Pengaruh Konsentrasi Sabun Terhadap Biodegradasi Limbah Cuci Piring Dengan Aerobic Suspension Culture
Divita Hayyu Kinanthi 1 , Aswati Mindaryani 1*
1 Teknik Kimia, Universitas Gadjah Mada, Indonesia

## ABSTRAK
Usaha warung makan terus berkembang mengingat masyarakat yang mayoritas lebih suka mem- beli makanan dari pada memasak sendiri. Seiring dengan terus berkembangnya industri warung makan, limbah cuci piring yang dihasilkan juga semakin meningkat dan umumnya limbah ini dibu- ang tanpa melalui pengolahan. Oleh karena itu, diperlukan suatu sistem pengolahan limbah cuci piring untuk menghilangkan kandungan berbahaya di dalamnya. Pada penelitian ini, dilakukan sistem pengolahan limbah cuci piring dengan aerobic suspension culture yang dapat mendegradasi kandungan organik pada limbah untuk menghasilkan effluen dengan kualitas sesuai baku mutu lingkungan. Penelitian ini menggunakan 4 macam bioreaktor yang masing-masing mengandung limbah murni dengan konsentrasi sabun yang berbeda-beda. Bioreaktor diaklimatisasikan ter- lebih dahulu dengan menggunakan limbah sintetik untuk menumbuhkan activated sludge sampai beratnya 580-860 miligram/L. Setelah aklimatisasi, sampel limbah yang telah diperoleh pada se- tiap waktu kemudian diuji dengan berbagai parameter. Nilai parameter COD, sCOD, amonia, dan MBAS setiap jenis bioreaktor mengalami penurunan seiring berjalannya waktu selama 48 jam. Sementara  itu,  hasil  analisis  parameter  TS  dan  TVS  mengalami  kenaikan  seiring  berjalannya waktu selama 48 jam. Kadar DO cairan dalam bioreaktor berada pada range 4,2-7,7 mg/L dan nilai pH berada di range 7,82 – 8,75. Selain itu, pada penelitian ini juga didapatkan nilai parameter kinetika dari bakteri, yaitu µm dan Ks.
Kata kunci: Aerobic suspension culture , limbah hasil cuci piring, pengolahan air limbah, Total Solid (TS), Soluble Chemical Oxygen Demand (sCOD)
amindaryani@ugm.ac.id

## 1. Pendahuluan
Air merupakan salah satu komponen pent- ing  dalam  kehidupan  manusia  yang  di- manfaat-kan dalam berbagai aktivitas sehari- hari, mulai dari kegiatan rumah tangga hingga perindustrian.  Dewasa  ini,  pencemaran  air menjadi  masalah  yang  cukup  serius  yang dihadapi  masyarakat  Indonesia.  Dirjen  Pen-
gendalian  Pencemaran  dan  Kerusakan  Ling- kungan  (PPKL)  Kementerian  Lingkungan Hidup  dan  Kehutanan,  M.R.  Karliansyah, menyatakan bahwa Indeks kualitas air (IKA) secara  nasional  tahun  2020  berada  pada angka  53,53  poin,  masih  di  bawah  target RPJMN sebesar 55,1 poin [1]. Hal itu dikare- nakan jumlah penduduk yang semakin padat dan  aktivitas  pembangunan  ekonomi  yang menyebabkan perubahan sumber daya alam
Indonesian Journal of Energy and Mineral (2022) Vol. 2 No. 1 DOI: https://doi.org/10.53026/IJoEM/2022/2.1/999
menjadi sangat  cepat  [2].  Aktivitas  dan  per- tumbuhan penduduk yang signifikan tersebut berdampak pada peningkatan kebutuhan dan pola  konsumsi  masyarakat  yang  akhirnya meningkatkan  jumlah  air  limbah.  Berdasar- kan UU RI No.32 Tahun 2009 Tentang Perlin- dungan  dan  Pengelolaan  Lingkungan  Hidup, maka setiap industri maupun instansi harus bertanggung  jawab  terhadap  pengelolaan limbah  yang  dihasilkan  dari  kegiatannya. Tetapi  pada  kenyataannya,  masih  sering dijumpai  air  limbah  pada  sungai  yang mengakibatkan  degradasi  kuantitas  dan kualitas air [3]
Sungai Code menunjukkan kualitas air ter- buruk,  dibandingkan  sungai  lainnya  yang melintas di  Kota  Yogyakarta,  karena  bakteri Coliform Tinja  terdeteksi  paling  tinggi  dan kandungan  oksigen  terlarut  paling  rendah. Indeks  kualitas  air  di  Sungai  Code  sebesar 38,75  yang  termasuk  dalam  kategori  cemar sedang. Angka tersebut belum memenuhi tar- get  RPJMD  DIY,  yaitu  sebesar  38,60.  Selain pembuangan limbah domestik ke sungai oleh masyarakat,  pencemaran  yang  terjadi  di Sungai  Code  juga  berasal  dari  industri  kecil seperti UMKM yang berada di sekitar wilayah tersebut.  Menurut  Data  Badan  Perencanaan Pembangunan  Nasional  dan  Badan  Pusat Statistik,  jumlah  pelaku  UMKM  mencapai 64,19  juta  orang  dari  268  juta  orang penduduk  Indonesia  pada  tahun  ini.  Jumlah pelaku  UMKM  ini  juga  memberikan  kontri- busi sebesar 99,9% dari total unit usaha di In- donesia.  Pada  limbah  UMKM  tersebut,  salah satu  yang  mendominasi  adalah  air  limbah hasil  cuci  piring  dari  warung  makan.  Pada limbah  jenis  itu,  terdapat  deterjen  atau surfaktan  ionik  dan  minyak  dengan  kadar yang tinggi terkandung dalam air limbah ter- sebut.  Hal  ini  menyebabkan  tingginya  kon- taminasi dan pengaruh terhadap kualitas air tanah  dan  air  permukaan,  serta  membaha- yakan  kehidupan  manusia  dan  maupun  ma- khluk hidup lain [4].
Menurut  Peraturan  Menteri  Lingkungan Hidup Republik Indonesia No.5 Tahun 2014 ten-tang  Baku  Mutu  Limbah  Cair  bagi Kegiatan  Industri  Sabun,  Deterjen  dan Produk  Minyak  Nabati  kadar  maksimum surfaktan  (MBAS)  adalah  3  mg/l  dan  kadar
maksimum  COD  adalah  180  mg/l  [5].  Se- makin  banyak  kandungan  organik  di  dalam air  limbah  maka  kadar  COD  semakin  tinggi. Untuk  memenuhi  baku  mutu  limbah  cair sesuai dengan Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia No.5 Tahun 2014, teknologi  pengolahan  limbah  yang  dapat digunakan dalam pengolahan air limbah hasil cuci  piring  warung  makan  tersebut  adalah Decentralized  Instalasi  Pengolahan  Air Limbah (IPAL).
Pengolahan air limbah untuk metode biol- ogis  dapat  dilakukan  pada  kondisi  aerobik mau-pun anaerobik [6]. Secara umum, sistem pengolahan aerob lebih cocok digunakan un- tuk  pengolahan  limbah  ringan  (konsentrasi COD  4000  mg/L)  [7].  Selain  itu,  dari penelitian  sebelumnya,  hasil  pengolahan limbah dengan kondisi anaerobik kurang op- timal  dengan  terukurnya  konsentrasi  LAS pada limbah yang masih sangat tinggi yaitu ± 1000-30000 mg kg-1dry wt . LAS dianggap se- bagai  surfaktan  yang biodegradable dengan tingkat  biodegradasi  lebih  dari  95% menggunakan proses pengolahan air limbah secara aerobik [8]. Dalam kondisi aerobik, proses penghilangan material organik akan semakin efektif  apabila  terdapat  aerasi  yang  cukup. Pada  penelitian  ini  akan  dilakukan  pen- golahan limbah cair hasil cuci piring warung makan  menggunakan  lumpur  aktif  dengan aerasi oleh aerator. Perkembangan riset un- tuk mendegradasi LAS dari tahun 1989-2007 mengindikasikan  bahwa  proses suspended growth menggunakan activated  sludg e  lebih popular  dengan  kemampuan  persentase mencapai 95% - 99,5% [9]. Metode suspended growth mampu  untuk  digunakan  pada  area yang kecil hingga menengah dan dapat diap- likasikan untuk volume limbah cair yang be- sar.  Selain  itu,  operasi  IPAL  dengan  metode suspended  growth cenderung  mudah  dan ramah  pemeliharaan  [10].  Oleh  karena  itu, metode suspended  growth dengan activated sludge dipilih dalam penelitian kali ini. Akan dievaluasi faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja bioreaktor dengan peran aerator dan juga dilakukan optimalisasi parameter proses untuk mencapai kualitas air sesuai baku mutu sebelum dibuang ke lingkungan.

## 2. Metode
Pengambilan sampel penelitian dilakukan di Instalasi Pengolahan Limbah yang terletak di sekitar Sungai Code,  Depok, Sleman, Dae- rah Istimewa Yogyakarta. Sedangkan, analisis sampel penelitian dilakukan di Laboratorium Bioresearch Engineering and Biomaterial, De- partemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Uni- versitas Gadjah Mada.
Pada  tahap  persiapan,  dilakukan  proses pengembangbiakan  bakteri  pada  tangki. Awalnya, substrat (limbah restoran dari IPAL restoran Sungai Code) diumpankan ke dalam tangki. Setelah beberapa hari, sampel diambil secara berkala untuk mengetahui respon bak- teri  terhadap  substrat.  Pengukuran Total Solid dan Total Volatile Solid selanjutnya dil- akukan untuk melihat perubahan massa bak- teri.  Bakteri  kemudian  dikembangbiakkan secara bertahap.
Sebelum  bioreaktor  digunakan  untuk mengolah limbah hasil cuci piring, dilakukan aklimatisasi terlebih dahulu pada bioreaktor dengan  menumbuhkan activated  sludge sebanyak 2 L per reaktor menggunakan feed air limbah sintetik, yang terdiri dari campu- ran  urea  (0,096  g),  gula  (0,096  g),  KH 2 PO 4 (1,44  g),  tepung  tapioka  (14,40  g),  dan aquadest (4 L) untuk setiap toples bioreaktor. Bahan-bahan  tersebut  perlu  diaduk  terlebih dahulu  sebelum  dilarutkan  dalam aquadest agar feed sintetik  bersifat  homogen.  Setelah dicampurkan, feed sintetik  tersebut  di- masukan  ke  dalam  bioreaktor  yang  telah berisi activated  sludge .  Proses  feeding  bio- reaktor dengan limbah sintetik ini dilakukan sampai  berat  dari activated  sludge adalah 580-860  mg/L.  Selain  di- feeding dengan limbah  sintetik,  bioreaktor  juga  diaerasi menggunakan  aerator  untuk  memberikan suplai oksigen pada bakteri aerob dalam acti- vated sludge yang dilakukan secara kontinyu hingga proses penelitian berakhir.
Pengecekan hubungan konsentrasi sabun cuci  piring  terhadap  kenaikan  nilai  COD  da- lam penelitian ini dilakukan dengan menyiap- kan  4  buah  bak:  limbah  hasil  cuci  piring murni, limbah hasil cuci piring murni + 2 mL sabun  cuci  piring,  limbah  hasil  cuci  piring murni + 4 mL sabun cuci piring, dan limbah hasil  cuci  piring  murni  +  8  ml  sabun  cuci
piring. Dari ke-4 bak tersebut diambil sampel dan  dilakukan  analisis  nilai  COD  dan  sCOD terhadap nilai konsentrasi sabun (surfaktan). Pengambilan  sampel  dilakukan  pada  4  bio- reaktor batch yang beroperasi secara paralel. Sampel  diambil  pada  0;0,5;1;2;4;6;24;48 jam sebanyak 100 ml yang kemudian disim- pan  dalam  kulkas  untuk  nantinya  dapat  di- analisis  lebih  lanjut.  Sampel  yang  diambil nantinya  akan  dilakukan analisis Total  Solid (TS), Total Volatile Solid (TVS), Chemical Oxy- gen Demand (COD), Soluble Chemical Oxygen Demand (sCOD), Amonia, dan Methylene Blue Active  Substance (MBAS).  Parameter Dis- solved  Oxygen (DO),  dan  pH  masing-masing reaktor juga diuji secara langsung setiap hari pengambilan sampel.
Analisis Total Solids (TS) sampel dilakukan dengan pengambilan sampel (5 mL) yang di- tuangkan ke dalam krus. Sebelum sampel dit- ambahkan ke dalam krus, massa kosong krus yang  sudah  dioven  (±105 ℃ ;  ±1  jam)  dan dieksikator  (±15  menit)  diukur  terlebih  da- hulu.  Setelah  diperoleh  massa  kosong  krus, sampel (5 mL) dituangkan ke dalam krus dan dioven (±105 ℃ ; ±2 jam) lalu dieksikator (±15 menit),  sehingga  diperoleh  endapan  bebas cairan dalam krus tersebut. Total Solids (TS) dapat diketahui berdasarkan endapan kering yang  diperoleh.  Krus  yang  telah  dioven kemudian  ditimbang  untuk  mengetahui massa endapan tersebut.
Analisis Total Volatile Solids (TVS) sampel merupakan langkah selanjutnya dari analisis Total  Solids (TS).  Krus  yang  sudah  konstan massanya  dimasukkan  ke  dalam furnace (600 o C;  ±1  jam).  Setelah  itu, furnace di- turunkan  suhunya  (<100 o C)  dan  krus  dapat dikeluarkan  untuk  ditimbang  berat  bak- terinya.
Analisis Chemical  Oxygen  Demand (COD) sampel  dilakukan  dengan  cara  mengisikan sampel (2,5 mL) ke dalam tabung kultur. Ta- bung  kultur  ditambahkan  reagen  kalium dikromat (K 2 Cr 2 O 7 ) (1,5 mL) dan reagen asam sulfat  (H 2 SO 4 )  (3,5  mL).  Pada  pengukuran COD,  dibutuhkan  juga  blangko  yang  berisi aquadest (2,5  mL),  reagen  kalium  dikromat (K 2 Cr 2 O 7 )  (1,5  mL),  dan  reagen  asam  sulfat (H 2 SO 4 ) (3,5 mL). Tabung kultur tersebut lalu
dipanaskan dalam heater (150 o C; ±2 jam) un- tuk setelahnya diukur menggunakan COD me- ter.
Analisis Soluble Chemical Oxygen Demand (sCOD) sampel  dilakukan  dengan  cara men- gisikan sampel (2,5 mL) yang sebelumnya su- dah di- centrifuge (±10-15 menit) ke dalam ta- bung kultur. Tabung kultur ditambahkan rea- gen kalium dikromat (K 2 Cr 2 O 7 ) (1,5 mL) dan reagen  asam  sulfat  (H 2 SO 4 )  (3,5  mL).  Pada pengukuran  sCOD,  dibutuhkan  juga  blangko yang berisi aquadest (2,5 mL), reagen kalium dikromat  (K 2 Cr 2 O 7 )  (1,5  mL),  dan  reagen asam sulfat (H 2 SO 4 ) (3,5 mL). Tabung kultur tersebut  lalu  dipanaskan  dalam heater (150 o C;  ±2  jam)  untuk  setelahnya  diukur menggunakan COD meter.
Pengukuran Amonia Low Range (0,00-3,00 mg/L)  dilakukan  dengan  mengisi  kuvet dengan sampel (1 mL), setelah itu dilakukan pengenceran  menggunakan aquadest hingga tanda batas pada kuvet (10 mL). Kuvet terse- but dikocok lalu dimasukkan ke dalam holder dan tekan tombol zero . Setelah itu, kuvet yang masih  berisi  sampel  tersebut  ditambahkan empat  tetes  reagen  HI93700A-0  dan HI93700B-0,  kemudian  di- swirl untuk  di- masukkan  kembali  ke  dalam holder. Setelah di- timer selama 3,5 menit, nilai Amonia (NH 3 ) dapat  terbaca  dalam display .  Pengukuran Amonia  dilakukan  dengan  alat  Hanna  Kit 83314.
Pengukuran Methylene  Blue  Active  Sub- stance (0.00-3.50  mg/L)  dilakukan  dengan cara mengisi gelas ukur dengan sampel (2.5 mL),  setelah  itu  dilakukan  pengenceran menggunakan aquadest (25 mL). Sampel yang sudah diencerkan, dimasukkan ke dalam labu ukur  dan  ditambahkan  masing-masing  dua tetes  tetes  reagen  HI95769A-0  dan HI95769B-0,  lalu di- invert 2 kali untuk pen- yampuran.  Langkah  selanjutnya  adalah mengambil chloroform (10 mL) untuk dicam- purkan  ke  dalam  labu  ukur,  lalu  di- invert 2 kali  untuk  penyampuran  dan  dikocok  (30 detik). Dari labu ukur, cairan dipindah lagi ke gelas  ukur  dan  ditunggu  (2  menit)  untuk pemisahan  antara aqueous  layer berwarna biru  di  atas  dan chloroform  layer berwarna putih  di  bawah. Aqueous  layer dibuang  dan aquadest (15 mL) ditambahkan ke chloroform
layer dalam  gelas  ukur  tersebut,  kemudian cairan dipindah lagi ke labu ukur untuk digo- jog.  Ke  dalam,  labu  ukur  tersebut  dit- ambahkan dua tetes tetes reagen HI95769A- 0. Labu ukur ditutup lagi dan di- invert 2 kali untuk penyampuran, lalu dikocok (30 detik), dan cairan dipindah lagi ke gelas ukur dan di- tunggu  (2  menit)  untuk  pemisahan  antara aqueous layer berwarna biru di atas dan chlo- roform layer berwarna putih di bawah. Chlo- roform  layer (7-10  mL)  diambil  untuk  di- masukkan  ke  dalam  kuvet#2.  Kuvet#1  diisi oleh chloroform (10  mL)  untuk  dimasukkan ke dalam holder dan disesuaikan arah notch , lalu  tekan  tombol zero .  Setelah  itu,  kuvet#2 dengan cara yang sama dimasukkan ke dalam holder dan tekan tombol read untuk menge- tahui berapa kadar anionic  surfactant di da- lam  sampel.  Pengukuran  MBAS  dilakukan dengan menggunakan Hanna Kit 96769.
Pengukuran Dissolved  Oxygen (DO)  dil- akukan dengan mencelupkan DO meter ke da- lam sampel yang ingin diuji nilai DO-nya. Pen- gukuran pH dilakukan dengan mencelupkan pH  meter  ke  dalam  sampel  yang  ingin  diuji nilai pH.

## 3. Hasil & Bahasan
Evaluasi  berbagai  parameter  untuk  sam- pel dilakukan dengan menganalisis performa activated  sludge pada  keempat  macam  bio- reaktor. Konsep dari kinerja bioreaktor ada- lah  menggunakan  jenis  pengolahan  limbah bersistem  aerob  dengan  media activated sludge . Feed yang dimasukkan ke bioreaktor akan didegradasi kandungan limbahnya oleh bakteri-bakteri  aerob  pada activated  sludge selama dua hari. Hasil pengolahan pada bio- reaktor  tersebut  diharapkan  berupa  effluen atau hasil akhir kualitas yang baik dan aman bagi lingkungan sesuai baku mutu yang telah ditetapkan.  Sampel-sampel  disimpan  dalam freezer untuk kemudian dianalisis parameter Total  Solids (TS), Total  Volatile  Solids (TVS), Chemical  Oxygen  Demand (COD), Soluble Chemical  Oxygen  Demand (sCOD),  Amonia, Methylene Blue Active Substance (MBAS), pH, dan DO-nya.
Gambar 1. Grafik Dinamika Total Solids (TS) Bioreaktor A, B, C, dan D
Total  Solids (TS)  setiap  bioreaktor  men- galami  kenaikan  sepanjang  berjalannya waktu  dimana  nilai Total  Solids (TS)  yang dihasilkan  berkisar  antara  784,55-903,40 mg/L  untuk  bioreaktor  A,  683,73-852,57 mg/L  untuk  bioreaktor  B,  803,23-1211,09 mg/L  untuk  bioreaktor  C,  892,91-1080,76 mg/L untuk bioreaktor D (Gambar 1). Hal ter- sebut  disebabkan  oleh  tumbuhnya  bakteri aerob  dalam activated  sludge sepanjang waktu.  Sampel  limbah  yang  dimasukkan  ke dalam  bioreaktor  berfungsi  sebagai  umpan untuk bakteri tersebut. Oleh karena itu, seir- ing berjalannya waktu, Total Solids (TS) mas- ing-masing bioreaktor mengalami kenaikan.
Total  Solids (TS)  setiap  bioreaktor  men- galami  kenaikan  sepanjang  berjalannya waktu  dimana  nilai Total  Solids (TS)  yang dihasilkan  berkisar  antara  784,55-903,40 mg/L  untuk  bioreaktor  A,  683,73-852,57 mg/L  untuk  bioreaktor  B,  803,23-1211,09 mg/L  untuk  bioreaktor  C,  892,91-1080,76 mg/L untuk bioreaktor D (Gambar 1). Hal ter- sebut  disebabkan  oleh  tumbuhnya  bakteri aerob  dalam activated  sludge sepanjang waktu.  Sampel  limbah  yang  dimasukkan  ke dalam  bioreaktor  berfungsi  sebagai  umpan untuk bakteri tersebut. Oleh karena itu, seir- ing berjalannya waktu, Total Solids (TS) mas- ing-masing bioreaktor mengalami kenaikan.
Gambar 2. Grafik Total Volatile Solids (TVS) Awal dan Akhir Bioreaktor A, B, C, dan D
Total  Volatile  Solids (TVS)  setiap  bio- reaktor  mengalami  kenaikan  pada  jangka waktu tersebut dimana nilai Total Solids (TS) yang dihasilkan berkisar antara 40,00-60,00 mg/L untuk bioreaktor A, 80,00-100,00 mg/L untuk bioreaktor B, 120,00-140,00 mg/L un- tuk  bioreaktor  C,  60,00-120,00  mg/L  untuk bioreaktor  D  (Gambar  2).  Hal  tersebut disebabkan  oleh  tumbuhnya  bakteri  aerob dalam activated  sludge sepanjang  waktu.
Sampel limbah yang dimasukkan ke dalam bi- oreaktor berfungsi sebagai umpan untuk bak- teri tersebut. Oleh karena itu, pada t=0 hingga t=48 jam, nilai Total Volatile Solids (TVS) mas- ing-masing  bioreaktor  mengalami  kenaikan. Total Volatile Solids (TVS) bernilai lebih ren- dah dari Total Solid s (TS) dikarenakan Total Solids (TS)  merupakan jumlah  antara massa bakteri  (TVS)  dan Total  Fixed  Solids (TFS) yang berupa ash pada krus.
Gambar 3. Grafik Dinamika Chemical Oxygen Demand (COD) Bioreaktor A, B. C, dan D
Chemical Oxygen Demand (COD) setiap bi- oreaktor  mengalami  penurunan  sepanjang berjalannya waktu dimana nilai Chemical Ox- ygen  Demand  (COD)  yang  dihasilkan menurun dari 443 mg/L ke 74,5 mg/L untuk bioreaktor A, dari 488,5 mg/L ke 80 mg/L un- tuk  bioreaktor  B,  dari  698  mg/L  ke  100,5 mg/L untuk bioreaktor C, dari 846 mg/L ke 116 mg/L untuk bioreaktor D (Gambar 3). Hal tersebut  disebabkan  oleh  kemampuan mendegradasi bahan organik limbah hasil cu- cian piring oleh bakteri aerob dalam activated sludge sepanjang waktu. Bioreaktor A mem- iliki  nilai Chemical  Oxygen  Demand (COD) yang paling rendah, disusul oleh bioreaktor B, C,  dan  terakhir  bioreaktor  D.  Hal  ini  sesuai dengan konsentrasi sabun cuci piring yang di- miliki  oleh  masing-masing  bioreaktor.  Se- makin  rendah  konsentrasi  sabun,  maka  se-
makin rendah kebutuhan oksigen yang dikon- sumsi  mikrooganisme  untuk  mengoksidasi bahan organik secara kimiawi. Nilai Chemical Oxygen  Demand (COD) removal yang dihasilkan adalah 83,18% untuk bioreaktor A, 83,62% untuk bioreaktor B, 85,60% untuk bi- oreaktor C, 86,29% untuk bioreaktor D.
Soluble  Chemical  Oxygen  Demand (sCOD) setiap  bioreaktor  mengalami  penurunan sepanjang  berjalannya  waktu  dimana  nilai Chemical  Oxygen  Demand  (COD)  yang dihasilkan  menurun  dari  180  mg/L  ke  34,5 mg/L untuk bioreaktor A, dari 200 mg/L ke 36,5 mg/L untuk bioreaktor B, dari 300 mg/L ke 54 mg/L untuk bioreaktor C, 620 mg/L ke 55,5  mg/L  untuk  bioreaktor  D  (Gambar  4). Hal  tersebut  disebabkan  oleh  kemampuan mendegradasi bahan organik terlarut limbah hasil cucian piring oleh bakteri aerob dalam
activated sludge sepanjang waktu. Nilai Solu- ble Chemical Oxygen Demand (sCOD) removal yang  dihasilkan  adalah  80,83%  untuk  bio- reaktor  A,  81,75%  untuk  bioreaktor  B, 82,00% untuk bioreaktor C, 91,05% untuk bi- oreaktor D.
Bioreaktor A memiliki nilai COD dan sCOD yang paling rendah, disusul oleh bioreaktor B, C,  dan  terakhir  bireaktor  D.  Hal  ini  sesuai dengan konsentrasi sabun cuci piring yang di-
miliki  oleh  masing-masing  bioreaktor,  di- mana  semakin  rendah  konsentrasi  sabun, maka  semakin  rendah  juga  nilai  COD  dan sCOD-nya.  Bioreaktor  A  memiliki  nilai  COD dan sCOD removal paling rendah karena per- forma bakteri aerob dalam activated sludge - nya  untuk  mengoksidasi  bahan  organik  ter- larut  dalam  limbah  hasil  cuci  piring  secara kimiawi adalah yang terburuk.
Gambar 4. Grafik Dinamika Soluble Chemical Oxygen Demands (sCOD) Bioreaktor A, B. C, D
Gambar 5. Grafik Amonia Awal dan Akhir Bioreaktor A, B. C, D
Indonesian Journal of Energy and Mineral (2022) Vol. 2 No. 1 DOI: https://doi.org/10.53026/IJoEM/2022/2.1/999
Amonia  setiap  bioreaktor  mengalami penurunan  pada  jangka  waktu  0  sampai  48 jam  dimana  nilai  amonia  yang  dihasilkan menurun dari 12,5 mg/L ke 8,1 mg/L untuk bioreaktor A, dari 15,2 mg/L ke 9,2 mg/L un- tuk bioreaktor B, dari 17,8 mg/L ke 15,1 mg/L untuk  bioreaktor  C,  dari  18,4  mg/L  ke  16,5 mg/L untuk bioreaktor D (Gambar 5).
Hal tersebut disebabkan oleh kemampuan mendegradasi  kandungan  amonia  limbah hasil cucian piring oleh bakteri aerob dalam activated sludge pada jangka waktu tersebut. Bioreaktor A memiliki nilai amonia yang pal- ing rendah, disusul oleh bioreaktor B, C, dan terakhir  bireaktor  D.  Hal  ini  sesuai  dengan konsentrasi  sabun  cuci  piring  yang  dimiliki
oleh  masing-masing  bioreaktor,  di  mana  se- makin  rendah  konsentrasi  sabun,  maka  se- makin rendah juga nilai amonia-nya.
Nilai amonia akhir dari bioreaktor A sudah memenuhi baku mutu (10 mg/L), namun un- tuk  bioreaktor  B,  C,  dan  D  masih  sedikit  di atas  baku  mutu.  Nilai amonia  removal yang dihasilkan adalah 35,20% untuk bioreaktor A, 37,50% untuk bioreaktor B, 38,76% untuk bi- oreaktor C, 40,22% untuk bioreaktor D. Bio- reaktor A memiliki nilai amonia removal pal- ing rendah karena performa bakteri aerob da- lam activated sludge -nya untuk mendegradasi kandungan  amonia  dalam  limbah  hasil  cuci piring adalah yang terburuk.
Gambar 6. Grafik MBAS Awal dan Akhir Bioreaktor A, B. C, D
MBAS  setiap  bioreaktor  mengalami penurunan  pada  jangka  waktu  0  sampai  48 jam  dimana  nilai  MBAS  yang  dihasilkan menurun dari 5,5 mg/L ke 0,6 mg/L untuk bi- oreaktor A, dari 8,5 mg/L ke 0,9 mg/L untuk bioreaktor B, dari 15,2 mg/L ke 1,5 mg/L un- tuk bioreaktor C, dari 19,6 mg/L ke 1,9 mg/L untuk bioreaktor D (Gambar 6). Hal tersebut disebabkan  oleh  kemampuan  mendegradasi kandungan surfaktan anionik limbah hasil cu- cian piring oleh bakteri aerob dalam activated sludge pada  jangka  waktu  tersebut.  Bio- reaktor  A  memiliki  nilai  MBAS  yang  paling rendah, disusul oleh bioreaktor B, C, dan ter-
akhir bireaktor D. Hal ini sesuai dengan kon- sentrasi sabun cuci piring yang dimiliki oleh masing-masing bioreaktor, di mana semakin rendah  konsentrasi  sabun,  maka  semakin rendah  juga  nilai  surfaktan  anionik-nya,  se- hingga nilai MBASnya juga semakin rendah.
Nilai MBAS removal yang dihasilkan ada- lah 89,09%  untuk bioreaktor A, 89,41% un- tuk bioreaktor B, 90,13% untuk bioreaktor C, 90,31%  untuk  bioreaktor  D.  Bioreaktor  A memiliki  nilai  MBAS  removal  paling  rendah karena  performa  bakteri  aerob  dalam acti- vated  sludge -nya  untuk  mendegradasi  kan- dungan surfaktan anionik dalam limbah hasil cuci piring adalah yang terburuk.
Gambar 7. Linearisasi Reaktor D untuk Mendapatkan Nilai 𝜇𝑚 dan 𝐾𝑆
Nilai parameter kinetika dari bakteri, yaitu kecepatan spesifik maksimum pertumbuhan bakteri  (µm) adalah  1,3866 jam -1 untuk bio- reaktor  A,  1,3963  jam -1 untuk  bioreaktor  B, 2,3057 jam -1 untuk bioreaktor C, 2,3674 jam -1 untuk  bioreaktor  D  (Gambar  7).  Nilai  kon- stanta saturasi (Ks) adalah 30321,6861 mg/L untuk bioreaktor A, 32990,7847 mg/L untuk bioreaktor  B,  33142,7254  mg/L  untuk  bio- reaktor  C,  99962,1212  mg/L  untuk  bio- reaktor  D.  Bioreaktor  A  memiliki  nilai  ke- cepatan  spesifik  maksimum  pertumbuhan bakteri (µ m ) yang paling rendah, disusul oleh bioreaktor B, C, dan terakhir bireaktor D. Se- makin tinggi konsentrasi sabun, nilai µ m dan K s meningkat.  Kecepatan  pertumbuhan  bak- teri yang meningkat dari bioreaktor A sampai D sejalan dengan meningkatnya nilai removal dari COD, sCOD,  amonia, dan surfaktan, me- nandakan  bahwa  kecepatan  spesifik  maksi- mum pertumbuhan bakteri (µ m ) belum men- capai maksimal pada kondisi bioreaktor D, se- hingga  bakteri  masih  mampu  mendegradasi limbah dengan konsentrasi sabun yang lebih tinggi.
Nilai  DO  optimum  untuk  pengolahan secara aerob adalah 0,3 mg/L [11]. Nilai DO pada  bioreaktor  A  berkisar  antara  6,8-7,7 mg/L; pada bioreaktor B berkisar antara 4,6- 7,2 mg/L; pada bioreaktor C berkisar antara 4,2-6,9 mg/L; dan pada bioreaktor D berkisar
antara  4,9-7,3  mg/L.  Hal  ini  menunjukkan bahwa aerasi pada bioreaktor  tersebut ber- jalan  dengan  baik  dengan  diperolehnya cairan dalam bioreaktor yang kadar oksigen terlarutnya  cukup  tinggi  yang  mana  hal  ini dapat  mengindikasikan  cukupnya  ketersedi- aan  oksigen  sebagai  sumber  energi  bakteri aerob untuk mendegradasi kandungan dalam air  limbah.  Parameter  terakhir  yang  adalah pH atau derajat keasaman. Nilai pH pada bio- reaktor A berkisar antara 8,41-8,75; pada bi- oreaktor B berkisar antara 7,95-8,75; pada bi- oreaktor  C  berkisar  antara  7,88-8,65;  dan pada bioreaktor D berkisar antara 7,82-8,66. Dapat  disimpulkan  bahwa  r ange nilai  pH sampel-sampel  dalam  penelitian  ini  masih tergolong  dalam  rentang  nilai  pH  yang  baik berdasakan baku mutu untuk proses biologis pada  air  limbah  cuci  piring,  dimana  batas baku  mutunya  adalah  6,0-9,0  jika  mengacu pada Peraturan Daerah Daerah Istimewa Yog- yakarta  Nomor  7  Tahun  2016  tentang  Baku Mutu Air Limbah.

## 4. Kesimpulan
Bioreaktor  dengan  konsep  dasar  pen- golahan  limbah  dengan  sistem aerobic  sus- pension culture untuk pengolahan air limbah hasil cuci piring. Semakin rendah konsentrasi
sabun, maka semakin rendah juga nilai COD dan sCOD-nya. Hasil analisis parameter COD, sCOD,  amonia,  dan  MBAS  setiap  jenis  bio- reaktor  mengalami  penurunan  seiring  ber- jalannya  waktu  selama  48  jam.  Hal  tersebut disebabkan  oleh  kemampuan  mendegradasi kandungan  organik,  amonia  dan  surfaktan anionik  oleh  bakteri  aerob  dalam activated sludge pada jangka waktu tersebut. Hasil ana- lisis parameter TS dan TVS mengalami kenai- kan seiring berjalannya waktu selama 48 jam. Hal  tersebut  disebabkan  oleh  tumbuhnya bakteri  aerob dalam activated sludge sepan- jang  waktu.  Nilai  µ m dan  K s juga  meningkat sampai bioreaktor D, menandakan bahwa ke- cepatan  spesifik  maksimum  pertumbuhan bakteri (µ m ) belum mencapai maksimal pada kondisi bioreaktor D, sehingga bakteri masih mampu  mendegradasi  limbah  dengan  kon- sentrasi sabun yang lebih tinggi. Rentang DO menunjukkan  aerasi  sudah  cukup.  Rentang pH  sudah  sesuai  baku  mutu,  mengacu  pada Peraturan  Daerah  Daerah  Istimewa  Yogya- karta  Nomor  7  Tahun  2016  tentang  Baku Mutu Air Limbah.

## References
[1]  S. Ansyari,  “Indeks  Kualitas  Lingkungan Hidup  Indonesia  2020  Disebut  Mening-
kat,” 2021. https://www.viva.co.id/berita/na- sional/1351141-indeks-kualitas-ling- kungan-hidup-indonesia-2020-disebut-
meningkat (accessed Feb. 14, 2022).
[2]  Dinas  Kesehatan  Provinsi  Kalimantan Barat, “Pengaruh Pertumbuhan Penduduk  Terhadap  ‘Krisis  Air’  |  Dinas Kesehatan  Provinsi  Kalimantan  Barat,” 2021. https://dinkes.kal- barprov.go.id/pengaruh-pertumbuhan- penduduk-terhadap-krisis-air/ (ac- cessed Feb. 14, 2022). [3]  W. Brontowiyono, K. Kasam, R. L, and I. A, “Strategi Penurunan Pencemaran Limbah  Domestik  di  Sungai  Code  DIY,” Jurnal Sains & Teknologi Lingkungan , vol.
5,  no.  1,  pp.  36 – 47,  Apr.  2013,  doi:
10.20885/JSTL.VOL5.ISS1.ART5.
[4]  G. Tchobanoglous, F. L. Burton, and H. D. Stensel, Waste  Water  Engineering Treament Disposal Reuse , Fourth edition.
New York: McGraw-Hill, 2003.
[5] “PERATURAN  MENTERI  LINGKUNGAN HIDUP REPUBLIK INDONESIA NOMOR 5 TAHUN  2014  TENTANG  BAKU  MUTU AIR LIMBAH”.
[6] N.  I.  Said,  “TEKNOLOGI  PENGOLAHAN AIR LIMBAH  DENGAN PROSES BIOFILM TERCELUP,” Jurnal  Teknologi  Ling- kungan ,  vol.  1,  no.  2,  2000,  doi: 10.29122/JTL.V1I2.169.
[7]  Y. J. Chan, M. F. Chong, C. L. Law, and D. G. Hassell, “A review on anaerobic– aerobic treatment  of  industrial  and  municipal wastewater,” Chemical Engineering Jour- nal , vol. 155, no. 1 – 2, pp. 1 – 18, Dec. 2009, doi: 10.1016/J.CEJ.2009.06.041.
[8]  C.  Pakou,  K.  Stamatelatou,  M.  Kornaros, and G. Lyberatos, “On the complete aero- bic microbial mineralization of linear al- kylbenzene sulfonate,” Desalination , vol. 215, no. 1 – 3, pp. 198 – 208, Sep. 2007, doi:
10.1016/J.DESAL.2006.11.020.
[9] A.  K.  Mungray  and  P.  Kumar,  “Anionic surfactants  in  treated  sewage  and sludges: Risk assessment to aquatic and terrestrial  environments,” Bioresour Technol ,  vol.  99,  no.  8,  pp.  2919 – 2929, May 2008, doi: 10.1016/J.BIORTECH.2007.06.025. [10] K. Westerling, “Biological Treatment 101 Suspended Growth Vs Attached Growth,” Mar. 05, 2014. https://www.wateronline.com/doc/bio- logical-treatment-suspended-growth-vs- attached-growth-0001 (accessed Jun. 30, 2021).
[11] M. K. Stenstrom and R. A. Poduska, “The effect of dissolved oxygen concentration on nitrification,” Water Res , vol. 14, no. 6, pp.
643 – 649, Jan. 1980, doi: 10.1016/0043-1354(80)90122-0.