penghilangan gas h 2s dan nh 3 dengan teknik...

79
PENGHILANGAN GAS H 2 S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK BIOFILTER PADA RUANG PRODUKSI PABRIK KARET PTPN VIII CIKUMPAY, PURWAKARTA Oleh : TEGUH GINANJAR F34104132 2009 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

Upload: ngodiep

Post on 05-Feb-2018

226 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH3 DENGAN TEKNIK BIOFILTER PADA

RUANG PRODUKSI PABRIK KARET

PTPN VIII CIKUMPAY, PURWAKARTA

Oleh :

TEGUH GINANJAR

F34104132

2009

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

Page 2: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH3 DENGAN TEKNIK

BIOFILTER PADA RUANG PRODUKSI PABRIK KARET

PTPN VIII CIKUMPAY, PURWAKARTA

Sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh

TEGUH GINANJAR

F34104132

2009

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

Page 3: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH3 DENGAN TEKNIK

BIOFILTER PADA RUANG PRODUKSI PABRIK KARET

PTPN VIII CIKUMPAY, PURWAKARTA

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian,

Fakultas Teknologi Pertanian,

Institut Pertanian Bogor

Oleh :

TEGUH GINANJAR

F34104132

Dilahirkan pada tanggal 03 Agustus 1986 di Boyolali

Tanggal lulus : 2009 Bogor, 2009

Menyetujui, Bogor

Dr. Ir. Mohamad Yani, M. Eng Ir. Andes Ismayana. MT

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Page 4: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

Teguh Ginanjar (F34104132). Penghilangan gas H2S dan NH3 dengan Teknik Biofilter pada Ruang Produksi Pabrik Karet PTPN VIII Cikumpay, Purwakarta. Dibawah bimbingan Mohammad Yani dan Andes Ismayana. 2009.

RINGKASAN

Karet alam (natural rubber) yang diperoleh dari tanaman Hevea Braziliensis merupakan salah satu komoditas ekspor unggulan Indonesia yang jumlahnya cukup besar. Perkembangan industri karet menyebabkan timbulnya emisi berupa amoniak (NH3) dan hidrogen sulfida (H2S) yang mengganggu kesehatan pekerja pabrik karet. Biofilter adalah teknologi pengendalian pencemaran udara dengan cara menumbuhkan mikroorganisme pada bahan pengisi sehingga terbentuk biofilm atau biolayer yang dapat mengurai bahan-bahan pencemar udara. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan kinerja biofilter dalam menghilangkan emisi yang dihasilkan dari industri pengolahan karet remah terutama pada ruang produksi sebagai sumber emisi amoniak dan hidrogen sulfida, menentukan kapasitas penyerapan emisi gas pada biofilter pabrik karet remah, menentukan kapasitas penyerapan N dan S pada biofilter pabrik karet remah, menentukan pengaruh penambahan bakteri Nitrosomonas sp. (NH3) dan Thiobacillus sp. (H2S). Biolfilter yang digunakan memiliki volume 650 L dengan bahan pengisi berupa tanah, arang sekam, dan kompos. Biofilter yang digunakan sebanyak dua buah dimana satu buah merupakan biofilter kontrol (biofilter I) dan satu lagi merupakan biofilter uji (biofilter II). Perbedaan kedua biofilter terdapat pada penambahan inokulum Nitrosomonas sp. dan Thiobacillus sp. pada biofilter uji. Parameter yang diukur adalah konsentrasi NH3 dan H2S pada inlet dan outlet biofilter. Kondisi media yang diukur setiap minggu adalah pH, kadar air, total N, total S, total C, nitrat, amonium, sulfat dan mikroba.

Efisiensi penghilangan amoniak pada biofilter I berkisar antara 0-83% dan memiki rata-rata 61%. Untuk penghilangan hidrogen sulfida, efisiensinya berkisar antara 0-100% dan rata-rata 67%. Efisiensi penghilangan amoniak pada biofilter II berkisar antara 0-85% dan memiliki rata-rata 78%. Untuk penghilangan hidrogen sulfida, efisiensi berkisar antara 0-100% dan memiliki rata-rata 78%.

Beban N optimal yang dapat diserap dengan baik oleh biofilter I adalah sebesar 0.51 g-N/kg bahan kering/hari dengan penyerapan yang terjadi sebesar 0.46 g-N/kg bahan kering/hari. Untuk penyerapan optimal yang terjadi pada saat beban N masuk ke dalam biofilter I sebesar 0.55 g-N/kg bahan kering/hari. Beban penyerapan N pada biofilter II sebesar 0.43 g-N/kg bahan kering/ hari. Penyerapan optimal terjadi pada saat beban yang masuk ke dalam biofilter II sebesar 0.55 g-N/kg bahan kering/hari.

Biofilter I mampu menyerap S secara optimal pada saat beban yang masuk sebesar 0.56 g-S/kg bahan kering/hari dan penyerapan yang terjadi sebesar 0.48 g-N/kg bahan kering/hari. Beban yang masuk ke dalam biofilter II selama penelitian berlangsung umumnya berkisar pada 0.14 - 0.62 g-S/kg bahan kering/hari dan penyerapan yang terjadi cukup baik. Beban optimal yang mampu diserap biofilter II sebesar 0.47 g-S/kg bahan kering/hari dengan kapasitas penyerapan yang cukup baik yaitu sebesar 0.41 g-S/kg bahan kering/ hari.

Page 5: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

Teguh Ginanjar (F34104132). Removal of H2S and NH3 with Biofilter Technique from Production Room at Latex Factory PTPN VIII Cikumpay, Purwakarta. Supervised by Mohammad Yani dan Andes Ismayana. 2009.

SUMMARY

Natural rubber which harvested from Hevea Braziliensis plant is one of Indonesian superior export commodity. The development of latex industries emits odorous gas of H2S and NH3 that is harmful to worker’s health. Biofilter is a technology to control air pollution by growing microorganism in layer (biolayer) so that the biolayer can degrade the air pollutant. The objectives of this research was to determine the capability of biofilter in order to remove odor emission of latex factory especial at production room as emission source of H2S and NH3, determine the capacity of biofilter to absorb gas emission, determine the capacity of biofilter to absorb N and S, determine the effects by addition of Nitrosomonas sp and Thiobacillus sp. The biofilter reactor has 650 L volume and packed with soil, chaft charcoal, and compost. Two biofilters were built, one as a control biofilter (biofilter I) and the other one as a test biofilter (biofilter II). The difference of biofilter II to biofilter I was the addition of starter microbes of Nitrosomonas sp and Thiobacillus sp that put into biofilter II. The measured parameters were the inlet and outlet concentration of NH3 and H2S. The filter bed condition such as pH, moisture content, total of Nitrogen (N), total of sulfur (S), total of carbon (C), nitrate (NO3

-), ammonium (NH4

+), sulfate (SO4-), and microbes were analyzed weekly.

The ammonia elimination efficiency of biofilter I was at range of 0-83% and average at 61%, and for the H2S elimination efficiency of biofilter I was at range of 0-100% and average at 67%. The ammonia elimination efficiency of biofilter II were at range of 0-85% and average at 78%, and for the H2S elimination efficiency of biofilter II was at range of 0-100%. The optimal N load that was well absorbed by biofilter I was 0.51 g-N/kg dry matter/day with absorption value 0.46 g-N/kg dry matter/day. For the optimal absorption that was happened when N load come into biofilter I was 0.55 g-N/kg dry matter/day. N absorption load at biofilter II was 0.43 g-N/kg dry matter/day. Optimal absorption was happened when the N load come into biofilter II was 0.55 g-N/kg dry matter/day. Biofilter I was able to absorb S optimal when the load at 0.56 g-S/kg dry matter/day and the absorption value was 0.48 g-N/kg dry matter/day. The load that was come into biofilter II when it was at range of 0.14 - 0.62 g-S/kg dry matter/day, and the absorption was good enough. Optimal load that was able to absorbed by biofilter II was 0.47 g-S/kg dry matter/day with quite well absorption capacity 0.41 g-S/kg dry matter/day.

Page 6: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

BIODATA PENULIS

Teguh Ginanjar dilahirkan di Boyolali pada tanggal 3 Agustus 1986. Penulis

menyelesaikan pendidikan dasar di Sekolah Dasar Negeri 1 Bantar Gebang tahun 1992-

1998, sekolah Lanjutan Tingkat Pertama di SLTP Negeri 2 Bekasi tahun 1998-2001, dan

Sekolah Menengah Umum di SMU Negeri 6 Bekasi tahun 2001-2004.

Pada tahun 2004, penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui Seleksi

Penerimaan Mahasiswa Baru IPB (SPMB) pada Departemen Teknologi Industri

Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian IPB. Penulis melakukan praktek lapang di PT.

Sanghiang Perkasa dengan judul “Penerapan Produksi Bersih”, pada bulan juli –

Agustus 2007.

Penulis mendapatkan kesempatan untuk melakukan tugas akhir di Pabrik Karet

PTPN VIII Cikumpay, Purwakarta, Jawa Barat dengan judul “Penghilangan Gas H2S

dan NH3 Dengan Teknik Biofilter Pada Ruang Produksi Kabrik Karet PTPN VIII

Cikumpay, Purwakarta”.

Page 7: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

SURAT PERNYATAAN

Saya yang bertandatangan dibawah ini menyatakan bahwa Skripsi dengan judul

“PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH3 DENGAN TEKNIK BIOFILTER PADA

RUANG PRODUKSI PABRIK KARET PTPN VIII CIKUMPAY,

PURWAKARTA” merupakan karya tulis saya pribadi dengan arahan Dosen

Pembimbing, kecuali yang dengan jelas disebutkan rujukannya.

Bogor,

Yang membuat pernyataan

Nama: Teguh Ginanjar

NRP: F34104132

Page 8: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

1

I. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Karet alam (natural rubber) yang diperoleh dari tanaman Hevea Braziliensis

merupakan salah satu komoditas ekspor yang memiliki peranan penting sebagai

devisa negara sub-sektor perkebunan. Pengolahan karet dapat dibedakan menjadi

pengolahan karet sheet, karet crepe, lateks pekat, karet spesifikasi teknis, dan karet

ban (tire rubber). Karet sheet merupakan karet yang dihasilkan dari lateks yang

mengalami proses penyaringan, pengenceran, pembekuan, penggilingan dan

pengasapan. Karet spesifikasi teknis merupakan karet yang mutunya terjamin. Karet

spesifikasi teknis dibedakan menjadi dua, yaitu karet spesifikasi teknis dari lateks

dan karet spesifikasi teknis dari karet rakyat bermutu rendah. Khusus untuk kategori

kedua, produk karet dibuat dari koagulum lateks seperti lump, scraps, dan karet sheet

yang tidak diasapi. Produk karet ini biasa dikenal dengan nama karet remah.

Karet remah terbentuk dari hasil peremahan lump yang disebut kompon.

Kompon yang telah mengalami penyimpanan selama 10-15 hari kemudian

diremahkan di dalam granulator. Selanjutnya kompon tersebut dikeringkan di dalam

dryer selama 3 jam. Setelah kompon dikeringkan, kemudian dilakukan proses

pengepresan, yaitu pembentukan bandela-bandela dari remah karet kering dengan

menggunakan mesin press bandela. Proses pengepresan tersebut akan menghasilkan

produk yang disebut karet remah. Proses berikutnya yaitu pembungkusan terhadap

karet remah yang telah dihasilkan. Proses pembungkusan tersebut dimaksudkan

untuk menghindari penyerapan uap air dari lingkungan serta menjaga produk agar

bebas dari kontaminan lain.

Pada rangkaian proses pembuatan karet remah tersebut akan menghasilkan

gas bau (pencemar) yaitu gas amoniak (NH3) dan (H2S). Kedua bahan pencemar

tersebut dapat menimbulkan bau yang mengganggu walaupun hanya dalam jumlah

yang kecil. Sumber-sumber utama penghasil gas bau pada industri pengolahan karet

Page 9: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

2

remah adalah pada gudang penumpukan lump, pemotongan dan penggilingan lump,

serta ruang pengeringan kompon (Pahlevi, 2007). Dari semua tempat tersebut

kecuali pada gudang penumpukan lump memiliki masalah bau yang lebih berat

dibandingkan dengan tempat-tempat proses lainnya.

Adanya gas pencemar NH3 dan H2S juga akan menimbulkan bahaya terhadap

makhluk hidup. Kontak dengan gas NH3 dapat menimbulkan iritasi pada saluran

pernafasan bahkan dapat menyebabkan kematian. Selain itu, gas H2S sangat

berbahaya karena mudah terbakar dan apabila terpapar dengan gas tersebut dapat

mengakibatkan sakit kepala, mual, iritasi pada saluran pernafasan dan mata

(International Labour Organzation, ILO, 2008).

Penghilangan gas NH3 dapat dilakukan secara biologi, yaitu melalui proses

nitrifikasi dimana NH3 akan dikonversi oleh mikroorganisme menjadi nitrat.

Beberapa mikroorganisme yang digunakan dalam proses nitrifikasi diantaranya

adalah Nitrosomonas sp. Sedangkan gas H2S dapat dihilangkan secara biologi

dengan menggunakan bakteri, terutama Thiobacillus sp yang akan mengubahnya

menjadi sulfat.

Beberapa metode pengolahan biologi dapat digunakan untuk penanganan gas

tersebut. Salah satu metode tersebut yaitu dengan menggunakan teknik biofilter.

Biofilter adalah teknologi pengendalian pencemaran udara dengan cara

menumbuhkan mikroorganisme pada sebuah lapisan media bahan pengisi sehingga

terbentuk biofilm atau biolayer yang dapat mengurai bahan-bahan pencemar udara

(McFarland dan Swope, 2003).

Penggunaan biofilter memiliki beberapa keuntungan, diantaranya kebutuhan

biaya yang relatif murah dan pendegradasian emisi yang dihasilkan menjadi senyawa

yang lebih ramah lingkungan. Selain itu, biofilter dapat digunakan untuk jangka

panjang dan nutrisi bahan pengisi pada biofilter sangat tinggi sehingga dapat

dimanfaatkan sebagai pupuk saat bahan pengisi telah mencapai titik jenuhnya.

Page 10: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

3

B. TUJUAN

Tujuan umum penelitian ini adalah untuk mengetahui kinerja biofilter dalam

menghilangkan emisi yang dihasilkan dari industri pengolahan karet remah, terutama

pada ruang produksi sebagai sumber emisi gas amoniak dan hidrogen sulfida.

Sedangkan tujuan khusus dari penelitian ini adalah untuk:

1. Menentukan efisiensi penghilangan H2S dan NH3 gas pada biofilter pabrik karet

remah.

2. Menentukan kapasitas penyerapan senyawa Nitrogen dan senyawa Sulfur pada

biofilter pabrik karet remah.

3. Menentukan pengaruh penambahan bakteri Nitrosomonas sp. dan Thiobacillus

sp. terhadap kinerja biofilter.

Page 11: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

4

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. LATEKS DAN PENGOLAHAN LATEKS

Karet (Hevea Braziliensis) merupakan tanaman yang tumbuh di berbagai

daerah di Indonesia. Sebagai salah satu komoditas perkebunan unggulan, usaha

peningkatan produksi lateks selalu dilakukan. Salah satu langkah yang ditempuh

adalah meningkatkan jumlah industri pengolahan lateks. Resiko yang dihadapi saat

jumlah industri pengolahan lateks bertambah adalah meningkatnya tingkat

pencemaran lingkungan dari industri tersebut.

Lateks yang telah disadap dari kebun akan dikumpulkan di tempat

pengumpulan untuk diteruskan ke pabrik pengolahan menggunakan truk tangki.

Selama proses penyadapan lateks seringkali ditambahkan antikoagulan agar lateks

tidak cepat membeku. Antikoagulan yang biasa digunakan adalah amoniak (Goutara

et al., 1985).

Pengolahan lateks didasarkan pada perbedaan densitas antara serum dengan

partikel karet yang ada pada lateks. Serum akan memiliki densitas yang lebih besar

sehingga posisinya akan berada di bagian bawah. Di dunia dikenal dua jenis lateks

pekat yaitu lateks krim dan lateks pusingan (www. Agromedia.com, 2008).

Prakoagulasi sering terjadi di areal perkebunan dan sepanjang perjalanan ke

pabrik. Faktor-faktor yang mempengaruhi prakoagulasi adalah jenis karet yang

ditanam, enzim-enzim yang ada pada lateks, mikroorganisme, faktor cuaca dan

musim, kondisi tanaman, penggunaan air sadah, cara pengangkutan, serta kotoran

yang ada pada lateks. Prakoagulasi dapat dicegah dengan cara menjaga kebersihan

alat-alat yang digunakan, menggunakan air bersih yang tidak sadah, dan memulai

penyadapan pada pagi hari untuk mencegah lateks terkena panas (www.

Agromedia.com, 2008).

Proses prakoagulasi juga dapat dicegah dengan cara menambahkan bahan

antikoagulan. Pemilihan bahan antikoagulan yang dipakai harus memperhatikan

Page 12: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

5

kondisi lokasi, harga, kadar bahaya, dan kemampuannya (www. Agromedia.com,

2008). Contoh bahan antikoagulan antara lain adalah natrium karbonat, amoniak,

formaldehida, dan natrium sulfit. Natrium karbonat adalah bahan koagulan yang

paling murah. Penggunaan natrium sulfit memiliki kelemahan yaitu timbulnya

gelembung pada lembaran karet (www. Warintek.or.id, 2000).

Penggunaan formaldehida sebagai bahan anti koagulan harus memperhatikan

banyak hal. Formaldehida kurang tepat digunakan sebagai bahan anti koagulan pada

musim hujan. Jika formaldehida disimpan, zat ini mudah teroksidasi menjadi asam

semut (www. Agromedia.com, 2008). Natrium sulfit memiliki kelemahan, yaitu

mudah rusak. Umur simpan natrium sulfit hanya satu hari, sehingga bila ingin

menggunakan harus dibuat terlebih dahulu (Wiyoto, 1995).

Pengolahan karet dapat dibedakan menjadi pengolahan karet sheet, karet

crepe, karet pekat, karet spesifikasi teknis, dan karet ban (tire rubber). Karet sheet

merupakan karet yang dihasilkan dari lateks yang mengalami proses penyaringan,

pengenceran, pembekuan, penggilingan dan pengasapan. Warna karet sheet adalah

coklat dan jernih. Jenis karet crepe sebenarnya tidak jauh berbeda dengan karet sheet

(Tim Penulis PS, 2005). Perbedaan yang ada hanya pada proses penggilingan dan

pengasapan. Penggilingan pada karet crepe dilakukan dengan mesin yang lebih

besar. Pengasapan pada karet crepe dilakukan pada suhu 33oC, berbeda dengan

pengasapan pada karet sheet yang menggunakan suhu 50 – 60oC.

Karet spesifikasi teknis merupakan karet yang mutunya dapat terjamin. Karet

spesifikasi teknis dibedakan menjadi dua, yaitu karet spesifikasi teknis dari lateks

dan karet spesifikasi teknis dari karet rakyat bermutu rendah. Khusus untuk kategori

kedua, karet dibuat dari koagulum lateks seperti lump, scraps, dan karet sheet yang

tidak diasapi (Tim Penulis PS, 2005). Karet ini biasa dikenal dengan nama karet

remah. Bahan baku karet spesifikasi teknis dari karet rakyat sebenarnya adalah lateks

yang sudah rusak (Pahlevi, 2007).

Proses produksi karet remah dapat dilihat pada Gambar 1. Proses tersebut

diawali dengan pemotongan lump yang disimpan di gudang lump, setelah itu

dilakukan penggilingan I yaitu penggilingan lump hingga menjadi lembaran kreb

Page 13: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

6

yang bisa digulung, kemudian dilakukan pengeringan II menggunakan mesin

pengering selama 3,5 - 4 jam dengan suhu berkisar 115-130 oC. Setelah itu, karet

remah siap dikemas dan disimpan di gudang.

Gambar 1. Diagram Proses Produksi Karet Remah (PTPN VIII, 2008).

B. GAS AMONIAK (NH3)

Amoniak atau NH3 adalah salah satu senyawa nitrogen hasil transformasi N-

organik melalui proses amonifikasi (Jenie dan Rahayu, 1993). Amoniak bersifat

racun, tidak berwarna, dapat menyebabkan karat pada beberapa bahan, dan memiliki

bau tajam yang khas. Menurut Davis dan Maston (2004), bentuk amoniak amat

dipengaruhi oleh pH. Pada pH rendah atau netral, bentuk yang dihasilkan umumnya

Pemotongan

Penggilingan I

Pengeringan I

Penggilingan II

Pengeringan II

Lump

Karet Remah

Page 14: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

7

adalah ammonium (NH4+). Akan tetapi, pada pH melebihi delapan, nitrogen yang

banyak terbentuk adalah amoniak (NH3).

Amoniak berasal dari pendegradasian senyawa protein menjadi polipeptida

yang kemudian dirombak kembali menjadi asam-asam amino. Enzim yang berperan

dalam proses ini adalah enzim protease. Asam-asam amino yang terbentuk

kemudian diubah menjadi amoniak melalui proses amonifikasi. Contoh

mikroorganisme yang berperan dalam proses amonifikasi antara lain adalah

Streptomyces coelicolor, Rhizopus sp, dan Bacillus subtilis. Enzim yang berperan

dalam proses ini adalah aminase dan deaminase (Sutedjo et al., 1991).

Oksidasi amoniak dapat terjadi dalam tiga bentuk proses, yaitu secara

kimiawi, fisikokimia, dan biologis (Sutedjo et al., 1991). Proses secara biologis

dilakukan oleh bakteri-bakteri yang disebut dengan bakteri nitrifiers. Nitrifikasi

merupakan konversi ammonium menjadi nitrat secara biologis yang terdiri dari dua

tahap. Adapun tahapan yang terjadi adalah sebagai berikut (Sutedjo et al, 1991).

Tahap pertama:

Tahap kedua:

Bakteri Nitrosomonas dan nitrobacter merupakan bakteri yang menggunakan

energi yang dihasilkan dari proses perombakan senyawa amoniak (NH3), oleh

karenanya bakteri ini tergolong autotrof. Bakteri ini hanya dapat aktif jika terdapat

oksigen dalam jumlah yang cukup, suhu yang sesuai, dan kelembaban tanah yang

cukup (Buckman dan Brandy, 1982).

Nitrogen di dalam makhluk hidup terdapat dalam bentuk N-organik.

Senyawa N-organik dapat membentuk NH4+ (amonium) melalui proses amonifikasi,

dilanjutkan amoium dapat teroksidasi menjadi ion NO3- melalui proses nitrifikasi.

Ion NO3- akan diubah menjadi gas N2 melalui proses denitrifikasi.

Nitrobacter NO3- NO2

- + ½ O2

Nitrosomonas NO2- + 2H+ + H2O NH4

+ + 1½ O2

Page 15: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

8

Siklus nitrogen di alam dapat dilihat pada Gambar 2.

Denitrifikasi Fiksasi

Nitrifikasi Amonifikasi

Gambar 2. Siklus nitrogen

C. ION NITRIT (NO22-) DAN NITRAT (NO3

-)

Brady (1990) menjelaskan proses transformasi nitrogen di dalam sebuah

biofilter seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Transformasi nitrogen di dalam biofilter (Brady, 1990)

N-organik

NH4

N2

NO3- Imobilisasi

NH3 dari sumber Emisi ke udara

NH4+

absorpsi

Emisi : - NO - NH3 - N2O - N2

Biomassa Mikroorganisme

imobilisasi

desorpsi

Bahan Pengisi Biofilter

mineralisasi

Nitrit

Nitrat

Leaching

Nitrifikasi (1)

Nitrifikasi (2)

Page 16: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

9

D. BAKTERI PENGOKSIDASI AMONIAK (NH3)

Peningkatan konsentrasi amoniak di atmosfer berasal dari aktivitas mikroba,

industri amoniak, pengelolaan limbah, dan pengelolaan batubara. Keadaan

lingkungan yang aerobik akan menyebabkan terjadinya proses oksidasi amoniak

menjadi nitrit (NO2-) dan selanjutnya dioksidasi menjadi nitrat (NO3

-).

Nitrosomonas sp. memiliki bentuk sel elips, rantai pendek, motil dan non-

motil, terdapat dalam bentuk konsorsium, berpasangan sebagai rantai pendek

maupun sendiri. Bakteri ini adalah bakteri gram negatif dan memiliki sitomembran.

Sel tumbuh bebas pada medium dan membentuk matriks tipis. Pertumbuhan sel

dapat diamati pada media dengan penambahan indikator fenolftalein sehingga terjadi

perubahan warna merah menjadi kuning jika terbentuk nitrat (Yani, 1999).

Gambar 4. Bakteri Nitrosomonas sp. (Suwa, 1995 )

Tabel 1. Bakteri-bakteri pengoksidasi amoniak dan nitrit

Pengoksidasi amoniak Pengoksidasi nitrit

Nitrosomonas europaea Nitrobacter winogradsky

Nitrosococcus oceanus Nitrobacter agilis

Nitrosapira briensis Nitrospina gracilis

Nitrosolobus multiformis Nitrococcus mobilis

Page 17: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

10

Sumber : Schlegel dan Schmidt (1994).

Menurut Buckman dan Brady (1982) perubahan enzimatik pada proses

nitrifikasi disajikan sebagai berikut:

2NH4

+ + 3O2 2NO2- + 2H2O + 4H + energi

2NO2- + O2 2NO3

- + energi

Nitrifikasi adalah proses mengkonversi amonium menjadi nitrat. Hal ini

terjadi dengan bantuan bakteri nitrifikasi yaitu yang mendapatkan energi dari

oksidasi amoniak dengan menggunakan CO2 sebagai sumber karbon. Bakteri

nitrifikasi ditemukan pada tanah, air pada rentang pH cukup luas, tetapi pada tanah

yang terlalu asam bakteri tidak aktif. Bakteri ini akan ditemukan dalam sebuah

konsorsium, karena sebagian bakteri memiliki spesialisasi untuk mendekomposisi

zat organik tertentu. Dalam hal ini Nitrosomonas yang mengubah amoniak menjadi

nitrit, sedangkan Nitrobacter mengubah nitrit menjadi nitrat (Stewart, 1980).

E. HIDROGEN SULFIDA (H2S)

H2S dihasilkan oleh mikroorganisme dalam keadaan anaerob. H2S bersifat

racun, tidak berwarna, memiliki aroma yang tidak sedap, dan mudah terbakar. H2S

sering ditemukan pada kawasan pertambangan dan ketika terjadi ledakan gunung

berapi (Lens dan Pol, 2000). Gas H2S dengan konsentrasi rendah dapat

menyebabkan iritasi pada mata dan saluran pernafasan. Pada konsentrasi yang lebih

tinggi dapat menyebabkan sakit kepala, mual dan muntah, sampai pingsan, serta

pada konsentrasi lebih dari seribu ppm akan menyebabkan kehilangan kesadaran

sampai kematian (Jones et al., 2005). Beberapa dampak negatif bagi manusia yang

ditimbulkan oleh gas H2S dengan beberapa konsentrasi (ppm) dapat di lihat di Tabel

2.

Page 18: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

11

Tabel 2. Dampak negatif gas H2S bagi manusia

Konsentrasi Efek Bagi Manusia 0.03 ppm Bisa dicium. Aman dihirup dalam 8 jam.

4 ppm Bisa menyebabkan iritasi mata. Harus menggunakan masker karena bisa merusak metabolisme.

10 ppm

Maksimum terhirup selama 10 menit. Bau membunuh dalam 3 sampai 15 menit. Menyebabkan gas mata dan luka pada tenggorokan. Bereaksi secara keras dengan campuran isi raksa gigi.

20 ppm Terhirup lebih dari satu menit menyebabkan beberapa kerusakan urat saraf mata.

30 ppm Hilang penciuman, kerusakan sampai darah ke otak diteruskan dengan kerusakan organ penciuman.

100 ppm Kelumpuhan pernafasan dalam 30 sampai 45 menit. Pingsan dalam waktu singkat (maksimal 15 menit).

200 ppm Kerusakan mata serius dan kerusakan mata sampai pada saraf. Melukai mata dan tenggorokan.

300 ppm Kehilangan keseimbangan dan fikiran. Kelumpuhan pernafasan dalam 30 sampai 45 menit.

500 ppm Menimbulkan kelumpuhan dalam 3 sampai 5 menit. Dibutuhkan segera penyadaran buatan.

700 ppm Akan menimbulkan terhentinya nafas dan kematian jika tidak segera ditolong. Kerusakan otak secara permanen jika tidak ada pertolongan cepat.

Sumber : AlkenMurray.com

Pada industri karet, gas H2S dapat timbul dari degradasi protein yang terdapat

di dalam lateks. Sulfur adalah bagian penting dari protein. Lateks yang tidak

memiliki banyak oksigen dan adanya organisme di dalam lateks mengakibatkan

terbentuknya gas H2S (Sutedjo et al., 1991). Pada lingkungan yang banyak

mengandung besi, sulfur lebih mudah bereaksi menjadi Fe2S dibandingkan menjadi

H2S. Pembentukan H2S melalui proses dekomposisi ini menghasilkan bau busuk

(pungent odor). Sutedjo et al., (1991) mengungkapkan bahwa dalam kondisi aerobik,

H2S dapat dioksidasi menjadi senyawa sulfat secara cepat. Reaksi yang terjadi

adalah:

Tahap Pertama :

2 H2SO4 S2 + 3 O2 + 2 H2O

Page 19: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

12

Tahap Kedua :

Gambar 5. Diagram siklus S (Sutedjo et al., 1991)

Sulfur di dalam makhluk hidup berbentuk S-organik (Gambar 5). Selanjutnya

S- organik akan mengalami dekomposisi menjadi H2S. H2S kemudian dapat berubah

menjadi sulfat. Melalui proses asimilasi sulfat dapat berubah menjadi S- organik

kembali. Sulfat juga dapat berubah menjadi H2S jika mengalami reduksi sulfat.

Menurut Imas (2001), mikroorganisme pengoksidasi sulfur dapat dibedakan

menjadi tiga jenis yaitu mikroorganisme kemoatutotrof (litotrof), fotoautotrof, dan

kemoheterotraof. Bakteri litotrof yang dapat mengoksidasi sulfur adalah bakteri yang

berasal dari genus Thiobacillus.

F. BAKTERI PENGOKSIDASI HIDROGEN SULFIDA (H2S)

Menurut Saeni (1989), bakteri belerang hijau dan bakteri belerang ungu

mendapatkan energi untuk proses metabolismenya melalui oksidasi H2S. Bakteri-

bakteri ini menggunakan CO2 sebagai sumber karbon. Bakteri-bakteri ini sangat

anaerobik. Sedangkan bakteri belerang tidak berwarna dan aerobik, dapat

menggunakan oksigen molekuler untuk mengoksidasi H2S, yaitu :

S-organik

H2S SO4

S

Reduksi sulfat

desulfovibrio

Asimilasi Dekomposisi

Oksidasi

2 H2O + S2 2 H2S + O2

Page 20: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

13

H2S di atmosfer secara cepat dirubah menjadi SO2 melalui reaksi :

Beberapa bakteri yang dapat mengoksidasi senyawa sulfur adalah

Thiobacillus thioxidans dan Thiobacillus feroxidans. Keduanya mengoksidasi H2S

dan membentuk sulfur elemen yang disimpan dalam selnya dan mengoksidasi bahan

anorganik seperti hidrogen sulfida, sulfur elemen dan besi sarta mengubahnya

menjadi asam sulfat. Mereka dapat hidup pada keadaan yang sangat asam dengan

nilai pH 2 (Edmons, 1978). Menurut Peck (1959) Hidrogen sulfida dioksidasi

menjadi sulfur elemen dengan ekstrak T.thioxidans dan T. thioparus. Ekstrak dari T.

thioparus telah menunjukkan adanya beberapa aktivitas enzimatik yang mungkin

terkait dengan oksidasi penguraian senyawa sulfur.

Bakteri fotoautotrof yang dapat mengoksidasi H2S adalah bakteri sulfur hijau

dan ungu. Saeni (1989) mengemukakan bahwa bakteri sulfur hijau dan ungu

mengoksidasi H2S untuk mendapatkan energi. Kedua jenis bakteri ini tidak

membutuhkan oksigen, melainkan karbondioksida. Sulfur yang dioksidasi oleh

bakteri sulfur ungu kemudian ditimbun untuk sementara waktu di dalam tubuhnya

Schlegel dan Schmidt (1994).

Menurut Schlegel dan Schmidt (1994), hidrogen sulfida oleh beberapa

bakteri ungu bebas dan oleh bakteri hijau dioksidasi menjadi sulfat. Pada proses ini

belerang intermediet oleh sebagian bakteri ungu belerang ditimbun sementara waktu

dalam sel.

H2S + O2

2S + 2H2O + 3O2

S2O32- + H2O + CO2

2S + 2H2O

4H+ + 2SO42-

2H+ + 2SO42-

H2S + 3/2 O2 SO2 + H2O

Page 21: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

14

Thiobacillus sp adalah organisme yang metabolisme energinya diubah untuk

menghasilkan seluruh energi untuk pertumbuhan. Energi berasal dari oksidasi

senyawa sulfur anorganik menjadi sulfat, dan memanfaatkan karbon dioksida

sebagai sumber karbon untuk sintesis material sel. Sebagian besar Thiobacilli (T.

thioxidans, T. thioparus, T. denitrificans) bersifat khemolitroototrof dan memerlukan

fiksasi CO2 (Schlegel dan Schmidt, 1994).

Gambar 6. Thiobacillus sp.(Suwa, 1995)

G. BAKTERI HETEROTROF

Menurut Fromageot dan Senez (1960), banyak organisme heterotrof

berkemampuan untuk mengoksidasi senyawa sulfur. Dalam kultur campuran

organisme ini bisa mengubah senyawa sulfur menjadi senyawa sulfat. Hal ini juga

dibenarkan oleh Peck (1959) bahwa banyak organisme heterotrof yang

berkemampuan mengoksidasi untuk menguraikan senyawa sulfur dan produknya

adalah sulfat atau politionat.

Beberapa bakteri heterotrof yang mempunyai kemampuan untuk melakukan

fiksasi nitrogen adalah Azotobacter, Beijerinchia, Clostridium, Azotoccus dan

sebagainya. Sedangkan bakteri heterotrof yang mempunyai kemampuan memfiksasi

sulfur antara lain adalah Atrhrobacter, Bacillus, Mikrococcus, Mycobacterium dan

Pseudomonas (Wild, 1995).

Page 22: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

15

Tabel 3. Bakteri pengoksidasi senyawa sulfur

Organisme Energi Sumber Karbon

pH Pertumbuhan

Referensi

Clorobiaceae fototropik Autotropik Brune, 1989

ß-Proteobakteria kemolitotrof Autotropik

Thiobacillus thioparus kemolitotrof Autotropik 6 sampai 8 Schlegel,

1995 Thiobacillus denitrificans

kemolitotrof Autotropik 6 sampai 8 Schlegel,

1995

Thiobacillus sp. W5 kemolitotrof Autotropik 7 sampai 9 Visser et al, 1997

Xantomonas kemolitotrof Heterotrof 7

Sumber : Kleinjan (2005)

H. BIOFILTER

Penghilangan gas secara fisik-kimia memiliki keterbatasan bila bahan

penyerap gas (adsorban) jenuh maka harus diganti. Zat penyerap yang telah jenuh

sering kali sulit untuk diregenerasikan, sehingga tidak dapat digunakan lagi.

Kelemahan ini dapat diatasi dengan aktivitas mikroba. Menurut Ottenggraf (1986),

metode biologi dapat dibedakan menjadi tiga yaitu bioscrubber, biotrickling filter,

dan biofilter.

Biofilter adalah teknologi yang relatif baru digunakan dalam menangani gas

terkontaminasi dengan degradasi senyawa secara biologi (Hodge et al., 1991).

Teknologi biofilter memanfaatkan mikroorganisme untuk mendegradasi secara

biologi senyawa organik yang mudah menguap (VOC) dan gas pencemar

(Raghuvanshi dan Babu, 2004). Desain biofilter didasarkan pada tingkat aliran

volume, spesifikasi zat pencemar dan konsentrasi, karakteristik media, ukuran

biofilter, pengendalian kelembaban, perawatan, dan biaya (Schmidt et al., 2004)

Menurut Devinny et al. (1999), terdapat keuntungan dan kerugian dari

penggunaan biofilter ini.

Keuntungan biofilter :

• Biaya operasional dan modal yang sedikit.

Page 23: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

16

• Penghilangan efektif untuk senyawa.

• Pressure drop rendah.

• Tidak ada produk limbah lebih lanjut.

Kerugian biofilter :

• Keadaan medium yang mungkin memburuk.

• Kurang cocok untuk konsentrasi tinggi.

• pH dan kelembaban sulit untuk di kontrol.

• Partikel mungkin bisa menyumbat medium.

Elemen kunci dalam penghilangan kontaminan gas adalah biofilm (Devinny

et al., 1999). Mekanisme pembentukan biofilm menurut Schmidt et al. (2004), yaitu

udara berbau disedot oleh kipas dari bangunan dan didistribusikan secara

menyeluruh ke media biofilter. Mikroorganisme melekat pada media organik

membentuk biofilm. Di dalam biofilm, mikroorganisme mengoksidasi gas yang

dapat dibiodegradasi menjadi CO2, H2O, garam mineral, dan biomassa.

Secara umum biofilter konvensional menangani kontaminan pada konsentrasi

antara 10-3 sampai 10 g per m3. Pada kisaran konsentrasi ini memungkinkan biofilm

mendegradasi secara efisien (Devinny et al., 1999). Sedangkan menurut Vanotti

(1999), dibutuhkan penyesuaian selama enam minggu untuk mengembangkan fungsi

biofilm nitrifikasi di permukaan media dan diindikasikan dengan stabilnya aktifitas

nitrifikasi.

I. LAPISAN BIOFILM

Pertumbuhan biofilm ini bergantung pada substansi matrix bahan yang

digunakan. Matrix bahan yang digunakan ini akan menyediakan aseptor elektron

bagi mikroba untuk proses oksidasi dalam rangka menghasilkan energi. Selain itu,

pembentukan biofilm ini bergantung pada keragaman/variasi jenis mikroba yang

tumbuh. Biofilm dapat dibentuk dari satu jenis mikroba saja, namun secara alami

hampir semua jenis biofilm terdiri dari campuran berbagai jenis mikroba. Sebagai

contoh fungi, alga, yeast (ragi), amuba (bakteri) dan jenis mikroba lainnya. Semakin

Page 24: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

17

beragam mikroba yang tumbuh, maka biofilm yang terbentuk akan semakin cepat

dan kompetitif. Bagi bakteri yang bersifat aerob akan tumbuh di bagian luar,

sedangkan bakteri yang bisa tumbuh secara anaerob akan berada di layer bagian

dalam. Semakin beragam bakteri, maka interaksi antara bakteri semakin kompleks.

Biofilm akan terbentuk pada permukaan yang lembab, hal ini disebabkan

mikroba dapat bertahan hidup jika ia mendapatkan kelembaban yang cukup. Pada

prosesnya biofilm mengeksresikan suatu bahan yang licin (berlendir) pada sebuah

permukaan, kemudian akan menempel dengan baik di permukaan tersebut jika

keadaan minimum bakteri tersebut terpenuhi. Beberapa lokasi yang dapat dijadikan

tempat hidup biofilm meliputi material alami di atas dan di bawah tanah, besi, plastik

dan jaringan sel.

Biofilms menjaga kesatuan formasinya dengan saling berikatan satu sama

lain pada untaian molekul gula. Hal tersebut yang kemudian disebut sebagai EPS

atau extracellular unsur polymeric, yaitu terbentuknya polimer antar biofilm,

sehingga kemungkinan untuk melepas menjadi sulit. Karena dengan

mengekskresikan EPS ini, masing-masing biofilm sangat mungkin saling mensuport

untuk berkembang dalam dimensi yang kompleks dan sangat erat (utuh). Matriks

yang terbentuk dengan EPS ini akan melindungi sel dan memudahkan komunikasi

antar sel melalui isyarat biokimia. Beberapa biofilms berada dalam fasa cair, dimana

keadaan tersebut membantu sel dalam mendistribusikan zat yang dibutuhkan dan

memberi sinyal molekul pada sel. Matriks ini cukup kuat, oleh sebab itu pada

kondisi-kondisi tertentu, biofilm dapat berwujud padat. Masing-masing layer dalam

biofilm akan mempunyai ketebalan yang berbeda, hal ini sangat dipengaruhi oleh

keadaan lingkungan tumbuhnya.

Pada Gambar 7. dijelaskan bakteri heterotrof berada pada bagian paling luar

biofilm, karena karbon organik sebagai sumber energi bagi bakteri heterotrof.

Bakteri heterotrof menggunakan oksigen untuk metabolisme.

Page 25: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

18

Gambar 7. Penyebaran bakteri nitrifikan pada biofilm. Bakteri heterotrof hidup di

permukaan dengan tingkat pertumbuhan lebih tinggi dibandingkan pertumbuhan bakteri nitrifikasi yang melekat dalam biofilm (Golz et al., 1996).

J. BAHAN PENGISI

Dalam memilih media biofilter ada beberapa kriteria yang harus dipenuhi

diantaranya kandungan nutrien anorganik, kandungan organik, kimia dan aditif,

kadar air, pH, porositas, karakteristik penyerapan, tambahan bakteri, peralatan

mekanik, bau dari bahan pengepak, biaya pengepakan dan umur hidup, pembuangan

pengepak (Devinny et al., 1999). Sedangkan menurut Hirai et al. (2001), bahan

pengisi biofilter harus mempunyai kapasitas penyangga air yang tinggi, tingkat

porositas tinggi, daya memadat rendah, tidak mengalami penurunan kinerja

walaupun kadar air menurun, tidak berubah dalam jangka panjang, ringan, murah,

mampu menyerap gas penyebab bau, dan mempunyai kapasitas penyangga tinggi

terhadap produk akhir yang bersifat asam.

Oksigen + alkalinitas

Nitrat

Nitrit

CO2

media

Biofilm Bakteri Heterotrof

amoniak

Bakteri nitrifikasi

Karbon organik

oksigen

Produk akhir

Page 26: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

19

Berbagai material digunakan sebagai bahan pengisi biofilter dengan berbagai

tingkatan efektifitas, antara lain kompos, potongan kayu, kulit kayu, gambut, tanah

dan campuran pasir, carbon aktif, batu lahar, dan organik sintetik (Boswell, 2004).

Menurut Schmidt et al. (2004), untuk mengoperasikan biofilter yang efektif,

lingkungan media harus baik untuk pertumbuhan mikroba dan menjaga agar

porositas tetap tinggi untuk memudahkan penyediaan aliran udara.

Tabel 4. Karakteristik bahan pengisi Biofilter

Material Porositas Kapasitas

kelembaban

Kapasitas

Nutrien

Umur

Pemakaian Komentar

Gambut Rata-rata Baik Baik Baik

Tanah Buruk Baik Baik Baik

Kompos Rata-rata Baik Baik Baik

Sumber yang

baik bagi

mikroorganisme

Kepingan

kayu Baik Rata-rata Rata-rata Rata-rata

Jerami Baik Rata-rata Buruk Buruk

Penambahan

dilakukan untuk

meningkatkan

porositas

Sumber : (Schmidt et al., 2004)

1. Kompos

Pengkomposan adalah proses pendegradasian biokimia bahan-bahan

organik oleh mikroorganisme menjadi zat humus pada kondisi yang dikontrol.

Biokonversi bahan organik pada saat pengomposan dilakukan oleh kelompok

mikroorganisme heterofilik seperti bakteri, kapang, protozoa dan actinomicetes

(Gaur, 1983).

Gaur (1983), menyatakan bahwa bahan organik yang dikomposkan dan

akan digunakan untuk tanah pertanian harus terdekomposisi secara baik dan

tidak menimbulkan efek negatif terhadap tanaman. Umumnya kompos dicirikan

oleh sifat berikut:

Page 27: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

20

• Berwarna coklat tua hingga hitam.

• Tidak larut dalam air, meskipun sebagian kompos

membentuk suspensi.

• Sangat larut dalam pelarut alkali seperti natrium pirofosfat atau larutan

amonium oksalat.

• Memiliki nisbah C/ N sebesar 10-20.

• Secara biokimiawi tidak stabil.

• Menunjukkan kapasitas pemindahan kation dan absorpsi zat yang tinggi.

2. Tanah

Tanah dapat digunakan sebagai bahan pengisi pada biofilter sebab sangat

murah, sangat mudah didapat, tersedia dalam jumlah yang melimpah, serta

mengandung populasi mikroba yang tinggi (Devinny et al., 1999). Selain itu,

tanah juga memiliki bahan organik yang merupakan sumber tenaga yang utama

untuk mikroorganisme dalam tanah. Tidak adanya bahan organik akan membuat

aktivitas biokimia terhenti (Buckman dan Brady, 1982).

Kadar dan komposisi udara dalam tanah sebagian besar ditentukan oleh

hubungan tanah dan air. Udara tanah yang terdiri dari campuran gas bergerak

menuju ke pori-pori yang belum diduduki air. Jika diberi air, yang mula-mula

diisi air adalah pori-pori besar lalu pori-pori sedang (Buckman dan Brady, 1982).

Tanah secara alamiah bersifat hidrofilik dan tidak sulit untuk merehidrasi

dibandingkan kompos atau gambut dalam rangka pengeringan yang kurang hati-

hati (Devinny et al., 1999).

3. Arang Sekam

Sekam padi merupakan lapisan keras yang membungkus kariopsis butir

gabah, terdiri atas dua belahan yang disebut lemma dan palea yang saling

bertautan. Pada proses penggilingan gabah, sekam akan terpisah dari butir beras

dan menjadi bahan sisa atau limbah penggilingan. Dari proses penggilingan

gabah akan dihasilkan 16,3-28 persen sekam. Sekam dikategorikan sebagai

Page 28: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

21

biomassa yang dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan seperti bahan baku

industri, pakan ternak, dan energi.

Arang sekam digunakan sebagai bahan pengisi pada biofilter karena dapat

meningkatkan porositas. Arang sekam mengandung sedikit nitrogen, tapi banyak

mengandung karbon. Menurut Djatmiko et al. (1985), arang sekam memiliki

kandungan silika yang tinggi. Kandungan silika yang tinggi memiliki sifat

adsorpsi yang baik, sehingga arang sekam memiliki sifat penyerapan yang

selektif, lebih menyukai bahan-bahan non polar daripada bahan polar.

Penambahan arang sekam dalam suatu bahan dapat menurunkan bobot isi bahan,

peningkatan ruang pori total, ruang pori drainase sepat, serta penurunan ruang

pori drainase lambat (Djatmiko et al., (1985).

Page 29: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

22

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. BAHAN DAN ALAT

Media sulfat bagi pertumbuhan bakteri yang digunakan dalam penelitian ini

terdiri atas Na2S2O3, CaCl2, KH2PO4, MgSO4. 7H2O, (NH4)2SO4 dan Fe-sitrat.

Sedangkan media untuk Nitrosomonas sp digunakan Fenol Red, (NH4)2SO4,

KH2PO4, MgSO4. 7H2O, CaCl2 dan larutan Ferric EDTA.

Larutan penyerap NH3 yang digunakan adalah asam borat. Adapun larutan

penyerap H2S digunakan Zn Asetat, Na Asetat dan NaCl. Indikator NH3 yang

digunakan adalah larutan Nessler, sedangkan indikator untuk H2S adalah larutan

Diamin, dan larutan FeCl3.

Bahan pengisi yang digunakan dalam penelitian ini berupa tanah, arang sekam

dan kompos. Tanah yang digunakan berasal dari hutan CIFOR, Bogor. Pemilihan

lokasi pengambilan tanah ini didasarkan pada tempat yang mudah dijangkau dan

kondisi tanah yang terjaga dari kontaminasi pestisida yang dapat mempengaruhi

pertumbuhan mikroorganisme. Sedangkan untuk arang sekam dan kompos didapat

dari produsen kompos disekitar lahan pertanian kampus IPB. Kompos berfungsi

sebagai nutrisi bakteri, sedangkan sekam untuk meningkatkan porositas bahan

pengisi secara keseluruhan

Alat yang digunakan dalam persiapan biofilter ini adalah: blower, selang, pipa

dan kolom biofilter kapasitas 650 L dan memiliki volume bahan pengisi sebesar 550

L, bahan pengisi berupa tanah, arang sekam, dan kompos. Alat yang digunakan

untuk analisa: erlenmeyer, cawan petri, tabung ulir, mikro pipet, tabung sampling,

spektrofotometer, clean bench, autoclave.

Desain biofilter menggunakan tower air kapasitas 650 L. Biofilter terdiri dari

dua kolom. Kolom I berfungsi sebagai kolom kontrol, sedangkan kolom II

merupakan kolom uji. Pada bagian bawah kolom dilengkapi lubang sebagai inlet

saluran dan pembuangan air (drainage). Setiap kolom dilengkapi dengan enam

Page 30: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

23

lubang sampling, masing-masing tiga buah pada sisi badan kolom yang membentuk

sudut 90o dan satu buah lubang outlet. Lubang sampling ini juga berfungsi untuk

mengambil sampel tanah yang akan diuji tiap minggu.

Gambar 8. Diagram Biofilter. 1. Sumber Polutan; 2. Blower; 3. Biofilter Kontrol; 4. Biofilter Uji; 5. Lubang Inlet; 6 Lubang Pengamatan; 7. Lubang Outlet.

B. TAHAPAN PENELITIAN

1. Karakterisasi Bahan Pengisi

Bahan pengisi yang digunakan dalam penelitian ini berupa tanah, arang

sekam, dan kompos dengan perbandingan 1:1:0.2. Komposisi perbandingan

3

4

5

5

7

7 1 2

6

6

Page 31: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

24

bahan pengisi pada biofilter dapat dilihat pada berikut:

Tabel 5. Perbandingan komposisi bahan pengisi dalam biofilter.

Biofilter Tanah (kg)

Arang Sekam (kg)

Kompos Bokashi

(kg)

Berat Bahan Pengisi (kg)

Nitrosomonas sp (%) (V/W)

Thiobacillus sp (%) (V/W)

I 1 1 0.2 158 0 0

II 1 1 0.2 158 12.03 12.03

Penambahan larutan mikroorganisme berupa starter Nitrosomonas sp dan

Thiobacillus sp ke dalam bahan pengisi sebanyak 12.03 persen (v/w) dari berat

bahan pengisi yang bertujuan untuk mengoptimalisasi jumlah mikroorganisme

yang mendukung dalam degradasi gas NH3 dan H2S.

2. Penelitian Utama

Perlakuan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah perbedaan

penambahan bakteri Nitromonas sp. dan Thiobacillus sp. pada kolom uji,

sedangkan pada kolom kontrol tidak dilakukan penambahan kedua jenis bakteri

tersebut. Besarnya flow inlet yang masuk ke dalam biofilter adalah 105 liter per

menit, sesuai dengan kapasitas maksimal blower. Fokus penelitian ini adalah

mengamati efisiensi dan kapasitas penyerapan biofilter

Pada penelitian ini dilakukan pengamatan beberapa parameter yang

digunakan untuk mendapatkan hasil sesuai dengan fokus penelitian utama,

diantaranya:

1. Senyawa N dalam bentuk amoniak (NH3). Pengamatan dilakukan selama 42

hari dengan pengambilan sampel inlet dan outlet setiap hari, pada siang hari.

Page 32: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

25

Lamanya waktu pengambilan sampel adalah 5 menit. Metode yang digunakan

untuk menghitung jumlah amoniak adalah metode Nessler.

2. Senyawa S dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S). Pengamatan dilakukan

selama 42 hari dengan pengambilan sampel inlet dan outlet setiap hari, pada

siang hari. Lamanya waktu pengambilan sampel adalah 5 menit. Metode yang

digunakan untuk menghitung jumlah hidrogen sulfida adalah metode Metilen

Blue.

3. Pengukuran pH dilakukan sekali dalam seminggu untuk menjaga kestabilan

bahan pengisi. Pengukuran dilakukan satu minggu sekali karena keasaman

bahan pengisi pada skala besar relatif stabil dibandingkan dengan skla kecil.

4. pengukuran kadar air dilakukan dengan melihat kondisi kelembaban bahan

pengisi.

5. Pengukuran kandungan total C, total N, total S, NO3-, NH4

+, dan sulfat yang

dilakukan sekali dalam seminggu untuk mengetahui perubahan unsur-unsur

kimia dalam biofilter.

6. Penghitungan jumlah mikroorganisme pada bahan pengisi yang dilakukan

sekali dalam seminggu. Mikroorganisme yag dihitung adalah Nitromonas sp

dan Thiobacillus sp serta bakteri heterotrof. Nitromonas sp dihitung

menggunakan metode Most Probable Number (MPN) sedangkan Thiobacillus

sp dan heterotrof dihitung menggunakan metode Total Plate Count (TPC).

C. ANALISA DATA

Analisa data dalam penelitian ini menggunakan metode deskriptif. Metode

deskriptif menyajikan data dalam bentuk grafik yang menggambarkan kondisi

seluruh parameter dalam penelitian (Walpole, 1995). Grafik dari parameter yang

diujikan yaitu laju penyerapan gas NH3 dan H2S (efisiensi), kapasitas penyerapan N

dan S, pH, kadar air, pertumbuhan populasi bakteri Nitrosomonas sp, Thiobacillus

sp, dan bakteri heterotrof, perubahan senyawa kimia, serta perubahan fisik dalam

bahan pengisi.

Page 33: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

26

Grafik efisiensi diperoleh dengan memetakan antara sumbu x (waktu) dan

sumbu y (efisiensi). Sedangkan grafik kapasitas penyerapan diperoleh dengan

memetakan antara sumbu x (beban) dan sumbu y (kapasitas penyerapan) dengan

satuan g/kg bahan kering/hari.

Page 34: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

27

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. KARAKTERISTIK BAHAN PENGISI

Bahan pengisi merupakan bahan utama dalam biofilter, karena biofilter

bekerja dengan menggunakan pori-pori media padat untuk mendukung hidup

mikroorganisme dan memberikan akses untuk kontaminan dalam aliran udara

(Devinny et al., 1999). Berikut merupakan kondisi bahan pengisi yang digunakan

dalam penelitian ini.

Tabel 6. Karakteristik bahan pengisi yang digunakan

Biofilter Berat

Basah (kg)

Kadar Air

(%) pH

N total

(% bk)

S total

(% bk)

C total

(% bk)

I 158 32.0 6 0.21 0.06 11.2

II 158 40.0 6 0.30 0.11 13.2

Air merupakan salah satu kebutuhan utama mikroorganisme untuk dapat

bertahan hidup. Menurut Devinny et al. (1999), bakteri membutuhkan media yang

memiliki kadar air tinggi, yaitu sekitar 40-60 persen. Berdasarkan data pada tabel

diatas, kadar air biofilter II yaitu 40 persen, nilai ini lebih besar dibandingkan dengan

biofilter I yaitu 32 persen. Kadar air pada biofilter II lebih tinggi daripada biofilter I,

disebabkan adanya penambahan inokulum cair Nitrosomonas sp. dan Thiobacillus

sp., sedangkan biofilter I sebagai kontrol yaitu tanpa penambahan inokulum.

Nilai pH dari hasil pengukuran masing-masing bahan pengisi biofilter adalah

6 (Tabel 6). Menurut Kleinjan (2005) kondisi ini sangat baik untuk pertumbuhan

mikroorganisme. Mikroorganisme hidup dengan baik pada kondisi pH antara 6

sampai 8.

Nitrogen merupakan salah satu unsur esensial dalam tanah, jumlah N pada

tanah secara umum adalah 0.1 persen (Anonim, 1991). Pada Tabel 6 pengukuran

kandungan nitrogen total dalam bahan pengisi pada biofilter I sekitar 0.21 persen,

Page 35: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

28

sedangkan pada biofilter II sebesar 0.30 persen. Pada biofilter II pertumbuhan

mikroorganisme I lebih tinggi dibanding biofilter I. Unsur N atau nitrogen

merupakan hara makro yang menjadi salah satu unsur penyusun protein yang penting

dalam tubuh mahluk hidup. Keberadaan unsur N dalam suatu media sangat

dibutuhkan bagi perkembangan mikroorganisme di dalamnya. Penambahan kompos

pada biofilter dimaksudkan untuk meningkatkan kandungan N pada bahan pengisi

biofilter. Hara makro adalah sebutan bagi unsur yang dibutuhkan serta terdapat

dalam tubuh mikroorganisme dalam jumlah yang relatif besar. Unsur-unsur yang

termasuk dalam hara makro adalah C, H, O, N, P, K, Ca, S, dan Mg (Wild, 1995).

Unsur sulfur merupakan salah satu unsur hara makro yang terdapat pada tanah.

Unsur ini dimanfaatkan tanaman terutama dalam bentuk SO42-. Pada tabel diatas,

didapatkan kandungan sulfur total yang berada dalam media biofilter berkisar antara

0.06 persen untuk biofilter I dan 0.11 persen untuk biofilter II. Unsur sulfur termasuk

dalam unsur penyusun protein pada sel hidup (Fitzpatrick,1994).

Unsur C atau karbon merupakan salah satu unsur penting dalam pertumbuhan

mikroorganisme yaitu sebagai sumber energi. Nilai dari karbon total biofilter I

berkisar antara 11.2 persen sedangkan pada biofilter II antara 13.2 persen. Unsur C

merupakan salah satu unsur utama penyusun karbohidrat, selulosa (dalam hal ini

sekam sebagai bahan pengisi biofilter), glukosa, dan sebagainya selain unsur H dan

O (Fitzpatrick,1994).

Unsur-unsur diatas merupakan unsur yang dibutuhkan oleh ketiga

mikroorganisme yang ada dalam biofilter untuk menghasilkan energi. Nitrogen

untuk bakteri Nitrosomonas sp, sulfur untuk bakteri Thiobacillus sp dan karbon

organik untuk bakteri heterotrof.

Page 36: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

29

B. KINERJA BIOFILTER

1. Penghilangan Amoniak (NH3) Biofilter I.

a. Penghilangan Amoniak (NH3) Biofilter I.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1 4 6 8 11 14 17 20 23 26 29 32 35 38 41

Hari ke-

Konse

ntr

asi (

ppm

)

0

20

40

60

80

100

Efisi

ensi

(%

)

Inlet OutletEfisiensi Linear (Efisiensi)

0

3

6

9

12

0 7 14 21 28 35 42

Hari ke-

Lo

g s

el c

fu/m

l d

an M

PN

/ml

Mikroba HeterotrofBakteri Pengoksidasi Amoniak

rata-rata

4.00

6.00

8.00

0 7 14 21 28 35 42

Hari ke-

pH

rata-rata rata-rata

0

10

20

30

40

50

0 7 14 21 28 35 42

Hari ke-

Kad

ar a

ir (%

)

rata-rata

(c)

(a)

(b)

(d)

Page 37: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

30

Gambar 9. Kinerja Biofilter I, Penghilangan NH3 (a), Pertumbuhan bakteri (b), pH (c), Kadar air (d).

Biofilter I adalah biofilter yang dioperasikan tanpa penambahan bakteri

Nitrosomonas sp. dan Thiobacillus sp. (kontrol). Kinerja dari biofilter I dapat

dilihat pada (Gambar 9 (a)).

Berdasarkan (Gambar 9 (a)) tersebut, terlihat ketidakstablian efisiensi

penghilangan gas amoniak oleh biofilter I. Selama penelitian berlangsung,

efisiensi berkisar antara 7.16-100 persen. Pada hari ke-0 hingga ke-4 efisiensi

berfluktuasi antara 30-72 persen. Pada hari ke-5 efisiensi turun menjadi 11

persen, hal ini terjadi karena penurunan jumlah Nitrosomonas sp. yang cukup

tajam menjadi 0.38 log CFU/gr-bk, sehingga amoniak tidak dapat terdegradasi

dengan baik. Penurunan jumlah Nitrosomonas sp. terjadi akibat jumlah kadar air

yang menurun dari 34.33 menjadi 30.04 persen pada hari ke-7. Menurut Deviny

et al. (1999), kadar air optimal untuk pertumbuhan mikroorganisme adalah 40-60

persen. Penurunan jumlah Nitrosomonas sp. ini juga berpengaruh langsung

terhadap efisiensi kinerja biofilter I yang menurun dari 72 persen pada hari ke-6

pagi menjadi 11 persen.

Efisiensi pada hari ke-6 sore sampai pada hari ke-8 meningkat hingga 89

persen namun pada hari ke-10 efisiensi kembali menjadi 32 persen. Selain tidak

ditambahkankan inokulum Nitrosomonas sp. penurunan efisiensi ini dipengaruhi

juga oleh kondisi pH (Gambar 9 (c)), serta bahan pengisi yang bersifat asam dan

kadar air yang rendah pada hari ke-9 yaitu 30 persen.

Memasuki hari ke-20 hingga hari ke-29, efisiensi kinerja biofilter

menurun dibanding hari ke-11 hingga hari ke-20. Hal ini disebabkan tidak

tumbuhnya Nitrosomonas sp. hingga pada hari ke-28. Kadar air yang bernilai

26.7 persen dan pH sebesar 5.33 yang juga terlalu rendah karenanya

menyebabkan bakteri Nitrosomonas sp. tidak dapat hidup dan berkembang

dengan baik.

Page 38: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

31

Pada hari ke-30 hingga hari ke-41, efisiensi biofilter I kembali meningkat

dari 33 persen menjadi 85 persen. Hal ini dipicu oleh tumbuhnya Nitrosomonas

sp. walaupun hanya sedikit.

Pada proses nitrifikasi, senyawa nitrogen akan menghasilkan nitrat (NO3-)

yang bersifat asam, sehingga terjadi penumpukan nitrat pada bahan pengisi

biofilter yang menyebabkan penurunan pH. Dari data yang diperoleh, pH awal

pada biofilter I yaitu 6, akan tetapi pH tersebut hanya bertahan 3-4 hari. Pada

hari-hari selanjutnya nilai pH mengalami penurunan sedikit demi sedikit. Namun

pada akhir pengamatan kembali terjadi kenaikan nilai pH menjadi 6. Hal ini

terjadi akibat dihasilkannya amonium (NH4+) yang bersifat basa.

Biofilter II merupakan biofilter uji yang dioperasikan dengan

penambahan bakteri Nitrosomonas sp. Kinerja dari biofilter II dapat dilihat pada

(Gambar 9 (a)). Selama penelitian berlangsung, efisiensi biofilter II berada antara

27-100 persen. Pada hari ke-0 sampai dengan hari ke-6 pagi efisiensi terlihat

fluktuatif dan memiliki kecenderungan menurun. Meskipun pada hari ke-6 sore

sampai dengan hari ke-9 efisiensi sempat mengalami peningkatan hingga 100

persen, efisiensi biofilter kembali menurun pada hari ke-10 menjadi 65.4 persen,

sedangkan dari hari ke-11 sampai dengan hari ke-20 terjadi fluktuasi nilai

efisiensi. Hal ini dikarenakan pada hari ke-11 hingga hari ke-20 inlet tidak stabil.

Efisiensi kembali berfluktuasi dengan kecenderungan menurun pada hari

ke-20 sampai dengan hari ke-25, penurunan efisiensi ini berbanding lurus dengan

populasi Nitrosomonas sp. dan kadar air yang menurun pada biofilter, hal ini

dapat mempengaruhi perkembangan populasi Nitrosomonas sp.

Pada hari ke-25 sampai dengan hari ke-27 efisiensi biofilter naik

mencapai 54 persen, namun pada hari ke-28 efisiensi kembali mengalami

penurunan hingga 36 persen. Kondisi ini disebabkan pengaruh penurunan kadar

air dari 37.01 persen pada hari ke-21 hingga 35.69 persen pada hari ke-28.

Penurunan kadar air menyebabkan jumlah populasi Nitrosomonas sp. menjadi

turun.

Page 39: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

32

b. Penghilangan Amoniak (NH3) biofilter II.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1 4 6 8 11 14 17 20 23 26 29 32 35 38 41

Hari ke-

Ko

nse

ntr

asi (

pp

m)

0

20

40

60

80

100

Efi

sien

si (

%)

Inlet OutletEfisiensi Linear (Efisiensi)

0

3

6

9

12

0 7 14 21 28 35 42

Hari ke-

Lo

g s

el c

fu/m

l d

an M

PN

/ml

Mikroba HeterotrofBakteri Pengoksidasi Amoniak

rata-rata

4.00

6.00

8.00

0 7 14 21 28 35 42

Hari ke-

pH

rata-rata

(a)

(c)

(b)

(d)

Page 40: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

33

rata-rata

30

40

50

0 7 14 21 28 35 42

Hari ke-

Kad

ar a

ir(%

)

rata-rata

Gambar 10. Kinerja Biofilter II, Penghilangan NH3 (a), Pertumbuhan bakteri (b), pH (c), Kadar air (d).

Efisiensi biofilter II kembali meningkat pada hari ke-29 menjadi 91

persen sampai dengan pada hari ke-38 yaitu 100 persen, efisiensi biofilter II

kembali turun pada hari ke-39 menjadi 69.8 persen dari hari sebelumya yang

efisiensinya 100 persen, akan tetapi naik kembali pada hari berikutnya hingga

akhir pengamatan. Hal ini dipicu oleh kestabilan kadar air dan pH yang dapat

mendukung tumbuhnya Nitrosomonas sp.

c. Perbandingan kinerja penghilangan NH3 Biofilter I dan II.

Nilai efisiensi penghilangan NH3 pada biofilter II sejak hari pertama

pengoprasian langsung tinggi (80 persen) dan tetap bertahan hingga hari ke 41,

hal ini dikarenakan pada biofilter II dilakukan penambahan inokulum

Nitrosomonas sp. Pada biofilter I nilai efisiensi hari pertama pengoperasian

masih rendah (50 persen). Nilai efisiensi terus mengalami peningkatan seiring

selama pengoprasian biofilter. Pada hari terakhir nilai efisiensi biofilter I

mencapai (70 persen). Rendahnya nilai efisiensi Biofilter I pada hari pertama

dikarenakan tidak dilakukannya penambahan inokulum Nitrosomonas sp. pada

biofilter sejak awal. Penambahan inokulum pada biofilter dapat menaikkan

kinerja biofilter.

1. Kinerja Penghilangan Hidrogen Sulfida (H2S).

Page 41: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

34

a. Kinerja Penghilangan Hidrogen Sulfida (H2S) biofilter I.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

1 4 6 8 11 14 17 20 23 26 29 32 35 38 41

Hari ke-

Ko

nse

ntr

asi (

pp

m)

0

20

40

60

80

100

Efi

sien

si (

%)

Inlet Outlet

Efisiensi Linear (Efisiensi)

0

3

6

9

12

0 7 14 21 28 35 42

Hari ke-

Lo

g s

el c

fu/m

l d

anM

PN

/ml

Mikroba HeterotrofBakteri Pengoksidasi Hidrogen Sulfida

Gambar 11. Kinerja Penghilangan H2S (a), bakteri pengoksidasi H2S serta pertumbuhan mikroba heterotrof Biofilter I (b)

Berdasarkan pengukuran gas hidrogen sulfida dari outlet biofilter I,

didapat efisiensi penghilangan berkisar antara 0-100 persen (Gambar 11 (a)).

Efisiensi pada hari ke-0 hingga hari ke-6 pagi mengalami penurunan hingga

46.2 persen. Tidak terjadinya oksidasi hidrogen sulfida disebabkan populasi

bakteri Thiobacillus sp. yang tidak tumbuh sampai dengan hari ke-6 pagi.

Akan tetapi memasuki hari ke-14, Thiobacillus sp. mulai tumbuh sebanyak

1.10 log CFU/gr-bk. Kondisi pH biofilter I yang cukup asam serta

konsentrasi hidrogen sulfida yang ada di biofilter memicu pertumbuhan

Thiobacillus sp. Hal ini sesuai dengan karakteristik Thiobacillus sp. yang

merupakan bakteri yang hidup pada kondisi asam (Suwa, 1995).

Akan tetapi pada hari ke-6 sore terjadi peningkatan efisiensi yang

signifikan, yaitu sebesar 65.9 persen hingga 100 persen pada hari ke-8, hal ini

dikarenakan inlet pada pagi hari cenderung lebih besar daripada sore hari,

(a)

(b)

Mikroba Heterotrof Bakteri Pengoksidasi Hidrogen Sulfida

Hari Ke-

Page 42: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

35

Penghilangan hidrogen sulfida ini terjadi karena mulai dari hari ke-7 hingga

hari ke-14 terdapat Thiobacillus sp. yang tumbuh sebesar 1.32 log CFU/gr-

bk. (Gambar 11 (b))

Hari ke-8 hingga hari ke-16 terjadi fluktuasi efisiensi antara 0-100

persen yang berselang setiap satu atau dua hari. Efisiensi bernilai 0 persen

karena konsentrasi hidrogen sulfida yang terukur pada outlet lebih besar

dibandingkan inlet. Hal ini terjadi akibat hidrogen sulfida yang tidak

teroksidasi secara sempurna terakumulasi pada bagian atas biofilter sehingga

walaupun pengukuran hidrogen sulfida pada inlet bernilai 0 ppm, pada

bagian outlet akan tetap terdeteksi adanya hidrogen sulfida sisa

pengoksidasian yang tidak sempurna. Penurunan efisiensi berdasarkan nilai

absorbansi yang terbaca menghasilkan nilai pada outlet lebih besar

dibandingkan pada inlet. Hal ini dapat disebabkan kondisi anaerobik yang

terjadi pada biofilter I.

Pada hari ke-16 sampai dengan hari ke-25 terjadi kecenderungan

penurunan effisiensi yang sangat drastis hingga mencapai 9,11 persen, hal ini

dikarenakan turunya jumlah populasi Thiobacillus sp. dari 0.32 pada hari ke-

7 menjadi 0.22 log CFU/gr-bk ke-14 (Gambar 11 (b)) Penurunan jumlah

Thiobacillus sp. disebabkan karena kondisi kadar air yang semakin

berkurang dari kondisi awal yaitu dari 30.58 menjadi 26 persen. Kadar air

yang terlalu rendah menyebabkan bakteri tidak dapat hidup dan berkembang

dengan baik. Menurut Deviny et al., (1999), kadar air optimal untuk

pertumbuhan mikroorganisme adalah 40-60 persen.

Pada hari ke-26 sampai dengan hari ke-30 efisiensi cenderung naik,

hal ini seiring dengan tumbuhnya populasi Thiobacillus sp. Meskipun sempat

mengalami penurunan efisiensi pada hari ke-33 tetapi efisiensi mengalami

kecenderungan naik hingga hari akhir pengamatan, naiknya efisiensi ini

didukung juga dengan dapat bertahan hidupnya populasi Thiobacillus sp.

meskipun kadar air pada biofilter I menurun pada minggu akhir pengamatan.

Page 43: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

36

b. Kinerja Penghilangan Hidrogen Sulfida (H2S) biofilter II.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

1 4 6 8 11 14 17 20 23 26 29 32 35 38 41

Hari ke-

Ko

nse

ntr

asi (

pp

m)

0

20

40

60

80

100

Efi

sien

si (

%)

Inlet Outlet

Efisiensi Linear (Efisiensi)

0

3

6

9

12

0 7 14 21 28 35 42

Hari ke-

Lo

g s

el c

fu/m

l d

an M

PN

/ml

Mikroba Heterotrof

Bakteri Pengoksidasi Hidrogen Sulfida

Gambar 12. Kinerja Penghilangan H2S (a) dan bakteri pengoksidasi H2S serta pertumbuhan mikroba heterotrof Biofilter II (b)

Efisiensi penghilangan hidrogen sulfida biofilter II selama penelitian

berlangsung berkisar antara 0-100 persen (Gambar 12 (a)). Pada hari ke-0

sampai dengan hari ke-7 terjadi peningkatan efisiensi, hal ini dikarenakan

Thiobacillus sp. yang tumbuh pada biofilter sampai dengan hari ke-7.

Memasuki hari ke-14 terjadi peningkatan populasi Thiobacillus sp.

menjadi 24.32 log CFU/gr-bk dari hari ke-7 sebanyak 0.53 log CFU/gr-bk

(Gambar 12 (b)). Meskipun terjadi peningkatan populasi Thiobacillus sp. hal

ini tidak berpengaruh terhadap efisiensi. Hal ini dapat terlihat pada hari ke-9

dan 12 yang efisiensinya 0. Efisiensi bernilai 0 persen karena konsentrasi

hidrogen sulfida yang terukur pada outlet lebih besar dibandingkan inlet. Hal

ini dapat terjadi akibat hidrogen sulfida yang tidak teroksidasi secara

(a)

(b)

Page 44: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

37

sempurna terakumulasi pada bagian atas biofilter, sehingga walaupun

pengukuran hidrogen sulfida pada inlet bernilai 0 ppm, namun saat uji kadar

H2S pada bagian outlet akan tetap terdeteksi adanya hidrogen sulfida sisa

pengoksidasian yang tidak sempurna. Penurunan efisiensi berdasarkan nilai

absorbansi yang terbaca menghasilkan nilai pada outlet lebih besar

dibandingkan pada inlet. Hal ini dapat disebabkan kondisi anaerobik yang

terjadi pada biofilter II.

Pada hari ke-17 terjadi penurunan menjadi 60.8 persen dari hari

sebelumnya yang efisiensinya 100 persen bahkan pada hari ke-22 dan hari

ke-23 terjadi penurunan efisiensi hingga mencapai 33.5 persen yang

sebelumnya sempat terjadi peningkatan pada hari ke-18 hingga hari ke-21,

hal ini dikarenakan beban inlet yang masuk pada hari tersebut cenderung

lebih tinggi dari pada hari ke-18 hingga hari ke-21. Menurut Chung et al.

(2004), untuk mendapatkan energi, bakteri Thiobacillus sp. mengoksidasi

hidrogen sulfida menjadi sulfat dengan beban inlet yang rendah.

Peningkatan efisiensi terjadi lagi pada hari ke-24 hingga hari ke-30.

Peningkatan efisiensi tersebut dikarenakan memasuki hari ke-35 populasi

Thiobacillus sp mulai bertambah menjadi 2.37 log CFU/g-bk dari 2.43 log

CFU/gr-bk pada hari ke-21 (Gambar 12 (b)) Thiobacillus sp. sendiri

merupakan bakteri yang hidup pada kondisi asam (Suwa, 1995,

http://biology.kenyon.edu). Kondisi pH biofilter II yang cukup asam serta

konsentrasi hidrogen sulfida yang ada di biofilter memicu pertumbuhan

Thiobacillus sp.

Memasuki hari ke-30 sampai dengan hari ke-38, efisiensi mengalami

peningkatan. Kondisi ini disebabkan kondisi pH dan kadar air yang

mendukung pertumbuhan populasi Thiobacillus sp. Dari data ini terlihat naik

atau turunnya pH dan kadar air sangat berpengaruh besar terhadap jumlah

populasi Thiobacillus sp. yang mengakibatkan Thiobacillus sp. merombak

hidrogen sulfida menjadi sulfat (SO4-) yang bersifat asam, hal ini juga

berpengaruh pada sistem pengoperasian biofilter.

Page 45: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

38

Efisiensi biofilter II kembali menurun menjadi 91,4 persen pada hari

ke-39, tetapi efisiensi naik kembali pada hari ke-40 sampai dengan hari ke-41

yaitu sebesar 95.4 persen. Walaupun sempat turun, efisiensi memiliki

kecenderungan konstan memasuki minggu terakhir pengamatan. Peningkatan

Thiobacillus sp juga terlihat pada hari terakhir pengamatan yaitu sebesar 3.13

log CFU/g-bk.

Selama penelitian berlangsung dapat dilihat pH pada biofilter II

cenderung stabil pada rentang 5-6 (Gambar 12 (c)). Proses perombakan

hidrogen sulfida oleh Thiobacillus sp. akan menghasilkan sulfat (SO4-) yang

bersifat asam. Hal ini didukung juga oleh kemampuan tanah sebagai buffer.

c. Perbandingan kinerja penghilangan H2S Biofilter I dan II.

Nilai efisiensi penghilangan H2S pada biofilter II sejak hari pertama

pengoprasian langsung tinggi (70 persen) dan mengalami peningkatan hingga

hari ke 41, hal ini dikarenakan pada biofilter II dilakukan penambahan

inokulum Thiobacillus sp. Sejak hari pertama. Pada biofilter I nilai efisiensi

pada hari pertama pengoperasian masih rendah (50 persen). Nilai efisiensi

terus mengalami peningkatan seiring lama pengoprasian biofilter. Pada hari

terakhir nilai efisiensi biofilter I mencapai (70 persen). Rendahnya nilai

efisiensi Biofilter I pada hari pertama dikarenakan tidak dilakukannya

penambahan inokulum Thiobacillus sp. pada biofilter sejak awal.

Penambahan inokulum pada biofilter dapat menaikan efisiensi kinerja

biofilter.

2. Konsentrasi Nitrogen, Sulfur dan Karbon

a. Konsentrasi Nitrogen, Sulfur dan Karbon Pada Biofilter I

Pengujian N total dilakukan untuk mengetahui unsur N yang terdapat

pada bahan pengisi, terutama N organik dan amonium (NH4-). Dari data

selama pengamatan, kandungan N total awal bahan adalah 2100 ppm dan

terus meningkat sampai dengan hari ke-21 yaitu 2400 ppm (Gambar 12 (a)).

Kenaikan konsentrasi N total juga diikuti kenaikan konsentrasi nitrat (NO3-)

Page 46: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

39

dan amonium (NH4+) pada bahan pengisi biofilter. Hal ini disebabkan

nitrogen yang terdapat pada bahan pengisi berupa nitrat, nitrit, amonium dan

nitrogen organik. Konsentrasi unsur N, N organik dan amonium (NH4-) yang

terdapat pada bahan pengisi mengalami peningkatan sampai pada hari ke-42

(Gambar 13 (a)).

Konsentrasi S total selama penelitian cenderung mengalami

peningkatan (Gambar 13 (b)). Pada hari ke-7 konsentrasi S total adalah 0.26

persen dan sempat mengalami penurunan menjadi 0.22 persen pada hari ke-

14. Setelah itu konsentrasi S total terus mengalami peningkatan sampai pada

hari ke-42. Peningkatan konsentrasi sulfat yang terbentuk memiliki pola yang

hampir mirip dengan S total. Peningkatan konsentrasi sulfat ini terjadi akibat

pengoksidasian hidrogen sulfida oleh Thiobacillus sp. Konsentrasi sulfat

pada awal pada bahan pengisi adalah 0.18 persen, kemudian pada hari ke-7

konsentrasi sulfat naik menjadi 0.58 persen dan sempat menurun pada hari

ke-14 menjadi 0.55 persen. Seterusnya konsentrasi sulfat naik sampai akhir

pengamatan adalah 0.84 persen.

0

1000

2000

3000

4000

0 7 14 21 28 35 42Hari ke-

Ko

nse

ntr

asi

(pp

m)

N Total NO3 NH4

(b)

(a)

NH4+ NO3

-

SO4-

Page 47: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

40

0

1

2

3

4

5

0 7 14 21 28 35 42Hari ke-

Ko

nse

ntr

asi

(%)

S total SO4

0

5

10

15

20

0 7 14 21 28 35 42Hari ke-

Ko

nse

ntr

asi

(%)

C Organik

Gambar 13. Konsentrasi Beberapa Unsur Pada Biofilter I

Adapun konsentrasi karbon organik sangat berhubungan dengan

populasi bakteri heterotrof yang terdapat pada bahan pengisi. Hal tersebut

dikarenakan karbon merupakan sumber energi bagi pertumbuhan dan

kelangsungan hidup bakteri heterotrof. Kandungan awal karbon pada biofilter

I adalah 13.94 persen. Pada hari ke-7 kandungan karbon mengalami

penurunan menjadi 12.48 persen dan pada hari ke-14 sampai dengan hari ke-

21 konsentrasi naik menjadi 12.94 dan 13.85 persen (Gambar 13 (c)).

Kenaikan kandungan karbon disebabkan oleh kandungan arang sekam yang

lebih dominan dibanding jumlah bahan pengisi lainnya pada sampel yang

diuji. Hal tersebut mempengaruhi naiknya populasi bakteri heterotrof pada

hari ke-7. Pada hari ke-14 dan hari ke-21 terjadi penurunan dari 8.69 log

(c)

Page 48: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

41

CFU/g-bk bahan kering menjadi 7.42 log CFU/g-bk bahan kering.

Berkurangnya populasi bakteri heterotrof menyebabkan berkurangnya

konsumsi karbon organik. Memasuki hari ke-14 hingga hari ke-35, terjadi

pertumbuhan populasi bakteri heterotrof. Kondisi ini menyebabkan

konsentrasi karbon cenderung berkurang hingga pada hari ke-35 menjadi

11.83 persen. Kemudian pada hari ke 35 sampai dengan hari ke-42 terjadi

penurunan populasi bakteri heterotrof menjadi 7.67 log CFU/g-bk bahan

kering yang merupakan penyebab konsentrasi karbon naik.

b. Konsentrasi Nitrogen, Sulfur dan Karbon Pada Biofilter II

Konsentrasi awal N total pada biofilter II adalah 3000 ppm (Gambar

14 (a)). Jumlah ini menurun sampai dengan hari ke-7 sampai dengan Pada

hari ke-14 menjadi 2000 ppm, konsentrasi N total meningkat menjadi 3000

ppm pada hari ke 21 dan seterusnya hingga hari ke-42 dengan konsentrasi

3900 ppm. Peningkatan ini disebabkan bertambahnya konsentrasi nitrat hasil

pengoksidasian amoniak. Hal ini terlihat dari kecenderungan menurun

konsentrasi nitrat dari 3603.13 ppm pada hari ke-0 menjadi 2850 ppm pada

hari ke-14, tetapi konsentrasi nitrat ini kembali naik hingga 3760 pada hari

ke-21 dan seterusnya konsentrasi terus naik hingga pada hari ke-42 menjadi

4465.85 ppm. Selain nitrat, peningkatan konsentrasi N total juga dipengaruhi

peningkatan konsentrasi amonium dari 88.65 pada hari ke-0 menjadi 120

pada hari ke-14 (Gambar 14 (a)).

Memasuki hari ke-21 hingga akhir pengamatan, konsentrasi N total,

nitrat dan amonium cenderung mengalami peningkatan. Kondisi tersebut

terjadi akibat efisiensi biofilter II yang membaik sehingga hasil dari

pengoksidasian amoniak seperti nitrat dan amonium bertambah.

Konsentrasi S total awal pada biofilter II adalah 0.11 persen

sedangkan konsentrasi sulfat adalah 0.56 persen (Gambar 14 (b)). Dari grafik

dapat dilihat bahwa pola konsentrasi antara S total dengan sulfat yang

terbentuk memiliki kemiripan. Pada hari ke-7 sampai dengan hari ke-14,

Page 49: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

42

konsentrasi sulfat meningkat menjadi 0.98 persen pada hari ke-7 dan 1.2

persen pada hari ke-14. Peningkatan konsentrasi sulfat ini mempengaruhi

konsentrasi S total yang meningkat menjadi 0.46 persen pada hari ke-7 dan

0.64 persen pada hari ke-14. Konsentrasi sulfat mengalami kenaikan hingga

akhir pengamatan. Hal ini menunjukkan bahwa terjadi proses pengoksidasian

hidrogen sulfida pada biofilter, hanya saja kinerjanya kurang baik karena

konsentrasi inlet, pH dan kadar air yang kurang stabil sehingga kurang

mendukung pertumbuhan bakteri pengoksidasi.

Konsentrasi karbon organik awal pada biofilter II sebesar 13.2persen

dan pada hari ke-42, karbon organik yang tersisa sebesar 12.46persen

(Gambar 14 (c)). Konsentrasi karbon organik berbanding terbalik dengan

populasi bakteri heterotrof yang hidup karena semakin banyak populasi maka

semakin bertambah pula kebutuhan karbon organik sebagai sumber energi

bagi bakteri heterotof. Jumlah bakteri heterotrof pada hari ke-0 adalah 3.01

log CFU/g-bk dan pada hari ke-42 menjadi 9.92 log CFU/ g-bk.

0

1000

2000

3000

4000

0 7 14 21 28 35 42

Hari ke-

Ko

nse

ntr

asi

(pp

m)

N Total NO3 NH4

(a)

NH4+ NO3

-

Page 50: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

43

0

1

2

3

4

5

0 7 14 21 28 35 42Hari ke-

Ko

nse

ntr

asi

(%)

S Total SO4

0

5

10

15

20

0 7 14 21 28 35 42

Hari ke-

Ko

nse

ntr

asi

(%)

C Organik

Gambar 14. Konsentrasi Beberapa Unsur Pada Biofilter II: (a) Nitrogen, (b) Sulfur dan (c) Karbon.

6. Kapasitas penyerapan N dan S

a. Kapasitas Penyerapan N

1. Kapasitas Penyerapan N oleh Biofilter I

Kapasitas penyerapan N pada biofilter I dapat dilihat pada Gambar

14. Dari gambar tersebut dapat terlihat bahwa beban yang masuk ke

dalam biofilter I berada pada rentang 0.038-1.362 g-N/kg bahan

(b)

(c)

SO4-

Page 51: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

44

kering/hari, sedangkan kapasitas penyerapan N berkisar antara 0.035-

0.659 g-N/kg bahan kering/hari. Garis diagonal merupakan tingkat

efisiensi penyerapan. Titik-titik yang berada lebih dekat dengan garis

diagonal menunjukkan efisiensi yang lebih baik.

Berdasarkan data pada Gambar 15 dapat terlihat beban optimal

yang dapat diserap dengan baik oleh biofilter adalah sebesar 0.51 g-N/kg

bahan kering/hari dengan penyerapan yang terjadi sebesar 0.46 g-N/kg

bahan kering/hari. Jika beban yang diterima lebih besar, maka efisiensi

penyerapan N akan semakin kecil.

Untuk jumlah beban yang sama, seringkali terdapat penyerapan

yang berbeda. Kondisi ini terjadi akibat efisiensi kineja biofilter yang

berfluktuatif selama penelitian berjalan.

2. Kapasitas Penyerapan N oleh Biofilter II

Kapasitas penyerapan N pada biofilter II dapat dilihat pada Gambar

15. Berdasarkan gambar tersebut dapat terlihat bahwa beban yang masuk

Gambar 15. Kapasitas Penyerapan N Terhadap Beban yang Masuk ke Biofilter I. Biofilter I

Page 52: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

45

ke dalam biofilter II berada pada rentang 0.00-1.032 g-N/ kg bahan

kering/ hari sedangkan kapasitas penyerapan N berkisar antara 0-0.900 g-

N/ kg bahan kering/ hari.

Penyerapan optimal terjadi pada saat beban yang masuk ke dalam

biofilter sebesar 0.55 g-N/kg bahan kering/hari. Penyerapan yang terjadi

sebesar 0.43 g-N/kg bahan kering/ hari.

Dari Gambar 16 dapat dilihat bahwa pada beban yang sama terdapat

kapasitas penyerapan yang berbeda. Hal ini terjadi akibat efisiensi kinerja

biofilter yang kurang stabil sehingga seringkali N yang diserap tidak

mencapai jumlah yang maksimal.

b. Kapasitas Penyerapan S

1. Kapasitas Penyerapan S oleh Biofilter I

Kapasitas penyerapan S oleh biofilter I dapat dilihat pada Gambar

16. berdasarkan gambar terlihat bahwa beban yang masuk ke dalam

Gambar 16. Kapasitas Penyerapan N Terhadap Beban yang Masuk ke Biofilter II

Page 53: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

46

biofilter I berkisar antara 0.14-0.69 g-S/kg bahan kering/hari, sedangkan

penyerapan S berkisar antara 0-3.17 g-S/kg bahan kering/hari.

Berdasarkan Gambar 17 tersebut dapat dilihat bahwa beban S

selama penelitian berlangsung cenderung berada pada kisaran 0.16-0.71

g-S/kg bahan kering/hari dan penyerapan yang terjadi cukup baik karena

hampir semua titik berada dekat dengan garis diagonal yang

menunjukkan efisiensi penyerapan S oleh biofilter I.

Biofilter I mampu menyerap S secara optimal pada saat beban yang

masuk sebesar 0.56 g-S/kg bahan kering/hari dan penyerapan yang terjadi

sebesar 0.48g-S/kg bahan kering/hari. Dari gambar terlihat bahwa titik

pada beban tersebut masih cukup medekati garis diagonal sehingga

penyerapan yang terjadi cukup baik.

2. Kapasitas Penyerapan S oleh Biofilter II

Kapasitas penyerapan S oleh biofilter II dapat dilihat pada Gambar

18. Beban yang masuk ke dalam biofilter II berkisar antara 0- 3.138 g-S/

Gambar 17. Kapasitas Penyerapan S Terhadap Beban yang Masuk ke Biofilter I

Page 54: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

47

kg bahan kering/ hari, sedangkan kapasitas penyerapan S berkisar antara

0- 2.838 g-S/ kg bahan kering/ hari.

Beban yang masuk ke dalam biofilter selama penelitian berlangsung

umumnya terdapat pada 0.14-0.62 g-S/kg bahan kering/hari dan

penyerapan yang terjadi cukup baik karena banyak titik yang berada

dekat dengan garis diagonal. Beban optimal yang mampu diserap biofilter

sebesar 0.47 g-S/kg bahan kering/hari dengan kapasitas penyerapan yang

cukup baik yaitu sebesar 0.41 g-S/kg bahan kering/ hari.

Gambar 18. Kapasitas Penyerapan S Terhadap Beban yang Masuk ke Biofilter II

Page 55: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

48

C. PERBANDINGAN BEBERAPA KINERJA BIOFILTER

Tabel 7 . Perbandingan Kinerja Biofilter Pada Lokasi Berbeda

Pembanding

Pabrik karet sukamaju, Sukabumi

(pahlevi, 2007)

Pabrik karet cikumpay, Purwakarta

(gudang leum) (Aditya, 2008)

Pabrik karet cikumpay, Purwakarta

(ruang produksi) (penelitian ini)

Bahan Pengisi Tanah dan Sludge Tanah, Kompos,

Sekam

Tanah, Kompos,

Sekam

Volume Biofilter 25 liter 650 liter 650 liter

Penyerapan N

(g-N/kg Bk/hari) 0.68 0.09 0.43

Penyerapan S

(g-S/g Bk/hari) 0.44 0.28 0.47

Efisiensi

NH3(persen) 17 - 100 0 – 85 27-100

Efisiensi H2S

(persen) 0 - 100 0 – 100 0 – 100

Kapasitas penyerapan N optimum pada penelitian ini lebih tinggi (0.43 g-

N/kg Bk/hari) dibandingkan dengan penelitian sebelumnya (0.09 g-N/kg

Bk/hari). Untuk kapasitas penyerapan S lebih tinggi (0.47 g-N/kg Bk/hari)

dibandinkan dengan penelitian penelitian sebelumnya (0.28 g-S/g Bk/hari).

Perbedaan kapasitas penyerapan N dan S biofilter ini disebabkan beberapa hal,

diantaranya adalah komposisi inlet dan bahan pengisi yang digunakan. Pabrik

karet Sukamaju menggunakan deorub dengan dosis yang kecil dan dalam waktu

yang tidak beraturan. Penggunaan deorub pada pabrik Cikumpay menyebabkan

pertumbuhan bakteri Nitrosomonas sp pada biofilter terhambat sehingga proses

pengoksidasia NH3 tidak berjalan dengan baik.

Page 56: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

49

Bahan pengisi biofilter yang digunakan berupa tanah, kompos, sekam,

serasah daun karet serta sludge dari instalasi pengolahan limbah cair pabrik

karet. Penambahan sludge dan kompos mampu meningkatkan kinerja biofilter

karena pada sludge dan kompos terdapat nutrisi yang dibutuhkan oleh bakteri.

Bahan pegisi yang digunakan pada biofilter di pabrik karet Cikumpay terdiri dari

tanah, sekam serta kompos yang berfungsi sebagai sumber nutrisi bakteri.

Berdasarkan tabel diatas dapat diketahui perbedaan efisiensi penghilangan

H2S dan NH3 dari masing masing biofilter. Dengan bahan pengisi yang sama

yaitu campuran antara tanah, sekam dan kompos, dapat terlihat bahwa efisiensi

penghilangan NH3 pada penelitian yang dilakukan di pabrik karet cikumpay

(ruang produksi) berkisar antara 27-100 persen. Hal ini menunjukan bahwa

efisiensi pada pabrik karet Cikumpay (ruang produksi) lebih baik bila

dibandingkan dengan efisiensi pada pabrik karet cikumpay (gudang leum).

Efisiensi biofilter pabrik karet cikumpay (gudang leum) berada antara 0-85

persen. Pada biofilter pabrik karet cikumpay (gudang leum), di hari ke-0 dan hari

ke-1, efisiensinya bernilai 0persen.

Pengukuran di lapangan menunjukkan konsentrasi amoniak pada outlet

lebih besar dibandingkan dengan inlet. Hal ini terjadi karena kondisi anaerobik

pada biofilter. Kondisi anaerobik menyebabkan tanah pada bahan pengisi

merubah senyawa nitrogen di dalamnya menjadi amonium (NH4+) (Hanafiah,

2005), sehingga hasil yang didapatkan pada outlet merupakan penjumlahan

antara amoniak yang dioksidasi Nitrosomonas sp dan amonisasi senyawa

nitrogen pada tanah. Selain itu, hal ini juga terjadi karena bakteri Nitrosomonas

sp tidak tumbuh optimal sehingga NH3 tidak terdegradasi dengan baik. Hal ini

mempengaruhi kinerja biofilter dan menyebabkan biofilter tersebut kurang

bekerja dengan baik. Bila dibandingkan dengan efisiensi biofilter pada pabrik

karet cikumpay (ruang produksi), biofilter pada pabrik karet sukamaju memiliki

efisiensi yang tidak jauh berbeda, yaitu berkisar antara 17.35 – 100 persen. Yang

membedakan antara ketiga biofilter ini adalah lokasi dan bahan pengisi yang

Page 57: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

50

digunakan. Bahan pengisi yang digunakan pada pabrik karet sukamaju adalah

campuran tanah dengan sludge.

Efisiensi penghilangan H2S pada ketiga pabrik tersebut menunjukan hasil

yang sama, hal ini menunjukan bahwa ketiga biofilter ini bekerja dengan baik

dalam mendegradasi gas hidrogen sulfida (H2S).

Page 58: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

51

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

Efisiensi penghilangan amoniak pada biofilter I berkisar antara 0 – 83 persen.

Kinerja penghilangan amoniak biofilter I kurang baik karena efisiensinya rendah dan

tidak stabil. Untuk penghilangan hidrogen sulfida, efisiensi berkisar antara 0 – 100

persen. Kinerja penghilangan hidrogen sulfida cukup baik karena efisiensi cukup

sering mencapai 100 persen.

Efisiensi penghilangan amoniak pada biofilter II berkisar antara 0 – 85 persen.

Kinerja penghilangan amoniak pada biofilter II ini lebih baik dibandingkan dengan

biofilter I. Untuk penghilangan hidrogen sulfida, efisiensi berkisar antara 0 – 100

persen. Pada awal pengamatan terjadi efisiensi yang tidak stabil, namun pada akhir

pengamatan, efisiensi cenderung tinggi dan stabil. Berdasarkan hal ini dapat

diketahui bahwa penambahan penambahan bakteri Nitrosomonas sp. dan

Thiobacillus sp. tidak terlalu berpengaruh terhadap kinerja biofilter.

Beban N optimal yang dapat diserap dengan baik oleh biofilter I adalah

sebesar 0.51 g-N/kg bahan kering/hari dengan penyerapan yang terjadi sebesar 0.46

g-N/kg bahan kering/hari. Untuk penyerapan optimal terjadi pada saat beban N

masuk ke dalam biofilter I sebesar 0.55 g-N/kg bahan kering/hari. Beban penyerapan

N pada biofilter II sebesar 0.43 g-N/kg bahan kering/ hari. Penyerapan optimal

terjadi pada saat beban yang masuk ke dalam biofilter II sebesar 0.55 g-N/kg bahan

kering/hari.

Biofilter I mampu menyerap S secara optimal pada saat beban yang masuk

sebesar 0.56 g-S/kg bahan kering/hari dan penyerapan yang terjadi sebesar 0.48 g-

N/kg bahan kering/hari. Beban yang masuk ke dalam biofilter II selama penelitian

berlangsung umumnya terdapat pada 0.14 - 0.62 g-S/kg bahan kering/hari dan

penyerapan yang terjadi cukup baik karena banyak titik yang berada dekat dengan

garis diagonal. Beban optimal yang mampu diserap biofilter sebesar 0.47 g-S/kg

Page 59: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

52

bahan kering/hari dengan kapasitas penyerapan yang cukup baik yaitu sebesar 0.41

g-S/kg bahan kering/ hari.

B. SARAN

1. Dalam perancangan biofilter, dibutuhkan perhitungan waktu kontak yang paling

tepat antara polutan dengan bahan pengisi yang mengandung bakteri

pengoksidasi polutan sehingga didapat jumlah flow inlet yang sesuai agar polutan

dapat teroksidasi secara sempurna.

2. Untuk menjaga populasi bakteri pengoksidasi diperlukan pengaturan kondisi

bahan pengisi yang lebih cermat, terutama kadar air (40-60 %) dan pH (6-8) agar

memiliki kondisi yang optimum bagi perkembangan bakteri pengoksidasi.

Page 60: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

53

DAFTAR PUSTAKA

Alken Murray Corp. 2002. Toxicity of Hidrogen Sulfida. www. AlkenMurray.com.

[ 22 April 2009].

Anas, I. 1989. Petunjuk Laboratorium Biologi Tanah dalam Praktek. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

AOAC. 1995. Official Methods of Analysis of The Association of Official Analytical Chemist. Washington.

Boswell, J. 2004. Compost-Based Biofilters Control Pollution. Biocycle 45 : 42. Buckman, H.O dan N. C. Brandy. 1982. Ilmu Tanah. Bhratara Karya Aksara. Jakarta. Brady, N. C. 1990. Nitrogen and Sulfur Economic of Soil. In the Nature and Properties

of Soils. 10th Ed. MacMillan. Ney York. 11:315-349. Chung, Y. C., Y. Y. Lin, and C. P. Tseng. 2004. Operational characteristics Effective

Removal of H2S and NH3 Waste Gases by Activated Carbon Biofilter. Journal of The Air and Waste Management Associaion. 54,4 (450-458).

Davis, M. L. dan S. J. Maston. 2004. Principles of Environmental Engineering and

Science. McGraw-Hill, New York. Devinny, J. S., M. A. Deshusses, T. S. Webster. 1999. Biofiltration for Air Pollution

Control. Lewish Publishers. New York. Djatmiko, B., S. Ketaren dan S. Setyahartini. 1985. Pengolahan Arang dan

Kegunaannya. Agroindustri pres, Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Edmons, P. 1978. Microbiology an Environmental Perpective. Collier Macmillan

Publisher. London. EPA. 1982. Handbook for Water Sampling and Sample Preservation of Water and

Waste Water. US-EPA, Washington-DC. Fitzpatrick, E.A. 1994. An Introduction to Soil Science. 2nd Ed. John Wiley and Sons.

New York. Fromageot, C., dan J. C. Senez. 1960. Aerobic and anaerobic reactions of inorganic

substances, p. 347-409. In M. Florkin and H. S. Mason, [ed.], Comparative biochemistry. vol. 1. Academic Press, Inc., New York.

Page 61: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

54

Gaur, A. R. 1983. Manual of Rural Composting. FAO. Rome.

Goutra, B., Djatmiko dan W. Tjiptadi. 1985. Dasar Pengolahan Karet. Teknologi Industri Pertanian. FATETA IPB, Bogor.

Golz W. J. 1996. Biological Treatment in Recirculating Aquaculture Systems. In Recirculating Aquaculture in the Classroom. Proceedings of a workshop for The Louisiana Sea Grant College Program, Louisiana State University, and the Louisiana Department of Education, 6-7 December 1995, Louisiana State University, Baton Rouge, Louisiana.

Hanafiah, K. A. 2005. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. PT RajaGrafindo Persada. Jakarta Hirai, M., M. Kamamoto, M. Yani. 2001 dan M. Shoda. Comparison of the Biological

NH3 Removal Characteristics among Four Inorganic Packing Material. Journal of Bioscience and Bioengineering. Vol 91 (4): 396-402.

Hodge, D. S., Medina, V. F., Islander, R. L., dan Devinny, J. S. 1991. Treatment of

Hydrocarbon fuel Vapor in Biofilters. Journal Env. Tech 12:655-662. Imas, T. 2001. Mikrobiologi Tanah. Jurusan Biologi Fakultas MIPA IPB, Bogor. ILO. 2008. Hydrogen Sulfide. Artikel di dalam halaman Internet.

http://www.ilo.org/public/english/protection/safework/cis/products/icsc/dtasht/_icsc01/icsc0165.htm [Terakhir diakses: 21 Februari 2008].

Jenie, B. S. L. dan W. P. Rahayu. 1993. Penanganan Limbah Industri Pangan. Kanisius,

Yogyakarta. Jones, K., A. Martinez, M. Ridwan, J. Boswell. 2005. Sulfur Toxicity and Media

Capacity for H2S Removal in Biofilters Packed with a Natural or a Commercial Granular Medium. Journal of the Air and Waste Management Association. Vol 55 (4) : 415-420.

Kleinjan, W. 2005. Biologically Produced Sulfur Particles and Polysulfide ions.

Wageningen Universiteit. Wageningen. Lawrence, E. 1993. Henderson’s Dictionary of Biological Terms. Longman Singapore

Publishers Pte Ltd, Singapore.

Page 62: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

55

Lens, P. Dan L. H. Pol. 2000 Environmental Technologies to Treat Sulfur Pollution. IWA Publishing, London.

Lin, S. D. 1987. Rotating Biological Contractor. CRC Press Inc., Florida. Manik, K. E. S. 2003. Pengelolaan Lingkungan Hidup. Djambatan. Jakarta. McFarland, M. J., and T. B. Swope. 2003. Reduction of Hazardous Air Pollutant

Emissions Using Biofiltration. Management of Environmental Quality. 14,5 (590-603).

Ottengraf, S.P.P. 1986. Exhaust Gas Purification in Biotechnology 8 (eds). Rehm, H.J

and Reed, G. VCH. Tokyo. Pahlevi, D. 2007. Penghilangan Emisi Gas Bau Dari Tempat Penumpukan Leum

Industri Karet Remah dengan Menggunakan Teknik Biofilter. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian IPB, Bogor.

Peck, H. D. 1959. The ATP-dependentreduction of sulfate with hydrogen in extractsof

Desulfovibrio desulfuricans. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. 45:701-708. Raghuvanshi, S dan B. V. Babu. 2004. Modeling and Simulation of Biofilters Operated

in Periodic Mode. Chemical Engineering Department Birla Institute of Technology and Science (BITS). Birla.

Saeni, M. S. 1989. Kimia Lingkungan. PAU IPB. Bogor. Schlegel, H. G dan K. Schmidt. 1994. Mikrobiologi Umum Edisi Keenam. Gajah Mada

University Press. Yogyakarta. Schmidt, D., K. Janni dan R. Nicolai. 2004. Biofilter Design Information. Department of

Biosystems and Agricultural Engineering University of Minnesota. Stewart, W.D.P. dan J.R. Galon. 1980. Nitrogen Fixation. Academic Press. New York. Sutedjo, M., A. G. Kartasapoetra, dan S. Sastroatmodjo. 1991. Mikrobiologi Tanah.

Rineka Cipta, Jakarta. Suwa, Y. 1995. Nitrosomonas sp. and Thiobacillus sp. http://biology.kenyon.edu. [ 22

April 2009]. Vanotti, Matias B., Ariel A. Szogi, Patrick G. Hunt, Frank J. Humenik, and J. Mark

Rice. 1999. Nitrification Options for Swine Wastewater Treatment. In 1998 Proceedings: Volume II. An International Conference on Odor, WaterQuality,

Page 63: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

56

Nutrient Management and Socioeconomic Issues, Iowa StateUniversity, Ames, 795-800.

Walpole, R. E. 1995. Pengantar Statistik. Ed ke-3. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. Wild, A. 1995. Soil and The Environment an Introduction. Cambridge. Yani, M. 1999. Study of Ammonia Removal by Nitrifying Bacteria. PhD Thesis, Tokyo

Institute of Technology, Tokyo. Zuhra, C. F. 2006. Karet. Karya Ilmiah. Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatra Utara, Medan.

Page 64: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

57

y = 1.2132x - 0.0049

R2 = 0.9924

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50

g-N

abso

rban

siLampiran 1a. Kurva Standar NH3 (panjang gelombang 420 nm)

ml standar absorbansi g-NH3 g-N

0 0 0.000 0.000

1 0.075 0.064 0.052

2 0.154 0.127

3 0.167 0.191 0.157

4 0.231 0.254 0.209

5 0.301 0.318 0.262

6 0.39 0.381 0.314

7 0.459 0.445 0.366

8 0.497 0.508 0.419

Page 65: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

58

Lampiran 1b. Hasil Pengamatan NH3, Inlet, Outlet, dan Efisiensi Biofilter I

Inlet Outlet Hari ke- ppm

g-N setiap sampling

ppm g-N setiap sampling Efisiensi (%)

0 0.4191 0.0005 0.2930 0.0004 30 1 0.4146 0.0005 0.3251 0.0004 21 2 0.3835 0.0004 0.1112 0.0001 70 3 0.3095 0.0003 0.0845 0.0001 72 4 0.2900 0.0003 0.2182 0.0003 24 5 0.2561 0.0003 0.1997 0.0003 22 6 0.4053 0.0005 0.1029 0.0001 74 7 0.3861 0.0004 0.1420 0.0002 63 8 0.2976 0.0003 0.0760 0.0001 74 9 0.3357 0.0004 0.0354 0.0000 89 10 0.2842 0.0003 0.0756 0.0001 73 11 0.2706 0.0003 0.1825 0.0002 32 12 0.2328 0.0002 0 0.0000 100 13 0.2658 0.0003 0.1864 0.0002 29 14 0.7349 0.0009 0 0.0000 100 15 0.1882 0.0002 0 0.0000 100 16 0.1669 0.0002 0.1153 0.0001 30 17 0.1766 0.0002 0.1464 0.0002 17 18 0.2037 0.0002 0.0976 0.0001 52 19 0.1882 0.0002 0.1109 0.0001 41 20 0.1680 0.0002 0.0535 0.0001 68 21 0.1620 0.0002 0 0.0000 100 22 0.1346 0.0001 0.1249 0.0002 7 23 0.1424 0.0001 0.0445 0.0001 68 24 0.1678 0.0002 0.1383 0.0002 17 25 0.2088 0.0002 0.1339 0.0002 35 26 0.1424 0.0001 0.1160 0.0001 18 27 0.1834 0.0002 0.1651 0.0002 9 28 0.1678 0.0002 0.0624 0.0001 62. 29 0.1815 0.0002 0.1160 0.0001 36 30 0.1542 0.0001 0.1026 0.0001 33 31 0.1327 0.0001 0.0043 0.0000 96 32 0.1385 0.0001 0 0.0000 100 33 0.1151 0.0001 0 0.0000 100 34 0.1678 0.0002 0 0.0000 100 35 0.1229 0.0001 0.0311 0.0000 74 36 0.1463 0.0001 0.0579 0.0001 60 37 0.1327 0.0001 0.0490 0.0001 63 38 0.1190 0.0001 0 0.0000 100 39 0.1054 0.0001 0 0.0000 100 40 0.1034 0.0001 0.0401 0.0001 61

Page 66: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

59

41 0.0956 0.0001 0.0490 0.0001 48 42 0.1054 0.0001 0.0356 0.0000 66

Lampiran 1c. Hasil Pengamatan NH3, Inlet, Outlet, dan Efisiensi Biofilter II

Inlet Outlet Hari ke- ppm

g-N setiap sampling

ppm g-N setiap sampling Efisiensi (%)

0 0.4146 0.0005 0.0665 0.0001 84 1 0.3835 0.0005 0.1068 0.0001 74 2 0.3095 0.0005 0.0578 0.0001 84. 3 0.2900 0.0004 0.0846 0.0001 72 4 0.2561 0.0004 0.0667 0.0001 76 5 0.4053 0.0003 0.0932 0.0001 63 6 0.3861 0.0005 0.0761 0.0001 81 7 0.2976 0.0005 0.0399 0.0001 89 8 0.3357 0.0004 0.0000 0.0000 100 9 0.2842 0.0004 0.0000 0.0000 100 10 0.2706 0.0004 0.0000 0.0000 100 11 0.2328 0.0003 0.0935 0.0001 65 12 0.2658 0.0003 0.0000 0.0000 100 13 0.7349 0.0003 0.1021 0.0001 61. 14 0.1882 0.0009 0.0533 0.0001 92 15 0.1669 0.0002 0.0000 0.0000 100 16 0.1766 0.0002 0.0665 0.0001 60 17 0.2037 0.0002 0.0000 0.0000 100 18 0.1882 0.0003 0.0710 0.0001 65 19 0.1680 0.0002 0.0488 0.0001 74 20 0.1620 0.0002 0.0536 0.0001 68 21 0.1346 0.0002 0.0178 0.0000 89 22 0.1424 0.0002 0.0267 0.0000 80 23 0.1678 0.0002 0.0669 0.0001 53 24 0.2088 0.0002 0.0937 0.0001 44 25 0.1424 0.0003 0.0758 0.0001 63 26 0.1834 0.0002 0.1026 0.0001 27 27 0.1678 0.0002 0.0982 0.0001 46 28 0.1815 0.0002 0.0758 0.0001 54 29 0.1542 0.0002 0.1160 0.0001 36 30 0.1327 0.0002 0.0133 0.0000 91 31 0.1385 0.0002 0.0000 0.0000 100 32 0.1151 0.0002 0.0133 0.0000 90 33 0.1678 0.0001 0.0000 0.0000 100 34 0.1229 0.0002 0.0490 0.0001 70 35 0.1463 0.0002 0.0312 0.0000 74 36 0.1327 0.0002 0.0044 0.0000 97

Page 67: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

60

y = 0.9867x + 2E-05

R2 = 0.9999

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

g-S

abso

rban

si

37 0.1190 0.0002 0.0356 0.0000 73 38 0.1054 0.0002 0.0088 0.0000 92 39 0.1034 0.0001 0.0000 0.0000 100 40 0.0956 0.0001 0.0312 0.0000 69 41 0.1054 0.0001 0.0133 0.0000 86 42 0.5269 0.0001 0.0044 0.0000 95

Lampiran 2a. Kurva Standar H2S (panjang gelombang 560 nm)

ml standar absorbansi g-H2S g-S

0 0 0 0

0.4 0.022 0.024 0.022202

0.8 0.044 0.047 0.044404

1.6 0.087 0.094 0.088808

2 0.11 0.118 0.111011

Page 68: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

61

Lampiran 2b. Hasil Pengamatan H2S, Inlet, Outlet, dan Efisiensi Biofilter I

Inlet Outlet Hari ke- ppm g-S setiap

sampling ppm g-S setiap sampling

Efisiensi (%)

0 0.2251 0.0003 0.0754 0.0001 66

1 0.2083 0.0003 0.0667 0.0001 68

2 0.2005 0.0003 0.0801 0.0001 60

3 0.2316 0.0003 0.0935 0.0001 60

4 0.2316 0.0003 0.1202 0.0002 48

5 0.2561 0.0003 0.1376 0.0002 46

6 0.2369 0.0003 0.0806 0.0001 66

7 0.3861 0.0005 0.1420 0.0002 63

8 0.2976 0.0004 0.0000 0.0000 100

9 0.3357 0.0004 0.0000 0.0000 100

10 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0

11 0.2706 0.0003 0.0890 0.0001 67

12 0.0000 0.0000 0.0887 0.0001 0

13 0.2658 0.0003 0.0843 0.0001 68

14 0.2488 0.0003 0.0533 0.0001 79

15 0.1882 0.0002 0.0000 0.0000 100

16 0.1669 0.0002 0.1376 0.0002 18

17 0.1766 0.0002 0.0000 0.0000 100

18 0.2037 0.0003 0.1154 0.0001 43

19 0.1882 0.0002 0.0488 0.0001 74

20 0.1680 0.0002 0.0536 0.0001 68

21 0.1620 0.0002 0.1116 0.0001 31

22 0.1346 0.0002 0.0267 0.0000 80

23 0.1424 0.0002 0.0669 0.0001 53

24 0.1678 0.0002 0.1116 0.0001 34

25 0.2088 0.0003 0.0937 0.0001 55

26 0.1424 0.0002 0.1295 0.0002 9

27 0.1834 0.0002 0.1384 0.0002 25

28 0.1678 0.0002 0.0982 0.0001 41

29 0.1815 0.0002 0.1250 0.0002 31

Page 69: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

62

30 0.1542 0.0002 0.0133 0.0000 91

31 0.1327 0.0002 0.0000 0.0000 100

32 0.1385 0.0002 0.0133 0.0000 90

33 0.1151 0.0001 0.0000 0.0000 100

34 0.1678 0.0002 0.0490 0.0001 71

35 0.1229 0.0002 0.0312 0.0000 75

36 0.2635 0.0003 0.0044 0.0000 98

37 0.1912 0.0002 0.0222 0.0000 88

38 0.1190 0.0002 0.0088 0.0000 93

39 0.1054 0.0001 0.0000 0.0000 100

40 0.1034 0.0001 0.0133 0.0000 87

41 0.0956 0.0001 0.0088 0.0000 91

42 0.1054 0.0001 0.0044 0.0000 96

Lampiran 2b. Hasil Pengamatan H2S, Inlet, Outlet, dan Efisiensi Biofilter 2

Inlet Outlet Hari ke- ppm g-S setiap

sampling ppm g-S setiap sampling

Efisiensi (%)

0 0.4191 0.0005 0.0532 0.0001 87

1 0.4224 0.0005 0.0489 0.0001 88

2 0.3835 0.0005 0.0578 0.0001 85

3 0.3095 0.0004 0.0489 0.0001 84

4 0.3484 0.0004 0.0667 0.0001 81

5 0.2561 0.0003 0.0488 0.0001 81

6 0.4053 0.0005 0.0806 0.0001 80

7 0.3861 0.0005 0.0621 0.0001 84

8 0.2976 0.0004 0.0000 0.0000 100

9 0.3357 0.0004 0.0000 0.0000 100

10 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0

11 0.2706 0.0003 0.0534 0.0001 80

12 0.0000 0.0000 0.0754 0.0001 0

13 0.2658 0.0003 0.0399 0.0001 85

14 0.7349 0.0009 0.0533 0.0001 93

15 0.1882 0.0002 0.0000 0.0000 100

16 0.1669 0.0002 0.0000 0.0000 100

17 0.1766 0.0002 0.0000 0.0000 100

18 0.2037 0.0003 0.0799 0.0001 61

19 0.1882 0.0002 0.0488 0.0001 74

20 0.1680 0.0002 0.0357 0.0000 79

21 0.1620 0.0002 0.0401 0.0001 75

22 0.1346 0.0002 0.0267 0.0000 80

23 0.1424 0.0002 0.0669 0.0001 53

24 0.1678 0.0002 0.1116 0.0001 34

25 0.2088 0.0003 0.1160 0.0001 44

Page 70: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

63

26 0.1424 0.0002 0.0848 0.0001 40

27 0.1834 0.0002 0.1116 0.0001 39

28 0.1678 0.0002 0.0982 0.0001 41

29 0.1815 0.0002 0.0803 0.0001 56

30 0.1542 0.0002 0.0133 0.0000 91

31 0.1327 0.0002 0.0000 0.0000 100

32 0.1385 0.0002 0.0133 0.0000 90

33 0.1151 0.0001 0.0000 0.0000 100

34 0.1678 0.0002 0.0133 0.0000 92

35 0.1229 0.0002 0.0044 0.0000 96

36 0.2635 0.0003 0.0044 0.0000 98

37 0.1912 0.0002 0.0133 0.0000 93

38 0.1190 0.0002 0.0088 0.0000 93

39 0.1054 0.0001 0.0000 0.0000 100

40 0.1034 0.0001 0.0088 0.0000 91

41 0.0956 0.0001 0.0044 0.0000 95

42 0.1054 0.0001 0.0044 0.0000 96

Lampiran 3. Metode Analisis Penelitian

1. Pengujian NH3 (Herawati, 2002).

Buat terlebih dahulu larutan Nessler dengan melarutkan 160 g NaOH pada 500

ml akuades dalam labu takar 1 liter dan dinginkan. Timbang 100 g HgI2 dan 70 g KI,

kemudian larutkan pada gelas piala dengan sedikit akuades. Selanjutnya larutan ini

ditarnbahkan sedikit demi sedikit ke dalam labu takar yang telah berisi larutan NaOH.

Campuran yang terbentuk diencerkan sampai tanda tera. Untuk penetapannya, takar

50 ml sampel yang telah berisi NH3 dipipet pada labu takar 50 ml kemudian

tambahkan dengan 1 ml larutan Nessler. Campuran yang berada di labu takar di kocok

dan didiamkan selarna 10 menit sebelurn diukur dengan menggunakan

spektrofotometer dengan panjang gelombang 400-425 nm. Tentukan konsentrasi NH3

dengan menggunakan larutan NH4Cl pada konsentrasi 10 mg NH3-N/liter.

2. Pengukuran H2S (Herawati, 2002).

Bahan

Page 71: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

64

a. Larutan Penyerap Zn Acetat 5 %

b. Larutan Diamin 0.15 % (N, N-Dimethyl-l,4-Phenylen Diamonium Diklorida)

c. Larutan FeCI3 25 %

d. Larutan Induk Standar H2S (Na2S.9H2O 0.12 %)

e. Aquades

f. Larutan Natrium Thiosulfat 0.1 N

g. Larutan lodin 0.1 N

h. Larutan Indikator Amilum

i. Larutan HCI.

Alat

a. Labu Ukur 50 ml

b. Pipet Mohr 1 ml, 5 ml, 10 ml

c. Erlenmeyer

d. Buret 50 ml

e. Spektrophotometer UV-Vis

Cara Kerja

a. Larutan Kurva Standar Kalibrasi H2S

Sediakan 6 buah labu ukur 50 ml. Kedalam rnasing-masina labu ukur pipet

0.05; 0.1; 0.2: 0.3 dan 0.4 ml larutan induk standar H2S .........ppm*

Kedalam masing-masing labu tersebut tambahkan 1 ml larutan Diamin dan 1.5 ml

larutan FeCI3 dan 10 ml larutan penyerap Zn-Acetat, kemudian encerkan dengan

aquades hingga tanda tera. Ukur absorbansinya dengan spektrofotometer setelah 15

- 30 menit pada panjang gelombang 560 nm dan gunakan blanko, yaitu labu ukur

berisi 0 ml larutan induk standar H2S.

* Standarisasi larutan induk standar H2S

b. Larutan Sampel

Pindahkan larutan penyerap yang telah mengandung H2S ke dalam labu ukur

50 ml, tambahkan 1 ml larutan diamin dan 1.5 ml larutar FeCI3. encerkan dengan

Page 72: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

65

air suling hingga tanda tera. Ukur dengan spcktrofotometer seperti pada

pengukuran standar kalibrasi H2S.

c. Hitung Kandungan H2S di Udara dalam µ/m3

µg x t + 273 x 1000

H2S µ/m3) = -------------------------

V . 298

µg = µg sampel H2S yang didapat dari grafik

t = Suhu dalam °C

V = Volume udara dalam L

Pipet 10 ml larutan induk standar H2S kedalam Erlenmeyer, tambahkan 5 ml

larutan iodine 0.1 N dan 5 ml lautan HCI 0.1 N. Titrasi kelebihan iodin dengan

larutan Natrium Thiosulfat 0.1 N (gunakan larutan indikator amilum). Lakukan

titrasi blanko dengan rnenggunakan 10 ml air suling sebagai pengganti larutan

induk standar H2S

(A-B) x N x 0.0017 x 1000 x 1000

H2S (µ/ml) = -----------------------------------------------

0.1 x 10

A = Volume Natrium Thiosulfat unruk penitaran blanko (ml)

B = Volume Natrium Thiosulfat untuk penitaran sampel (ml)

N = Normalitas Natriuin Thiosulfat

Standarisasi dilakukan setiap kali digunakan

3. Pengukuran pH

Page 73: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

66

Pengukuran pH cairan kultur dilakukan dengan menggunakan pH-meter yang

telah dikalibrasi dengan menggunakan larutan buffer standar. Sampel cairan kultur

langsung diukur dengan pH-meter tanpa dilakukan pengenceran terlebih dahulu.

4. Pengukuran Kadar Air (AOAC,1995)

Cawan porselen dikeringkan dalam oven pada suhu 100-105 °C selama 1 jam

(sampai didapat berat konstan cawan). Dinginkan cawan dalarn desikator selama 30

menit setelah itu ditimbang. Contoh yang akan ditentukan kadar airnya ditimbang

sebanyak 2-5 gram. Cawan yang telah berisi contoh dimasukan dalam oven bersuhu

100-105 °C selama 5 jam sampai bobotnya konstan. Kadar air dihitung berdasarkan

persamaan berikut:

B1 – B2

% kadar air = ------------------------ x 100%

B

Keterangan : B Bobot contoh (g)

B 1 = Bobot (contoh + cawan) sebelum dikeringkan (g)

B 2 = Bobot (contoh + cawan) seteiah dikeringkan (g)

5. Pengukuran Nitrat (AOAC, 1998).

Kadar nitrat diukur dalam bentuk NO3-. Sampel kompos basah sebanyak 10

gram diblender sampai hancur dan dilarurkan sampai 100 ml. Sampel disaring,

kemudian dipipet sebanyak 2 ml dan diencerkan kembali sampai 50 ml. Hasil

pengenceran diambil sebanyak 5 atau 10 ml. Kernudian ditambahkan dengan dengan

0,5 ml Brucine 5 % dan 2,5 ml H2S04, kernudian didinginkan. Sampel tersebut

kemudian diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 410 nm.

Page 74: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

67

6. Pengukuran NOx (AOAC, 1998).

Pengukuran dilakukan dengan menggunakan Metode Gas Chromatography

(GC). Contoh gas dipersiapkan dengan mengambil gas di sebuah ruangan

menggunakan sirin yang telah berisi contoh gas.

7. Kadar Nitrogen (AOAC, 1998).

Contoh sebanyak 0.1 gram yang telah dihaluskan, dimasukkan ke dalam labu

kedalam 30 ml. Contoh ditambahkan 2.5 ml H2S04 pekat, 1 gram katalis dan batu

didih. Contoh selanjutnya didestruksi selama 1-1.5 jam atau hingga cairan berwarna

jernih. Labu beserta isinya didinginkan, lalu isinya dipindahkan ke dalam alat destitasi

dan ditambahkan 15 ml larutan NaOH 50%, kemudian dibilas dengan air suling. Labu

kocok berisi HCl 0.02 N diletakkan di bawah kondensor, sebelurnnya ditambahkan ke

dalamnya 2-4 tetes indikator (campuran metil merah 0.02 % dalam alkohol dan metil

biru 0,02 % dalam alkohol dengan perbandingan 2 : 1). Ujung tabung kondensor harus

terendam dalam labu larutan HCl kernudian dilakukan destilasi sampai sekitar 25 m1

destilat dalam abu kocok. Hasil destilat dalam labu kocok selanjutnya dititrasi dengan

NaOH 0.02 N sampai terjadi perubahan warna ungu menjadi hijau. Penetapan blanko

dilakukan dengan cara yang sama.

ml titrasi blanko – ml titrasi contoh) x N HCL x 14 x 100

% N = ------------------------------------------------------------------------

mg sampel

8. Kadar Karbon Total (AOAC, 1998).

Contoh kering udara sebanyak 0,25 gram dimasukan ke dalam tabung reaksi.

Kemudian ditambahkan S ml K2Cr2O7 1 N dan 2.5 ml H2S04 perlahan-lahan. Larutan

tersebut dikocok-kocok hingga reaksi sempurna.

Page 75: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

68

Sebanyak 1 ml larutan di atas dimasukan ke dalam Erlenmeyer 125 ml dan

ditambah 9 ml aquadest. Kemudian, dititrasi dengan Fe2SO4 0,1 N dengan indikator

diphenilamin sebanyak 2 atau 3 tetes.

Titrasi dihentikan jika berubah menjadi warna hijau. Kadar karbon dihitung

dengan rumus sebagai berikut:

(ml titrasi blanko – ml titrasi contoh) x N Fe2SO4 x 3 x 100 x 10

% C = ------------------------------------------------------------------------------------

mg sampel

9. Penentuan Kadar Sulfat (AOAC, 1998).

a. Pembuatan Larutan

• Penyangga A

Sebanyak 30 gram MgCI26 H2O, 5gram CH3COONa.3H20, 1 gram

KNO3 dan 20 ml asam asetat (99%) dilarutkan ke dalarn 500 ml air suling,

kemudian diencerkan hingga 1 liter.

• Standar Sulfat 100 mg/ l

Sebanyak 0.1479 gram Na2SO4 ditimbang dengan tepat. Kemudian

dilarutkan dengan air suling dan diencerkan hingga I liter. Larutan akan

dijadikan larutan standar sulfat 100 mg/ l yang akan digunakan untuk

pembuatan kurva standar sulfat.

b. Pembuatan Kurva Standar

Larutan sulfat 100 mg/ l dipipet secara serial dan diencerkan hingga

volume tertentu. Sebanyak 10 ml hasil pengenceran secara serial tersebut dipipet,

lalu ditambahkan 2 ml larutan penyangga dan dikocok dengan vortex selama 1

menit, kemudian ditambahkan 0,02 gram sampai 0,03 gram kristal BaCI2-.

Hasilnya dituangkan ke dalam kuvet dan diukur absorbansinya pada panjang

Page 76: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

69

gelombang 420 nm dan dibuat kurva hubungan antara konsentrasi sulfat dan

absorbansi.

c. Analisis Sulfat

Sebanyak 10 ml sampel ditambahkan dengan 2 ml larutan penyangga dan

dikocok dengan vortex selama 1 menit. Kemudian ditambahkan 0,02 gram sampai

0,03 gram kristal BaCI2. Hasilnya dituangkan kedalam kuvet dan diukur

absorbansinya pada panjang gelombang 420 nm.

Lampiran 4. Cara Kerja Pengujian Mikroba

1. Pengujian Bakteri Heterotrof dengan Metode TPC (Anas, 1989)

a. Pembuatan larutan fisiologis

Sebanyak 8.5 gr NaCl dilarutkan dalam satu liter akuades. Larutan kemudian

disterilkan dengan autoclave pada suhu 120oC selama 20 menit. Setelah dingin,

larutan dimasukkan ke dalam tabung ulir steril sebanyak 9 ml.

b. Pembuatan seri pengenceran

Page 77: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

70

Tanah seberat 10 gr dimasukkan ke dalam 90 ml larutan fisiologis dalam

Erlenmeyer ukuran 250 ml. Setelah tercampur merata, larutan diambil sebanyak

1ml menggunakan mikropipet ke dalam tabung ulir yang berisi 9 ml larutan

fisiologis. Pengenceran ini adalah pengenceran 10-1. Pengenceran dilakukan hingga

10-8.

Bahan yang disiapkan untuk media bakteri heterotrof per liter adalah sebagai

berikut:

• Nutrien agar (NA) 23 gram

• Akuades 1 liter

NA dilarutkan dengan akuades hingga volume mencapai satu liter dan

dipanaskan sambil diaduk rata. Setelah itu di masukkan ke dalam autoclave pada

suhu 120oC selama 20 menit. Setelah suhu berkisar antara 40-45oC, media dituang

ke dalam 3 buah cawan petri (pengenceran 10-6, 10-7, 10-8) dan ditunggu hingga

memadat. Setelah padat, cawan petri disimpan di dalam inkubator dengan suhu

28oC secara terbalik. Pengamatan dilakukan setelah 48-72 jam dan dihitung

menggunakan alat Quebec Colony Counter.

2. Pengujian Bakteri Thiobacillus sp dengan Metode TPC (Anas, 1989)

a. Pembuatan larutan fisiologis

Sebanyak 8.5 gr NaCl dilarutkan dalam satu liter akuades. Larutan kemudian

disterilkan dengan autoclave pada suhu 120oC selama 20 menit. Setelah dingin,

larutan dimasukkan ke dalam tabung ulir steril sebanyak 9 ml.

b. Pembuatan seri pengenceran

Pembuatan seri pengenceran untuk bakteri Thiobacillus sp sama dengan

bakteri heterotrof, hanya saja pengenceran yang digunakan mulai dari 10-1sampai

10-3.

Bahan yang disiapkan untuk media bakteri Thiobacillus sp per liter adalah

sebagai berikut:

• Agar kosong (Bacto Agar) 15 gram

Page 78: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

71

• Na2S2O3 5 gram

• FeSO4 0.001 gram

• KH2PO4 4 gram

• MgSO4.7H2O 0.5 gram

• (NH4)2SO4 0.4 gram

• CaCl2 0.25 gram

• Akuades 1 liter

Media dilarutkan dengan akuades hingga volume mencapai satu liter dan

dipanaskan sambil diaduk rata. Setelah itu di masukkan ke dalam autoclave pada

suhu 120oC selama 20 menit. Setelah suhu berkisar antara 40-45oC, media dituang

ke dalam 3 buah cawan petri (pengenceran 10-1, 10-2, 10-3) dan ditunggu hingga

memadat. Setelah padat, cawan petri disimpan di dalam inkubator dengan suhu

28oC secara terbalik. Pengamatan dilakukan setelah 48-72 jam dan dihitung

menggunakan alat Quebec Colony Counter.

3. Pengujian Bakteri Nitrosomonas sp dengan Metode MPN (Anas, 1989)

a. Pembuatan seri pengenceran

Tanah seberat 10 gr dimasukkan ke dalam 90 ml larutan fisiologis dalam

Erlenmeyer ukuran 250 ml. Setelah tercampur merata, larutan diambil sebanyak

1ml menggunakan mikropipet ke dalam tabung ulir yang berisi 9 ml larutan media

Nitrosomonas sp. Pengenceran ini adalah pengenceran 10-1.

Bahan yang disiapkan untuk media bakteri Thiobacillus sp per liter adalah

sebagai berikut:

• (NH4)2SO4 3 gram

• KH2PO4 0.5 gram

• MgSO4.7H2O 0.05 gram

• CaCl2 0.004 gram

• Cressol red (0.0005% solution) 25 ml

Page 79: PENGHILANGAN GAS H 2S DAN NH 3 DENGAN TEKNIK …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/20495/F09tgi.pdf · Karet alam ( natural rubber ) yang diperoleh dari tanaman Hevea

72

• Ferric EDTA solution 0.1 ml

• Akuades 1 liter

Media dilarutkan akuades hingga volume mencapai satu liter akuades dan

diaduk rata. Setelah itu di masukkan ke dalam autoclave pada suhu 120oC selama

20 menit. Setelah itu, media dimasukkan ke dalam tabung ulir steril sebanyak 36

buah (pengenceran 10-1 hingga 10-12 dengan 3 ulangan) sebanyak 9 ml. Tabung ulir

yang telah diencerkan kemudian diletakkan di inkubator pada suhu 28oC selama

empat minggu. Tabung ulir yang berubah warna dari merah menjadi kuning

menunjukkan reaksi yang positif.

b. Perhitungan nilai MPN

Untuk menghitung MPN organisme yang ada dalam contoh, dipilih tabung

dengan jumlah reaksi positif pada konsentrasi yang paling rendah, dimana semua

tabung bereaksi positif. Untuk p2 dan p3 mewakili jumlah tabung positif pada

pengenceran yang lebih tinggi dari p1. Selanjutnya angka dilihat pada tabel

Halvorson dan Ziegler unuk tiga tabung. Nilai diperoleh dari tabel tersebut dengan

melihat angka p1, p2 dan p3, dikalikan dengan faktor pengenceran pada p1.