Proses Mikrobiologi Dalam Penguraian Anaerob





Kumpulan mikroorganisme, umumnya bakteri, terlibat dalam transformasi senyawa komplek organik menjadi metan. Lebih jauh lagi, terdapat interaksi sinergis antara bermacammacam kelompok bakteri yang berperan dalam penguraian limbah. Keseluruhan reaksi dapat digambarkan sebagai berikut (Polprasert, 1989) :

senyawa Organik → CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S

Meskipun beberapa jamur (fungi) dan protozoa dapat ditemukan dalam penguraian anaerobik, bakteri bakteri tetap merupakan mikroorganisme yang paling dominan bekerja didalam proses penguraian anaerobik. Sejumlah besar bakteri anaerobik dan fakultatif (seperti : Bacteroides, Bifidobacterium, Clostridium, Lactobacillus, Streptococcus) terlibat dalam proses hidrolisis dan fermentasi senyawa organik. Proses penguraian senyawa organik secara anaerobik secara garis besar. Ada empat grup bakteri yang terlibat dalam transformasi material komplek menjadi molekul yang sederhana seperti metan dan karbon dioksida. Kelompok bakteri ini bekerja secara sinergis (Archer dan Kirsop, 1991; Barnes dan Fitzgerald, 1987; Sahm, 1984; Sterritt dan Lester, 1988; Zeikus, 1980).

Kelompok Bakteri Metabolik Yang Terlibat Dalam Penguraian Limbah Dalam Sistem Anaerobik.

Kelompok 1: Bakteri Hidrolitik

Kelompok bakteri anaerobik memecah molekul organik komplek (protein, cellulose, lignin, lipids) menjadi molekul monomer yang terlarut seperti asam amino, glukosa, asam lemak, dan gliserol. Molekul monomer ini dapat langsung dimanfaatkan oleh kelompok bakteri berikutnya. Hidrolisis molekul komplek dikatalisasi oleh enzim ekstra seluler seperti sellulase, protease, dan lipase. Walaupun demikian proses penguraian anaerobik sangat lambat dan menjadi terbatas dalam penguraian limbah sellulolitik yang mengandung lignin (Polprasert, 1989; Speece, 1983).

Kelompok 2 : Bakteri Asidogenik

Fermentatif Bakteri asidogenik (pembentuk asam) seperti Clostridium merubah gula, asam amino, dan asam lemak menjadi asam organik (seperti asam asetat, propionik, formik, lactik, butirik, atau suksinik), alkohol dan keton (seperti etanil, metanol, gliserol, aseton), asetat, CO2 dan H2. Asetat adalah produk utama dalam fermentasi karbohidrat. Hasil dari fermentasi ini bervariasi tergantung jenis bakteri dan kondisi kultur seperti temperatur, pH, potensial redok.

Kelompok 3 : Bakteri Asetogenik

Bakteri asetogenik (bakteri yang memproduksi asetat dan H2) seperti Syntrobacter wolinii dan Syntrophomonas wolfei (McInernay et al., 1981) merubah asam lemak (seperti asam propionat, asam butirat) dan alkohol menjadi asetat, hidrogen, dan karbon dioksida, yang digunakan oleh bakteri pembentuk metan (metanogen). Kelompok ini membutuhkan ikatan hidrogen rendah untuk merubah asam lemak; dan oleh karenanya diperlukan monitoring hidrogen yang ketat.

Dibawah kondisi tekanan H2 parsial yang relatif tinggi, pembentukan asetat berkurang dan subtrat dirubah menjadi asam propionat, asam butirat, dan etanol dari pada metan. Ada hubungan simbiotik antara bakteri asetonik dan metanogen. Metanogen membantu menghasilkan ikatan hidrogen rendah yang dibutuhkan oleh bakteri asetogenik.

Etanol, asam propionat, dan asam butirat dirubah menjadi asam asetat oleh bakteri asetogenik dengan reaksi seperti berikut : CH3CH2OH + CO2 → CH3COOH + 2H2 Etanol Asam Asetat CH3CH2COOH + 2H2O → CH3COOH + CO2 + 3H2 Asam Propionat Asam asetat CH3CH2CH2COOH + 2H2O → 2CH3COOH + 2H2 Asam Butirat Asam Asetat Bakteri asetogenik tumbuh jauh lebih cepat dari pada bakteri metanogenik. Kecepatan pertumbuhan bakteri asetogenik (µmak) mendekati 1 per jam sedangkan bakteri metanogenik 0,04 per jam (Hammer, 1986).

Kelompok 4 : Bakteri Metanogen

Penguraian senyawa organik oleh bakteri anaerobik dilingkungan alam melepas 500 – 800 juta ton metan ke atmosfir tiap tahun dan ini mewakili 0,5% bahan organik yang dihasilkan oleh proses fotosintesis (Kirsop, 1984; Sahm, 1984). Bakteri metanogen terjadi secara alami didalam sedimen yang dalam atau dalam pencernaan herbivora. Kelompok ini dapat berupa kelompok bakteri gram positip dan gram negatif dengan variasi yang banyak dalam bentuk. Mikroorganime metanogen tumbuh secara lambat dalam air limbah dan waktu tumbuh berkisar 3 hari pada suhu 35o C sampai dengan 50 hari pada suhu 10o C. Bakteri metanogen dibagi menjadi dua katagori, yaitu : a. Bakteri metanogen hidrogenotropik (seperti: chemolitotrof yang menggunakan hidrogen) merubah hidrogen dan karbon dioksida menjadi metan. CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O Metan Bakteri metanogen yang menggunakan hidrogen membantu memelihara tekanan parsial yang sangat rendah yang dibutuhkan untuk proses konversi asam volatil dan alkohol menjadi asetat (speece, 1983). b. Bakteri metanogen Asetotropik, atau biasa disebut sebagai bakteri asetoklastik atau bakteri penghilang asetat, merubah asam asetat menjadi metan dan CO2. CH3COOH → CH4 + CO2 Bakteri asetoklastik tumbuh jauh lebih lambat (waktu generasi = beberapa hari) dari pada bakteri pembentuk asam (waktu generasi = beberapa jam). Kelompok ini terdiri dari dua kelompok, yaitu : Metanosarkina (Smith dan Mah, 1978) dan Metanotrik (Huser et al., 1982). Selama penguraian termofilik (58o Kurang lebih sekitar 2/3 gas metan dihasilkan dari konversi asetat oleh metanogen asetotropik. Sepertiga sisanya adalah hasil reduksi karbon dioksida oleh hidrogen (Mackie dan Bryant, 1984). Diagram neraca masa pada penguraian zat organik komplek menjadi gas methan secara anaerobik ditunjukkan seperti pada Gambar 2.7. C) dari limbah lignosellulosik, Metanosarkina adalah bakteri asetotropik yang ditemukan dalam bioreaktor. Sesudah 4 minggu, Metanosarkina (µmak = 0,3 tiap hari; Ks = 200 mg/l) digantikan oleh Metanotrik (µmak = 0,1 tiap hari; Ks = 30 mg/l). Secara umum klasifikasi bakteri metanogen dapat dilihat pada Tabel 2.3. (Balch et al, 1979). Metanogen dikelompokkan menjadi tiga order: Metanobakteriales (contoh: Metanobakterium, Metanobreviater, Metanotermus), Metanomikro-biales (contoh: Metanomikrobium, Metanogenium, Metanospirilium, Metanosar-kina, dan Metanokokoid), dan Metanokokales (contoh : Metanokokkus). Paling sedikit ada 49 spesies metanogen yang telah didiskripsi (Vogels et al., 1988). Koster (1988) telah mengkompilasi beberapa bakteri metanogen yang telah diisolasi dan masing-masing substratnya.

klasifikasi metanogen

Bioreaktor Untuk Limbah Medis

Bioreaktor merupakan suatu alat atau tempat dimana terdapat suatu proses biologi di dalamnya. Proses biologi itu terjadi berkat adanya mikroorganisme dan komponen pendukung lainnya. Proses biologi ini sangatlah penting karena merupakan tujuan utama agar dapat menghasilkan produk yang lebih ramah lingkungan dari air limbah yang diolah. Mikroorganisme yang digunakan baik itu bakteri anaerob atau bakteri aerob. Bakteri memiliki fase dalam proses pengolahan biologi, yaitu terdiri dari empat fase yang dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Urutan fase tumbuh bakteri :

  1. Fase Adaptasi (Lag Phase)

Merupakan fase dimana bakteri beradaptasi terhadap lingkungan yang baru. Proses adaptasi ini berlangsung dari mulai satu jam sampai dengan beberapa hari. Kemampuan beradaptasi bakteri bergantung pada :

  1. Jenis bakteri
  2. Umur biakan
  3. Nutrisi bakteri
  4. Media bakteri (tingkat kekasaran)
  5. Fase Pertumbuhan (Exponential / Log Phase)

Sel-sel pada bakteri mengalami pembelahan atau berkembangbiak sehingga jumlah bakteri semakin meningkat. Hal ini bergantung kepada optimalnya fase adaptasi.

  1. Fase Stasioner (Stationary Phase)

Pada fase ini jumlah bakteri yang hidup dan mati dalam keadaan seimbang atau laju pertumbuhan sebanding dengan laju kematian bakteri.

  1. Fase Kematian (Death Phase)

Pada fase ini laju kematian bakteri lebih besar daripada laju pertumbuhan bakteri. Hal tersebut terjadi akibat dari kondisi lingkungan yang tidak mendukung terhadap pertumbuhan bakteri.

Pada alat bioreaktor proses biologi terjadi dalam dua kondisi dan dua jenis bakteri yaitu :

  1. Anaerob

Pada proses anaerob ini bakteri yang digunakan adalah bakteri anaerob atau jenis bakteri yang tidak membutuhkan suplai oksigen dalam proses penguraian polutan pada limbah atau pun dalam kelangsungan hidupnya. Bakteri ini tidak dapat tumbuh dalam suasana terdapat O2  atau zat asam.

  1. Aerob

Pada kondisi ini bakteri yang digunakan adalah jenis bakteri aerob yaitu bakteri yang membutuhkan suplai oksigen dalam melakukan proses penguraian polutan. Pada tahap ini ditambahkan pompa blower sebagai pensuplai oksigen.

Pada alat bioreaktor proses anaerob dan aerob dapat dikombinasikan tergantung pada jenis limbah yang akan diolah, ataupun salah satu proses saja yang digunakan.

08112229772

081910488630

banyubiruberkahsejati@gmail.com

konsultanipalbandung@gmail.com

www.banyubiruberkahsejati.co.id

Bioreaktor Untuk Limbah Domestik

Bioreaktor merupakan suatu alat atau tempat dimana terdapat suatu proses biologi di dalamnya. Proses biologi itu terjadi berkat adanya mikroorganisme dan komponen pendukung lainnya. Proses biologi ini sangatlah penting karena merupakan tujuan utama agar dapat menghasilkan produk yang lebih ramah lingkungan dari air limbah yang diolah. Mikroorganisme yang digunakan baik itu bakteri anaerob atau bakteri aerob. Bakteri memiliki fase dalam proses pengolahan biologi, yaitu terdiri dari empat fase yang dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Urutan fase tumbuh bakteri :

1. Fase Adaptasi (Lag Phase)

Merupakan fase dimana bakteri beradaptasi terhadap lingkungan yang baru. Proses adaptasi ini berlangsung dari mulai satu jam sampai dengan beberapa hari. Kemampuan beradaptasi bakteri bergantung pada :

  • Jenis bakteri
  • Umur biakan
  • Nutrisi bakteri
  • Media bakteri (tingkat kekasaran)

2. Fase Pertumbuhan (Exponential / Log Phase)

Sel-sel pada bakteri mengalami pembelahan atau berkembangbiak sehingga jumlah bakteri semakin meningkat. Hal ini bergantung kepada optimalnya fase adaptasi.

3. Fase Stasioner (Stationary Phase)

Pada fase ini jumlah bakteri yang hidup dan mati dalam keadaan seimbang atau laju pertumbuhan sebanding dengan laju kematian bakteri.

4. Fase Kematian (Death Phase)

Pada fase ini laju kematian bakteri lebih besar daripada laju pertumbuhan bakteri. Hal tersebut terjadi akibat dari kondisi lingkungan yang tidak mendukung terhadap pertumbuhan bakteri.

Pada alat bioreaktor proses biologi terjadi dalam dua kondisi dan dua jenis bakteri yaitu :

  1. Anaerob

Pada proses anaerob ini bakteri yang digunakan adalah bakteri anaerob atau jenis bakteri yang tidak membutuhkan suplai oksigen dalam proses penguraian polutan pada limbah atau pun dalam kelangsungan hidupnya. Bakteri ini tidak dapat tumbuh dalam suasana terdapat O2  atau zat asam.

  1. Aerob

Pada kondisi ini bakteri yang digunakan adalah jenis bakteri aerob yaitu bakteri yang membutuhkan suplai oksigen dalam melakukan proses penguraian polutan. Pada tahap ini ditambahkan pompa blower sebagai pensuplai oksigen.

Pada alat bioreaktor proses anaerob dan aerob dapat dikombinasikan tergantung pada jenis limbah yang akan diolah, ataupun salah satu proses saja yang digunakan.

Untuk memenuhi kebutuhan Ipal Domestik anda hubungi dan Kunjungi :

IPAL RUMAH SAKIT

Rumah sakit merupakan fasilitas kesehatan dimana terdapat kegiatan yang menghasilkan limbah medis. Limbah medis ini terdiri dari limbah cair dan limbah padat. Dimana untuk limbah cair ini dilakukan pengolahan dengan menggunakan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) baik itu milik sendiri atau pun dengan melakukan kerjasama dengan pihak ketiga. Hal tersebut perlu dilakukan karena kandungan pada limbah cair medis ini berbahaya bagi kesehatan manusia dan lingkungan. Berikut adalah peraturan yang mewajibkan rumah sakit untuk melakukan pengolahan air limbah.

Read more

Pengolahan Ipal Metoda Biologi

Pengolahan Air Limbah dengan Metoda Biologi

Pada era globalisasi saat ini, pengelolaan lingkungan telah menjadi topik yang menarik perhatian berbagai pihak karena berhubungan dengan prduktivitas dan pembangunan berkelanjutan serta berdampak pada kelestarian alam kita, banyak cara yang telah dilakukan untuk mengembalikan kelestarian alam kita,  antara lain dengan menanam hutan kembali yang dapat membantu menjernihkan udara dan menstabilkan struktur tanah. Read more

Cara Pengolahan limbah

Pengolahan Dan Penanganan Limbah

Penanganan limbah yang baik akan menjamin kenyamanan bagi semua orang. Dipandang dari sudut sanitasi, penanganan limbah yang baik akan :

  • Menjamin tempat tinggal/tempat kerja yang bersih
  • Mencegah timbulnya pencemaran lingkungan
  • Mencegah berkembang biaknya hama penyakit dan vaktor penyakit

Penanganan limbah padat

Limbah padat dapat dihasilkan dari industri, rumah tangga, rumah sakit, hotel, pusat perdagangan/restoran maupun pertanian/peternakan, penanganan limbah padat melalui beberapa tahap, yaitu :

  • Penampungan dalam bak sampah
  • Pengumpulan sampah
  • Pengangkutan
  • Pembuanga di TPA

Read more