Perbaikan Kualitas Air Baku Oleh Isolat Bakteri Nitrifkasi Indigenous Menggunakan Moving Bed Biofilter Reactor (MBBR).

Abstract

Penurunan kualitas air baku disebabkan oleh kegagalan pengendalian beban pencemaran kontaminan fisik, kimia dan mikrobiologis yang berdampak pada kesulitan air baku memenuhi syarat standar kualitas air baku (PPRI 2001), penurunan akses air bersih dan inefisiensi proses pengolahan air bersih. Biofiltrasi dipilih sebagai teknologi pre-treatment air baku dengan prinsip pemisahan kontaminan secara fisik (filtrasi) dan biologis (biofilm). Perbaikan yang dilakukan pada penelitian ini yakni kontrol kestabilan sistem pertumbuhan biofilm indigenous untuk mempertahankan kondisi steady-state dan kinerja penyisihan beban kontaminan air baku khususnya ammonia. Perlakuan menggunakan dua matriks filter berbeda yaitu potongan botol air minum bekas polyethyleneterepthalate/ PET chips dan bioball polyvinyl-choloride/PVC. Biofilm indigenous hasil aklimatisasi spontan didominasi sebagian besar oleh isolat bakteri heterotrof dan sebagian kecil isolat khamir. Seleksi kemampuan penyisihan amonia terbaik menghasilkan enam isolat indigenous bakteri heterotrof dari konsorsium bakteri kelompok strain Bacillus sp dan Pseudomonas sp yang lalu dikarakterisasi kemampuan viabilitas, kecepatan pertumbuhan spesifik (μ maks), pembentukan kapsul/biofilm, produksi enzim nitrate reductase, eliminasi amonia dan efisiensi proses nitrifikasi (eliminasi amonia-nitrit-nitrat). Isolat indigenous bakteri biofilm dengan karakteristik unggul adalah isolat I-03 (PVC) dan I-12 (PET chips). Karakterisasi lanjut yakni kemampuan penempelan biofilm pada matriks filter dengan scanning electron microscope (SEM). Biofilm PET chips memiliki kemampuan pembentukan layer dan pelekatan lebih baik dari PVC. Sehingga isolat yang dimanfaatkan sebagai starter cair untuk memperpendek masa adaptasi dalam mengatasi fluktuasi beban air baku . Pengukuran efisiensi proses nitrifikasi pada starter cair I-12 dilakukan karakterisasi menggunakan pendekatan dari kemampuan nitrifikasi terhadap selektivitas pH 5-9. Parameter yang diinvestigasi adalah perubahan konsentrasi amonia, nitrit, dan nitrat selama inkubasi 0, 6, dan 24 jam. Kondisi pH terbaik untuk menjaga kestabilan proses nitrifikasi menggunakan starter cair I-12 yakni pH 6-7, yang mencapai efisiensi nitrit-nitrat berkisaran 25.33-29.75%. Kestabilan kondisi steady-state terbaik tercapai pada waktu tinggal hidrolik selama 2 jam dengan kondisi laju dilusi sebesar 0.5/jam dan kecepatan laju pertumbuhan spesifik sebesar 6.30-8.00 x 107 CFU/mL. Adapun kinerja eliminasi amonia berhasil menunjukkan perbaikan efisiensi eliminasi amonia dengan penambahan starter isolat indiginous nitrifikasi unggul. Hasil pemodelan kinetika PET sebesar ����� NH3 = 57.90% dengan konstanta kinetika kPET = 0.421 / jam dan ����� NH3 = 58.80% untuk PVC dengan konstanta kinetika kPVC = 0.412 / jam.