## Jurnal Sains dan Teknologi
Volume 11 Number 1, Tahun 2022, pp. 67-76 P-ISSN: 2303-3142 E-ISSN: 2548-8570 Open Access: https://dx.doi.org/10.23887/jst-undiksha.v11i1

## Pengolahan Limbah Minyak Sawit Menggunakan Chlorella sp. yang Diimobilisasi dalam Flat-Fotobioreaktor
Shinta Elystia 1* , Fucy Adilla Hasti 2 , Sri Rezeki Muria 3
1,2 Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Riau Kampus Bina Widya, Pekanbaru, Indonesia
3 Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Riau Kampus Bina Widya, Pekanbaru, Indonesia

## A B S T R A K
Limbah  cair  minyak  sawit  masih  menjadi  persoalan  di  Indonesia.  Tingginya kandungan organik jika tidak dilakukan pengolahan mengakibatkan pencemaran lingkungan, sehingga diperlukan pengolahan lanjutan salah satunya menggunakan mikroalga Chlorella sp  yang  diimobilisasi.  Mikroalga Chlorella sp.  dapat dimanfaatkan untuk pengolahan limbah POME karena berpotensi sebagai nutrien untuk pertumbuhan alga. Tujuan penelitian ini menghitung efisiensi penyisihan COD, nitrogen total limbah cair sawit didalam flat- fotobioreaktot dengan variasi konsentrasi limbah dan sumber cahaya yang berbeda. I mobilisasi sel Chlorella sp. menggunakan kalsium alginat untuk membentuk bead alga diameter 3-4 mm. Pada Ppnelitian ini konsetrasi limbah POME divariasikan 50%, 75%, dan 100% (v/v) dan variasi sumber cahaya yang berasal dari cahaya matahari dan cahaya lampu dengan  intensitas  cahaya  5000±300  lux  dan  fotoperiode  12:12  jam.  Hasil Penelitian  menunjukkan  bahwa  efisiensi  penyisihan  limbah  cair  sawit  tertinggi pada konsentrasi limbah 50% (v/v) menggunakan sumber cahaya buatan dengan densitas maksimum mencapai 1,93 x 10 7 sel mL -1 dan mampu menyisihkan COD, dan nitrogen total masing-masing yaitu 80% dan 84,93% pada hari ke 7.  Maka, pengolahan  limbah  cair  minyak  sawit  dengan  proses  immobilisasi  mikroalga dalam chlorella sp  flat-fotobioreaktor    cukup  efektif  untuk  menurunkan konsentrasi COD dan nitrogen total.

## A B S T R A C T
Palm  oil  liquid  waste  is  still  a  problem  in  Indonesia,  the  high  organic  content  if  not  processed  causes  environmental pollution, so further processing is needed, one of which uses the microalgae Chlorella sp. immobilized. The microalgae Chlorella sp. can be used for POME waste treatment because it has the potential as a nutrient for algae growth. The purpose of this study was to calculate the removal efficiency of COD, total nitrogen of palm oil effluent in the photobioreactor flat with  variations  in  the  concentration  of  waste  and  different  light  sources.  Immobilization  of  Chlorella  sp.  used  calcium alginate to form algal beads with a diameter of 3-4 mm. In this study, the concentration of POME waste was varied by 50%, 75%, and 100% (v/v) and the variation of the light source from sunlight and lamps with a light intensity of 5000±300 lux and a photoperiod of 12:12 hours. The results showed that the efficiency of the removal of palm oil effluent was highest at a waste concentration of 50% (v/v) using an artificial light source with a maximum density of 1.93 x 107 cells mL-1 and was able to remove COD and total nitrogen, respectively, which was 80. % and 84.93% on the 7th day. Therefore, the processing of palm oil effluent with the microalgae immobilization process in Chlorella sp flat-photobioreactor is quite effective in reducing COD and Total Nitrogen concentrations.

## 1. PENDAHULUAN
Indonesia  merupakan  produsen Crude  Palm  Oil (CPO)  terbesar  yang  memiliki  luas  areal perkebunan sawit diperkirakan mencapai 12,3 juta hektar (Dermawan & Ashari, 2018; Zalfiatri et al., 2017) . Kelapa  sawit  mempunyai  peran  yang  cukup  strategis  dalam  perekonomian  Indonesia.  Pertama,  minyak sawit merupakan salah satu dari sembilan bahan pokok kebutuhan masyarakat, sehingga harganya harus terjangkau  oleh  seluruh  lapisan  masyarakat (Dermawan  &  Ashari,  2018) .  Kedua,  sebagai  salah  satu komoditas pertanian andalan ekspor nonmigas dan sebagai sumber perolehan devisa maupun pajak (Shinta Elystia et al., 2017; Habib et al., 2003; Phalakornkule et al., 2010) . Ketiga, menciptakan kesempatan kerja dan sekaligus meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Negara-negara yang dapat mengolah kelapa sawit dengan  baik  bisa  mendapatkan  hasil  yang  sangat  menguntungkan  dari  industri  komoditas  ini (Parlina, 2013) . Produk samping dari kegiatan pengolahan sawit menghasilkan limbah. Palm Oil Mill Effluent (POME) merupakan limbah terbesar yang menjadi persoalan utama karena setiap ton pengolahan minyak mentah sawit dapat menghasilkan limbah cair sawit sebanyak 2,5 ton (S Elystia et al., 2019; Muria et al., 2020) .

## A R T I C L E   I N F O
Article history: Received January 06, 2022 Revised January 08, 2022 Accepted April 02, 2022 Available online April 25, 2022
Kata Kunci: Imobilisasi, Chlorella sp., Limbah Minyak Sawit
Keywords: Immobilization, Chlorella sp., Palm Oil Waste
This is an open access article under the CC BY-SA license.
Copyright © 2022  by Author. Published by Universitas Pendidikan Ganesha.
POME  memiliki  kandungan Chemical  Oxygen  Demand (COD), Biochemical  Oxygen  Demand (BOD)  dan padatan tersuspensi yang tinggi serta mengandung bahan organik seperti total nitrogen, fosfor, dan kalium (S Elystia et al., 2019; Hidayah & Wusko, 2020) . F resh POME memiliki kandungan BOD, dan COD berturut sebesar 20.000 – 30.000  mg/l dan 40.000 – 60.000 mg/l.  Sebagian besar pabrik sawit mengolah  POME dengan melakukan pengolahan sistem kolam terbuka untuk mengurangi kadar COD, BOD, dan polutan lain seperti TSS.
Tetapi  sistem  kolam  terbuka  memiliki  kekurangan  yaitu  membutuhkan  area  yang  luas,  waktu kontak yang lama, dan dapat terlepasnya gas-gas rumah kaca seperti CH 4 dan CO 2 ke lingkungan (Dermawan & Ashari, 2018;  Phalakornkule et al., 2010) . Kolam I, kolam II,  dan kolam III berturut-turut merupakan deoling pond, anaerobic pond I,dan anaerobic pond II yang memiliki beban organik yang tinggi, dan harus didegradasi terlebih dahulu. Keberadaan limbah cair sebagai bagian dari proses pengolahan kelapa sawit yang tidak dikelola dengan benar berpotensial menimbulkan pencemaran (Muria et al., 2020; Zalfiatri et al., 2017) . Tanaman kelapa sawit menghasilkan 3 jenis  limbah  utama yang dapat digunakan sebagai bahan pakan ternak yaitu pelepah daun kelapa sawit, lumpur minyak sawit, dan bungkil inti sawit. Limbah ini digolongkan dalam tiga jenis yaitu limbah padat, limbah cair, dan limbah gas (Haniefah et al., 2019) . Pada kondisi  lapangannya  mikroalga  dapat  tumbuh  pada  kolam  IV  atau  kolam  maturasi  I,  yang  memiliki kandungan COD, BOD, dan TSS berturut-turut sebesar 2.159 mg/l; 369,60 mg/l; dan 482 mg/l (Alejandro et  al.,  2010) .  Oleh  karena  itu,  mikroalga  dapat  dimanfaatkan  untuk  pengolahan  limbah  POME  karena berpotensi  sebagai  nutrien  untuk  pertumbuhan  alga,  khususnya  pada  reaksi  fotosintesis  mengandung bahan organik yang masih tinggi .
Melalui  proses  pengolahan  limbah  cair  dengan  mikroalga  mempunyai  beberapa  kelebihan  di antaranya sangat ramah lingkungan, mengurangi emisi gas rumah kaca, dan dapat menghasilkan  biomassa dalam jumlah  besar (Dermawan & Ashari, 2018;  Zalfiatri et al., 2017) .  Mikroalga yang dapat  digunakan dalam pengolahan limbah POME salah satunya adalah Chlorella sp (Shinta Elystia et al., 2017) . Chlorella sp. merupakan mikroalga uniselular yang berwarna hijau, dan berukuruan mikroskopis. Chlorella sp. dipilih karena sifatnya yang mudah dan cepat berkembangbiak (Darsono, 2007) . Chlorella sp. memiliki kapasitas penyisihan nutrien lebih tinggi dari pada alga lain, sehingga Chlorella dikenal sebagai agen pengolah limbah yang potensial, dan juga dapat menghasilkan oksigen melalui proses fotosintesis karena memiliki efisiensi fotosintesis yang tinggi (Muria et al., 2020) . Biomassa mikroalga hijau memiliki ukuran yang sangat kecil, berat  jenis  yang  rendah  dan  mudah  rusak  karena  degradasi  oleh  mikroorganisme  lain  dan  sulit  untuk memisahkan  biomassa  alga  dengan  air  limbah (Alejandro,  2010) .  Untuk  mengatasi  hal  tersebut,  maka dilakukan teknik imobilisasi (Zalfiatri et al., 2017) . Imobilisasi merupakan metode untuk mengikat sel ke dalam suatu matriks pendukung untuk meningkatkan stabilitasnya dengan syarat aktivitas dari sel tersebut masih tetap ada dan dapat digunakan secara kontinu (Muria et al., 2020) . Imobilisasi dilakukan agar ukuran biomassa  menjadi  lebih  besar,  mempunyai  bentuk  agregat  yang  stabil,  serta  alga  dapat  terlindung (Alejandro et al., 2010; Daniyati et al., 2012) . Selain itu, alga yang diimobilisasi dapat meningkatkan waktu retensi  sel  di  dalam  air  limbah,  sehingga  sel  beradaptasi  baik  dengan  substrat  .  Imobilisasi  alga  dapat dilakukan dengan menggunakan matrik polimer seperti kalsium alginat, karena bersifat transparan, efisien, harganya murah,dan proses imobilisasi yang sederhana.
Beberapa  temuan  menyatakan  Mikroalga  Chlorella  sp.  merupakan  mikroalga  yang  banyak dimanfaatkan dalam pengolahan limbah cair. Mikroalga Chlorella sp. dapat bersimbiosis dengan bakteri pengurai untuk mempercepat proses metabolisme (Zalfiatri et al., 2017) . Kelebihan dari mikroalga jenis Chlorella sp. merupakan mikroalga yang dapat tumbuh dalam lingkungan tercemar dikarenakan Chlorella sp. memiliki Phytohormon dan Polyamine untuk adaptasi pada ekosistim air yang tercemar dengan logam berat (Selvika et al., 2016) . Kemampuan Chlorella sp. dalam menyerap logam berat ini didukung dengan kemampuan beradaptasi, bertumbuh dan dapat digunakan sebagai bioremediator (S Elystia et al., 2019; Shinta Elystia et al., 2017) . Pada penelitian ini membahas tentang pengolahan limbah minyak sawit dengan menggunakan mikroalga Chlorella sp. yang diimobilisasi dengan kalsium alginat untuk membentuk bead alga diameter 3-4 mm di dalam flat- fotobioreaktor dengan variasi konsentrasi limbah dan sumber cahaya. Diharapkan alga beads dapat optima; menurunkan konsentrasi COD dan Nitrogen Total dari limbah dan beads lebih mudah dalam proses pemisahan sel alga dari medium air limbah.

## 2. METODE
Tahap penelitian yang pertama penelitian pendahuluan.  Penelitian pendahuluan yang dilakukan meliputi uji karakteristik awal limbah cair sawit, kultivasi Chlorella sp. Limbah cair sawit yang digunakan berasal  dari  kolam  IV  (empat)  PT.  PN  V  Sei  Pagar.  Metode  pengambilan  sampel  dilakukan  secara grab sample .  Kemudian  dilakukan  penyaringan  pada  air  limbah  untuk  menyisihkan  partikel  dan  pasir  yang berukuran  besar.  Pada  air  limbah  yang  telah  disaring  dilakukan  pengujian  karakteristik  awal  COD,  dan
nitrogen  total  dengan  konsentrasi  limbah  cair  yang  telah  ditetapkan.  Kultivasi  bertujuan  untuk memperbanyak jumlah sel Chlorella sp. Kultivasi Chlorella sp. dalam medium dahril s olution selama 10 hari dilakukan  di  Pusat  Penelitian  Alga  Fakultas  Perikanan  dan  Ilmu  Kelautan  Universitas  Riau.Selama kultivasi,densitas sel Chlorella sp. dihitung setiap 24 jam dengan menggunakan sebuah gelas objek yang setiap bidang kotak dihitung menggunakan thomasitometer dengan bantuan hand counter yang diamati di bawah  mikroskop.  Immobilisasi  Sel Chlorella sp. Chlorella sp.  yang  telah  diinkubasi  selama  10  hari dipisahkan  sel  dari  kultur  mediumnya  dengan  metode  sentrifugasi  pada  4000  g force selama  10  menit sehingga dihasilkan endapan sel basah (Singh dkk., 2012). Residu sel alga disuspensikan ke dalam aquades sehingga terbentuk suspensi alga dengan densitas 3,4 x 10 8 sel mL -1 . Suspensi alga dihomogenkan dengan cara pengadukan agar  tidak terjadi penumpukan sel.  Suspensi sel alga yang telah  homogen selanjutnya ditambahkan  natrium  alginat  dengan  konsentrasi  4%.  Perbandingan  volume  antara  suspensi  sel  alga dengan  natrium  alginat  yaitu  1:1.  Pembuatan bead menggunakan  pompa  peristaltik  dengan  diameter seragam dilakukan dengan cara meneteskan larutan alga alginat ke dalam larutan CaCl 2 0,5 M. Bead alga telah yang terbentuk didiamkan selama 12 jam dalam larutan CaCl 2 0,5 M pada suhu 4ºC, sehingga bead mengeras. Bead alga yang telah terbentuk dicuci dengan larutan steril NaCl 0,85% dan selanjutnya dicuci dengan aquades guna menghilangkan sisa kelebihan Ca (Singh dkk., 2012).
Operasional Flat -Fotobioreaktor,  pada  penelitian  ini  digunakan  fotobioreaktor  kolam  kaca berbentuk flat sebanyak enam buah flat- fotobioreaktor yang terbagi atas tiga buah flat- fotobioreaktor pada pencahayaan  lampu,  dan  tiga  buah flat- fotobioreaktor  lainnya  menggunakan  sumber  cahaya  alami  dari mataharidengan volume efektif air limbah sebesar 1,8 liter. Gambar perspektif flat -fotobioreaktor dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Perspektif Instalasi Flat-Fotobioreaktor
Tiga flat- fotobioreaktor diisi dengan bead alga Chlorella sp. di bawah penerangan cahaya lampu dengan variasi konsentrasi limbah cair sawit terhadap aquades pada perbandingan yang telah ditetapkan yaitu 50:50, 75:25, dan 100:0 (%, v/v). Kemudian akan diletakkan di dalam chamber cahaya. Sumber cahaya pada chamber ini menggunakan lampu LED white-cool flourescent dengan intensitas cahaya 5000±300 lux (S  Elystia  et  al.,  2019) .  Gambar  desain flat- fotobioreaktor  untuk  sumber  cahaya  lampu  menggunakan chamber cahaya dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Flat-Fotobioreaktor Didalam Chamber Cahaya
Intensitas  cahaya  diukur  dengan  luxmeter  didalam chamber cahaya  dengan  fotoperiode terang:gelap  yang  dilakukan  yaitu  12:12  jam,  dan  dioperasikan  pada  suhu  ruangan.  Bagian  dalam  dari chamber cahaya dilapisi oleh aluminium foil agar tidak terpengaruh cahaya dari luar chamber sehingga flat-
fotobioreaktor  mendapatkan  penyinaran  cahaya  secara  maksimal (Zhu  et  al.,  2013) .  Tiga flat- fotobioreaktor pada sumber cahaya matahari diisi dengan bead alga Chlorella sp. dengan variasi konsentrasi limbah cair sawit terhadap aquades dengan perbandingan 50:50, 75:25, dan 100:0 (%, v/v). Gambar desain flat- fotobioreaktor untuk sumber cahaya mataharidapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Flat-Fotobioreaktor Sumber Cahaya Matahari
Kedua, penelitian utama, tiga flat- fotobioreaktor diisi dengan bead alga konsentrasi 10 bead ml -1 masing-masing flat- fotobioreaktor diisi limbah dengan variasi konsentrasi limbah POME terhadap aquades dengan  perbandingan 50:50, 75:25, dan  100:0 (%,  v/v)  di bawah intensitas cahaya  5000±300  lux yang bersumber dari lampu LED cool-white flourescent . Tiga flat- fotobioreaktor yang lain menggunakan sumber cahaya matahari yang masing-masing juga diisi dengan variasi konsentrasi limbah POME terhadap aquades dengan perbandingan 50:50, 75:25, dan 100:0 (%, v/v) dengan menggunakan konsentrasi bead 10 bead mL - 1 .  Semua flat- fotobioreaktor  di  lakukan  aerasi  secara  kontinu  menggunakan  pompa  aerasi  pada  debit  3 l/menit  agar  terjadi  pengadukan  sehingga bead alga  dapat  kontak  dengan  air  limbah.  Penelitian  ini dilakukan  untuk  mendapatkan  konsentrasi  limbah  POME  dan  sumber  cahaya  yang  paling  baik  untuk menyisihkan kandungan COD dan nitrogen total pada air limbah. Proses penyisihan dalam penelitian ini akan dilakukan selama 7 hari. Sampel air limbah akan di ambil untuk menguji kandungan COD dan nitrogen total dalam air limbah pada hari ke 0,1,3,5,7 (hari). Setelah penelitian utama selesai dan dianalisis, setelah itu dilakukan perlakuan kontrol tanpa menggunakan alga pada satu flat-fotobioreaktor untuk hasil yang terbaik saja. Densitas sel di dalam bead alga dari flat- fotobioreaktor akan dihitung setiap hari selama proses penyisihan  berlangsung.  Sepuluh bead alga  akan  dikeluarkan  dari flat- fotobioreaktor,  lalu  dilarutkan  di dalam  1  mL  steril  sodium  sitrat  0,2  M  selama  30  menit  pada  suhu  ruangan.  Selanjutnya  dilakukan perhitungan jumlah sel pada thomasitometer di bawah mikroskop untuk mendapatkan laju pertumbuhan sel alga di dalam bead . Data yang diperoleh dari hasil penelitian disajikan dalam bentuk grafik. Efisiensi penyisihan parameter COD dan nitrogen total dapat dihitung menggunakan persamaan efisiensi.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil
Berdasarkan karakteristik limbah cair sawit dalam penelitian ini adalah limbah yang berasal dari PT.  PN  V  Sei.  Pagar  tepatnya  di  kolam  IV  (empat).  Sebelum  pengolahan  terlebih  dahulu  dilakukan penyaringan  limbah  untuk  menyisihkan  partikel-partikel  kasar  dan  besar,  dan  dilakukan  analisa karakteristik awal sampel untuk mengetahui karakteristiklimbah cair sawit awal yang digunakan dengan melakukan pengukuran untuk beberapa parameter yaitu COD, nitrogen total,  dan pH. Data karakteristik awal limbah cair sawitdapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Karaktersitik Sampel Limbah Cair Sawit
Parameter Hasil Uji (mg L -1 ) Baku Mutu Air Limbah Cair Permen LH RI No. 5 Tahun 2014 Konsentrasi Limbah 50% 75% 100% COD 1600 2560 3040 350 Nitrogen Total 511 693 875 50 pH* 7,84 7,88 7,96 6-9 *tidak diukur dalam mg L -1
Berdasarkan Tabel 1 Hasil uji awal parameter COD, nitrogen notal masih di atas baku mutu. Oleh karena  itu,  perlu  dilakukan  pengolahan  untuk  mengurangi  jumlah  kolam  sistem  terbuka  yang membutuhkan area luas dan waktu kontak yang lama, sehingga dapat mengurangi beban pengolahan dan mempersingkat  waktu  pengolahan.  Pertumbuhan  sel  mikroalga  Chlorella  sp.  yang  telah  diimmobilisasi diukur menggunakan mikroskop dan thomasitometer untuk menghitung densitas sel setiap 24 jam selama proses pengolahan. Jumlah sel awal Chlorella sp. dalam setiap bead di dalam seluruh flat -fotobioreaktor pada konsentrasi limbah 50%, 75%, dan 100% (v/v) berturut-turut  yaitu 1,06; 1,08; dan 1,09 (x 10 7 sel mL -1 ). Grafik densitas sel bead alga Chlorella sp. dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Densitas Sel Chlorella sp. yang Diimobilisasi
Hasil  efisiensi  penyisihan  COD  pada  POME  selama  proses  pengolahan  di  dalam  flat- photobioreactor menggunakan Chlorella sp. diimobilisasi dengan variasi konsentrasi limbah dan sumber cahaya  dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Grafik Efisiensi Penyisihan COD
Berdasarkan  Gambar  5  efisiensi  penyisihan  hari  ke  tujuh  pada flat- fotobioreaktor  dengan konsentrasi  limbah  50%,  75%,  dan  100%  (v/v)  dengan  penggunaan  lampu fluorescent sebagai  sumber cahaya  memperoleh  efisiensi  penyisihan  masing-masing  sebesar  80%,  75%,  dan  52,63%.  Sedangkan, efisiensi  penyisihan  COD  yang  diperoleh  dengan  penggunaan  cahaya  matahari  sebagai  sumber  cahaya memperoleh efisiensi penyisihan pada masing-masing konsentrasi limbah sebesar 70%, 50%, dan 42,11%. Efisiensi untuk penyisihan nitrogen total mempunyai kecenderungan yang sama dengan penyisihan COD. Grafik efisiensi penyisihan nitrogen total dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Grafik Efisiensi Penyisihan Nitrogen Total
Berdasarkan  Gambar  6  penurunan  konsentrasi  nitrogen  total  terjadi  seiring  lamanya  waktu kontak.  Dari  konsentrasi  yang  didapat    maka  dapat  diketahui  efisiensi  penyisihan.  Efisiensi  penyisihan nitrogen total tertinggi terjadi pada hari ke tujuh yang memeperoleh efisiensi penyisihan untuk konsentrasi limbah  50%,  75%,  dan  100%  (v/v)  dengan  menggunakan  sumber  cahaya  lampu  berturut-turut  yaitu 84,93%;  70,71%;  dan  64%.  Sedangkan  efisiensi  penyisihan  pada  variasi  konsentrasi  limbah  yang  sama menggunakan sumber cahaya matahari berturut-turut yaitu 65,75%; 62,63%; dan 48%.

## Pembahasan
Berdasarkan  penelitian  ditemukan  beberapa  hasil.  Pertama  sel  alga  yang  di  immobilisasi mengalami pembelahan sel, sehingga terjadi peningkatan densitas sel pada tiap konsentrasi limbah dan sumber cahaya yang berbeda. Sel Chlorella yang diimmobilisasi di dalam bead alginat tetap hidup, mampu melakukan  aktivitas  metabolisme  dan  pembelahan  sel (Daniyati  et  al.,  2012;  Habib  et  al.,  2003) . Pertumbuhan  sel  di  dalam bead terjadi  karena  limbah  cair  sawit  mengandung  mineral-mineral  organik maupun anorganik dalam bentuk ion yang lebih mudah diserap dan mengandung sejumlah besar nutrien yang dimanfaatkan untuk pertumbuhan mikroalga Chlorella sp. dalam mengolah limbah. Fase lag terjadi selama dua hari yang ditandai dengan jumlah sel alga yang diimmobilisasi meningkat dalam jumlah yang sedikit. Terjadinya fase lag ini menunjukkan bahwa Chlorella sp. dapat beradaptasi dengan medium limbah cair  sawit.  Kemampuan  mikroalga  beradaptasi  dipengaruhi  oleh  senyawa  atau  bahan  organik  dan anorganik dalam medium sebagai nutrien (Prayitno, 2016; Zalfiatri et al., 2017) .  Seiring berjalannya waktu kontak Chlorella sp.  dengan  air  limbah,  maka  semakin  banyak  pula  pembelahan  sel  yang  terjadi  dan mikroalga  tumbuh  mencapai  ke  fase  eksponensial.  Pada  fase  ini,  pembelahan  sel  yang  banyak mengakibatkan densitas sel bertambah dan laju pertumbuhan juga akan meningkat (Muria et al., 2020) . Terjadinya peningkatan pertumbuhan menunjukkan bahwa mikroalga Chlorella sp. mampu memanfaatkan nutrien yang ada pada medium air limbah dengan sangat baik, sehingga densitas sel dan laju pertumbuhan pada fase eksponensial dapat mencapai nilai yang maksimal. Fase eksponensial terjadi pada hari ketiga sampai  hari  kelima.  Laju  pertumbuhan  maksimum  sel  alga  didalam bead yangterjadi  pada  hari  ke  lima untuk  konsentrasi  limbah  50%,  75%,  100%  (v/v)  dengan  menggunakan  sumber  cahaya  lampu  yang memiliki densitas sel di dalam bead berturut-turut yaitu 1,86; 1,74; dan 1,60 (10 7 sel mL -1 ). Sedangkan pada sumber  cahaya  matahari  yang  memiliki  laju  pertumbuhan  maksimum  pada  hari  ke  lima  terjadi  pada konsentrasi limbah 50% dan 75% (v/v) dengan densitas sel didalam bead berturut-turut yaitu 1,66; 1,54 (x 10 7 sel mL -1 ). Pada konsentrasi limbah 100% (v/v) menggunakan sumber cahaya matahari mengalami laju pertumbuhan maksimum pada hari ke empat dengan densitas sel didalam bead yaitu 1,43 x 10 7 sel mL - 1 . Bead alga yang memiliki densitas sel tertinggi yaitu konsentrasi limbah 50% (v/v) densitas sel maksimum 1,93 x 10 7 sel mL -1 pada hari ke-7. Hal ini karena konsentrasi rendah memiliki medium yang lebih tembus  cahaya.  Selain  itu,  adanya  keseimbangan  antara  jumlah  nutrien  yang  tersedia  di  dalam  limbah dengan  jumlah  mikroorganisme Chlorella sp.  yang  memanfaatkan  nutrien.  Medium  POME  dengan konsentrasi terendah memiliki pertumbuhan jumlah sel mikroalga yang paling tinggi meskipun memiliki kandungan nutrien yang lebih sedikit, tetapi kontaminannya lebih rendah sehingga mikroalga lebih mudah untuk tumbuh (S Elystia et al., 2019) . Dilihat dari sumber cahaya, hal ini juga terjadi karena karena cahaya yang  didapat  konstan  12:12  jam.  Densitas  sel  terendah  terjadi  pada  konsentrasi  limbah  100%  (v/v) menggunakan  sumber  cahaya  matahari.  A ir  limbah  dengan  konsentrasi  nutrisi  yang  tinggi  dapat menghambat pertumbuhan alga (Grothey et al., 2018) . P ada limbah konsentrasi POME yang lebih tinggi
memengaruhi warna air limbah menjadi lebih gelap dalam medium yang mungkin berasal dari asam tanin (Phalakornkule et al., 2010) . Asam tanin dapat menghambat shading dalam intensitas cahaya dan reaksi fotosintesis  dan  mempengaruhi  tingkat  pertumbuhan  mikroalga (Muria  et  al.,  2020) .  Pertumbuhan mikroalga sedikit terhambat pada konsentrasi air limbah > 60%, sehingga pada penelitiannya konsentrasi limbah 60% (v/v) yang diencerkan dengan aquades dianggap sebagai kultivasi mikroalga yang optimal. Sumber cahaya juga memengaruhi  pertumbuhan sel alga (Prayitno, 2016) .  Kondisi mendung dan hujan tentunya akan menurunkan intensitas cahaya, maka akibatnya proses fotosintesis tidak berjalan optimal. Pada saat proses pengolahan menggunakan sumber cahaya matahari tidak mendapatkan cahaya konstan 12:12 jam karena perubahan cuaca yang tidak bisa dikontrol (Prayitno, 2016) . Ketersediaan cahaya yang cukup akan mempercepat pertumbuhan mikroalga, karena proses fotosintesis semakin baik. Oleh karena itu,  intensitas  cahaya  buatan  yang  konstan  seperti  menggunakan  sumber  cahaya  dari  lampu  dapat meningkatkan proses fotosintesis dan pertumbuhan mikroalga yang lebih baik dengan periode terang gelap 12:12 jam mengikuti fenomena matahari terbit dan terbenam.
Kedua,  penurunan  nilai  COD  terjadi  karena  adanya  kegiatan  mikroalga  mengkonsumsi  zat-zat organik  didalam  limbah  cair  sawit  sehingga  konsentrasi  COD  semakin  berkurang.  Senyawa-senyawa organik tersebut merupakan nutrien yang dibutuhkan Chlorella sp. untuk pertumbuhannya melalui proses fotosintesis. Tingkat karbon dalam  menyisihkan COD dapat dikaitkan dengan fakta bahwa karbon adalah makronutrien yang diperlukan untuk pertumbuhan mikroalga. Ketika sumber karbon organik hadir dalam medium air limbah, dan cahaya digunakan untuk energi, pertumbuhan alga dianggap sebagai pertumbuhan miksotrofik. Mikroalga Chlorella sp. dapat mengurangi kadar COD melalui metabolisme miksotrofik dengan menggunakan cahaya dan karbon organik yang terdapat pada air limbah (Selvika et al., 2016) . Senyawa komplek  pada  air  limbah  harus  dioksidasi  terlebih  dahulu  menjadi  bentuk  yang  sederhana  dan  dapat diserap. Oksidasi ini dilakukan oleh aktivitas simbiosis alga dan bakteri (Suplemen et al., 2017) . Mekanisme penguraian limbah karena terjadinya simbiosis mutualisme secara sinergis antara mikroalga dan bakteri pengurai, karena mikroalga menggunakan hasil metabolisme dari bakteri  berupa  CO 2 hasil perombakan bahan organik yang terdapat pada limbah sebagai sumber karbon utama, sedangkan bakteri menggunakan O 2 dari  proses  fotosintesis  mikroalga  untuk  dimanfaatkan  dalam  proses  penguraian  atau  mengoksidasi senyawa komplek pada air limbah (Carvalho et al., 2011) . Simbiosis antara mikroalga dan bakteri dapat menurunkan  konsentrasi  COD  dan  meningkatkan  penyisihan.  Proses  simbiosis  mutualisme  antara mikroalga Chlorella sp.  dan  penambahan  bakteri  pengurai  B-DECO 3 dalam  kondisi  aerob  mampu menyisihkan  COD  pada  air  limbah  sebesar  82,7% (Zalfiatri  et  al.,  2017) .  Pada  penelitian  ini,  proses pengolahan bahan organik didalam air limbah sawit terjadi secara non-steril sehingga diasumsikan adanya simbiosis mutualisme antara mikroalga dan bakteri alami dari air limbah untuk proses penyisihan.
Dilihat dari konsentrasi limbah, efisiensi tertinggi terjadi pada konsentrasi limbah 50% (v/). Hal ini  dikarenakan  pada  konsentrasi  ini  komposisi  antara  mikroalga  dengan  nutrien  seimbang,  dan  suplai oksigen selama pengolahan meningkat hingga hari ke tujuh. Hal ini juga didukung oleh penelitian Travieso (2006)  limbah  yang  memiliki  konsentrasi  COD  awal  terendah  karena  adanya  pengenceran  limbah memperoleh hasil efisiensi COD yang terbesar dengan efisiensi penyisihan maksimum sebesar 88%.  Dilihat dari sumber cahaya, efisiensi penyisihan tertinggi terjadi pada sumber cahaya lampu. Hal ini terjadi karena sumber cahaya lampu yang digunakan konstan dan merata. Dengan demikian, penggunaan cahaya lampu lebih efektif karena foto-periode pada perlakuan tiap flat- fotobioreaktor di dalam chamber konstan 12:12 jam.  Sedangkan,  penggunaan  sumber  cahaya  matahari  memperoleh  efisiensi  terendah.  Hal  ini  terjadi karena  pengolahan yang memanfaatkan sumber cahaya matahari itu bergantung pada siklus harian dan cuaca. Dilihat dari waktu tinggal menunjukkan bahwa semakin pendek waktu tinggal pada reaktor maka efisiensi penyisihan COD semakin menurun. Pada perlakuan kontrol tetap terjadi penyisihan COD. Hal ini menandai adanya aktivitas mikroorganisme dalam mendegradasi senyawa organik (S Elystia et al., 2019) . Hal ini diduga juga karena pada limbah cair terdapat bakteri pengurai yang hidup secara alami. Inilah yang menyebabkan  terjadinya  penurunan  konsentrasi  COD  pada  perlakuan  kontrol  tanpa  penambahan mikroalga Chlorella sp. Penurunan nilai COD pada perlakuan dengan menggunakan mikroalga Chlorella sp. lebih baik dibandingkan tanpa menggunakan penambahan mikroalga untuk membantu proses penguraian, dikarenakan  lebih banyak terdapat interaksi antara alga dan limbah . Dengan adanya penambahan bead alga, maka terjadinya peningkatan penyisihan COD sebesar 40%.
Ketiga,  dilihat  dari  konsentrasi  limbah  maka  konsentrasi  limbah  50%  (v/v)  menggunakan penerangan  dari  sumber  cahaya  lampu  memperoleh  efisiensi  penyisihan  tertinggi.  Hal  ini  karena kebutuhan nutrisi untuk pertumbuhan mikroalga seimbang. Aslan dan Kapdan (2006) menganggap bahwa penyerapan  nitrogen  oleh  mikroalga  tidak  memberikan  penyisihan  yang  efisien  dari  medium  pada konsentrasi limbah yang tinggi karena keterbatasan cahaya yang disebabkan oleh kelebihan kandungan klorofil (Aslan & Kapdan, 2006; Muria et al., 2020) . Dilihat dari sumber cahaya maka efisiensi penyisihan tertinggi  terjadi  pada  pencahayaan  sumber  cahaya  lampu  karena  pencahayaan  yang  didapat  konstan
dengan  foto  periode  terang  gelap  12:12  jam.  Saat  berlangsung  fotosintesis,  senyawa  yang  mengandung nitrogen seperti ATP dan NADPH diproduksi secara aktif oleh mikroalga ketika sel-sel diterangi, sehingga konsentrasi nitrogen berkurang. Efisiensi penyisihan nitrogen diperoleh sebesar 82,70% untuk mikroalga Chlorella  zofingiensis di  dalam  limbah  peternakan  (dengan  konsentrasi  nitrogen  148  mg  L -1 di  bawah penyinaran  cahaya  konstan) (Zhu  et  al.,  2013) .  Pencahayaan  buatan  terbukti  lebih  efektif  dalam menghilangkan nitrat daripada sumber cahaya matahari alami. Sedangkan  penyisihan terendah terdapat pada  penerangan  dari  sumber  cahaya  matahari.  Hal  ini  terjadi  karena  cuaca  yang  tidak  menentu  dapat mempengaruhi  pertumbuhan Chlorella sp.  dalam  berfotosintesis  yang  dimana  cuaca  pada  saat  proses pengolahan berlangsung terkadang hujan dan terkadang panas akibatnya proses penyisihan nutrien juga tidak berjalan optimal.
Seiring  dengan  lamanya  waktu  kontak  sel  alga  dengan  air  limbah,  maka  terjadi  peningkatan densitas sel, sehingga semakin tinggi pula penyisihan nitrogen yang terjadi (De-Bashan & Bashan, 2010) . Semakin  tinggi  tingkat  kenaikan  densitas  sel  mikroalga  juga  memengaruhi  kemampuan  air  dalam melarutkan CO 2 karena semakin sulit CO 2 terlarut dalam air. Pada konsentrasi limbah lebih pekat maka medium akan lebih cepat jenuh sehingga pengurangan nitrogen yang dimanfaatkan oleh alga tidak efektif. Selain adanya densitas sel mikroalga, immobilisasi matriks juga  mampu  menyisihkan nutrien dalam air limbah.  Penyisihan  limbah  cair  sawit  dengan  menggunakan bead kosong  tanpa  mikroalga  masih  dapat menyisihkan  nitrogen  total  mencapai  8,3%  dengan  konsentrasi  limbah  awal  tanpa  dilakukannya pengenceran (Alejandro et al., 2010; Singh, S et al., 2012) . Pada penelitian ini menggunakan Chlorella sp. yang diimmobilisasi dengan matriks alginat untuk mengurangi konsentrasi nitrogen total dalam limbah cair sawit. Selama proses pengolahan, konsentrasi nitrogen total terjadi penurunan  karena bahan organik yang masuk perlahan ke dalam matrik alginat diserap oleh sel di dalam bead (S Elystia et al., 2019; Fontoura et al., 2017) . Mikroalga yang terimmobilisasi dapat secara efisien menyisihkan nutrien dari air limbah, karena nutrien pertama kali mengadsorpsi pada permukaan matriks, kemudian menembus ke dalam matriks dan terus diasimilasi oleh sel. Sel yang diimmobilisasi dapat lebih efisien menyerap nutrien dari pada sel yang tersuspensi (Grothey  et  al.,  2018;  Mutjaba  et  al.,  2017) .  Penjeratan  sel  dalam  matriks  dapat  memicu interaksi yang dapat meningkatkan serapan hara oleh alga. Matriks alginat memiliki gugus anionik (seperti gugus karboksil) yang menciptakan interaksi ion dengan ion amonium dan dengan demikian memfasilitasi pengurangan nitrogen dalam sistem sel terimmobilisasi.
Pada akhir pengolahan yang memperoleh efisiensi penyisihan terendah pada perlakuan kontrol tanpa  penambahan Chlorella sp.  dengan  efisiensi  yang  diperoleh  sebesar  35,62%.  Limbah  cair  tanpa pemberian Chlorella sp. juga mengalami penurunan konsentrasi nitrogen, tetapi tidak sebesar pada limbah cair yang dengan adanya penambahan Chlorella sp. yang diimmobilisasi. Hal ini dikarenakan tidak adanya aktivitas  yang  sinergis  dengan  mikroalga,  dan  yang  bekerja  hanya  bakteri  pengurai  alami  dari  limbah, sehingga  efisiensi  yang  diperoleh  kecil.  Dengan  adanya  penambahan  mikroalga Chlorella sp.  yang diimmobilisasi maka efisiensi penyisihan nitrogen meningkat sebesar 49,31%. Dari hasil penelitian  juga menunjukkan  bahwa  semakin  pendek  waktu  tinggal  pada  reaktor  maka  efisiensi  penyisihan  COD  dan nitrogen  total  semakin  menurun.  Semakin  besar  konsentrasi  limbah  yang  masuk  ke  dalam  flat- fotobioreaktor maka efisiensi penyisihannya semakin kecil dan pencahayaan buatan dari sumber cahaya lampu dengan pencahayaan konstan dengan fotoperiode terang gelap 12:12 jam menghasilkan penyisihan COD  and  Nitrogen  Total  yang  tinggi.  Pada  penelitian  ini  menunjukkan  konsentrasi  akhir  COD  sudah memenuhi baku mutu yaitu 320 mg/L dan nitrogen total mendekati baku mutu yang ditetapkan sebesar 77 mg/L.

## 4. SIMPULAN
Pengolahan limbah cair minyak sawit dengan proses immobilisasi mikroalga dalam Chlorella sp flat-fotobioreaktor  cukup  efektif  untuk  menurunkan  konsentrasi  COD  dan  nitrogen  total.  Dari  hasil penelitian didapatkan semakin besar konsentrasi limbah yang masuk ke dalam flat-fotobioreaktor, maka efisiensi  penyisihannya  semakin  kecil.  Pencahayaan  buatan  dari  sumber  cahaya  lampu  dengan pencahayaan konstan fotoperiode terang gelap 12:12 jam juga menghasilkan penyisihan COD and nitrogen total yang tinggi dibandinglan cahaya alami dari cahaya matahari. Efisiensi penyisihan COD mencapai 80% dan nitrogen total sebesar 84,93% pada hari ke-7 pengolahan.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
Alejandro,  R.,  Leopoldo,  G.,  Mendoza,  E.,  &  Tom,  S.  (2010).  Growth  and  Nutrient  Removal  in  Free  And Immobilized  Green  Algae  in  Batch  and  Semi-  Continuous  Cultures  Treating  Real  Wastewater. Journal Bioresource Technology , 101 , 58 – 64. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.02.076.
Aslan,  S.,  &  Kapdan,  I.  .  (2006).  Batch  Kinetics  of  Nitrogen  and  Phosphorus  Removal  From  Synthetic
Wastewater by Algae. Ecological Engineering , 28 (1), 64 – 70.
https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2006.04.003.
Carvalho,  A.  .,  Silva,  S.  .,  Baptista,  J.  .,  &  Malcata,  F.  .  (2011).  Light  Requirements  in  Microalgae Photobioreactors:  An  Overview  of  Biophotonic  Aspects.  Appl.  Microbiol.  Biotechnol.  89,  doi: Applied Microbiology and Biotechnology , 89 (5), 1275 – 1288. https://doi.org/10.1007/s00253-010- 3047-8.
Daniyati, R., Gatut, Y., & Agus, R. (2012). Desain Closed Photobioreaktor Chlorella Vulgaris sebagai Mitigasi CO2. Jurnal Sains Dan Seni , 1 , 1 – 5. https://doi.org/10.12962/j23373520.v1i1.239. De-Bashan, L. E., & Bashan, Y. (2010). Immobilized Microalgae for Removing Pollutants: Revies of Practical
Aspects. Bioresource Technology , 101 , 1611 – 1627. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.09.043.
Dermawan, D., & Ashari, M. L. (2018). Studi Pemanfaatan Limbah Padat Industri Pengolahan Minyak Kelapa Sawit Spent Bleaching Earth sebagai Pengganti Agregat pada Campuran Beton. Jurnal Presipitasi , 15 (1), 7 – 10. https://doi.org/10.14710/presipitasi.v15i1.7-10. Elystia, S, Darmayanti, I. D., & Muria, S. R. (2019). Pengaruh Variasi Konsentrasi Bead Alga Chlorella Sp. Dalam Flat-Fotobioreaktor untuk Menyisihkan Nutrien pada Palm Oil Mill Effluent (POME). Jurnal Sains Dan Teknologi , 18 (1), 14 – 20. https://doi.org/10.31258/jst.v18.n1.p14-20. Elystia, Shinta, Muria, R. ., & Anggraini, L. (2017). Removal Of COD and Total Nitrogen from Palm Oil Mill Effluent in Flat-Photobioreactor Using Immobilised Microalgae Chlorella sp. Food Research , 3 (2), 126 – 130. https://doi.org/10.26656/FR.2017. Fontoura, J. T., Rolim, G, S., Farenzena, M., & Gutterres, M. (2017). Influence of Light Intensity and Tannery Wastewater  Concentration  on  Biomass  Production  and  Nutrient  Removal  by  Microalgae Scenedesmus sp. : Brazil. https://doi.org/. Process Safety and Environment Protection , 111 , 355 – 362. https://doi.org/10.1016/j.psep.2017.07.024.
Grothey, A., Tabernero, J., Arnold, D., De Gramont, A., Ducreux, M. P., O’Dwyer, P. J., Van Cutsem, E., Bosanac, I.,  Srock,  S.,  Mancao,  C.,  Gilberg,  F.,  Winter,  J.,  &  Schmoll,  H.-J.  (2018).  Fluoropyrimidine  (FP)  + bevacizumab (BEV) + atezolizumab vs FP/BEV in BRAFwt  Metastatic Colorectal Cancer (mCRC): Findings  from  Cohort  2  of  MODUL – A  Multicentre,  Randomized  Trial  of  Biomarker-Driven Maintenance  Treatment  Following  First-Line  Induction  th. Annals  of  Oncology , 29 (October), viii714 – viii715. https://doi.org/10.1093/annonc/mdy424.020. Habib, M., Yusoff, F., Phang, S., Kamarudin, M., & Mohamed, S. (2003). Growth and Nutritional Values of Molina Micrura Fed on Chlorella Vulgaris Grown in Digested Palm Oil Mill Effluent. Asian Fisheries Science , 16 , 107 – 119. https://doi.org/10.33997/j.afs.2003.16.2.002.
Haniefah, U., Surya, I., & Burhanudin. (2019). Efektivitas Program Corporate Social Responsibility ( Csr ) Perusahaan Perkebunan Kelapa Sawit Pt . Tanjungmanis Arta Lestari. EJournal Ilmu Pemerintahan ,
7 (1), 3207 – 3220. https://ejournal.ip.fisip-unmul.ac.id/site/?p=3150.
Hidayah, N., & Wusko, I. U. (2020). Characterization and Analysis of Oil Palm Empty Fruit Bunch (OPEFB) Waste of PT Kharisma Alam Persada South Borneo. Majalah Obat Tradisional , 25 (3), 154 – 160. https://doi.org/10.22146/mot.52715.
Muria, S. R., Chairul, C.,  & Naomi, D. C. (2020).  Pemanfaatan Mikroalaga Chlorella sp. untuk Pengolahan Limbah Cair Kelapa Sawit UNTUK (POME) secara FED Batch. Jurnal Sains Dan Teknologi , 19 (1), 7 – 12. https://doi.org/10.31258/jst.v19.n1.p7-12. Mutjaba, G., Rizwan, M., & Lee, K. (2017). Removal of Nutrient and COD from Wastewater Using Symbiotic Co-Cultur of Bacterium Pseudomonas Putida and Immobilixed Microalga Chlorella Vulgaris. Journal of Industrial and Engineering , 49 , 145 – 151. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2017.01.021.
Phalakornkule,  C.,  Mangmeemak,  J.,  &  Intrachod,  B.  (2010).  Pretreatment  of  Palm  Oil  Mill  Effluent  by
Electrocoagulation and Coagulation. Science Asia , 36 , 142 – 149. https://doi.org/10.2306/scienceasia1513-1874.2010.36.142.
Prayitno, J. (2016). Pola Pertumbuhan dan Pemanenan Biomassa dalam Fotobioreaktor Mikroalga untuk Penangkapan Karbon. Jurnal
Teknologi
Lingkungan , 17 (1), 45 – 52. https://doi.org/10.29122/jtl.v17i1.1464.
Selvika, Z., Kusuma, A. B., Herliany, N. E., & Negara, B. F. (2016). Pertumbuhan Chlorella sp. pada Beberapa Konsentrasi Limbah Batubara (The Growth Rate of the Chlorella sp. at Different Concentrations of Coal Waste Water). Depik , 5 (3). https://doi.org/10.13170/depik.5.3.5576.
Singh,  S,  K.,  Bansal,  A.,  Jha,  M.  K.,  &  Dey,  A.  (2012).  An  Integrated  Approach  to  Remove  Cr(VI)  using Immobilized  Chlorellaminutissima  Grown  in  Nutrient  Rich  Sewage  Wastewater. Journal  of Bioresource Technology , 104 , v. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2011.11.044. Suplemen, P., Ajar, B., Berbasis, B., & Identifikasi, R. (2017). Pengembangan Suplemen Bahan Ajar Biologi
Berbasis Riset Identifikasi Bakteri untuk Siswa SMA. Journal of Innovative Science Education , 6 (2),
155 – 161. https://doi.org/10.15294/jise.v6i2.19713. Zalfiatri,  Y.,  Restuhadi,  F.,  &  Maulana,  T.  (2017).  Pemanfaatan  Simbiosis  Mikroorganisme  D-deco3  dan Mikroalga Chlorella sp untuk Menurunkan Pencemaran Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit. Dinamika Lingkungan Indonesia , 4 (1), 8 – 17. https://doi.org/10.31258/dli.4.1.p.8-17.
Zhu, L., Wang, Z., Shu, Q., Takala, J., Hiltunen, E., Feng, P., & Yuan, Z. (2013). Nutrient Removal and Biodiesel Production by Integration of Freshwater Algae Cultivation with Piggery Wastewater Treatment. J Water Research , 47 , 4294 – 4302. https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.05.004.