PERTUMBUHAN MIKROBA PADA AIR LIMBAH

1. PENDAHULUAN

Indonesia sebagai salah satu negara berkembang sangat membutuhkan perkembangan di

bidang industri guna mensejahterakan dan mendongkrak perekonomian negara. Namun

pesatnya pertumbuhan industri tersebut tidak hanya memberikan dampak positif tetapi

juga memberikan dampak negatif. Industri-industri tersebut dapat dinyatakan

memberikan dampak negatif apabila tidak memerhatikan dampaknya terhadap

lingkungan. Merupakan suatu kenyataan yang harus dihadapi bahwa selama proses

produksi dalam menghasilkan suatu produk yang berkualitas, industri tersebut juga

menghasilkan limbah. Limbah tersebut apabila tidak dikelola dan diolah dengan baik

akan mencemari lingkungan. Pencemaran yang disebabkan limbah industri dapat berupa

limbah cair, limbah padat, dan udara.

Air limbah industri merupakan air dari hasil samping suatu proses produksi di industri

yang tidak dapat digunakan lagi. Oleh karena itu kandungan dalam air limbah tersebut

sangat dipengaruhi oleh proses produksinya. Berdasarkan konsentrasi komponenya, air

limbah dapat diklasifikasikan ke dalam 3 konsentrasi, yaitu konsentrasi tinggi (strong),

konsentrasi sedang (medium), dan konsentrasi rendah (weak). Klasifikasi tersebut dapat

dilihat pada Tabel 1 berikut.

Tabel 1. Klasifikasi Air Limbah

Sumber : (Benefiel D & Clifford, 1980)

Untuk pengolahan air limbahnya, hal utama yang perlu diketahui itu ialah

karakteristiknya. Karakeristik air limbah industri terbagi atas karakteristik fisika, kimia,

dan biologi. Salah satu jenis air limbah yang dapat mencemari lingkungan ialah air

limbah yang mengandung zat organik yang tinggi. Karakter air limbah yang mengandung

zat organik yang tinggi ditunjukkan pada tingginya parameter BOD dan COD dalam air

limbah tersebut. Pengolahan yang digunakan ialah pengolahan secara biologis yaitu

dengan memanfaatkan mikoorganisme. Tingkat efektifitas pengolahan biologis sangat

dipengaruhi oleh biomassa lumpur dan senyawa organik yang terkandung dalam air

limbah tersebut. Untuk itu kita perlu memerhatikan proses terbentuknya biomassa, mulai

dari fase pertumbuhannya hingga faktor-faktor yang memengaruhi pertumbuhannya.

2. PERTUMBUHAN MIKROBA

Dalam pengolahan biologis yang sangat bergantung pada mikroorganisme, hal yang

pertama sekali harus dipahami ialah perlunya menjaga pertumbuhan mikroba. Ada

beberapa syarat pertumbuhan mikroba, yaitu :

a. Adanya sel hidup

b. Adanya sumber energi

c. Adanya nutrisi dan faktor pertumbuhan

d. Tidak ada toksin dan penghambat

e. Kondisi fisik-kimia yang mendukung

3. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN

Menurut (Davies,2005), dalam pertumbuhan mikroba ada beberapa prinsip umum. Laju

pertumbuhan secara alami dan yang dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Faktor-faktor

nya ialah :

a. Konsentrasi substrat

Konsentrasi substrat dalam air limbah harus sesuai dengan kebutuhan

mikroorganisme agar pertumbuhan yang dihasilkan optimal tidak hanya

mempertahankan mikroorganisme itu tetap hidup saja.

b. Ketersediaan nutrien lainnya

Substrat utama yang dibutuhkan ialah karbon, nitrogen, dan posfor. Umumnya

rasio C:N:P ialah 100:5:1. Dalam air limbah domestik ditemukan juga bahwa ada

nutrien lain seperti Ca,S,Na,Mg,K,dan Fe. Pada beberapa kasus, keberadaan

nutrien ini dalam air limbah menyebabkan pertumbuhan tidak maksimal.

c. Oksigen

Pertumbuhan dapat terhambat jika konsentrasi oksigen menurun ke konsentrasi

rendah dalam tangki aerasi. Ini akan menyebabkan kelangkaan dalam proses

respirasi

d. Temperatur

Bakteri memiliki kisaran temperatur dalam pertumbuhannya yaitu antara 0°C

sampai 30 °C. Namun ada juga bakteri termofilik yang mampu bertahan dalam

temperatur 30°C sampai 60°C.

e. Zat beracun

Zat kimia beracun dalam air limbah dapat masuk ke dalam tubuh bakteri dan

dapat menghambat satu atau lebih enzim di dalam anabolisme atau katabolisme.

Menurut (Abdulkareem,2004), dalam risetnya ia menyimpulkan bahwa konsentrasi

biomassa dan pertumbuhan mikroba bergantung pada konsentrasi substrat, laju

pertumbuhan maksimum spesifik, koefisien yield maksimum, dan setengah kecepatan

konstan.

Menurut (Medvedova,et.al,2009), dalam percobaannya di air yang mengandung susu,

pertumbuhan S.aureus sangat dipengaruhi oleh temperatur dan aktivitas dalam air.

Temperatur yang digunakan berkisar antar 7°C hingga 51°C yang dijelaskan dalam

model Ratkowsky. Dengan perubahan sederhana dalam model ratkowsky dengan

menggabungkan aktivitas air pertumbuhan S.aureus dapat diprediksi.

Menurut (Sakyi dan Asare,2012), dalam studinya pada temperatur 15°C, 25°C, dan 37°C

didapatkan pertumbuhan koliform, E.Coli, dan bakteri HPC mengalami penurunan

jumlah. Pada temperatur 37°C , koliform dan E.Coli hanya mampu bertahan dalam

waktu 24 jam. Pada lain percobaan pada temperatur 37°C, bakteri HPC mampu bertahan

selama 2-4 hari sebelum mengalami penurunan jumlah.

4. FASE-FASE PERTUMBUHAN MIKROBA

Setiap jenis mikoorganisme memiliki ciri khas tertentu. Apabila mikroorganisme

ditempatkan dalam suatu media tertutup (batch system) dan didalamnya terdapat nutrisi

yang dapat mendukung pertumbuhan mikroorganisme tersebut, maka fase-fase

pertumbuhannya tertentu seperti berikut.

a. Fase Lag (Adaptasi)

Pada fase ini, cepat atau lambatnya pertumbuhan mikroorganisme sangat

dipengaruhi oleh kondisi lingkungan dan sifat mikroorganisme tersebut.

b. Fase Logaritmik (Eksponensial)

Karakteristik pada fase ini ialah apabila diplot ke dalam kurva semilog (ln x vs

waktu) maka akan terbentuk garis lurus. Fase ini akan terus konstan jika tidak

terjadi perubahan yang signifikan dalam medium.

c. Fase Stasioner

Pada fase ini, laju pertumbuhan akan mendekati 0. Artinya tidak ada lagi laju

pertumbuhan setelah fase ini.

d. Fase Kriptik (Cryptic Growth)

Setelah melewati fase stasioner, adakalanya terjadi lisis pada sel mati yang

mengakibatkan keluarnya isi sel. Isi sel tersebut dapat menjadi nutrisi bagi sel

hidup. Hal ini memungkinkan terjadinya pertumbuhan baru (Cryptic Growth)

DAFTAR PUSTAKA

Abdulkareem, A, S. 2004. Modeling of Microbial Growth in a Wastewater Treatment Plant: A Case Study of Textile Industry in Kaduna, Nigeria. Chemical Engineering Department, Federal University of Technology Minna, Niger State, Nigeria. AU J.T. 8(1): 45-54 (Jul. 2004)

Benefield Larry D & Randall Clifford W, 1980, Biological Process Design for Waste Water Treatment, Prentice – Hall, Inc., Englewood Cliffs, NJ 07632

Davies, P, S. 2005. The Biological Basic of Waste Water Treatment. Strathkelvin Instruments Ltd

Medvedova,A.et.al.2009. The Effect of Temperature and Water Activity on the Growth of Staphylococcus aureus Vol.27. Chezh

Osman, R, M,. Hafez, A, I,. Khedr, M, A,. 2014. Flax Retting Wastewater Part 2.Microbial Growth and Biodegradation Kinetics. Chemical Engineering & Pilot Plant Department, National Research Center, Dokki, Cairo, Egypt. Volume 3, Issue 4, July 2014

Sakyi, P, A,. Asare, R,. Anani, C,. Dampare, S, B,. 2012. Nutrient-Induced Growth of Coliform and HPC Bacteria in Drinking-Water Pipes. Department of Earth Science, University of Ghana. Journal of Environmental Protection, 2012, 3, 508-517