## PENGOLAHAN LIMBAH CAIR TAHU MENGGUNAKAN BIOREAKTOR ANAEROB SATU TAHAP DAN DUA TAHAP SECARA BATCH

## TOFU LIQUID WASTE TREATMENT USING ANAEROB BATCH BIOREACTOR ONE STAGE AND TWO STAGE
Florence T.N. Silalahi*, Halimatuddahliana, dan Amir Husin Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara Jl.  Almamater, Kampus USU, Padang Bulan, Medan 20155, Indonesia
*E-mail: florencesilalahi15@gmail.com

## Abstrak
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mempelajari  pengaruh  pengolahan  anaerob  satu  tahap  dan  dua  tahap terhadap  kinerja  bioreaktor  dalam  pengolahan  limbah  cair  tahu.  Penelitian  ini  dimulai  dengan aklimatisasi yaitu proses adaptasi mikroorganisme yang berasal dari kotoran sapi dengan limbah cair tahu. Aklimatisasi dilakukan dalam suasana asam (pH 5,5) dan dalam suasana netral (pH 7).  Kemudian dilanjutkan dengan pengoperasian bioreaktor secara batch selama 40 hari untuk pengolahan anaerob satu tahap (pH 7), sementara untuk tahap pertama pengolahan anaerob dua tahap (pH 5,5) berlangsung dua hari dan dilanjutkan dengan tahap kedua pengolahan anaerob dua tahap (pH 7) yang berlangsung 38 hari. Hasil  yang diperoleh adalah  efisiensi penyisihan COD 76,6% untuk anaerob satu tahap dan 83,05% untuk anaerob dua tahap. Sementara konsentrasi VFA pada tahap pertama anaerob dua tahap meningkat  sebesar  33%  dari  anaerob  satu  tahap. Yield biogas  anaerob  satu  tahap  sebesar  0,24  L/g COD terkonversi dan 0,27 L/g COD terkonversi untuk anaerob dua tahap.
Kata kunci : bioreaktor anaerob satu tahap, bioreaktor anaerob dua tahap, limbah cair tahu, pH.

## Abstract
This  research  aimed  to  study  the  effect  of  one  stage  and  two  stage  anaerobic  fermentation  on  the performance of bioreactors in tofu liquid waste treatment. This research started with acclimatization that  is  adaptation  process  of  microorganism  derived  from  cow  dung  with  tofu  liquid  waste. Acclimatization  is  carried  out  in  acid  condition  (pH  5.5)  and  in  neutral  condition  (pH  7).  This  is followed by a batch bioreactor operation for 40 days for one stage anaerobic  fermentation (pH 7), while for the first stage of the two stage anaerobic fermentation (pH 5.5) lasted two days and proceeds with the second stage of the two stage anaerobic fermentation (pH 7) lasts 38 days The results obtained were COD removal efficiency of 76.6% for one stage anaerobic and 83.05% for two stage anaerobic. While the VFA concentration in the first stage of the two stage anaerobic increased by 33% of the one- stage anaerobic VFA concentration. One-stage anaerobic biogas yield of 0.24 L/g COD converted and 0.27 L/g COD converted for to two stage anaerobic.
Keywords : one stage anaerobic bioreaktor, two stage anaerobic bioreaktor, tofu liquid waste, pH.

## Pendahuluan
Saat  ini  industri  tahu  berkembang  pesat diberbagai  daerah,  dan  sebagian  besar  tidak dilengkapi  dengan  unit  pengolahan  limbah. Limbah  cair  tahu  mengandung  bahan  organik yang  tinggi.  Limbah  yang  mengandung  bahan organik  tinggi,  apabila  dibuang  langsung  ke sungai  dapat  mengakibatkan  terganggunya kualitas  air  dan  menurunkan  daya  dukung lingkungan perairan.
Pengolahan  limbah  cair  yang  sesuai  untuk mengatasi kandungan bahan organik yang tinggi adalah  dengan  pengolahan  secara  anaerobik. Penguraian  senyawa  organik  secara  anaerob dapat dibagi menjadi dua, yakni penguraian satu tahap dan dua tahap [11].
Dalam studi ini dilakukan pengolahan limbah cair  tahu  dengan  proses  anaerob  satu tahap  dan dua  tahap,  yang  bertujuan  untuk  mempelajari pengaruh dari pengolahan anaerob satu tahap dan
dua  tahap terhadap  penurunan  bahan  organik yang  ditinjau  dari  parameter Chemical  Oxygen Demand (COD),  pertumbuhan  bakteri  yang dipantau  dari  parameter Volatile  Suspendeed Solid (VSS), produksi Volatile Fatty Acid (VFA), dan produksi biogas.

## Teori
Proses  anaerobik  adalah  proses  proses biologi  yang  memanfaatkan  mikroorganisme dalam  mendegradasi  bahan  organik  dengan kondisi  tidak  dapat  atau  sangat  sedikit  oksigen terlarut  [5].  Proses  penguraian  anaerobik  dapat digolongkan menjadi empat tahapan reaksi, yaitu tahap  hidrolisis,  tahap    pembentukan  asam (asidogenesis), tahap pembentukan asetat (asetogenesis),  dan  tahap  pembentukan  gas metana  (metanogenesis).  Hidrolisis  adalah proses  dimana  aktivitas  kelompok  bakteri hidrolitik menguraikan bahan organik kompleks.
Asidogenesis  merupakan  proses  perombakan monomer  dan  oligomer  menjadi  asam  asetat, CO 2 ,  asam  lemak  rantai  pendek,  serta  alkohol. Asetogenesis  menghasilkan  asam  asetat,  CO 2 , dan  H 2 .  Metanogenesis  merupakan  tahap  akhir dari  keseluruhan  konversi  zat  organik  menjadi CH 4 dan CO 2 [3].
Secara  garis  besar  penguraian  senyawa organik secara anaerob dapat dibagi menjadi dua, yakni  anaerob  satu  tahap  dan  dua  tahap.  Pada anaerob satu tahap, proses hidrolisis, asidogenesis,  asetogenesis,  dan  metanogenesis dilakukan  dalam  satu  reaktor.  Hal  ini  dapat menyebabkan  proses  hidrolisa  kurang  efektif karena  kondisi  operasi  pertumbuhan  antara mikroorganisme  pembentukan  asam  (hidrolisis, asidogenesis, dan asetogenesis) dan pembentukan  metana  (metanogenesis)  berbeda [11].  Sementara  anaerob  dua  tahap,  proses hidrolisis, asidogenesis, asetogenesis, dan metanogenesis  dilakukan  dalam  suatu  reaktor sistem dua tahap. Proses hidrolisis, asidogenesis, dan  asetogenesis  terjadi  pada  tahap  pertama, sedangkan  proses  metanogenesis  terjadi  pada tahap kedua [2].
Keuntungan  yang  diperoleh  dari  sistem  dua tahap  ini  yaitu,  meningkatkan  kandungan  gas metan,  mampu  menguraikan  senyawa  organik dalam jumlah yang lebih besar, lebih stabil, dan lebih cepat [7].
Secara umum berdasarkan aliran bahan baku dalam pengolahan anaerobik dibagi menjadi tiga yaitu batch (curah),  semi  kontinyu,  kontinyu.
Dalam penelitian ini jenis aliran bahan baku yang digunakan  adalah batch .  Pada  sistem batch , reaktor  diisi  dengan  bahan  baku  (air  limbah) dengan  penambahan  biakan  mikroba  sebanyak sekali saja. Reaktor tersebut harus berada dalam keadaan  tertutup  dan  diberikan  waktu  retensi dengan  periode  tertentu,  bila  telah  melewati waktu  retensi  maka  reaktor  dibuka,  air  limbah dibuang,  dan  diisi  kembali  dengan  bahan  baku [12].

## Metodologi Penelitian Persiapan alat dan bahan
Limbah cair tahu diperoleh dari industri tahu di Kecamatan Medan Polonia, sementara kotoran sapi yang digunakan sebagai inokulum diperoleh dari    peternakan  sapi  di  daerah  Sei  Mencirim, Medan  Sunggal.  Penelitian  ini  menggunakan bioreaktor anaerob satu tahap dan dua tahap yang masing-masing terbuat dari bahan plastik dengan volume  efektif  7  L  yang  dilengkapi outlet pengambilan  sampel  dan  perlengkapan water displacement .  Desain  bioreaktor  lebih  jelasnya dapat dilihat pada Gambar 1.

## Gambar 1. Desain Reaktor
Keterangan gambar :
(a) Statif; (b) Water Displacement; (c) Inlet; (d) Inlet Gas Nitrogen; (e) Outlet

## Aklimatisasi
Kotoran sapi diencerkan dengan air (1:1) dan disaring  untuk  menghilangkan  partikel-partikel kasar.  Cairan  yang lolos saringan diaklimatisasi dengan  limbah  cair  tahu  dengan  perbandingan 1:4  dalam  kondisi  anaerob  secara batch . Aklimatisasi  dilakukan  dalam  dua  suasana  pH, yang  pertama  suasana  pH  asam  yaitu  5,5  untuk inokulum tahap asidogenesis, dan pH netral yaitu 7  untuk  inokulum  tahap.  Kemudian  diinkubasi sampai  proses  tersebut  menghasilkan  biogas.
Pengkondisian pH dilakukan dengan menambahkan larutan NaOH [10].

## Pengoperasian Bioreaktor
a. Bioreaktor Anaerob Satu Tahap (R1)
Disediakan  limbah  cair  tahu  sebanyak  5,6 liter dan kotoran sapi yang telah diaklimatisasi dalam suasana pH netral yaitu 7  sebanyak  1,4  liter,  dihomogenkan  dan dilakukan  pengaturan  pH  agar  tetap  netral (pH  7).  Dimasukkan  campuran  limbah  cair tahu dengan kotoran sapi ke dalam bioreaktor anaerob,  dialirkan  gas  nitrogen,  kemudian tutup  rapat  bioreaktor.  Setiap  3  hari  selama 40  hari  dilakukan  pengamatan  pH,    laju volumetrik  gas  dan  pengambilan  sampel untuk pengukuran COD, VSS, VFA.
b. Bioreaktor Anaerob Dua Tahap (R2) Disediakan  limbah  cair  tahu  sebanyak  5,6 liter dan kotoran sapi yang telah diaklimatisasi  dalam  suasana  asam  (pH  5,5) sebanyak  1,4  liter,  dihomogenkan  dan dilakukan pengaturan pH pada suasana asam (pH 5,5). Dimasukkan campuran limbah cair tahu dengan kotoran sapi ke dalam bioreaktor anaerob,  dialirkan  gas  nitrogen,  kemudian tutup  rapat  bioreaktor.  Setelah  48  jam  dari tahap pertama (R2-1) lalu kembali ditambahkan  inokulum.  dan  ditambahkan NaOH  hingga  nilai  pH  menjadi  7  sebelum akhirnya  dimasukkan  ke  dalam  bioreaktor
tahap  kedua  (R2-2).  Dilakukan  pengamatan pH,  laju  volumetrik  gas  dan  pengambilan sampel  untuk  pengukuran  COD,  VSS,  VFA setiap 12 jam pada tahap pertama dan setiap 3 hari pada tahap kedua.
Pada penelitian ini pengukuran pH dilakukan dengan  menggunakan  pH  meter,  analisa  COD dilakukan dengan metode titimetri, pertumbuhan bakteri  diamati  melalui  parameter  VSS  yang diukur  dengan  metode  gravimetri,  analisa  VFA dilakukan  dengan  metode  destilasi  uap,  dan pengukuran biogas dilakukan dengan
menggunakan metode Water Displacement yaitu dengan  cara  mengamati  volume  air  yang berkurang  pada  gelas  ukur  terbalik  pada rangkaian water displacement .

## Hasil dan Pembahasan Karakteristik Limbah Cair
Pada  awal  penelitian  dilakukan  analisis limbah cair tahu untuk mengetahui karakteristik limbah cair tahu yang akan diolah. Karakteristik limbah cair industri tahu dapat dilihat pada Tabel 1.

## Tabel 1. Karakteristik Limbah Cair Tahu
Parameter Satuan Hasil Analisa COD mg/l 2489 TSS mg/l 760 pH - 3,9
Dari  hasil  analisa  karakteristik  awal  pada tabel 1 dapat diketahui limbah cair tahu memiliki nilai  COD  lebih  dari  1000  mg/l,  maka  limbah tersebut  dapat  diolah  dengan  proses  anaerob. Konsentrasi  COD  minimum  untuk  mencapai keberhasilan  pengolahan  anaerob  adalah  1000 mg/l,  sementara  batas maksimum  untuk pengolahan anaerob adalah 30000 mg/l [16].
Karakteristik Kotoran Sapi sebagai

## Inokulum
Pada penelitian ini inokulum yang digunakan adalah  kotoran  sapi  yang  telah  diaklimatisasi selama  10  hari,  berakhirnya  proses  aklimatisasi ditandai  dengan  terbentuknya  biogas  yang mengindikasikan bakteri sudah dapat beradaptasi.
Tabel 2. Karakteristik Inokulum Kotoran Sapi
Parameter Satuan Teraklimatisasi Asam pH 5,5 Netral pH 7 TSS mg/L 5916,52 5686,52 VSS mg/L 4437,38 4206,91
Berdasarkan Tabel 2 dapat dilihat konsentrasi VSS  yang  diperoleh  setelah  aklimatisasi  dalam suasana pH asam dan netral berturut-turut adalah 4437,38  mg/l  dan  4206,91  mg/l.  Konsentrasi VSS yang didapatkan dalam percobaan ini telah memenuhi  syarat  untuk  pengolahan  anaerobik yaitu, konsentrasi VSS lebih dari 4000 mg/l atau minimal 2000 – 4000 mg/l [1].

## Karakteristik Bahan Campuran
Limbah cair tahu dicampur dengan inokulum sebanyak  20%  dari  volume  kerja  yaitu  1,4  L. Adapun  hasil  uji  karakteristik  bahan  campuran dapat dilihat pada Tabel 3.
. Tabel 3. Karakteristik Bahan Campuran Parameter Satuan R1 R2 R2-1 R2-2 COD mg/l 2597,9 2614,5 2055,3 VSS mg/l 967,41 1013,56 1605,4 pH mg/l 7 5,5 7 Keterangan: R1 : Digester anerob satu tahap R2 : Digester anaerob dua tahap R2-1 : Digester anaerob dua tahap:tahap pertama
R2-2 : Digester anaerob dua tahap:tahap kedua
Berdasarkan  Tabel  3  dapat  dilihat  bahwa pada R1 dan R2 dioperasikan dalam suasana pH yang  berbeda.  Pada  bioreaktor  anaerob  satu tahap  (R1)  pH  diatur  dalam  suasana  netral. Sedangkan pada bioreaktor anaerobik dua tahap (R2), tahap pertama (R2-1) dimana terjadi proses asidifikasi  dioperasikan  selama  dua  hari  dalam kondisi  asam  yaitu  pH  5,5,  pada  tahap  kedua (R2-1) dimana terjadi proses  metanogenesis pH diatur dalam suasana netral, yaitu pH 7.

## Pengamatan Profil pH
Faktor pH sangat berperan pada pengolahan anaerob  karena  pada  rentang  pH  yang  tidak sesuai,  mikroba  tidak  dapat  tumbuh  dengan maksimum  dan  bahkan  dapat  menyebabkan kematian  [13].  Hasil  pengamatan  pH  selama proses pengolahan secara anaerob pada R1, R2- 1, R2-2 dapat dilihat pada Gambar 2.

## Gambar 2.  Profil pH pada Bioreaktor Anaerobik Satu Tahap dan Dua Tahap
Berdasarkan  Gambar  2  dapat  dilihat  bahwa perubahan  pH  selama  proses  pengolahan  tidak signifikan.  Pada  R1  nilai  pH  cenderung mengalami  kenaikan,  dimana  pH  berada  dalam rentang  7  –  7,4.  Pada  tahap  ini  nilai  pH  relatif meningkat,  hal  ini  mengindikasikan  terjadinya degradasi protein yang menghasilkan ammonium  yang  merupakan  buffer  alami.
Penguraian senyawa organik
terdapat pendegradasian protein menjadi ammonia nitrogen (NH3-N), kemudian bereaksi dengan air membentuk ammonium nitrogen (NH4-N) [4].
Derajat  keasaman  (pH)  pada  R2-1  stabil diangka 5,5. Keadaan pH yang stabil pada R2-1 menunjukkan    produksi  VFA  dan  ammonium nitrogen  (NH4-N) berkesinambungan  dalam jumlah yang seimbang.
Profil pH pada R2-2 berada dalam rentang 7 –  7,6.  Pengamatan  pH  pada  R2-2  berlangsung selama  38  hari  yang  dimulai  setelah  t=48  jam pada  R2-1.  Dari  pengamatan  pH  pada  R2-2 diketahui bahwa perubahan pH pada R2-2 sama dengan R1 yaitu cenderung mengalami kenaikan. Hal ini menunjukkan pada proses ini asam-asam organik  dipecah,  akibatnya  pH  campuran mengalami kenaikan.
Dalam penelitian ini, profil pH pada R1, R2- 1,  dan  R2-2  menunjukkan  bahwa  pH  pada masing-masing proses masih mendukung proses anaerobik  pada  R1,  R2-1  dan  R2-2.  Nilai  pH optimum untuk tahap pembentukan asam berada dalam  kisaran  5,0-6,5  [9].  Sementara  pH optimum  untuk  mikroba  metanogensis  berada dalam  kisaran  6,4-7,8  [6].  Diluar  rentang  pH tersebut,  penguraian tetap  berjalan  dengan efisiensi yang berkurang.

## Penyisihan Bahan Organik (COD)
COD  menunjukkan  jumlah  oksigen  yang diperlukan agar bahan yang terdapat pada limbah cair dapat teroksidasi secara kimiawi, baik yang dapat didegradasi oleh mikroorganisme maupun yang sukar didegradasi. Hasil analisa COD pada R1, R2-1 dan R2-2 dapat dilihat pada Gambar 3.

## Gambar 3. Konsentrasi COD pada Bioreaktor Anaerobik Satu Tahap dan Dua Tahap
Dari Gambar 3 dapat dilihat konsentrasi awal COD  pada  R1  yaitu  2598  mg/L,  kemudian tereduksi  sebesar  76,7%  saat  akhir  pengolahan. Konsentrasi COD mengalami penurunan terbesar  pada  hari  ke-14.  Hal  ini  menunjukkan adanya  aktivitas  bakteri  didalam  pengolahan yang berfungsi mempercepat perombakan bahan organik, dimana secara tidak langsung juga dapat menurunkan nilai COD.
Konsentrasi  COD  pada  R2-1  mengalami penurunan yang signifikan. Pada awal pengolahan konsentrasi COD adalah 2615 mg/L,
kemudian  selama  dua  hari  waktu  operasi konsentrasi COD mengalami penurunan sebesar
25,6%,  dengan  penurunan  terbesar  pada  t=48 jam. Penurunan konsentrasi COD yang signifikan  (P>0.05)  pada  tahap  R2-1  dimana terjadi proses asidifikasi ini menunjukkan proses hidrolisis  berlangsung  lebih  cepat,  hal  ini disebabkan  oleh  sesuainya  kondisi  pH  yang dibutuhkan  bakteri  pada  tahap  ini.  Efisiensi penyisihan pada tahap asidogenik  menunjukkan penurunan  COD  yang  selalu  lebih  rendah  dari 54% [15].
Proses  pada  R2-2  merupakan  lanjutan  dari R2-1.  Pada  R2-2  proses  hidrolisis  masih  tetap berlangsung meskipun pada tahapan ini didominasi  proses  pembentukan  metan.  Pada tahap  ini  COD  dianalisa  setelah  t=48  jam  pada R2-1 hingga hari ke-40. Konsentrasi COD pada akhir  pengolahan  R2-1  adalah  1945  mg/l kemudian  ditambahkan  inokulum  kotoran  sapi pada saat memasuki R2-2, hal ini menyebabkan konsentrasi awal COD pada R2-2 menjadi 2055 mg/l, kemudian pada  hari ke-40 COD tereduksi sebesar 83,1%.

## Pertumbuhan Mikroorganisme
Pertumbuhan  mikroorganisme  di  dalam bioreaktor diamati sebagai VSS yang merupakan konsentrasi  padatan  tersuspensi  yang  menguap pada suhu ± 550 O C. Pertumbuhan
mikroorganisme pada R1, R2-1 dan R2-2 dapat dilihat pada Gambar 4.

## Gambar 4. Konsentrasi VSS pada Bioreaktor Anaerobik Satu Tahap dan Dua Tahap
Konsentrasi VSS pada awal pengolahan pada R1  sebagaimana  yang  ditunjukkan  Gambar  4 adalah 967 mg/l. Pada hari ke-0 sampai hari ke- 2  masih  memiliki  pertumbuhan  yang  lambat (fase  lag).  Hal  ini  dapat  disebabkan  oleh  tidak optimumnya  suasana  pH  yang  dibutuhkan  oleh bakteri  fermentatif.  Akan  tetapi  pada  hari  ke-5 sudah  mulai  terjadi  peningkatan  pertumbuhan hingga  mencapai  pertumbuhan  optimum    (fase eksponensial) pada hari ke-14 dengan kadar VSS yaitu  1644  mg/l.  selanjutnya  kadar  VSS cenderung  menurun  hingga  akhir  pengolahan mencapai  468  mg/l.    Hasil  ini  menunjukkan bahwa  semakin  berkurang  jumlah  nutrisi,  maka semakin menurun pula populasi bakteri.
Konsentrasi  VSS  pada  R2-1  mengalamai kenaikan  dan  belum  mengalami  penurunan. Konsentrasi awal VSS yaitu sebesar 1014 mg/l, kemudian  meningkat  hingga  t=48  jam  dengan konsentrasi  VSS  1176  mg/l.  Bakteri  yang tumbuh pada proses asidifikasi yang terjadi pada R2-1  adalah  kelompok  bakteri  hidrolitik  dan asidogenik  dimana  pertumbuhan  bakteri    pada tahap  ini  berlangsung  lebih  cepat  dibandingkan bakteri  metanogenik.  Derajat  keasaman  (pH) pada  R2-1  mendukung  laju  pertumbuhan mikroba  asidogenik.  Nilai  pH  optimum  untuk tahap  asidifikasi  pada  proses  anaerobik  bekisar 5,0-6,5 [9].
Pada R2-2 kembali ditambahkan kotoran sapi yang  telah  diaklimatisasi  dalam  suasana  netral (pH 7) sebanyak 1,4 ml.  Konsentrasi awal VSS pada  R2-2  adalah  1605  mg/l,  kemudian  pada pengamatan hari ke-5 VSS kadar  menjadi 1732 mg/l dan terus meningkat mencapai pertumbuhan  optimum  (fase  eksponsial)  yaitu 1794  mg/L  pada  hari  ke-8  dan  mengalami penurunan  pada  hari  ke-11  hingga  konsentrasi VSS  394  mg/l  pada  hari  ke-40.  Penurunan konsentrasi populasi mikroba diakibatkan jumlah kebutuhan nutrisinya berkurang.
Di  dalam  reaktor  anaerob terdapat  dua  jenis bakteri  yang  sangat  berperan,  yakni  bakteri
asidogenik dan bakteri metanogenik. Kedua jenis bakteri  ini  perlu  seimbang.  Bakteri-bakteri  ini memanfaatkan bahan organik dan memproduksi metan  dan  gas  lainnya  dalam  siklus  hidupnya pada kondisi anaerob.

## Produksi VFA
VFA  merupakan  asam  organik  berantai pendek  (asam  format,  asam  asetat,  asam propinonat,  asam  butirat  dan  asam  pentanoat) hasil dari proses asidifikasi. Terbentuknya VFA menjadi  salah  satu  tanda  bahwa  proses asidogenesis berjalan dengan baik. Metode yang digunakan  untuk  analisa  VFA  adalah  metode destilasi  uap  ( steam  destilation ).  Konsentrasi VFA  hasil  penelitian  ini  ditampilkan  pada Gambar 5.

## Gambar 5. Konsentrasi VFA pada Bioreaktor Anaerobik Satu Tahap dan Dua Tahap
Dari  Gambar  5  dapat  dilihat  konsentrasi VFA pada awal proses pengolahan menggunakan  bioreaktor  anaerob  satu  tahap adalah  30  mg/l.  Konsentrasi  VFA  paling  tinggi dihasilkan pada  hari ke-14,  yaitu 340  mg/l. Hal ini  mengindikasikan  bahwa  hingga  hari  ke-14 tahap  ini  didominasi  oleh  proses  asidifikasi. Kemudian cenderung menurun hingga hari ke-40 konsentrasi  VSS  menjadi  90  mg/l.  Hal  ini disebabkan  oleh  VFA  yang  dihasilkan  mulai dikonversi menjadi CH 4 dan CO 2 .
Konsentrasi  awal  VFA  pada  R2-1  sama dengan konsentrasi VFA pada R1yaitu 30 mg/L. Nilai VFA mengalami kenaikan  mulai dari t=12 jam.  Konsentrasi vss pada t=36 jam  adalah 220 mg/l  dan  kadar  tertinggi  dihasilkan  pada  t=48 jam  yaitu  510  mg/l.  Kadar  VFA  pada  R2-1 meningkat  sebesar  33%  dari  pengelolahan anaerob satu tahap.
Konsentrasi  VFA  pada  R2-2  mulai diamati  pada  setelah  48  jam  pada  R2-1.  Nilai VFA pada keluaran R2-1  yaitu 510 mg/L,  yang kemudian akan diuraikan oleh bakteri pembentuk metana menjadi gas metan (CH 4 ) dan kabon dioksida (CO 2 ). Hal tersebut menyebabkan  konsentrasi VFA  pada  R2-2
cenderung  menurun  hingga  hari  ke-40  dimana konsentrsai VFA sebanyak 50 mg/l.
Dalam penelitian ini, produksi VFA yang dihasilkan pada R1 dan R2-1 masih mendukung proses pengolahan anaerob. Konsentrasi VFA > 2.000 mg/l menurunkan kinerja pada saat proses hidrolisis dan peruraian anaerobik dan menyebabkan  kematikan  pada  mikroorganisme sehingga produksi biogas berkurang [14].

## Produksi Biogas
Proses terakhir dari proses anaerobik adalah proses metanogenesis.
Metanogenesis
merupakan  langkah  penting  dalam  proses pengolahan  anaerobik  secara  keseluruhan, karena proses ini adalah yang paling lambat pada proses  reaksi  biokimia,  mengubah  asam-asam volatil  menjadi  gas  CH 4 ,  CO 2 ,  dan  lain sebagainya  [8].  Produksi  harian  biogas  pada penelitian ini ditampilkan pada Gambar 6.

## Gambar 6. Produksi Biogas pada Bioreaktor Anaerobik Satu Tahap dan Dua Tahap.
Sebagaimana  yang  ditampilkan  pada Gambar  6  dimulai  setelah  hari  ke-2.  Volume harian biogas tertinggi pada hari ke-20 yaitu 405 ml  dan  pada  hari  ke-40  volume  biogas  sebesar 105 ml. Volume kumulatif biogas selama 40 hari pada R1 adalah 3360 ml.
Pada  R2-1  tidak  terdapat  biogas  yang dihasilkan  selama  2  hari.  Hal  ini  menunjukkan pada tahap  ini  hanya  berlangsung pembentukan asam dan tahap metanogenesis belum berlangsung.
Setelah  2  hari belangsung  proses asidifikasi  maka  dilanjutkan  dengan  proses metanogenesis pada R2-2, dimana menghasilkan biogas. Volume biogas tertinggi pada hari ke-14, yaitu 570 ml, dan pada hari ke-40 volume biogas sebesar 90 ml. Volume kumulatif biogas selama 40  hari  pada  R2-2  adalah  4091  ml.  Adapun penurunan  volume  biogas  yang  terjadi  pada bioreaktor  disebabkan  oleh  kandungan  bahan organik tinggal sedikit yang ditandai dengan nilai COD yang rendah.
Dari  volume  kumulatif  biogas  dapat diketahui yield biogas,  yaitu  dengan  membagi volume  kumulatif  biogas  dengan  konsentrasi COD  yang  terkonversi,  maka  didapatkan  hasil yield biogas  pada  R1  dan  R2  masing-masing yaitu  0,24  L/g  COD terkonversi dan  0,27  L/g COD terkonversi .

## Kesimpulan
Adanya  pengaruh  pengolahan  anaerob  satu tahap dan dua tahap terhadap kinerja bioreaktor dalam pengolahan  limbah cair tahu yang dilihat dari efisiensi penyisihan COD, laju pertumbuhan bakteri  (VSS),  produksi  VFA,  dan  produksi biogas. Efisiensi penyisihan COD pada bioreaktor anaerob satu tahap adalah 76,7% dan meningkat  6,8  %  pada  bioreaktor  anaerob  dua tahap.  Laju  pertumbuhan  mikroorganisme  pada bioreaktor dua tahap lebih cepat yaitu mencapai pertumbuhan optimum pada  hari ke-8 dan  pada bioreaktor dua tahap bakteri mencapai pertumbuhan optimum pada hari ke-14. Produksi VFA  pada  pengolahan  anaerob  dua  tahap meningkat signifikan sebesar 33% dari pengelolahan  anaerob  satu  tahap. Yield biogas meningkat dari 0,24 L/g COD terkonversi bioreaktor anaerob satu tahap menjadi 0,27 L/g
COD terkonversi bioreaktor anaerob dua tahap.

## Daftar Pustaka
[1]   A. Syahrin, A. Andrio, N. Veronika, Proses Seeding  Aklimatisasi  untuk  Pengolahan Anaerob  Limbah  Cair  Produksi  Minyak Sawit, Jurnal Teknik Lingkungan Universitas Riau, 3, (2016) 1-5.
[2]    B.  Demirel  and  O.  Yenigun,  Two-phase anaerobic  digestion  process:  a  review. Jounal  of  Chemical  Technology  and Biotechnology, 77, (2002) 743-755.
[3]  H.  J.  Gijzen,  Anaerobic  Digestion  of
Cellulostic  Waste  by  Rumen-Derived Process, Den Haag: Koninklijke Bibliotheek, 1987, p.12-16.
[4]  I.  Syaichurrozi  dan  Rusdi,  Pencernaan Campuran  Limbah  Vinasse  dan  Limbah Cair  Tahu  untuk  Meningkatkan  Produksi Biogas.  Jurnal  Teknik  Kimia.  Universitas Sultan  Agung  Tirtayasa,  Cilegon.  12,
(2015) 23-28. [5]    Indriyati,  Pengolahan  Limbah  Cir  Organik secara Biologi Menggunakan
Reaktor    Anaerobik  Lekat  Diam,  Pusat
Pengkajian  dan  Penerapan  Teknologi
Lingkungan BPPT, 1, (2005) 330-340.
[6]  M.  Madyanova,  Pengolahan  Senyawa organik  Limbah  Cair  Domestik  Dengan Menggunakan  Anaerobic  Baffled  Reactor
(ABR), Teknik Lingkungan Insitute
Teknologi Bandung, 2005, p.45-46.
[7]  M. A. Kholiq. Perbandingan Sistem Digester Anaerob  Termofilik  Satu  dan  Dua  Fase. Jurnal Teknologi Lingkungan, 8, (2007) 43- 47.
[8]  M.  L.  Shuler,  F.  Kargi,  Bioprocess Engineering,  Prentice  Hall  Professional Technical Reference, 2002, p.174-175.
[9]   Malina and Pohland, Desaign of Anaerobic Prosesses  for  The  Treatment  of  Industrial and Municipal Wastes, Technomic Publishing  Co,  Lancaster,  Pennsylvania, 1992, p.79.
[10]  P.  Iriani,  Y.  Suprianti,  F.  Yulistiani, Fermentasi  Anaerobik  Biogas  Dua  Tahap dengan Aklimatisasi dan Pengkondisian pH Fermentasi,  Jurnal  Teknik  Kimia  dan Lingkungan, 1, (2017) 1-10.
[11]  S.  Moertinah,  Kajian  Proses  Anaerobik Sebagai  Alternatif  Teknologi  Pengolahan Air Limbah Industri Organik Tinggi, Jurnal Riset TPPI, 1, (2010) 104 –114.
[12] S. E. Nayono, Anaerobic digestion of organic solid  waste  for  energy  production,  KIT Scientific Publishing Karlsruhe, 2009, p.21.
[13]  S.  Simamora , Salundik , S.  Wahyuni , Surajudin , Membuat  Biogas  Pengganti Bahan  Bakar  Minyak  dan  Gas  dari  Feses, Agromedia Pustaka, Jakarta, 2006, p.45.
[14]  U.  Wiesmann,  Choi,  I.  S.  Choi,  E.  M. Dombrowski, Fundamental Biological Wastewater  Treatment,  Wiley-VchVerlag Gmbh and Co. Kgaa,Berlin, 2007, p.93-94.
[15] V. Blonskaja, Use of Two Stage Anaerobic Treatment  for  Distillery  Waste,  Journal Elsevier Science, 7, (2002) 671-678.
[16]  W.  W.  Eckenfelder,  J.  Patocka,  A.  T. Watkin,  Wastewater  Treatment,Chemical Engineering, 1995, p.142.