Volume 7. Nomor 2. November 2011 rssN 1412-8s43

fluidaf utnol loinr don Teknologi .,i:L'llBAN

                               

POLBAN

JURI{AL

fluida-

Irnal Sains dm TeknologirssNl{12 _8ai{3

Volumc t Nomor t Nwcmbcr 20ll hlm. 4l{4

I

DATf,ARISI

P_€fi,ffid6[Baldr'i Cl@triiliron rp S€bagd p€ngu.aiLifi,t€,hP?d6Sey'7aIb|*

Feningh Nihi blor Bfrfuz Slb-Bifrznilns Dengm Cara penamsaDalm lJbgm Terlloidisasi

Oksidr Lqism Nftel Pada Logam Baja di Linghmg',, Suhu Tinggi

PeratrGaogm, P€mbutu, fuKanlGlls?Ai Hl&u-ltcfqe -,t,kPemisaban Minya&-An

Inueased C4abilities OfWS Amerobic Rc.tor Op€'.aerfIn Sequencing Bdch In Hndling AcclindidioD indOEmic Shoctl,@ds

IpEp _C1a *P"! ceryaji Kayu Jdi (Teaom Grandis Lfl:Sifr Fisft Dm Kinetikr

4t-$

47-52

53-58

59{8

69-76

                               

POLBAN

PEMANFAATAN BAKTER] CLOSTRIDIUM sp SEBAGAIPENGURAI LIMBAH PADAT SEPTIC TANK

Ari Marlina, Dwi Nirwantoro NurTeknik Kimia Poliieknik Negeri Bandung

Jln. c€gerkalong Hilir-Ds. Ciwaruga, Bandung 40012e-mail : mas fariz@vahoo.com, dwi.nirwaarrqmail.com

Abstrak. Pemanfrataa B^ktefi Clostrt.lium sp Sebagai Pengurai LimbahPadat Septic Tarl.. Pemanfaatan bakteri Clostridium sp diteliti sebagai pengurailimbah padat terutarna pada septic tank, dengan menggunakan ampas bahan tahusebagai media. Pengumian limbah padat dimaksudkan untuk m€minimalisir limbahrumah tangga terutama tinja dengan cara yang aman, prakis dan ekonomis tarrpaperlu melakukan penyedotan. Dengan pemanfaatan bakteri ini, masalah yangsering tedadi pada rumah tangga seperti WC lebih cepat penuh dan bau,penlumbatan pada saluran sink, toilet dan selokan, dan penyumbatan saluran lainyang disebabkan oleh bahan-bahan organik seperti sisa makanan, sawmn, lemak,daging dan sebagainya dapat teratasi dengan sederhana dan murah. BakteriClostridium sp dengan media ampas tahu mendekomposisi zat organik,menghilangkan bau, dan menurunkan volume tinja di dalam septic tank. Bakerimengaklifkan kembali kehidupan mikroorganisme di dalam septic tank, mengurartimbunan tinja yang teLah meng€rak, sehingga kotoran dapat terserap ke dalamtanah dan bau busuknya juga akan lenyap. Selain ampas tahu sebagai media tanambakteri, penelitian juga menggunakan media tanah sebagai pembarrding. produksibiomassa dipengaruhi oleh ketersediaan nutrisi seperti sukosa, garam, KNO3.KHrPOa, temperatur opemsi 30 33"C, pH suasana netral dan kondisi yanganaerob. Kondisi ini akan mempengaruhi laju dekomposisi bahan organik yangakhimya menentukan produksi biomassa. Hasil penelitian menunjukkan bahwaproduksi biomassa bakeri dengan menggunakan media ampas tahu lebih baik danpada menggunakan media tanah, yaitu penurunan kandungan organik sebesar 85,26o% dan penurunan rata-rata massa sisten sebesar 18,86 gam,

Kata kunci : C/ortidirm sp, Iimbah paclat, ampas tahu

PENDAHULUAN

Sejalan dengan kesadaran masya-rakat terhadap masalah lingkungar,Penggunaan septic tank pada rumahtangga di Indonesia terutama di perko-taan terus meningkat. Pada tahun 1989tercatat lebih dari 49% pendudukIndonesia telah menggunakan septic tank.Septic tank mempakan sebuah bakpenampungan tinja dengan dinding yangumumnya terbuat dari beton dan dasarbak yang tidak diplester, dibuat di bawahtanah. Pada septic tank yang lebihmodem lerbuat dari biokeramik. Tinjayang masuk melalui lubang kakus akan

mengalami biodegradasi menghasilkangas bio dan bahan padat. Gas terbuang keatmosfir dan baban padat terakumulasidan mengendap di dasar septic tank,sedangkan cairannya akan meresap kedalam tanah. Cepat atau lambat. cairan iniakan bercampur dan mengalir bersama airtanah, sehingga air tanah menjaditerkontaminasi.

Masalah yang sering terjadi akibattidak bekerjanya proses penguraian padaseptic tank adalah kurang ters€dianyabakteri pengurai alami. Salah satu solusluntuk mengatasi hal ini dengan me-

4 l

                               

POLBAN

42 . Iuf l td l Fhida. thhn, ' . No"r t ) , AatLnh, t :u I I , h t l 4 | 44

masukkan bakteri pengurai dari luar yangmengandung jutaan rnikroba. Bakteri uuakan mengurai limbah padat menjadipartikel yang tidak berbahaya dan mudahdiserap tanah.

Pada penelitian ini dilakukan pem-buatan atau produksi bakteri penguraryang dapat mendegradasi buangan limbahpadat dari septic tank sehingga dapatmengatasi masalah penyumbatan padaWC. Bahan baku yang di)altukan sebagaimedia tempat tumbuh bakteri penguraradalah linbah ampas tahu dan tanah.Tanah diambil dari daerah Jl. Inhofftankyang merupakan limbah buangan ma-syarakat, yang telah mengalami pengen-dapan dalam wakiu kurun tertentu.Penrilihan media tanah berdasarkankandungan mikronya, seperti unsur C, H,N, S, P dan K sebagai sumber nutdsi danmengandung bakteri petgurai Clostidiumsp yang merupakan bakteri anaerob.Selanjutnya bakte tersebut mengalamraklimatisasi (penyesuaian) dengan penam-bahan ampas tahu, pemilihan ampas tahuberdasarkan pemanfaatan lifrbah padat,mudah terurai, lebih ekonomis dansumber nutrisinya masih aukup tilggi.

Tanah mengandung mineral silikr.rn,aluninium, besi, kalsium, magnesium,kalium, trogen, fosfor, dan sulfur yangberbentuk ion-ion yang dapat m€mpe-rgaruhi keasaman atau kebasaan tanah.

Disamping itu tanah juga mengan-dung berbagai macam bakteri, air mau-pun udara. Pelyinaran dari matahaberpengaruh besar terhadap kehidupanrnikroorganisrne dalam trnah. Komposisrdan dimensi partikcl tanah mempeng-aruhi kualitas tanah. Sifat tanah t€rgan-tung pada lokasi dan musim, berbedamenurut kedalaman lokasi dan susuniurkimianya. Mikroorganisme di dalam ta-nah dipengaruhi ol€h jumlah dan jenis zatlutrien, kelembaban, oksigen, suhu danpH. Pada qmumnya mikroorganisme lebihbanyak terdapat di dekat permukaantanah. Semakir ke dalam, jumlah miloo-

organisme semakin berkurang. Beberapajenis mikroorganisme yang dijumpai didalam tanah yaitu bakteri, actinomycetes,fungi. ganggang. dan protozoa. Boktedmempakan mikroorganisme yang palingbanyak dijumpai di dalam tanah. Bakreritermasuk kelompok prokariot dan meru-pakan uniseluler dengan proses reproduksidengan pembelahan sel. Benruk bakleribermacam-macam, misalnya bentuk boladisebut kokus, bentuk batarg disebutbasilus dan yang berbentuk spiral disebutspirilum.

Closttidium .rp merupokan bakrerianaerob dengan 93 spesies. Bakteri Clos-tridiLtm hidsp pada tempe@tur 25-30 "C,bersilat parasit, berbentuk basil ataukadang-kadang ada yang berbentukstreptobasil, membentuk endospora. Bak-tei Closrridiun sp merupakan bakteripengikat N2 yang terdapat di dalam tanah,usus manusia dan hewaD. Beherapa jenisbakteri yang temasuk Clostridium nls-ahlya Clostridium Pasterianum, peng-huni tanah yang dapat mengikat Nt bebds,Clostridiutn Botulinum yang terdapat padamakanan basi dan menghasilkan racun,Clostridium rcrari rnerupakan bakteripenyebab tetanus, C/o stt'idium peftingensyang dapat menyebabkan pembusukanpada luka.

Di dalam tanah, bahan-bahan organikterdekomposisi menjadi beberapa senya-wa organik sederhana oleh enzim ekstra-seluler yang dihasilkan oleh mikroorga-nisme heterotfopik. Pada proses dekom-posisi terjadi dlra proses biokimia, yaituproses mineralisasi t lan arnobil isasi.I(edua proses biokimia ini terjadi secarabersamaan dan berlawanan arah. Selainitu, dekomposisi bahan-bahan organik rnrdapat berlangsung melalui proses aerobdan anaerob. Dekomposisi secara aerobmembutuhkan oksigen/ udara selamaberlangsungnya proses dengafl reaksiyang tedadi dapat ditulis sebagai berikut:(CoHr:Oo)n -------' n(c6Hr206)

                               

POLBAN

DiNi N, Ari M. Rakteri ClostidiLn sp Sebusaipcngurei Lultb1h 43

-. :---: rO-) - 6n(O2) ------+6n(COz)-::. r iro) - n(688.000 kal)

Dekomposisi melalui proses anaerob::: i memerlukan oksigen. Sistem peng-.l-.:ln anaerob mcngJrasilkan produk

:..::r gas COI dan gas metan (CHa). Pada.:r:ei penguraian ini dapat mereduKsl: ) sebesar 50 - 90 % (Winamo, 1989),::.: dapat tnenghasilkan gas H2S. NH1:,i CHa yang menyebabkan bau busuk..':oses anaerob berjalan relatif lebih.::nbat dari pada proses aerob, karena:3da proses anaerob terbentuk senyawa:san asetat atau asam lemak, sedangkan:J.h proscs aerob bahan organik leruraiiempuma menjadi CO2 dan H2O. Persa-rnaan reaksi dekomposisi secam anaerobsebagai berikut,

,C,,H ru Oe)"

n(Cr,Hr:Or)

------+ n(c6Hr206)

+ 2n(CzHsOH) +(2D(CO, + n(57.000 kaD

2n(C2HsOH) + n(CO2) ------->

ln(CH1COOH) + nCHa

In(CHTCOOH) ------+ 2nCHr + 2nCOl

Beberapa faktor yang mempengarultipeftumbuhan bakteri :a. Nutrisi, bakt€d memerlukan nutnsl

sebagai sumber energi untuk sintesadiperlukan sitoplasma, pertumbuhansel dan realsi biosintesa dan sebagaiaksepior elektron pada reaksi yangmenghasilkan energi. Dalam skalapenelitian, nutrisi ini disediakandalam media pertumbuhan, padaumumnya terdiri dari glikosa,(NH4)rSO4 dan MgC12. Pembuatandan pemilihan media pertumbuhanbertujuan untuk menghasilkan aptperturnbuhal rnikroorganisme yangbaik. sehingga jumlah atau konsen-

trasi nutdsi yang ditambahkan hamstepat.Tcmperatur, semua proses pertum-buhan bakteri tergantung pada reaksikimia dan laju reaksi. Kedua haltersebut dipengaruhi oleh temperaturpada saat proses berlangsung. Detni-kian pula dengan laju peftumbuhanbakteri yaitu jumlah total perturn-buhan sel. Ternperatur yang tinggidapat menyebabkan bakteri mati atausulit untuk berkembang biak. Untukmemperoleh hasil laju pertumbuhansel yang baik maksimum, maka harusditentukan temperatur optimumnya.Oksigen, keberadaan oksigen akanmempengaruhi jalannya prosessintesa dan hasilnya. Molekul oksigendigunakan oleh bakteri sebagaiakseptor elektron dalam prosessintesa. Untuk bakteri jenis aerob,oksigen diperlukan sebagal akseptorelektron, sedangkan pada bakteri jenisanaerob, oksigen tidak diperlukansama sekali, karena dengan adanyaoksigen akan terhambat pertumbuharlselnya.Derajat keasaman (pH). pada keba-nyakan mikroorganisme dan padaproscs pengolahan limbah, pH untukpertumbuhan mikroorganisme berki-sar antara 4 - 9 dengan pH berkisar6,5 - 7,5. Bakteri mempunyai rentangpH untuk tumbuh yang lebih besardari pada mikroorganisme lainnya.ya i tuantara5-9 .

b .

c .

d .

METODE

Bakte pengurai limbah padat yangdiperoleh, diharapkan mampu untukmengatasi masalah penyumbatan padaWC. Untuk mencapai hasil tersebut, tahapkerja dalam penelirian dimular daripembuatan larutan, penyiapan bahan bakuyaitu tanah dan anpas tahu. sertaperalatan yang akan digunakan.

                               

POLBAN

44 .I rnol Fhtilo. yolune -. Nonor 2, Notcmbcr 2a l I, hul 4 1.46

Pengembangbiakan bakteria. Media tanahTanah (yang mengandung bakteri C/or-tridiun sp) dilarutkan dengan aquades didalam labu erlenmeyer. Penunrp labudiberi larutan asam sulfat encer yangberfungsi sebagai pelyaring, agar tidaktedadi kontak dengan udara luar (idakada oksigen/udara yang masuk ke dalamsistem). Pada hari peftama dilakukanpemberian nutrisi, yaitu sukrosa(CrrHzzOr r), I(H:POI dan KNOI. Larutansampel yang telah diberi nutrisi kernudiandilakukan penrbcrian gas CO? selanasekitar 3 menit agar sistem berlangsungtanpa oksigen. Selanjutnya berat sampelditimbang sebagai data berat awal. Kemu-dian sistem diinkubasi supaya terkondisimenjadi anaerob dall temperatur diaturpada 30 - 33" C, pH antara 6 - 8, danwaktu retensi selama 9 hari. Pemberiannutrien diiakukan 3 hari sekali denganjumlah sukrosa yang diberikan kepadamikroba rerus dikurangi setengah daripemberiar sebelumnya. Setelah tedadipertumbuhan bakreri (diketahui daripenurunaD kandungan organik), jumlahsukrosa digantikan dengan ampas tahu.Jumlah ampas tahu yang diberikan samadengan pengurangan jumlah sukrosa yangdiberikan (umlah antara sukrosa danampas tahu tetap, yaitu 224,56 .|l.g).Sedangkan jumlah KH2POa dan KNOryang diberikan tetap. Sukrosa yang diben-kan terus berkurang sampai akhimyahanya ampas tahu, KHzPOT dan KNO3yang dimasukkan ke dalam media.

b. Media Ampas TahuAmpas tahu diperas untuk dibuang aimya,kemudian dikukus dan dimasukkan dalamoven selama 3 hari dengan temperaturdiatur sekitar 50' C, sehingga kandunganair pada ampas tahu jauh berkurang.Pengeringan ini dilakukan agar mediatidak cepat rusak. Setelah ampas tahu lnlbenar-benar kedng, kemudian digulakansebagai media pengembang biak bakten.

Beberapa ml cairan atau larutan bibitbakteri, berasal dari larutan media tanah,dikembangkan di dalam media ampastahu. Perbandingao bibit dergan mediayaitu 20o/o bibit dicampur dengan 80%media. Campuran kedua mated tersebutdiaduk sampai honogen. Selanjutnya,campuran lamtan media dan ampas tahudilarutkan ke dalam air dan diberi nutriensepedi I(H2PO+ dan KNO3. Larutansampel yang telah diberi nut si l(emudiandiberi gas CO2 sistem kemudian ditim-bang, berat sistem dicatat sebagai databerat 0$rl. Sistern kenrudiarr diinkubrsisupaya kondisi anaerob benar-benardiperoleh. Sist€m dikondisikan padalemperatur l0 - l3 'C dan pH anrara 6 - 8dengan waktu retensi t harj. Seliap 3 harisekali, sampel diambil untuk dilakukananalisis penunnan kandungan organikdan analisis penurunan massa sistem.Ketika dilakukan pengambilan sampelselalu ada gas oksigen yang masuk kedalam sistem, sehingga sistem harusdikondisikan seperti kondisi awal (an-aerob) dengan cara yang sama pada awalpenelit ian. Selain i iu. unruk menghindarikontak dengan udara luar, tutup labu perludibasahi dengan larutan H2SOa encer.Sampel yang diambil segcra dilakukananalisis untuk mengetahui penurunalkandungan organik dengan menggunakanmetoda bilangar) pelmantsanal. ADalisrskedua untuk mengetahui penurunan nrassapadatan tersisa dengan cara penim-bangan. Setelah melalui tahap aklima-tisasi, tahap selanjutnya adalah rnem-pertahankan kondisi operasional supayakonstan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil percobaan berupa analisiskandungan organik sistem pada kondisianaerob disajikan pada gambar I dan 2.

Kasus yang sama terjadi pada perco-baan dengar menggunakan media ampastahu. Pada percobaan ini juga terjadi

                               

POLBAN

Dwi N, Ari M. Bokieri Closttidiuhl sp Sebagai Pengurai Linbah 45

penurunan kandungan organik yang cepatpada rentang waktu hari ke-0 sampai harike-3 dan hari ke-3 sarnpai hari ke-9 relatifkonstan.

Dari kedua gambar tersebut dapatdilihat bahwa penurunan kandungan orga-nik terjadi sampai tiga hari pertama, se-Ianjutnya penurunan relatif konstan.Bakteri anaerob mendegradasi kandunganorganiL dalam sistem dan mengkonsumsisubstrat sebagai sumber makanannya.

Uji penentuan penumnan kandunganorganik un(uk mengetahui produksi bio-massa bakteri pengurai dilakukan dengancara me[entukan bilangan permanganat.Analisis kandungan organik dilakukandengan pengambilan sampel pada hari ke0. 3, 6 dan 9. Dari hasil analisis, diperolehdata bahwa penurunan kandungan organikpada media tanah rata-rata 85,10yo danpada media ampas rahu rata-rara 85.269o.

Pada uji penurunan massa sistem!berat sistem berkurang secara tems-mene-rus karena sistem bekerja secara anaerobdan menghasilkan gas metan (CHa). Padapenelitian yang dilakukan, tidak banyakperbedaan hasil antara media tanah deng-an media ampas tahu.

Hasil penelitian ini dapat disajikansebagai produk yang dapat menguraikanbuangan padat atau tinja di dalun septictahk. Sel^in itu, dapat juga digunakanpada proses lainnya seperti pengolahananaerob pada limbah cair tahu yaitu men-guraikan kandungan organik dan dapatjuga dimanfaatkan untuk menghilangkanbau pada limbah cair tahu.

Pada Gambar 1 dapat dilihat bahwapada percobaan dengan media tanahteijadi penurunan kandungan organikyang cepat pada hari ke-0 sampai hari ke-3. Hal ini menunjukkan bahwarnikroorganisme mengkonsumsi substratdan mendegradasi kandungan organikdalam sistem. Dalam rentang waktutersebut tedadi peningkatan jumlahmikroorganisme di dalam sistem. Pe-nurunan kandungan organik pada hari ke-

3 sampai hari ke-9 relatif konstan, berartisubstrat kemungkinan besar sudah habisdikonsumsi.

Gambar 1. Hubungan antara konsenlrasikandungan organik t€rhadap waktu pada media

tanah

:

F

E

Gambar 2. Hubungan antara konsentrasikandungan organik terhadap waktu pada rnedra

ampas tahu

SIMPULANSimpulan

Dari hasil percobaan dapat disimpul-kan, bahwa :. Persentase penurunan rata-rata kan-

dungan organik pada media tanah danampas tahu masing-masing adalah85,70Vo dan 85,260/o.

. Pengurangan massa sistem rata-ratapada media tanah dan ampas tahuadalah 12,42 gr dan 18,86 gr.

. Dalam hal pemilihan media, penggu-naan media ampas tahu lebih baikdari pada media tanah.

                               

POLBAN

46 Ju al Flu la, volune 7, Nomot 2, No|enbet 201I, hal4l'46

Saran. Untuk mendapatkan data yaDg lebih

akurat, perlu dilakukan percobaandengan rentang waktu yang lebihrapat (skala jam), terutama pada 3hari pertama,

r Perlu dilakukan uji coba terhadapproduk hasil penelitian dan diban-

DAFTAR RUJUKAN

Dwidjoseputo, 1985, Dasar-dasarMilrrobiologi, Malang: PenerbitDjambatan.

Handayani, L., dan Heryana, H., EvqluasiKitueia Prcses Pengolahan SampahOrganik dengan Pengomposan diPT. Pindad (Persero), LapotutlTugas Akhir. Jurusan Teknik I(itnia.Poli leknik Negeri Bandung, 2000.

lyan Darmawan, DR., Biokimia, PenetbitBuku Kedokteran, Jakatta, 1987.

Muslimin, L.W,. MiktobiologiLingkungan, Proyek PengembanganPusat Studi Lingkungan, DircktoratJendral Pendidikan Tinggt.Departemen Pendidikan danKebudayaan, 1995.

dingkan dengan produk sejenis yangtelah tersedia di pasaran.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih kepada Sdr.Adhe Suryaningsih dan Elina Wanti J.P,yang telah membantu dalam prosespengambilan data percobaan.

Perkins, R.J., On Site WastewaterDisposal, l./-vtis Publisher, Chelsea,Michigan, 1990.

Panjaitan, R., Karakteristik PertumbuhanBacill s Psychrosaccarolyticus danCitrobacter Diversus dalamMedium Cair mengandung AtinyakBumi., Lapoftrl Tugas Akhir.Jurusan Teknik Lingkungan, ITB,Bandung, 2001.

Yumiarsari, C., dan Riki, I.5., ProduksiBiomassa B(tkteri Pengurai BahanOrganik dan Pengaktif Mihrobatoneh u tuk Pembuaton PupukOryanik, Laporan Tugas Akhir,Jurusan Teknik Kimia, PoliteknikNegeri Bandung, 2000.

                               

POLBAN