Denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat dan nitrit (nitrat sebagai terminal

hidrogen saat potensial O2 dalam limbah rendah)

Produk akhir yang dihasilkan berupa gas Nitrogen (N2) atau Nitrogen Oksida

(N2O).

Faktor-faktor yang mempengaruhi :

- Laju kecepatan respirasi mikroba


- Kadar oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh mikroba

- Ketersediaan nitrit dan nitrat dalam substrat

Contoh bakteri heterotrof fakultatif pengguna nitrat atau nitrit :

Micrococcus, Pseudomonas, Denitro-bacillus, Spirillum, Vacilles, Achromobacter

Proses peruraian nitrit dan nitrat :

NO3- + Organik → sel + N2 + CO2

a. Bahan Organik

l Bahan organik merupakan sumber karbon; selain juga dibutuhkan ion

sulfat, fosfat, Mg, Ca, dan unsur mikro seperti Mn, Cu, Fe dan Mo untuk

membantu aktivitas enzim

l Harus ditambahkan dari luar karena bahan organik dalam limbah sudah

digunakan untuk proses nitrifikasi

l Jika bahan organik berupa metanol, maka reaksi yang terjadi :

5CH3OH + 6NO3- → 5CO2 + 7H2O + 6OH- + 3N2

(dibutuhkan 1,9 mg metanol untuk setiap mg nitrat)

Rumus kebutuhan metanol : Cm = 2,47No + 1,53N1 + 0,87DO

dimana : Cm = kebutuhan metanol (mg/l)

No = konsentrasi nitrat (mg/l)

N1 = konsentrasi nitrit (mg/l)

DO = oksigen terlarut (mg/l)

Jika gula sebagai sumber karbon, maka reaksi denitrifikasi yang

terjadi:

5C6H12O6 + 24NO3- → 30CO2 + 12N2 + 18H2O + 24OH-

(dibutuhkan 2,6 mg glukosa untuk mereduksi tiap mg nitrat)


b. Oksigen terlarut

l Denitrifikasi terjadi pada kondisi anaerob (obligat)

l Mikroba yang terhambat contohnya Pseudomonas denitrificans

c. Nilai pH

l Proses denitirikasi berlangsung pada pH 7-8

l Mikroba pada proses denitrifikasi dapat beradaptasi pada pH 5-9,5

d. Waktu Retensi

l Waktu retensi minimum untuk denitrifikasi : 12 jam pada suhu 20 dan

30oC, serta selama 2 hari pada suhu 10oC

l Untuk aplikasi praktis waktu retensi yang disarankan : minimal

3-4 hari pada suhu 20 dan 30oC, serta 8 hari pada suhu 10oC

• Energi yang dihasilkan m.o. nitrifikasi (66 kkal/g glukosa) < m.o. heterotrof

(660 kkal/g glukosa) pada kondisi aerobik


• Proses nitrifikasi memerlukan mikroba nitrifikasi < daripada sistem

heterotrofik (1 : 10)

• Proses nitrifikasi tergantung pada metabolisme mikroba aerobik (waktu

generasi sampai 10 jam atau lebih)

• Waktu retensi minimum harus > dari pada laju pertumbuhan mikroba, dan

tergantung dari suhu proses dan konsentrasi bahan-bahan penghambat

waktu retensi minimum penting untuk penanganan

biologis, karena ada kemungkinan laju pertumbuhan

mikroba < laju kematiannya

Oksigen Terlarut

• Mikroba nitrifikasi → mikroba aerobik

• Batas kritis mikroba terhadap oksigen terlarut : + 0,5 mg/liter

• Penanganan nitrifikasi : konsentrasi O2 terlarut dijaga tetap + 1 mg/liter

• Kemampuan mikroba nitrifikasi untuk pulih menyesuaikan

• terhadap kondisi anaerobik cukup baik :

• Pada penanganan limbah secara anaerobik selama 4 jam lalu

• dilakukan aerasi, maka kemampuan bakteri nitrifikasi untuk

• berkembang biak hingga jumlah semula hanya butuh waktu

• sekitar 20 menit.

Suhu

• Nitrifikasi berjalan baik pada suhu 30o – 36oC (mesofilik)

• Pada suhu 6o – 25oC → Nilai Q10 relatif konstan

• Nitrifikasi pada suhu < suhu optimum, laju pertumbuhan mikroba lambat

sehingga waktu retensi meningkat


pH

Pada umumnya mikroba nitrifikasi mempunyai pH pertumbuhan optimum

pada rentangan basa

Ion hidrogen yang dihasilkan akan terjadi penurunan pH

Penurunan 7,1 gram mol alkalinitas (contoh CaCO3) menyebabkan

terbentuknya 1 gram Nitrat

pH optimum nitrifikasi : 7,5 – 8,5

Pada pH 5,0 – 5,5 : alkalinitas turun dari 700 menjadi 100 mg/liter

Pada pH 5,5 – 6,0 : Bakteri nitrifikasi mampu beradaptasi dan laju oksidasi

amonia akan mencapai kondisi normal (pH 7)

Pengaruh penghambatan asam nitrit dapat dikurangi dengan cara :

• Dilakukan pengenceran

• Pengaturan pH

• Penggunaan proses denitrifikasi

NO2- + H3O+ HNO2 + H2O

Disosiasi Nitrit :

dipengaruhi oleh keasaman

Kons. Asam nitrit akan meningkat bila dibandingkan dengan keadaan netral

Kons. Amonia bebas dapat meningkat seiring dengan : peningkatan pH, dan pengaruh penghambatannya pada bakteri Nitrobacter lebih tinggi dibanding Nitrosomonas


Amonia bebas :

Menghambat Nitrosomonas pada kons. 10 – 150 mg/liter.

Menghambat Nitrobacter dengan kons. 0,1 – 1,0 mg/liter.

Asam nitrit :

Menghambat Nitrobacter pada kons. 0,2 – 2,8 mg/liter.

Beberapa jenis bakteri mampu menggunakan Nitrat yang terbentuk sebagai

penerima elektron seperti halnya oksigen

Reduksi nitrat dapat melalui proses peruraian :

• Asimilasi : NO3 →NH4 → molekul organik

• Desimilasi : menghasilkan molekul N sebagai produk akhir

Metode Denitrifikasi

l Metode penanganan nitrogen pada limbah yang paling sering digunakan

adalah dengan proses nitrifikasi-denitrifikasi secara biologis

Beberapa metode denitrifikasi :

1. Kolom oksidasi

2. Saringan anaerobik

3. Lagun anaerobik

4. Pengendalian pertumbuhan, dll.

Denitrifikasi secara biologis yaitu dengan menggunakan sistem dasar statis dan

dasar yang mengembang (sistem dasar non statis)

7.3. PENGGUNAAN GANGGANG

Prinsip : nutrisi yang masih terdapat dalam limbah dapat dimanfaatkan sebagai

pembentuk sel ganggang yang dapat dipanen dari limbah, sehingga kandungan

N berkurang.


Sistem ganggang terdiri dari : Pertumbuhan, Pemanenan dan Pembuangan

ganggang pada limbah

l Sistem berlangsung baik bila ada tambahan bahan organik dan

CO2

l Dengan metode ini sebanyak 70-90 % limbah dengan kadar N 20

mg/L akan diubah menjadi sel ganggang

l Waktu retensi : 5-16 hari

l Metode panen : flokulasi dan sedimentasi, diikuti penyaringan

padatan terendapkan

l Kadar padatan ganggang yang telah dijemur sekitar 90 %

7.4. PENYERAPAN AMMONIA (AMMONIA STRIPPING)

l Prinsip :

Perubahan nitrogen dari bentuk cair ke bentuk gas (bukan proses akhir

dari penghilangan N dari limbah). Gas amonia yang terbentuk diharapkan jatuh

pada areal pertanian, dan akan digunakan tanaman untuk pertumbuhannya

(penyerapan amonia mencapai 20 kg/ha).

l Amonia bersifat larut dalam air, amonia dalam bentuk larutan tidak dapat

didesorbsi. Yang dapat didesorbsi hanya dalam bentuk gas tidak terionisasi

(NH3).

l Desorbsi amonia dari limbah dapat dilakukan dengan mencampur bentuk cair

dan gas seperti pada penggunaan semprotan, tangki aerasi dan sistem

difusi udara.

l Sistem perubahan bentuk amonia dari bentuk cair ke bentuk gas melalui

fase peralihan (interface), serta lapisan gas dan cairan. Faktor-faktor yang

mempengaruhi : jumlah dan konsentrasi amonia bentuk cair, besar/luas fase

peralihan yang harus dilalui, waktu desorbsi, suhu dan tekanan udara.


7.5. RINGKASAN

• Fungsi sistem penanganan limbah : menurunkan kadar BOD dan padatan

tersuspensi, mematikan mikroba, menghilangkan nitrogen (bentuk amonia)

• Metode reduksi kandungan nitrogen : metode fisikokimia, land application,

elektrokimia, ammonia striping, pertukaran ion, elektrodialisis, osmosis,

klorinasi.

• Definisi Nitrifikasi :

- Konversi biologis dari Nitrogen (dari komponen organik atau anorganik)

bentuk tereduksi ke bentuk teroksidasi

- Proses biologis yang mengoksidasi ion amonium (NH4) menjadi bentuk

nitrit (NO2-) dan nitrat (NO3

-)

• Bakteri Nitrifikasi : Nitrosomonas, (mengoksidasi NH4 menjadi NO2-); dan

Nitrobacter (mengoksidasi NO2- menjadi NO3-). Bakteri nitrifikasi lainnya :

Nitrospira, Nitrosococcus, Nitrosocystis, Nitrosogloea, Nitrocystis

• Faktor-faktor yang mempengaruhi nitrifikasi : waktu retensi, oksigen terlarut,

suhu, pH, konsentrasi amonia dan nitrit

• Denitrifikasi : proses reduksi nitrat dan nitrit (nitrat sebagai terminal hidrogen

saat potensial O2 dalam limbah rendah); produk akhir yang dihasilkan berupa

gas Nitrogen (N2) atau Nitrogen Oksida (N2O)

• Faktor-faktor yang mempengaruhi denitifikasi : laju kecepatan respirasi

mikroba; kadar oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh mikroba, ketersediaan

nitrit dan nitrat dalam substrat

• Bakteri pengguna nitrat atau nitrit : Micrococcus, Pseudomonas, Denitro-

bacillus, Spirillum, Vacilles, Achromobacter

• Prinsip Sistem ganggang : pertumbuhan, pemanenan dan pembuangan

ganggang pada limbah

• Prinsip penyerapan ammonia (ammonia striping) : perubahan nitrogen dari

bentuk cair ke bentuk gas (bukan proses akhir dari penghilangan N dari

limbah).

7.6. PERTANYAAN

1. Mengapa harus dilakukan reduksi kandungan nitrogen pada limbah ?

2. Jelaskan mekanisme keracunan komponen NO3- pada manusia !


3. Jelaskan proses denitrifikasi limbah !

4. Jelaskan prinsip reduksi kandungan nitrogen pada limbah melalui sisem

ganggang dan ammonia striping !


BAB VIII PENANGANAN BEBERAPA LIMBAH INDUSTRI

BERDASARKAN JENIS BAHAN

8.1. LIMBAH INDUSTRI KARBOHIDRAT

8.1.1. Jenis limbah

Limbah padat : kulit buah, bagian-bagian buah (hasil sortasi dan

trimming), padatan karbohidrat terlarut (pati, amilum, selulosa), bahan terlarut

lainnya (protein, asam-asam amino, gula, dll.)

Limbah cair : efluen berupa air bekas proses pencucian, perendaman,

blanching, pasteurisasi, pembersihan, dan pendinginan produk akhir.

8.1.2. Ciri karakteristik limbah adalah :

• Mengandung kadar karbohidrat (C - H - O) tinggi

• pH relatif rendah (< pH 7)

• Mengandung polutan seperti tanah, larutan alkali panas, insektisida,

pestisida, dll.

8.1.3. Penanganan Limbah Berdasarkan Jenis dan Karakteristik Limbah

Limbah padat

• Pembakaran dan penimbunan limbah padat kering

• Pegolahan limbah menjadi : pakan (melalui pengecilan ukuran, diolah

menjadi silase, dll.), pupuk (kompos).

Limbah Cair

• Secara fisik : penyaringan/filtrasi, sedimentasi, pengapungan/flotasi

TUJUAN PEMBELAJARAN KHUSUS (TPK) Setelah mengikuti mata kuliah dengan pokok bahasan

penanganan beberapa limbah industri berdasarkan jenis bahan,

mahasiswa akan dapat memahami penanganan beberapa limbah

industri berdasarkan jenis bahan yang benar.


• Secara kimia : penggumpalan, desinfeksi

• Secara biologi : kolam oksidasi, lagun aerasi, lagun anaerobik, digester

anaerobik, dll.

• Pengolahan lanjut limbah cair menghasilkan :

gas methan (CH4) dan karbondioksida (CO2)

- Simba-yeast (menggunakan kultur simbiosis 2 jenis khamir yaitu

Endomycopsis dan Candida utilis)

- Single Cell Protein/SCP (untuk suplemen pakan ternak, menggunakan

khamir Candida dan Saccharomyces)

- Sebagai bahan baku produk fermentasi (asam asetat / cuka)

Contoh Produksi SCP dari Limbah Kentang :

Limbah penggilingan pati kentang (fruitwater) dipanaskan dengan cara

injeksi uap air dan penyaringan ultra.

Produk akhir mengandung kadar air (8 %), protein (75-80 %) dalam

bentuk padatan kering.

8.2. LIMBAH INDUSTRI SAYURAN DAN BUAH-BUAHAN

8.2.1. Jenis Limbah

• Limbah padat : tangkai, pangkal dan ujung buah, daun, kulit buh, biji, sisik,

pelepah, bagasse (ampas tebu), dan lain-lain.

• Limbah cair : efluen berupa air bekas proses pencucian, perendaman,

blanching, pasteurisasi, pembersihan dan pendinginan produk akhir, serta

ampas tebu (molase).

8.2.2. Ciri Karakteristik Limbah

• pH tinggi ± pH 12-13 (dari larutan alkali saat pengupasan/perendaman)

• Mengandung bahan organik (karbohidrat, protein, lemak), garam-garam, dan

mineral tersuspensi tinggi

• Mengandung polutan seperti tanah, larutan alkali panas, insektisida,

pestisida, dll.



1. Limbah padat

Pengecilan ukuran/penepungan, pembuatan pelet, dan lain-lain untuk

menghasilkan :

• pupuk (kompos)

• pakan ternak (bentuk SCP, menggunakan kultur Aspergillus niger)

• bahan baku kertas (pulp, particle board)

• bahan bakar

Pembakaran limbah padat kering, atau untuk penimbuhan lahan.

2. Limbah cair :

• Secara fisik : penyaringan/filtrasi, sedimentasi, pengapupangan /flotasi

• Secara kimia : penggumpalan, desinfeksi

• Secara biologi : kolam oksidasi, lagun aerasi, lagun anaerobik, digester

anaerobic.

• Pengolahan lanjut limbah sebagai bahan baku pembuatan :

alkohol

asam-asam organik

MSG

bahan tambahan makanan (BTM), dan lain-lain.

Contoh tahapan pembuatan kompos dari limbah batang dan tongkol jagung :

• Pengecilan ukuran

• Penyusunan tumpukan

• Pembalikan : untuk membuang panas berlebih, sirkulasi udara,

meratakan proses fermentasi, meratakan air, dan membantu

penghancuran bahan menjadi partikel kecil.

• Penyiraman

• Pematangan : 6-8 minggu

• Penyaringan : memperoleh ukuran partikel kompos yang seragam

• Pengemasan dan penyimpanan


8.3. LIMBAH INDUSTRI DAGING DAN IKAN

8.3.1. Jenis Limbah

• Limbah padat : kulit, kuku, ekor, bulu

• Limbah cair : efluen dari kandang (kotoran dan urine), tempat penyembelihan

(darah), proses pengolahan (air pencucian).

8.3.2. Ciri Karakteristik Limbah

• Mengandung kadar protein dan lemak tinggi

• Komponen lemak berupa padatan dan lemak tersuspensi

• Mengandung kadar BOD dan COD tinggi


Limbah Padat

Pemanfaatan untuk industri rumah tangga

Rekoveri (pengambilan) protein

Pembakaran limbah padat kering

Limbah Cair

• Secara fisik : sedimentasi, flotasi

• Secara kimiawi : koagulasi dan disinfeksi

• Secara biologi : kolam oksidasi, lagun (aerasi atau anaerobik), dll.

Contoh Tahapan Rekoveri Protein dari Limbah Daging dan Ikan :

1. Flotasi udara (untuk memisahkan lemak dari efluen)

2. Sedimentasi

3. Ion Exchange Resin

8.4. RINGKASAN

• Karakteristik limbah industri pangan : volume cairan tinggi, berbeban rendah,

memiliki kualitas dan kuantitas fisik yang spesifik (volume aliran, BOD, COD,

DO, suhu, pH, konsentrasi padatan tersuspensi, toksisitas, dll.), umumnya

tidak membahayakan kesehatan

untuk memisahkan antara protein kering dan efluen

tanpa lemak-protein


• Beberapa cara pengelolaan limbah pangan : pengurangan sumber (source

reduction), penggunaan kembali (reuse), pemanfaatan (recycling),

pengolahan (treatment), pembuangan (disposal)

• Penanganan limbah industri karbohidrat : 1) pembakaran dan penimbunan

limbah padat kering; 2) pegolahan limbah menjadi pakan, pupuk (kompos),

dll; 3) penyaringan/filtrasi, sedimentasi, pengapungan/flotasi; 4)

penggumpalan, desinfeksi; 5) kolam oksidasi, lagun aerasi, lagun anaerobik,

digester anaerobik, dll.; 6) pengolahan lanjut limbah cair menghasilkan gas

methan (CH4) dan karbondioksida (CO2)

• Penanganan limbah industri sayuran dan buah-buahan : 1) pengecilan

ukuran/penepungan, pembuatan pelet, dll ; 2) pembakaran limbah padat

kering, atau untuk penimbunan lahan; 3) penyaringan/filtrasi, sedimentasi,

pengapungan/flotasi; 4) penggumpalan, desinfeksi; 5) kolam oksidasi, lagun

aerasi, lagun anaerobik, digester anaerobik; 6) pengolahan lanjut (untuk

bahan bahku pembuatan alkohol, asam-asam organik, MSG, BTM)

• Penanganan limbah industri daging dan ikan : 1) Pemanfaatan untuk industri

rumah tangga; 2) Rekoveri (pengambilan) protein, 3) Pembakaran limbah

padat kering, 4) sedimentasi, flotasi, 5) koagulasi dan disinfeksi, 6) kolam

oksidasi, lagun (aerasi atau anaerobik)

8.5. PERTANYAAN

1. Jelaskan pengertian pengendalian produksi limbah dan pengelolaan limbah !

2. Jelaskan Teknologi AOP dalam penanganan limbah !

3. Jelaskan pengolahan limbah industri sayur buah yang menguntungkan !

4. Bagaimana prinsip ion exchage resin dalam rekoveri protein limbah industri

daging dan ikan ?


BAB IX

PERATURAN PERUNDANG-UNDANGAN

9.1. ISO 14000

ISO 14001 merupakan pelatihan kepedulian sistem manajemen

lingkungan. Tujuan pelatihan ini adalah :

1. Meningkatkan kepedulian terhadap sistem manajemen lingkungan.

2. Memberi pengertian dasar tentang Standar Sistem Manajemen

Lingkungan ISO 14001.

Lingkungan merupakan keadaan sekeliling tempat beroperasi, termasuk

udara, air, tanah, sumber daya alam, flora, fauna, manusia dan keterkaitannya

(SNI 19-14001-1997).

Pencemaran Lingkungan

Penyebabnya adalah pembangunan, industrialisasi, dan pertambahan

penduduk. Terjadinya pencemaran disebabkan oleh daya dukung lingkungan

terlampaui, gangguan pada kemampuan alam memperbaiki diri sendiri (self

purification).

Dampak lingkungan adalah :

1. Pengurangan Sumber Daya Alam

2. Pencemaran Air

3. Pencemaran Udara

4. Pencemaran Tanah

5. Pemanasan Global

6. Perusakan Lapisan Ozon

TUJUAN PEMBELAJARAN KHUSUS (TPK) Setelah mengikuti mata kuliah dengan pokok bahasan peraturan

perundang-undangan mengenai limbah industri pangan,

mahasiswa akan dapat memahami peraturan perundang-

undangan mengenai limbah industri pangan yang benar.


7. Hujan Asam

8. Desertifikasi (proses penggurunan)

9. Kehilangan keanekaragaman hayati (Biodiversity)

Pengurangan sumber daya alam, yaitu :

v Konsumsi air (tanah dan permukaan); bahan bakar fosil (minyak bumi,

gas alam, dan batubara); kertas, dan lahan.

v Penurunan kuantitas sumber daya alam.

v Penipisan sumber daya alam dan kerusakan lingkungan.

v Pemanfaatan secara efisien atau pemanfaatan sumber energi baru.

Pencemaran Air

Sumber pencemarannya adalah domestik (rumah tangga) dan industri.

Parameter pencemaran yang diukur adalah : BOD, COD, senyawa anorganik,

pestisida, Nitrat, Fosfat, minyak dan lemak, logam berat, dan lain-lain.

Pencemaran air akan mengakibatkan sungai tidak berfungsi, makhluk hidup mati,

dan lain-lain.

Pencemaran Udara

Sumber pencemarannya adalah bergerak dan tidak bergerak. Parameter

pencemaran NOx, SOx, CO2, CH4, NH3, dan lain-lain. Pencemaran udara

mengakibatkan kesehatan terganggu, kerusakan bangunan dan pemanasan

global, dan lain-lain.

Pencemaran Tanah

Sumber pencemarannya adalah pertanian, pembuangan bahan kimia dan

lain-lain. Pencemaran tanah mengakibatkan perubahan komposisi kimia tanah,

hilangnya topsoil, akumulasi polutan, dan air tanah tercemar.

Pemanasan Global

Sumber pencemarannya adalah pembakaran bahan bakar, pertanian,

hutan. Parameter yang diukur dari pemanasan global adalah gas-gas CO2, No

dan NH4. Pemanasan global akan menyebabkan kenaikan temperatur, kenaikan

air laut dan perubahan iklim.


Perusakan Lapisan Ozon

Sumber perusakan lapisan ozon adalah alat pendingin, aerosol pada alat

pemadam kebakaran. Parameter yang diukur dari perusakan lapisan ozon

adalah konsentrasi bahan kimia yang mengandung klorin (CFC, Halon).

Perusakan lapisan ozon akan menyebabkan kanker, dan daya imunologi kulit

berkurang.

Penggurunan

Sumber penggurunan adalah penebangan hutan, pembukaan lahan untuk

pertanian dan lain-lain. Parameter yang diukur dari penggurunan adalah

bertambahnya lahan terbuka. Dampak dari penggurunan adalah berkurangnya

keanekaragaman hayati, pengaruh terhadap iklim, dan pengurangan sumber

daya alam.

Hujan Asam

Sumber dari hujan asam adalah pembakaran, parameter yang diukur

adalah gas-gas SOx, NOx dan NH3. hujan asam akan menyebabkan sungai tidak

berfungsi, kerusakan material dan kesuburan tanah.

Dari pencemaran-pencemaran di atas diharapkan agar kita melakukan

pembangunan berkelanjutan dimana pembangunan yang dapat memenuhi

kebutuhan hari ini tanpa membahayakan cadangan di masa depan.

9.2. AMDAL (Analisis Mengenai Dampak Lingkungan)

9.2.1. LATAR BELAKANG

Seiring dengan semakin pesatnya perkembangan abad modern yang

ditandai dengan meningkatnya pembangunan sarana fisik non-fisik di berbagai

bidang, secara global telah menyebabkan penurunan kualitas lingkungan

hidup. Komponen lingkungan yang menurun diantaranya meliputi komponen

llingkungan fisik/kimia, hayati, sosek dan sosbud.

Dilandasi oleh Deklarasi Stockholm tahun 1972 oleh WHO (melalui

badan UNEP), maka setiap negara berupaya seoptimal mungkin meningkatkan

kepedulian dalam pengelolaan lingkungan hidup di negara masing-masing. Di


Indonesia sendiri dikeluarkan UU no. 4 tahun 1982 tentang “Ketentuan-

ketentuan Pokok Pengelolaan Lingkungan Hidup”, yang diperbaharui dengan

UU no. 23 tahun 1997 tentang “Pengelolaan Lingkungan Hidup”. Berlandaskan

beberapa UU tersebut akhirnya ditetapkan Peraturan Pemerintah no. 29 tahun

1986 tentang “Analisis Mengenai Dampak Lingkungan”, yang diperbaharui

dengan PP no. 51 tahun 1993.

Mengacu pada PP tersebut maka semua kegiatan baik di sector industri,

pariwiisata, perhubungan, pertambangan, perdangan dan usaha-usaha lainnya

serta pembangungan yang diperkirakan akan menimbulkan dampak penting

terhadap komponen lingkungan, diharuskan melengkapi dengan dokumen Amdal

(Analisis Mengenai Dampak Lingkungan).

9.2.2. PENGERTIAN AMDAL

Amdal (Analisis Mengenai Dampak Lingkungan) merupakan bentuk studi

yang komprehensif tentang pengaruh sebab dan akibat dari suatu rencana

kegiatan, atau usaha yang dapat menimbulkan dampak kepada komponen-

komponen lingkungan hidup sekitar lokasi rencana kegiatan/usaha, dilengkapi

dengan rencana pengelolaan dan pemantauannya, yang sangat mudah dan

membantu bagi para pengambil keputusan untuk menetapkan bisa atau

tidaknya suatu rencana kegiatan atau usaha dimulai.

9.2.3. METODE-METODE AMDAL

1. Metode Pelingkupan (Scoping)

Definisi : Proses pemusatan studi pada hal-hal penting yang berkaitan dengan

dampak penting

Jenis pelingkupan :

Pelingkupan Dampak Penting, meliputi :

- Identifikasi dampak penting

- Evaluasi dampak potensial

- Pemusatan (focusing) dampak penting

Pelingkupang Wilayah Studi, meliputi :

- Batas proyek

- Batas ekologi

- Batas sosial


- Batas administratif

2. Metode Penentuan Adanya Dampak

3. Metode Penentuan Dampak Penting

Beberapa komponen yang harus diperhatikan dalam menentukan dampak

penting :

• Jumlah manusia terkena dampak

• Luas wilayah persebaran dampak

• Lamanya dampak berlangsung

• Intensitas dampak

• Banyaknya komponen lingkungan yang akan terkena dampak

• Sifat kumulatif dampak tersebut

• Berbalik (reversible) atau tidak berbaliknya (irreversible) dampak

4. Metode Pengumpulan Data Bio-Geo-Fisik

Komponen lingkungan secara garis besar dalam komponen :

• Fisik dan Kimia

• Hayati

• Sosekbud

5. Metode Analisis Mengenai Dampak Lingkungan

6. Metode Identifikasi, Prediksi dan Evaluasi Dampak Lingkungan.

9.3. RINGKASAN

• Amdal (Analisis Mengenai Dampak Lingkungan) merupakan bentuk studi

yang komprehensif tentang pengaruh sebab dan akibat dari suatu rencana

kegiatan, atau usaha yang dapat menimbulkan dampak kepada komponen-

komponen lingkungan hidup sekitar lokasi rencana kegiatan/usaha,

dilengkapi dengan rencana pengelolaan dan pemantauannya, yang sangat

mudah dan membantu bagi para pengambil keputusan untuk menetapkan

bisa atau tidaknya suatu rencana kegiatan atau usaha dimulai.


• Metode-metode Amdal : 1) Metode Pelingkupan (Scoping) ; 2) Metode

Penentuan Adanya Dampak; 3) Metode Penentuan Dampak Penting; 4)

Metode Pengumpulan Data Bio-Geo-Fisik; 5) Metode Analisis Mengenai

Dampak Lingkungan; 6) Metode Identifikasi, Prediksi dan Evaluasi Dampak

Lingkungan.

• Dampak pencemaran lingkungan : pengurangan sumberdaya alam,

pencemaran air, pencemaran udara, pencemaran tanah, perusakan lapisan

ozon, hujan asam, desertifikasi (proses penggurunan), kehilangan

keanekaragaman hayati (biodiversity)

• ISO 14000 : Standar sistem pengelolaan/manajemen lingkungan

9.4. PERTANYAAN

1. Mengapa AMDAL penting dalam pengelolaan lingkungan ?

2. Sebutkan beberapa dampak penting pada pembuatan dokumen AMDAL !

3. Jelaskan kegunaan ISO-14000 bagi industri pangan !


DAFTAR PUSTAKA

Andarwulan, N. 1986. Aktivitas Enzim Alfa-Galaktosidase dari Kapang Oncom. Pada Substrat Limbah Padat Pertanian. Skripsi. FATETA, IPB. Bogor.

Anonim. 1988. Laporan Penelitian Pemanfaatan Limbah Industri Pertanian.

Balai Penelitian dan Pengembangan Industri. Semarang. __________. 1992. Enzym Nomenclaure 1992. Recommendations of the

Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology on Nomenclature and Classification on Enzymes. Academic Press. Inc. San Diego.

Bajpai, P. dan Bajpai, P.K. 1993. Eicosapentaenoic Acid (EPA) Production from

Microorganisme : a review. Journal of Biotechnology, 30 (1993) : 161 – 183.

Birch. G.G., Porker, K.J. and Worga, J.T. 1976. Food From Waste. Applied

Science Pubs. Ltd London. Betty D. Sofiah, Abdul Rivai da Debby M. Sumanti. 1998. Diktat Penuntun

Praktikum Mikrobiologi Pengolahan Pangan. Jurusan Teknologi Pertanian Faperta UNPAD. Jatinangor.

Boulton, C.A. 1985. The Biotechnology of Microbial Oil and Fats. Industrial

Biotechnology. Vol. 40 No. 5. Brogsstrom, B dan Brockman, H.L. 1984. The Lipases. Plenum Press New

York. Bull, M.J. 1983. Progress in Industrial Microbiology. Elsevier Sci. Publ. Co.

Amsterdam Oxford. New York. Chalal, D.S. 1985. Solid State Fermentation with Trichoderma reesei.

Application Environt. Microbiol. 49(I) : 205 – 210. Ciptadi, W. 1982. Telaah Pembuatan Sirup Glukosa dan Sifat Limbah Cairnya

Dengan Bahan Ubi Kayu Secara Hidrolisa Asam Dalam Rangka Meningkatkan Teknik Pengolahannya. Thesis IPB. Bogor.

Cochrane, V.W. 1965. Phsyiology of Fungi. John Wiley and Sons Inc. New

York. Deanne. 1994. Produksi Pigmen Angkak oleh Monascus purpureus Pada

Campuran Limbah Cair Tahu dan Dedak. Skripsi FATETA, IPB. Bogor.


Departemen Kesehatan Republik Indonesia. 1981. Daftar Komposisi Bahan Makanan Bharata. Jakarta.

Desnulle, P. 1972. The Lipases. Di dalam “The Enzymes”. Academic Press.

New York. Djuhana Wati. 1995. Seleksi Kapang Rhizopus dan Optimasi pH Serta Suhu

Untuk Produksi Minyak. Skripsi FATETA, IPB. Bogor. Evans, C.A. and Ratledge, C. 1985. A. Comparation of The Oleoginous Yeast,

Candada curvata, Grown on Different Carbon Sources a Continous and Batch Culture. Lipids Vol. 18, No. 9.

Evi Kuswiyanti. 1996. Penggunaan Limbah Industri Pertanian Sebagai Sumber

C dan Pengaruh Mineral Serta Waktu Inkubasi Terhadap Produksi Asam Gamma Linolenat dari Kapang Mucor inaequisporus M0511/4. Skripsi. FATETA. IPB. Bogor.

Fardiaz, S. 1988. Fisiologi Fermentasi. PAU-IPB. Bogor. ___________. 1992. Mikrobiologi Pangan I. PAU Pangan dan Gizi IPB. Bogor

bekerja sama dengan P.T. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. Frazier, W.C. 1958. Food Microbiology. McGraw-Hill Book Company, Inc. New

York Toronto London. Frost, G.M. and D.A. Moss. 1987. Production of Enzym by Fermentation.

Biotechnology Vol. 79 VHC. Germany. Gatut Kristianto. 1998. Pengaruh Jenis Inokulum dan Suhu Fermentasi

Terhadap Aktivitas Enzim - Glukosidase Pada Tempe. Skripsi. Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian, UNPAD. Jatinangor.

Hansson, L., . Dostalek dan B. Sorenby. 1989. Production of GLA by The

Fungus Mucor rouxii in Fed-Batch and Continuous Culture. Appl. Microbiol. Biotechnol 31 : 223 – 227.

Helianti. 1994. Pemanfaatan Ampas Tahu, Onggok dan Dedak Untuk Produksi

Pigmen Angkak oleh Monascus purpureus BC 88202 dengan Sistem fermentasi Padat. Skripsi. FATETA, IPB. Bogor.

Jenie, B.S.L. dan F. Fachda. 1991. Pemanfaatan Onggok dan Dedak Padi Untuk

Produksi Pigmen Angkak oleh Monascus purpureus. Pertemuan Ilmiah Tahunan, Perhimpunan Mikrobiologi Indonesia. Bogor.

Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Penerbit

Universitas Indonesia. Jakarta. Kyle, D.J. dan Ratladge, C. 1992. Industrial Aplication of Single Cell Oils. P.G.I.

American Oil Chemists Society Champaign, Illinois.


Liang, O.B., Buchanan dan D. Fardiaz. 1992. Development of Food Science and

Technology.Proceeding of Asean Food Conference. Jakarta. Linberg, A.M. dan L. Hansson. 1991. Production of Gamma Linolenic Acid by

Fungus Mucor rouxii on Cheap Nitrogen and Carbon Sources. Appl. Microbiol Biotech. 36 : 26 – 28.

Macrae, A.R. 1983. Lipase Catalyced Interesterification of Oil and Fats. J. Am.

Oil. Soc. 60 (2) : 243 – 246. Nagai S. 1979. Control of Solid State Cultivation, Proc. GIAM-V Bangkok. Nawangsari, R.T. 1996. Penggunaan Berbagai Sumber Karbon dan Produksi

Minyak Sel Tunggal Oleh Kapang Mucor inaequisporus M05II/4. Skripsi. Fakultas Teknologi Hasil Pertanian UGM. Yogyakarta.

Nuraida, L., N.L. Puspitasari-Nienaber, Winarno, G.A. Swandoko dan F.

Kusnandar. 1995. Produksi Asam Gamma Linolenat oleh Kapang Mucor. Buletin Teknologi Industri Pangan. 6 (3) : 66 – 73.

Nuraida, L., S.P. Sukarto dan N. Andarwulan. 1996. Produksi Minyak

Mengandung Asam Gamma Linolenat Oleh Kapang M. inaequisporus M05II/4 Dengan Berbagai Sumber Nitrogen. Jurnal Ilmu dan Teknologi Pangan I (1) : 17 - 25.

Nuraida, L. 1997. Pemanfaatan Limbah Industri Pertanian Sebagai Media Untuk

Menghasilkan Asam Gamma Linolenat. Laporan Riset Unggulan Terpadu II 1996/1996. FATETA, IPB. Bogor.

Paoletti, A. dan Kritchevsky, D. 1977. Advanced in Lipid Research Vol. 15.

Academic Press. New York. Pape, H dan Rehm, H.J. 1986. Microbial Products II. Biotechnologgy. Vol. 4

No.6. Pardede, H.T. 1994. Pemanfaatan Ampas Tapioka, Ampas Tahu dan Dedak

Padi Untuk Memproduksi Pigmen Karotenoid dari Neurospora sitophyla dengan Sistem Fermentasi Padat. Skripsi. FATETA, IPB. Bogor.

Prabowo, A.D., Samain dan Rangkuti, M. 1985. Pemanfaatan Ampas Tahu

Sebagai Makanan Tambahan dalam Usaha Penggemukan Daging Potong. Buletin Limbah Pangan : 172 – 174.

Rahman, A. 1989. Pengantar Teknologi Fermentasi. Mikrobiologi Pangan dan

Gizi PAU. Bogor. ___________. 1992. Teknologi Fermentasi. Arcan. Jakarta.


___________. 1992. Teknologi Fermentasi Industrial II. Arcan. Jakarta. Ratledge, C. 1983. Microbial Oil and Fats : Assesment of Their Commercial

Potential. Industrial Microbiology No. 16. Ratledge, C. Dan Wilkinson, S.G. 1988. Microbial Lipid. Vol. 2. Academic

Press. London. Ridawati. 1993. Produksi Pigmen oleh Monascus purpureus BC 88202 pada

Media Campuran Limbah Cair Tapioka, Ampas Tapioka dan Ampas Tahu. Skripsi. FATETA, IPB. Bogor.

Rita Utari. 1997. Seleksi Kapang Mucor Untuk Produksi Minyak Mengandung

Asam Gamma Linolenat dengan Sistem Fermentasi Padat pada Media Onggok-Ampas Tahu dan Onggok-Dedak Padi. Skripsi. FATETA, IPB. Bogor.

Saputro, L. 1987. Produksi Alfa-amilase Pada Fermentasi Aspergillus nige dan

A. oryzae dengan Suplementasi Limbah Tapioka dan Dedak Padi. Skripsi. FATETA, IPB. BOgor.

Setiawiharja, B. 1982. Production of Fungal Pectinases by Solid State

Fermentation Using Tapioka Waste. UN/FAO International Food Technological Training Center Food Technology Research Institute, Mysore 570013, India.

Shaw, R. 1965. The Occurrence of Gamma Linolenic Acid in Fungi. Biochem.

Biophys. Acta. 98 : 230. Sinthia Prideaka Soekarto. 1996. Produksi Minyak Mengandung Asam Gamma

Linolenat Tinggi dari Kapang Mucor inaequisporus M0511/4 dengan Berbagai Sumber N dari Limbah Industri Pertanian. Skripsi. FATETA, IPB. Bogor.

Sudarmadji, Bambang Haryono dan Suhardi. 1984. Penuntun Praktikum Analisis

Bahan Makanan. Penerbit Universitas Indonesia. Jakarta. Suhartono, M.T. 1989. enzim dan Bioteknologi. PAU Bioteknologi, IPB. Bogor. Suliantari, L. Nuraida, N. Andarwulan, Djuahanawati dan Nugrahaningrum, 1996.

Produksi Asam Gamma Linolenat Menggunakan Rhizopus. Jurnal Ilmu dan Teknologi Pangan, Vol. I (2) : 45 – 49.

Sundhagul, M. 1972. Feasibility Study on Tapioca Waste Recovery. The

Ministry of Education Malaysia, Kuala Lumpur. Svedsen, A. 1994. Action of Esterases in Presence of Organik Solvents.

Biochem. J. 30 : 609 – 617.


Tjiptadi, W. Dan R.T.M. Sutamiharja. 1985. Pemanfaatan Limbah Padat Industri Tapioka Sebagai Bahan Makanan Manusia. Laporan Riset Unggulan Terpadu II/1984. FATETA, IPB. Bogor.

Tsao, G. 1982. Annual Report on Fermentation Processes. Academic Press.

New York. Wassef, M.K. 1975. Fungal Lipids. Adv. Lipid Res. Vol. 15. Academic Press.

New York. Winarno, F.G. 1985. Monografi Limbah Pertanian. Kantor Menteri Muda Urusan

Peningkatan Produksi Pangan. Jakarta.

Documents

50632267 Bahan Ajar Penanganan Limbah