Seminar Nasional dan Gelar Produk | SENASPRO 2017 99

BIOREMEDIASI LIMBAH CAIR RUMAH TANGGA DENGAN PRODUK

FORMULA KONSORSIUM PENGURAI LIMBAH

Lud Waluyo

UMM/FKIP Biologi, Malang

Alamat Korespondensi : Jl. Raya Tlogomas 246, Telp/Fax (+620341)464318/Ext 120

E-mail: 1)ludwaluyo63@gmail.com

Abstrak

Limbah cair rumah tangga sangat potensial menjadi sumber penularan penyakit oleh patogen yang

dibawa melalui air. Limbah cair rumah tangga harus dikontrol dan diolah terlebih dahulu dengan

metode dan teknik pengelolaan yang berwawasan lingkungan sehingga tidak menimbulkan dampak

negatif terhadap kesehatan masyarakat dan lingkungan, salah satunya dengan menggunakan bakteri

indigen yang diformulasikan. Formula konsorsium strain bakteri heterotrofik pengurai limbah cair

rumah tangga ABCD telah terbukti efektif dalam toleransi deterjen, LAS, antagonistik terhadap

patogen, dan kemampuan amilolitik, proteolitik, dan lipolitik. Tujuan penelitian mengetahui

bioremediasi senyawa organik, reduksi COD, TSS, residu deterjen, BOD, pH, dan hitung koloni

pada limbah cair rumah tangga dengan pengujian secara pilot plan oleh formula konsorsium bakteri

heterotrofik pengurai limbah cair rumah tangga ABCD. Metode untuk mencapai target yakni dengan

meremediasi limbah cair rumah tangga dengan produk formula konsorsium pengurai limbah ABCD

dengan menghitung persentase reduksi dengan indikator reduksi senyawa organik (amilum, lemak,

dan protein), menurunkan COD, TSS, residu deterjen, BOD, pH, dan hitung koloni. Hasil penelitian

menunjukkan persentase reduksi pada produk formula konsorsium ABCD sebesar amilum (91%),

protein (98%), COD (96%), TSS (90%), residu deterjen (96%), dan BOD (96%) terjadi pada

inkubasi 30 hari. Persentase reduksi lemak paling cepat sebesar 53 % terjadi pada hari ke-5.

Inkubasi hari ke-10 semua lemak (100%) sudah terdegradasi. Peningkatan paling tajam persentase

reduksi untuk indikator COD, TSS, residu deterjen, dan BOD terjadi pada inkubasi hari ke-5 sampai

dengan hari ke-15.

Kata kunci: bioremediasi, formula konsorsium, limbah cair rumah tangga, persentase reduksi

1. PENDAHULUAN

Semakin tinggi limbah domestik (rumah tangga) yang memasuki badan air, menyebabkan

berbagai penyakit menular mudah berjangkit. Limbah domestik merupakan sumber mikroba

pencemar penyebab berbagai penyakit dan sangat berpotensi menjadi sumber penularan penyakit

oleh patogen yang dibawa melalui air. Limbah cair rumah tangga harus diremediasi dahulu sebelum

dibuang ke lingkungan sehingga tidak menimbulkan dampak negatif terhadap kesehatan masyarakat

dan lingkungan. Salah satu upaya remediasi limbah cair rumah tangga dengan memanfaatkan isolat

mikroba indigen potensial, salah satunya dengan inovasi menggunakan bakteri indigen yang

diformulasikan yang diskrining memiliki sifat unggul [1, 8, 10, 16, 18, 23].

Langkah-langkah inovasi yang dilakukan adalah mengisolasi, mengkarakterisasi, dan

mengindenfikasi mikroba indigen yang berasal dari limbah cair rumah tangga sendiri. Inovasi yang

akan dikembangkan pada formula konsorsium strain bakteri heterotrofik yang ramah lingkungan,

dengan beberapa syarat dan kriteria (a) toleran terhadap deterjen, (b) menjadi produk yang efektif

untuk semua limbah cair rumah tangga karena variasi musim, jenis buangan, komposisi buangan,

lokasi, iklim, dan kelembaban, (c) biopestisida hayati (antagonistik terhadap patogen), (d) tidak

menimbulkan dampak negatif ke lingkungan (ramah lingkungan), dan (e) berperan dalam membantu

pembangunan lingkungan sehat berkelanjutan. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan karakter

potensi mikroba yang toleran deterjen, toleran LAS, kemampuan mendegradasi senyawa organik

[27, 28, 29]. Formula konsorsium strain bakteri heterotrofik pengurai limbah cair rumah tangga

100 SENASPRO 2017 | Seminar Nasional dan Gelar Produk

ABCD telah terbukti efektif dalam toleransi deterjen, LAS, antagonistik terhadap patogen, dan

kemampuan amilolitik, proteolitik, dan lipolitik [27, 28, 29]. Oleh karenanya penting untuk

mengembangkan produk formula konsorsium pengurai limbah yang ramah lingkungan

2. METODE

Uji formulasi penerapan formula konsorsium limbah cair rumah tangga pada limbah cair rumah

tangga alami dengan penelitian eksperimen yang dilakukan dengan pendekatan metode laboratorik.

Metoda laboratorik dilakukan untuk mencari formula konsorsium terbaik yang bersifat efektif.

Formulasi konsorsium ini dilakukan pada limbah cair sintetik. Uji formulasi konsorsium antar

spesies bakteri heterotrofik dengan Rancangan Acak Lengkap (RAL) Faktorial. Percobaan

menggunakan 20 perlakuan dengan 3 ulangan, sehingga ada 60 satuan percobaan. Parameter lainnya

yang juga diukur adalah uji penguraian senyawa organik (uji amilolitik, uji lipolitik, uji proteolitik),

Biochemical Oxygen Demand (BOD5), Chemical Oxygen Demand (COD), Total Suspended Solid

(TSS), pH, dan cfu [2, 11, 13].

Langkah-langkah uji formulasi konsorsium mikroba pengurai limbah cair domestik adalah: (a)

Menyiapkan biakan formula terbaik terdiri 4 spesies terpilih yang didapatkan dari penelitian

sebelumnya yang berumur 24 jam yang akan digunakan sebagai konsorsium, (b) Mengambil sampel

dari berbagai jenis limbah cair rumah tangga dari biotoilet dari inlet IPAL Tlogomas, Malang, (c)

Mensterilkan limbah cair rumah tangga agar makhluk hidup yang ada di dalam limbah semua mati,

(d) Semua parameter diukur setelah limbah disterilkan, yakni kadar amilum, kadar protein, kadar

lemak, COD,TSS, BOD5, deterjen, pH, (e) Pengamatan semua parameter selanjutnya dilakukan pada

hari ke-5, 10, 15, 20, 25, dan 30 hari, (f) Mempertahankan faktor-faktor abiotik agar bioremediasi

berlangsung secara optimum, (g) Mengamati beberapa parameter yang digunakan untuk uji

penguraian karbohidrat, protein, dan lemak serta kemampuan antagonistik terhadap patogen pada

awal dan akhir perlakuan. Setiap pengamatan dilakukan ulangan sebanyak 4 kali, sedangkan untuk

pertumbuhan koloni pengamatan sebanyak 3 kali.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil Penelitian

Hasil penelitian terangkum pada Tabel 1. berikut ini.

Tabel 1. Uji biodegradasi amilum, lemak, protein, COD, TSS, residu deterjen, BOD, pH dan jumlah koloni

pada limbah cair rumah tangga oleh konsorsium strain bakteri heterotrofik pada berbagai konsorsium dan

lama inkubasi (mg/L).

Indikator Ulangan Hari ke

0 (Awal) 5 10 15 20 25 30

Amilum

1 76,1 61,5 33,9 12,1 10,1 8,6 7,0

2 76,4 60,6 33,0 11,7 9,6 8,4 6,8

3 77,9 58,3 30,7 11,5 8,5 8,0 6,3

4 76,8 60,1 32,5 11,8 9,4 8,3 6,7

Rerata 76,80 60,13 32,53 11,78 9,40 8,33 6,70

Persentase reduksi

(%)

21,71 57,64 84,66 87,76 89,15 91,28

Lemak

1 17 10 0 0 0 0 0

2 20 10 0 0 0 0 0

3 15 10 0 0 0 0 0

4 17,3 10 0 0 0 0 0

Seminar Nasional dan Gelar Produk | SENASPRO 2017 101

Rerata 17,33 10 0 0 0 0 0

Persentase reduksi

(%)

53,10 100 100 100 100 100

Protein

1 52,5 35,0 13,1 1,8 1,8 1,3 0,9

2 56,9 35,0 8,8 2,6 1,9 1,3 0,9

3 61,3 36,0 13,1 2,6 1,8 1,3 0,9

4 58,9 35,8 11,7 2,3 1,8 1,3 0,9

Rerata 57,40 35,45 11,68 2,33 1,83 1,30 0,90

Persentase reduksi

(%)

38,24 79,65 95,95 96,83 97,94 98,43

COD

1 310,40 217,60 108,80 60,80 22,40 16,00 12,80

2 307,20 214,40 112,00 64,00 25,60 19,20 16,00

3 313,60 217,60 108,80 60,80 22,40 16,00 12,80

4 312,40 216,53 109,87 23,47 23,47 17,07 13,87

Rerata 310,90 216,53 109,87 52,27 23,47 17,07 13,87

Persentase reduksi

(%)

30,35 64,66 83,19 92,45 94,51 95,54

TSS

1 230,00 90,00 70,00 50,00 30,00 30,00 20,00

2 210,00 90,00 70,00 50,00 30,00 30,00 20,00

3 180,00 80,00 80,00 40,00 30,00 30,00 20,00

4 206,67 86,67 73,33 46,67 30,00 30,00 20,00

Rerata 206,67 86,67 73,33 46,67 30,00 30,00 20,00

Persentase reduksi

(%)

58,06 64,52 77,42 85,48 85,48 90,32

Residu

deterjen

1 8,631 5,287 2,130 1,312 0,783 0,408 0,382

2 8,597 5,321 2,215 1,355 0,826 0,451 0,399

3 8,785 5,406 2,164 1,329 0,800 0,425 0,388

4 8,671 5,338 2,167 1,332 0,803 0,428 0,390

Rerata 8,671 5,338 2,169 1,332 0,803 0,428 0,390

Persentase reduksi

(%)

38,44 74,99 84,64 90,74 95,06 95,50

BOD

1 162,748 122,504 69,382 35,577 14,65 11,431 9,821

2 161,138 119,285 69,384 32,358 11,431 8,211 6,602

3 164,358 119,285 69,383 30,748 11,431 8,211 6,602

4 163,648 120,358 69,383 32,533 12,504 9,284 7,675

Rerata 162,973 120,358 69,383 32,804 12,504 9,284 7,675

102 SENASPRO 2017 | Seminar Nasional dan Gelar Produk

Persentase reduksi

(%)

26,15 57,43 79,87 92,33 94,30 95,29

pH

1 3,55 3,95 4,86 5,91 6,12 6,55 6,86

2 3,53 3,86 4,90 5,85 6,15 6,52 6,87

3 3,58 3,83 5,05 5,90 6,14 6,48 6,90

4 3,57 3,88 4,94 5,89 6,14 6,50 6,79

Rerata 3,56 3,88 4,94 5,89 6,14 6,51 6,86

Persentase (%) 8,99 38,76 65,45 72,47 82,87 92,70

Jumlah

koloni

1 30 214 218 203 109 89 42

2 30 207 221 167 58 67 46

3 30 187 248 286 103 71 33

Rerata 30 203 229 219 90 76 40

3.2 Pembahasan

Berdasarkan temuan penelitian menunjukkan potensi keefektifan konsorsium ABCD dalam

bioremediasi limbah cair rumah tangga dapat dilihat dengan menghitung persentase reduksi dan

hubunganya dengan laju pertumbuhan selama waktu inkubasi 0, 5, 10, 15, 20, 25, dan 30 hari

Peningkatan paling tajam persentase reduksi terjadi pada inkubasi hari ke-5 sampai dengan hari ke-

15. Proses tersebut berhubungan dengan dengan laju pertumbuhan konsorsium strain bakteri

heterotrofik selama waktu inkubasi. Pada inkubasi hari-5 sampai dengan hari ke-15 pertumbuhan

konsorsium bakteri secara eskponensial, sampai puncaknya pada inkubasi hari ke-20, kemudian baru

landai dan akhirnya menurun. Pada saat tersebut terjadi peningkatan biomassa bakteri pada masa

pertumbuhan, karena enzim ekstraseluler bakteri diproduksi paling besar untuk mendegradasi bahan

cemaran organik (substrat) yang ada pada limbah cair rumah tangga. Degradasi terus meningkat

sampai volume substrat dapat dipakai oleh sel bakteri untuk memperoleh energi dan pertumbuhan

sel. Semakin banyak biomassa akan menyebabkan semakin banyak substrat yang tereduksi

(terdegradasi) [9, 16, 21, 25,26].

Hasil uji formula konsorsium limbah cair domestik pada limbah cair rumah tangga alami

menunjukkan bahwa berdasarkan baku mutu air limbah domestik, dengan parameter pH pada

semua konsorsium telah memenuhi baku mutu air limbah domestik pada inkubasi hari ke 15 inkubasi

hari ke 20.

Baku mutu air limbah domestik untuk parameter BOD kadar maksimumnya adalah 100 mg/L.

Hasil penelitian menunjukkan untuk konsorsium ABCD telah memenuhi baku mutu air limbah

domestik pada inkubasi hari ke 10. Baku mutu air limbah domestik untuk parameter TSS kadar

maksimumnya adalah 100 mg/L. Hasil penelitian menunjukkan untuk konsorsium ABCD pada

inkubasi hari ke 5. Baku mutu air limbah domestik untuk parameter minyak dan lemak kadar

maksimumnya 10 mg/L [15]. Hasil penelitian menunjukkan baku mutu minyak dan lemak untuk

konsorsium ABCD terjadi pada inkubasi hari ke 10.

Penguraian senyawa organik bergantung konsentrasi dan waktu inkubasi [17]. Pemberian

inokulan bakteri ke dalam limbah cair rumah tangga bertujuan menfasilitasi terjadinya interaksi

antara konsorsium bakteri dengan lingkungan limbah. Bakteri akan melakukan aktivitas

metabolisme untuk tumbuh dan berkembangbiak, sehingga mencapai konsentrasi optimum untuk

dapat menguraikan senyawa-senyawa organik dalam limbah cair rumah tangga. Optimasi

metabolisme senyawa organik oleh bakteri dibantu secara aerobik [6, 7, 14, 20]. Pada penelitian,

untuk dapat mereduksi timbunan bahan organik dalam limbah cair rumah tangga, maka agar reaksi

biodegradasi berlangsung optimum diusahakan perlakuan dengan cara menambah oksigen secara

terus menerus (bantuan aerator).

Selama biodegradasi berlangsung terjadi transformasi senyawa-senyawa organik yang

terkandung dalam limbah cair rumah tangga. Kandungan bahan organik dalam limbah cair rumah

tangga yang dominan terdiri amilum, lemak, protein, dan deterjen. Hasil penelitian menunjukkan

selama inkubasi terjadi penurunan kadar bahan organik tersebut. Bioremediasi bahan organik yang

Seminar Nasional dan Gelar Produk | SENASPRO 2017 103

terjadi pada perlakuan meliputi biodegradasi amilum dilakukan oleh konsorsium Bacillus cereus

strain BQAR-01d, Bacillus thuringiensis strain MSS-2, Bacillus cereus strain JDA-1, Bacillus sp.

B31 (2008) yang menghasilkan enzim amilolitik. Biodegradasi lemak dapat terjadi oleh konsorsium

Bacillus cereus, Bacillus pumilus, Bacillus substilis, dan Bacillus megaterium dengan menghasilkan

enzim lipolitik. Biodegradasi protein dapat terjadi oleh konsorsium Bacillus cereus, Bacillus

pumilus, Bacillus substilis, dan Bacillus megaterium dengan menghasilkan enzim proteolitik [3, 4,

5, 19, 21, 22].

Pertumbuhan konsorsium bakteri Bacillus cereus strain BQAR-01d, Bacillus thuringiensis

strain MSS-2, Bacillus cereus strain JDA-1, Bacillus sp. B31 (2008) masing-masing menghasilkan

enzim amilase, lipase, protease, dan pengurai deterjen. Adanya enzim-enzim tersebut dapat

mendegradasi bahan organik kompleks menjadi glukosa, asam lemak, dan asam amino. Substrat

tersebut masih menyimpan banyak energi yang dapat terhidrolisis menjadi asam piruvat, selanjutnya

jika cukup oksigen melalui jalur asetil-KoA masuk Siklus Asam Trikarboksilat yang akhirnya

dibebaskan menjadi CO2 dan H2O [18, 22, 24].

Secara umum konsorsium strain bakteri heterotrofik berhasil tumbuh secara eksponensial

setelah inkubasi 5-15 hari sampai puncak pada hari ke-15, pada hari berikutnya diikuti fase stasioner,

dan kemudian menurun pada hari ke-20. Kurva pertumbuhan konsorsium ABCD bakteri heterotrofik

dalam tahap aklimatisasi meningkat terus dengan puncak kurva tertinggi. Konsorsium ABCD lebih

efektif karena ditentukan fase pertumbuhan yang mencapai jumlah paling banyak, karena enzim

ekstraseluler konsorsium bakteri heterotrofik untuk mendegradasi substrat (berupa bahan organik)

yang ada dalam limbah cair rumah tangga. Degradasi senyawa organik dilakukan sampai volume

substrat terabsorpsi oleh sel bakteri untuk mendapatkan energi untuk pertumbuhannya. Energi

digunakan juga untuk mensintesis biomassa sel dan reproduksi sel. Semakin banyak biomassa akan

menyebabkan semakin banyak substrat yang terdegradasi, akibatnya bahan organik yang tinggi

dalam limbah cair rumah tangga tereduksi [12, 21, 24, 30].

Biodegradasi bahan organik selama perlakuan adalah biodegradasi amilum dilakukan oleh

bakteri Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Bacillus cereus, dan Bacillus pumilus. Endoenzim

dihasilkan Bacillus subtilis, dan eksoenzim β-amilase dihasilkan oleh Bacillus cereus, Bacillus

megaterium, Bacillus circulans, dan Bacillus polymyxa [5, 9, 10, 18]. Enzim-enzim yang bekerja

untuk menguraikan karbohidrat, meliputi enzim pemecah amilase, invertase, laktase, selulase, dan

enzim pemecah pektin, seperti poligalakturonase dan pektin metil esterase [1, 22, 29]. Amilase

merupakan enzim pemecah pati atau glikogen. Enzim amilase dibedakan ada 3 yakni, a) α-amilase,

merupakan endoenzim yang bekerja memutus ikatan α-1,4 secara acak dibagian tengah molekul

amilosa dan amilopektin. Enzim amilase dapat dihasilkan Bacillus substilis, b) β-amilase, suatu

eksoenzim yang menguraikan unit-unit gula dari ujung molekul amilum, dan glukoamilase, suatu

enzim yang dapat memisahkan glukosa dari terminal gula non pereduksi substrat amilum [3, 9, 16,

17, 30].

Amilum, sebagai salah satu polisakarida didegradasi dalam air limbah domestik secara

bertahap. Tahap pemecahannya mengikuti jalur glikolisis, fermentasi alkohol, siklus asam

trikarboksilat, siklus pentosa fosfat, dan siklus glioksilat. Jalur glikolisis merupakan jalur pokok

perubahan glukosa 6-P menjadi asam piruvat. Semua polisakarida, baik berupa amilum, glikogen,

dan sakarida sederhana bukan glukosa melewati jalur pokok tersebut. Hasil akhir serangkaian

reaksi bertahap dari polisakarida adalah membentuk energi dalam bentuk molekul NADPH, CO2,

dan H2O. Energi yang dihasilkan dalam proses enzimatik digunakan untuk pertumbuhan konsorsium

spesies bakteri heterotrofik, yang mengakibatkan limbah cair rumah tangga mengandung bebas

bahan organik (amilum) [3, 9, 16].

Biodegradasi protein dilakukan oleh bakteri pendegradasi protein. Beberapa bakteri proteolitik

adalah Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Clostrium botulinum, Clostridium nigrificans, Pseumonas

spp., Staphylococcus aureus [9, 10, 22]. Enzim yang dapat menguraikan protein adalah enzim

proteolitik, yakni protease. Menurut [9, 17], enzim proteolitik dibagi menjadi 2 kelompok, yakni

golongan eksopeptidase yang terdiri karboksi eksopeptidase dan amino eksopeptidase, yang bekerja

memotong peptide dari arah gugus karboksil terminal dan gugus amino terminal. Golongan yang

lain, enzim endopeptidase, yang memecah protein atau ikatan peptida dari dalam molekul protein.

Reaksi penguraian protein dapat berlangsung dengan:

104 SENASPRO 2017 | Seminar Nasional dan Gelar Produk

protease peptidase

Protein peptida asam amino

Biodegradasi lemak dilakukan oleh bakteri lipolitik. Beberapa bakteri pengurai lemak adalah

Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Bacillus coagulans, Alcaligenes, Serratia, Micrococcus,

Steptococcus, Achromobacter, Clostrium sporogenes, dan Stapylococcus [3, 5, 9, 17]. Enzim yang

menghidrolisis lemak dikelompokkan menjadi dua kelompok yaitu enzim lipase dan enzim esterase.

Enzim lipase berfungsi mengkatalis trigliserida menjadi digliserida dan asam lemak. Senyawa

digliserida dapat dihidrolisis oleh enzim lipase menjadi monogliserida. Enzim esterase dapat

menguraikan minyak dan lemak dalam bentuk larutan maupun emulsi. Enzim esterase mampu

menguraikan ester karboksil asam lemak dan alkohol primer, yaitu karboksiesterase.

Kadar deterjen mengalami penurunan setelah perlakuan dengan konsorsium dan lama

inkubasi. Kadar deterjen awal sebelum perlakuan 8,67 ml/L, setelah perlakuan selama 30 hari

menurun menjadi 0,43 ml/L. Berdasarkan baku mutu limbah cair untuk Golongan Air Kelas A

(peruntukannya untuk air minum) yakni 0,5 ml/L, konsorsium ABCD telah memenuhi baku mutu

tersebut pada inkubasi 30 hari. Bila baku mutu untuk Golongan Air Kelas B (peruntukannya untuk

prasarana/ sarana rekreasi air), baku mutu Golongan Kelas B terjadi pada hari ke-25 konsorsium

ABCD [15]. Mekanisme penurunan deterjen oleh konsorsium spesies bakteri heterotrofik, bahwa ada

bakteri dalam konsorsium yang mengeluarkan metabolit sekunder yang dinamakan rhamnolipid

biosurfactant. Rhamnolipid merupakan zat aktif permukaan yang mempunyai karakteristik seperti

surfaktan yang digunakan sebagai bahan dasar deterjen. Rhamnolipid merupakan produk metabolit

sekunder dari mikroba, seperti Bacillus subtilis, Arthrobacter sp., Torulopsis bombicolo, dan

Pseudomonas aeruginosa [7, 9, 10, 22]. Konsorsium spesies bakteri heterotrofik yang mengandung

salah satu mikroba penghasil rhamnolipid biosurfactant.

Konsorsium bakteri heterotrofik mengeluarkan enzim ekstraselulernya untuk memecah

senyawa organik kompleks menjadi senyawa organik yang lebih sederhana. Senyawa sederhana yang

terbentuk akan dapat memasuki sel dengan cara transport aktif, difusi, atau osmosis sehingga dapat

digunakan sebagai sumber nutrien bagi berlangsungnya metabolisme bakteri. Dengan mekanisme

tersebut jumlah sel bakteri akan meningkat. Seiring dengan meningkatnya jumlah sel bakteri, enzim

yang dikeluarkan pun semakin banyak. Jika jumlah enzim yang dikeluarkan seimbang dengan

volume polutan, maka reduksi total dapat terjadi dan proses degradasi limbah cair rumah tangga

berlangsung dengan sempurna [3, 17]. Biodegradasi senyawa organik yang terjadi selama perlakuan

meliputi biodegradasi amilum oleh Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Bacillus cereus, dan

Bacillus pumilus. Biodegradasi protein dilakukan oleh bakteri Bacillus subtilis dan Bacillus cereus.

Biodegradasi lemak dilakukan oleh bakteri Bacillus subtilis dan Bacillus cereus. Biodegradasi

deterjen dilakukan oleh keempat spesies bakteri sebagai anggota dari konsorsium.

Kadar BOD dengan perlakuan jenis konsorsium dan lama inkubasi, yang awalnya tinggi rerata

kadarnya 162,85 mg/L setelah 30 hari mengalami penurunan menjadi 7,68 mg/L. Nilai BOD limbah

cair rumah tangga mengalami penurunan disebabkan bakteri pendegradasi cemaran bahan organik

pada limbah mampu menguraikan bahan cemaran organik dalam air limbah. Nilai BOD yang kecil

menunjukkan residu zat organik (berupa amilum, protein, lemak dan minyak, deterjen) juga sedikit.

Hal tersebut disebabkan karena BOD merupakan indikator yang mengukur jumlah oksigen yang

dibutuhkan untuk menguraikan bahan cemaran organik di dalam limbah. Semakin besar jumlah

bahan cemaran organik, oksigen yang dibutuhkan untuk menguraikan semakin besar, sehingga nilai

BOD-nya besar. Apabila bahan cemaran organik di dalam limbah sudah terurai oleh bakteri

heterotrofik pendegradasi, jumlahnya akan semakin sedikit, oksigen yang dibutuhkan juga semakin

sedikit sehingga nilai BOD-nya kecil. Sesuai dengan [15, 22, 23], bahwa penurunan senyawa organik

dalam air limbah menyebabkan nilai BOD semakin menurun; karena semakin rendah kandungan

bahan organik dalam air limbah, kebutuhan oksigen oleh mikroba untuk mendegradasi bahan

organik tersebut juga semakin mengecil. Nilai BOD yang semakin kecil menunjukkan kualitas

limbah cair rumah tangga hasil pengolahan dengan perlakuan konsorsium dan lama inkubasi semakin

baik.

Chemical Oxygen Demand (COD) merupakan jumlah oksigen kimiawi yang dibutuhkan untuk

mengoksidasi bahan organik yang adalah pada air limbah. COD digunakan sebagai ukuran

Seminar Nasional dan Gelar Produk | SENASPRO 2017 105

pencemaran limbah oleh zat-zat organik yang secara alamiah dapat dioksidasi melalui proses biologi

dan mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut dalam air limbah. Uji ini tidak membedakan

antara bahan biodegradable atau tidak. Nilai COD yang rendah dalam suatu limbah menunjukkan

semakin baik kualitas dari air limbah itu [2, 11, 16, 18].

Total Suspended Solid (TSS) adalah banyaknya padatan terlarut yang diukur dengan satuan

mg/L. Kadar TSS dengan perlakuan jenis konsorsium dan lama inkubasi, yang awalnya tinggi rerata

kadarnya 206,67 mg/L setelah 30 hari mengalami penurunan menjadi, 20 ml/L. Nilai TSS limbah

cair rumah tangga mengalami penurunan. Penurunan nilai TSS karena padatan tersuspensi yang

sebagian besar bahan organik semakin berkurang. Menurut [21], penurunan nilai TSS disebabkan

aktivitas pendegradasian senyawa organik oleh konsorsium bakteri heterotrofik. Selama proses

degradasi berlangsung, molekul kompleks bahan cemaran organik dipecah oleh enzim-enzim

bakteri pendegradasi melalui proses hidrolisis menjadi senyawa yang lebih sederhana. Senyawa yang

lebih sederhana baru dapat digunakan untuk metabolisme bakteri heterotrofik sehingga dihasilkan

energi, CO2, H2O, dan sisa metabolisme berupa lumpur yang mudah mengendap. Dengan

mekanisme tersebut bahan cemaran organik yang keberadaannya di dalam limbah merupakan

padatan tersuspensi semakin lama semakin berkurang sehingga nilai TSS-nya juga semakin kecil.

Nilai TSS yang semakin kecil menunjukkan kualitas limbah cair rumah tangga hasil pengolahan

secara mikrobiologis semakin baik.

Derajat keasaman merupakan indeks untuk densitas ion hidrogen dalam air limbah. Nilai pH

rendah merupakan indikasi bahwa air limbah domestik bersifat asam, berarti dalam rangkaian proses

reaksi biodegradasi terakhir dihasilkan asam. Baku mutu pH untuk Baku mutu air limbah domestik

[16] adalah 6-9. Nilai pH limbah cair rumah tangga pada awal sebelum perlakuan 3,55 bersifat asam.

Setelah perlakuan dengan konsorsium bakteri heterotrofik dan lama inkubasi pH air limbah sudah

memenuhi baku mutu air limbah domestik pada hari ke-20 (konsorsium ABCD, pH 6,14. Dengan

demikian, bila telah memenuhi baku mutu , limbah cair rumah tangga tersebut sudah dapat dibuang

ke lingkungan [15].

Perlakuan berbagai konsorsium dan waktu inkubasi telah mampu mereduksi cemaran bahan

organik yang dapat dilihat dari nilai kadar BOD, COD, TSS, deterjen, amilum, lemak, dan protein;

serta mematikan patogen. Menurunnya indikator tersebut menunjukkan bahwa telah terjadi reduksi

atau proses degradasi bahan-bahan cemaran organik yang dilakukan oleh bakteri pendegradasi pada

konsorsium spesies bakteri heterotrofik. Selama proses pengolahan limbah, bakteri akan melakukan

aktivitas metabolisme untuk tumbuh dan berkembang biak [3, 9, 17, 21, 22].

Secara umum hasil penelitian menunjukkan persentase reduksi pada produk formula

konsorsium ABCD sebesar amilum (91%), protein (98%), COD (96%), TSS (90%), residu deterjen

(96%), dan BOD (96%) terjadi pada inkubasi 30 hari. Persentase reduksi lemak paling cepat sebesar

53 % terjadi pada hari ke-5. Inkubasi hari ke-10 semua lemak (100%) sudah terdegradasi.

Peningkatan paling tajam persentase reduksi untuk indikator COD, TSS, residu deterjen, dan BOD

terjadi pada inkubasi hari ke-5 sampai dengan hari ke-15.

4. KESIMPULAN

Hasil penelitian menunjukkan persentase reduksi pada produk formula konsorsium ABCD

sebesar amilum (91%), protein (98%), COD (96%), TSS (90%), residu deterjen (96%), dan BOD

(96%) terjadi pada inkubasi 30 hari. Persentase reduksi lemak paling cepat sebesar 53 % terjadi pada

hari ke-5. Inkubasi hari ke-10 semua lemak (100%) sudah terdegradasi. Peningkatan paling tajam

persentase reduksi untuk indikator COD, TSS, residu deterjen, dan BOD terjadi pada inkubasi hari

ke-5 sampai dengan hari ke-15

DAFTAR PUSTAKA

[1] Alexander, M. 1994. Biodegradation dan bioremidiation. San Diego, California:

AcademicPress.

[2] American Public Health Association. 2005. Standard Methods for the Examination of Water

and Wastewater, 21st edition. Washington DC.

106 SENASPRO 2017 | Seminar Nasional dan Gelar Produk

[3] Atlas, R.M., and Philp, J., 2005. Bioremediation: Applied Microbial Solutions for Realworld

Environmental. Michigan: ASM Press.

[4] Bhatia, C., 2008. Handbook of Environmental Microbiology, Vol. 3. New Delhi: Atlantic.

[5] Boyd, R.F., 1995. Basic Medical Microbiology, Fifth Edition. Boston, New York-Toronto-

London: Little Brow and Company,.

[6] Cirne, D.G., Bjornsson, L., Alves, M., and Mattiasson, B., 2006, ‘Effects of bioaugmentation

by an anaerobic lipolytic bacterium on anaerobic digestion of lipid-rich waste’, Journal of

Chemical Technology and Biotechnology, [Online]

http://repositorium.sdum.umnho.pt/bitstream/1822/5863/1/JCTB2006-Cirne%5B2%5D.pdf

[7] Cullum, D.C. 1994. Introduction to Surfactant Analysis, Glasgow: Blackie Academic &

Professional.

[8] Feachem, R.G., Bradley, D.J., Garelick, H.and Mara,D.D., 1983. Sanitation and Disease :

Health Aspects of Ekcreta and Sullage Management. Chichester – New York – Brisbane –

Toronto –Singapore: John Wiley and Sons.

[9] Fogarty, WM, 1983. Microbial Enzymes and Biotechnology, London and New York:

Applied Science Publisher.

[10] Gerardi, M.H., 2006.Wastewater Bacteria, John Wiley & Sons, Wiley Interscience.

[11] Hadi, A. 2005. Prinsip Pengelolaan Pengambilan Sampel Lingkungan, Jakarta: Penerbit PT

Gramedia Pustaka Utama.

[12] Handayanto, E. dan Hairiah, K., 2007. Biologi Tanah: Landasan Pengelolaan Tanah Sehat,

Yogyakarta: Pustaka Adipura.

[13] Holt, J.G., Krieg, N.R., Sneath, P.H.A, Staley, J,T., and William, S.T., 1994. Bergey’s

Manual of Determinative Bacteriology, Philadelphia: William & Wilkins.

[14] Kato, S., Yoshimura, H., Hirose, K., Amornkitbanrung, M., and Sugahara, I., 2007.

‘Application of microbial Consortium System to Wastewater from Bioddiesel Fuel

Generator’ Journal SEEM. [Online] From: http:

//202.44.9.82/Journals/SEEM2007/paper2007/IC/Jutturit_Application.pdf

[15] Kepmen LH, 2003. Keputusan Menteri Negera Lingkungan Hidup Nomor 112 tentang Baku

Mutu Air Limbah Domestik, Jakarta: KLH.

[16] Kurniadie, D., 2011. Teknologi Pengolahan Limbah Cair secara Biologis, Bandung: Widya

Padjadjaran.

[17] Madigan, M.T., Martinko, J.M., Parker, J. 2003. Brock Biology of Microorganism, New

York: Prentice-Hall International, Inc.

[18] Metcalf and Eddy, 2003. Wastewater Engineering, Treatment Disposal, Re Use, Series

Water Resources and Environmental Engineering, New York: McGraw-Hill Book Co.

[19] Mukono, 2008. Prinsip Dasar Kesehatan Lingkungan, Edisi Kedua, Surabaya: Airlangga

University Press.

[20] Mukred, A.M., Hamid, A.A., Hamzah, A., and Yusoff, W.M.W., 2008.’Development of

Three Bacteria Consortium for the Bioremediation of Crude Petroleum-oil in Contaminated

Water’, diunduh dari Journal of Biological Sciences 8 (4):73-79 ISSN 1608-4217, Science

Publications, Selangor, Malaysia [Online] From:

http://www.scipub.org/fulltext/ojbs/ojbs8473-79.pdf

[21] Radojevics, M. and Vladimir, B. N., 1999. Practical Environmental Analysis, The Royal

Society of Chemistry, Cambridge.

[22] Scragg, Alan. 1999. Environmental Biotechnology, Addison Wesley Longman, Singapore,

Ltd.

[23] Sugiharto, 2008. Dasar-dasar Pengelolaan Air Limbah, Jakarta: UI Press.

[24] Suthersan, S.S. and Payne, F.C. 2005. In Situ Remediation Engineering. Boca Raton: Florida

CRC Press, 2000 N. W. Corporate Blvd.

[25] Waluyo, L., 2016. Mikrobiologi Umum. Cetakan ketiga, Malang: UMM Press.

[26] Waluyo, L., 2008. Teknik dan Metode Dasar dalam Mikrobiologi. Cetakan kedua, Malang:

UMM Press.

[27] Waluyo, L., Sujono, dan Hadi, S., 2007. Spesifikasi Produk Inokulum Mikroba Pengurai

Limbah Toleran Deterjen: Upaya Bioremediasi Pencemar Limbah Domestik Ramah

Seminar Nasional dan Gelar Produk | SENASPRO 2017 107

Lingkungan di Kawasan Padat Huni. Laporan Penelitian Hibah Bersaing, Universitas

Muhammadiyah Malang, Malang.

[28] Waluyo, L. dan Hadi, S, 2013.Toleransi LAS (Linear Alkylbenzene Sulfonate) dan Deterjen

pada Isolat Bakteri Heterotrofik dan Actinomycetes Asal Limbah cair rumah tangga.

Laporan Penelitian Fundamental, Universitas Muhammadiyah Malang, Malang.

[29] Waluyo, L., dan Rofieq, A., 2016. Pengembangan Produk Formula Konsorsium Limbah Cair

Rumah Tangga sebagai Metode Penanggulangan Pencemaran Air terhadap Kesehatan,.

Laporan Penelitian PUPT, Universitas Muhammadiyah Malang, Malang.

[30] Wind, T., Henkel KgaA. 2007, ‘The Role of detergents in the phosphate-Balance of

European Surface Waters’. J.E-Water. Official Publication of the European Water

Association.