## Biodegradasi  Limbah  Cuci  Mobil  Dengan Aeraobic  Suspension  Culture Pada Berbagai Konsentrasi Sabun
Aqiela Mahannada 1* , Aswati Mindaryani 1
1 Teknik Kimia, Universitas Gadjah Mada, Indonesia

## ABSTRAK
Di antara beberapa jenis  limbah, limbah cuci mobil merupakan salah satu limbah yang sangat terkontaminasi dengan pengotor dan kandungan kimia yang cukup tinggi. Untuk memenuhi ba- ku mutu limbah cair, pengolahan limbah cuci mobil ini perlu diperhatikan. Pada penelitian ini, dila-kukan sistem pengolahan limbah hasil cuci mobil dengan sistem aerob menggunakan acti- vated  sludge ,  ditujukan  untuk  menghasilkan  effluen  yang  baik  dan  aman  bagi  lingkungan. Digunakan 4 bioreaktor dengan variasi konsentrasi sabun, yaitu bioreaktor yang berisi limbah cuci mobil mur-ni sebanyak 4L, serta bioreaktor berisi limbah murni dengan tambahan sabun cuci mobil 2 mL, 4 mL, dan 8 mL Bakteri diaklimatisasikan terlebih dahulu sampai massa dari activated sludge adalah 570-670 mg/L. Setelah bakteri tumbuh dan stabil, limbah cair hasil cuci mobil  ditambahkan  untuk  menggantikan  substrat.  Sampel  limbah  diambil  pada  waktu 0;0,5;1;2;4;6;24;dan  48  jam.  Dari  penelitian  ini didapat nilai  COD  removal  hingga  67,79% dan sCOD removal hingga 67,89%. Nilai parameter TS dan TVS mengalami peningkatan akibat per- tumbuhan bakteri. Nilai amonia dan surfaktan removal terbaik didapatkan 18,30% dan 69,57%. Nilai  pH  masih  dalam  rentang    normal  (8,07-8,65),  dan  DO  cukup  tinggi  pada  kisaran  6,8-7,5 mg/L. Selain itu, pada penelitian ini juga didapatkan nilai parameter kinetika bakteri setiap bio- reaktor, yaitu µ m dan K s
Kata  kunci :  Biodegradasi, Chemical  Oxygen  Demand (COD) , Limbah  Hasil  Cuci  Mobil , Sistem Aerob, Surfaktan
aqielamahannada@mail.ugm.ac.id

## 1. Pendahuluan
Saat  ini,  tidak  sulit  menemukan  jasa  cuci mobil di berbagai daerah. Di antara beberapa jenis air limbah, air limbah cuci mobil meru- pakan salah satu limbah yang sangat terkon- taminasi dengan pengotor yang tinggi. Hal ini disebabkan  adanya  pasir,  partikel,  minyak, lemak, dan surfaktan. Usaha ini akan menye- babkan tingginya kontaminasi air tanah dan air  permukaan  bila  dalam  pembuangan  lim- bah tidak diolah terlebih dahulu [1].
Menurut  Peraturan  Menteri  Lingkungan  Hi- dup  Republik  Indonesia  No.  5  Tahun  2014 tentang  Baku  Mutu  Limbah  Cair  bagi Kegiatan  Industri  Sabun,  Deterjen  dan Produk  Minyak  Nabati  kadar  maksimum surfaktan  adalah  3  mg/l  dan  kadar  maksi- mum COD adalah 180 mg/l. Semakin banyak kandungan  organik  di  dalam  air  limbah maka kadar COD semakin tinggi. Angka COD adalah  banyaknya  oksigen  yang  dibutuhkan untuk mengoksidasi senyawa organik dalam air.  Angka  COD  merupakan  ukuran  bagi pencemaran air oleh zat organik yang secara alamiah dapat dioksidasi dan mengakibatkan
berkurangnya  oksigen  terlarut  dalam  air. Parameter-parameter  lim-bah  cair  ini  harus memenuhi  standar  baku  mutu  yang  telah ditetapkan.  Untuk  itu,  sistem  pengolahan limbah usaha cuci mobil perlu diperhatikan.
Secara  umum,  metode  pengolahan  limbah cair  dapat  dikategorikan  menjadi  metode me-kanis, physicochemical , dan  metode  biol- ogis.  Untuk  metode  biologis  sendiri  dapat dilaku-kan  pada  kondisi  aerobik  maupun anaerobik.  Perbedaan  antara  kedua  proses tersebut ter-dapat pada jenis mikroorganisme  yang  terli-bat  dalam penguraian bahan organik dalam air limbah. Sistem aerobik menggunakan bak-teri aerob yang  dapat  berfungsi  optimal  jika  terdapat oksigen  yang  cukup  sebagai  sumber  energi dalam  melakukan  degradasi  limbah.  Secara umum, sistem pengolahan aerob lebih cocok digunakan  untuk  pengolahan  limbah  ringan (konsentrasi  COD  <  1000  mg/L) dan  sistem pengolahan  anaerob  lebih  cocok  di-gunakan untuk pengolahan limbah berat (konsentrasi COD biodegradable >  4000  mg/  L)  [2].  Bak- teri  bertanggung  jawab  untuk  de-komposisi bahan organik dalam reactor [3]. Proses sus- pended growth dalam hal ini adalah activated sludge lebih  popular  dengan  ke-mampuan prosentase  mencapai  95%  -  99,5%  [4].  Se- hingga proses pengolahan pada kondisi aer- obic  suspension  culture digunakan  dalam penelitian  ini.  Proses  penghilangan  material organik  akan  semakin  efektif  apabila  ter- dapat  aerasi  yang  cukup,  maka  digunakan aerator untuk memenuhi kebutuhan ini.
Pada  penelitian  ini  akan  diteliti  pengaruh dari  konsentrasi  sabun  dalam  setiap  bio- reaktor  terhadap  parameter Total  Solids (TS), Total  Volatile  Solids (TVS), Chemical Oxygen De-mand (COD), Soluble Chemical Ox- ygen Demand (sCOD), Amonia, surfaktan ani- onik,  pH, Dissolved  Oxygen (DO),  serta  pa- rameter kinematika bakteri. Akan dievaluasi kinerja  bioreaktor  untuk  mencapai  kualitas air  sesuai  baku  mutu  sebelum  dibuang  ke lingkungan.

## 2. Metode

## A. Alat dan Bahan Penelitian
Peralatan  yang  digunakan  dalam  penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1. Bahan yang digunakan  adalah  limbah  cuci  mobil  yang diper oleh dari “Autobridal 88 Maguwoharjo”, Aquadest, Asam  sulfat  (H 2 SO 4 ),  Kalium dikromat  (K 2 Cr 2 O 7 ), Activated  sludge ,  Kloro- form  (CHCl 3 ),  Urea  ((NH 2 ) 2 CO),  Gula (C 12 H 22 O 11 ),  Kalium  dihidrogen  fosfat (KH 2 PO 4 ),  tepung  ta-pioka,  reagen ammonia low  range Hanna  Ins-trument  (HI  83314), dan  reagen Anionic  Surfactants dari  Hanna Instrument  (HI  96769)  yang  ada  di  Labora- torium Bioresearch  Engineering  and  Bio- material , Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada.
Gambar 1.  Rangkaian Alat Penelitian

## B. Langkah Penelitian
Indonesian Journal of Energy and Mineral (2022) Vol. 2 No. 2 https://doi.org/10.56026/IJoEM/2022/2.2/2015
i. Persiapan
Pada  tahap  persiapan,  dilakukan  proses  pe- ngembangbiakan  bakteri  pada  tangki.  Awal- nya, substrat (limbah restoran dari IPAL res- toran  Sungai  Code)  diumpankan  ke  dalam tangki.  Setelah  beberapa  hari,  sampel  diam- bil secara berkala untuk mengetahui respon bak-teri  terhadap  substrat.  Pengukuran  TS dan  TVS  selanjutnya  dilakukan  untuk melihat  perubahan  berat  bakteri.  Bakteri kemudian  di-kembangbiakkan  secara  ber- tahap.
ii. Aklimatisasi
Sebelum  bioreaktor  digunakan  untuk  meng- olah limbah hasil cuci mobil, dilakukan akli- matisasi  terlebih  dahulu  pada  4  bioreaktor dengan  menumbuhkan activated  sludge se- ba-nyak  2  L  per-reaktor  menggunakan feed air limbah sintetik sebanyak 4L, yang terdiri dari urea 24 mg/L, gula 24 mg/L, KH 2 PO 4 36 mg/L,  dan  tepung  tapioka  sebanyak  360 mg/L.  Ba-han-bahan  tersebut  diaduk  ter- lebih  dahulu  dalam aquadest sampai  homo- gen.  Setelah  ter-campur  rata, feed sintetik tersebut  dimasukan  ke  dalam  bioreaktor yang  telah  berisi ac-tivated  sludge .  Proses feeding bioreaktor  de-ngan  limbah  sintetik ini  dilakukan  sampai  berat  dari activated sludge adalah 570-670 mg/L. Kemudian bio- reaktor  diaerasi  menggu-nakan  aerator  un- tuk  memberikan  suplai  ok-sigen  pada  bak- teri  aerob  yang  dilakukan  se-cara  kontinyu hingga  proses penelitian berakhir.
iii. Pengambilan Sampel
Digunakan 4  bioreaktor dengan variasi kon- sentrasi sabun, yaitu bioreaktor A yang beri- si limbah cuci mobil murni, serta bioreaktor B,  C,  D  yang  berisi  limbah  murni  dengan tambahan sabun cuci mobil 2 mL, 4 mL, dan 8  mL  sampel  dari  4  bioreaktor batch yang berope-rasi  secara  paralel  diambil  pada 0;0,5;1;2;4;6;  24;48  jam  sebanyak  100  ml yang  kemudian  disimpan  dalam  kulkas  un- tuk nantinya dapat dianalisis lebih lanjut.
iv. Analisis Parameter Limbah
Analisis parameter  limbah dilakukan  di  La-- boratorium Bioresearch  Engineering  and  Bi-
omaterial, Departemen  Teknik  Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada.
• Analisis  COD  dilakukan  dengan  mengisi vial yang sudah dicuci dengan asam sul- fat  20%  dengan  sampel  dan  blangko, kemu-dian  ditambahkan  reagen  Kalium dikro-mat  (K 2 Cr 2 O 7 )  sebanyak  1,5  mL dan reagen asam sulfat (H 2 SO 4 sebanyak 3,5  mL  Vial  dipanaskan  dalam  COD Test Tube  Heater pada  suhu  150 o C  selama  2 jam.  Se-telah  itu  vial  dapat  didinginkan dan  COD  diukur  dengan  spektrofotome- ter.
• Analis  sCOD  dilakukan  dengan  tahap yang  sama  dengan  analisis  COD,  namun sebe-lum  sampel  dimasukkan  ke  dalam vial, perlu dilakukan sentrifugasi terlebih da-hulu selama 10 menit.
• Pengukuran  nilai Total  Solids dilakukan dengan  menguapkan  kandungan  sampel dalam krus pada suhu 105 ℃ dalam oven selama  2  jam.  Lalu  dilakukan  perhi- tungan  massa  padatan  dari  data  massa krus  ke-ring  awal  dan  massa  akhir  krus berisi sampel setelah dioven.
• Pengukuran nilai Total Volatile Solid dila- kukan  dengan  menguapkan  kandungan sampel  dalam  krus pada  suhu  105 ℃ se- lama  2  jam. Krus  yang  sudah  konstan ma-ssanya dimasukkan ke dalam furnace pa-da  suhu  600 o C  selama  ±2-3  jam. Setelah  itu, furnace perlu  diturunkan hingga  di  bawah  100 o C  dan  krus  dapat dikeluarkan untuk ditimbang.
• Analisis Amonia  Low  Range (0,00  -  3,00 mg/L)  dilakukan  dengan  menggunakan alat  Hanna  Instruments  (HI  83314)  de- ngan reagen HI93700A-0 dan HI93700B- 0.
• Analisis  Surfaktan  Anionik  (0.00  -  3.50 mg/L)  dilakukan  dengan  menggunakan alat  Hanna  Instruments  (HI  96769),  de- ngan  reagen  HI95769A-0,  HI95769B-0, serta chloroform .
• Pengukuran Dissolved  Oxygen (DO)  dila- kukan  dengan  mencelupkan  DO  meter merk  Lutron  DO-5512SD  ke  dalam  sam- pel yang ingin diuji nilai DO-nya.
• Pengukuran  pH  dilakukan  dengan  men- celupkan pH meter pada Multi-Parameter Water Quality Monitor PHT-027 ke dalam sampel yang ingin diuji nilai pH-nya.

## C. Analisis Data

## i. Perhitungan Chemical Oxygen Demand (COD) Removal
𝐶𝑂𝐷 𝑅𝑒𝑚𝑜𝑣𝑎𝑙 = 𝐶𝑂𝐷 𝐴𝑤𝑎𝑙( 𝑚𝑔 𝐿 ) − 𝐶𝑂𝐷 𝐴𝑘ℎ𝑖𝑟( 𝑚𝑔 𝐿 ) 𝐶𝑂𝐷 𝐴𝑤𝑎𝑙 ( 𝑚𝑔 𝐿 ) × 100% (1)
ii. Perhitungan Soluble Chemical Oxygen Demand (sCOD) Removal
𝑠𝐶𝑂𝐷 𝑅𝑒𝑚𝑜𝑣𝑎𝑙 = 𝑠𝐶𝑂𝐷 𝐴𝑤𝑎𝑙( 𝑚𝑔 𝐿 ) − 𝑠𝐶𝑂𝐷 𝐴𝑘ℎ𝑖𝑟( 𝑚𝑔 𝐿 ) 𝑠𝐶𝑂𝐷 𝐴𝑤𝑎𝑙 ( 𝑚𝑔 𝐿 ) × 100% (2)
iii. Perhitungan Total Solids (TS) Sampel
𝑇𝑆  ( 𝑚𝑔
𝐿 ) = (𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝐴𝑘ℎ𝑖𝑟 𝐾𝑟𝑢𝑠 𝐵𝑒𝑟𝑖𝑠𝑖 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 − 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝐾𝑟𝑢𝑠 𝐾𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔)𝑥1000(𝑚𝑔) 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 (𝐿) (3)
Pada percobaan ke-2 untuk mendapatkan ni- lai TS digunakan pengukuran Electrical Con- ductivity (EC). Nilai EC adalah nilai dari hasil pengukuran  konsentrasi  larutan  yang  me- nunjukkan  jumlah  konsentrasi  ion  didalam air. Besarnya nilai EC dapat dikonversi men- jadi  nilai Total  Dissolved  Solid (TDS) dengan tabel  konversi  ( https://hydro-gardens.com/ ec-to-tds-conversion/ )  dimana  terdapat  3 model  yaitu  Hanna  (500  ppm),  Eutech  (640 ppm), dan Truncheon (700 ppm). Data ini a- kan digunakan untuk pendekatan model dari TS  hasil  pengukuran  melalui  penimbangan massa  krus,  sehingga  dapat  dipilih  model ma-na yang paling mendekati dengan perco- baan TS pertama. Data konversi tersebut da-
pat  diplotkan  dengan  x  =  mS,  dan  y=TDS (ppm),  untuk  memperoleh  persamaan  line- arisasi-nya,  sehingga  bisa  didapatkan  nilai TDS  untuk  nilai  konduktivitas  di  bawah  0,5 mS/  cm.  Data  TDS  yang  sudah  diperoleh dapat  dikonversi  menjadi  nilai  TSS  ( Total Suspended Solid ) dengan persamaan (8), dan dapat diperoleh nilai TS dari persamaan (4). TS = TDS + TSS (4) TS(%) = TDS(%) + TSS(%) (5) TSS(%) = TS(%) – TDS(%) =(100%-37%)TS (6) TSS(%) = 67%TS (7) TSS = (67/37)*TDS = 1,81 TDS (8)
iv. Perhitungan Total Volatile Solids (TVS) Sampel
𝑇𝑉𝑆  ( 𝑚𝑔
𝐿 ) = (𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝐾𝑟𝑢𝑠 𝑆𝑒𝑏𝑒𝑙𝑢𝑚 𝐼𝑔𝑛𝑖𝑡𝑖𝑜𝑛 − 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝐾𝑟𝑢𝑠 𝑆𝑒𝑡𝑒𝑙𝑎ℎ 𝐼𝑔𝑛𝑖𝑡𝑖𝑜𝑛) × 1000(𝑚𝑔) 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 (𝐿) (9)

## v. Perhitungan Ammonia Removal
𝐴𝑚𝑚𝑜𝑛𝑖𝑎 𝑅𝑒𝑚𝑜𝑣𝑎𝑙 = 𝐴𝑚𝑜𝑛𝑖𝑎 𝐴𝑤𝑎𝑙( 𝑚𝑔
𝐿 ) − 𝐴𝑚𝑜𝑛𝑖𝑎 𝐴𝑘ℎ𝑖𝑟 ( 𝑚𝑔 𝐿 ) 𝐴𝑚𝑜𝑛𝑖𝑎 𝐴𝑤𝑎𝑙 ( 𝑚𝑔 𝐿 ) × 100% (10)
vi. Perhitungan Surfactant Removal
Indonesian Journal of Energy and Mineral (2022) Vol. 2 No. 2 https://doi.org/10.56026/IJoEM/2022/2.2/2015
𝑆𝑢𝑟𝑓𝑎𝑐𝑡𝑎𝑛𝑡 𝑅𝑒𝑚𝑜𝑣𝑎𝑙 = 𝑆𝑢𝑟𝑓𝑎𝑘𝑡𝑎𝑛 𝐴𝑤𝑎𝑙( 𝑚𝑔 𝐿 ) − 𝑆𝑢𝑟𝑓𝑎𝑘𝑡𝑎𝑛 𝐴𝑘ℎ𝑖𝑟 ( 𝑚𝑔 𝐿 ) 𝑆𝑢𝑟𝑓𝑎𝑘𝑡𝑎𝑛 𝐴𝑤𝑎𝑙 ( 𝑚𝑔 𝐿 ) × 100% (11)
vii.  Perhitungan  Parameter  Kinetika Bakteri 𝜇𝑚 dan 𝐾𝑆
Persamaan  kinetika  pertumbuhan  Monod digunakan dalam penelitian ini, yaitu sebagai berikut.
𝜇 𝑛𝑒𝑡= 1 𝑋 𝑑𝑋 𝑑𝑡 = 𝜇 𝑚 𝑆 𝐾 𝑠 +𝑆 (12)
𝑑𝑋 𝑑𝑡 = 𝜇 𝑚 𝑆 𝐾 𝑠 +𝑆 𝑋 (13)
𝑋 𝑑𝑋/𝑑𝑡 = 𝐾 𝑠 +𝑆 𝜇 𝑚 𝑆 (14)
𝑋 𝑑𝑋/𝑑𝑡 = 𝐾 𝑠 𝜇 𝑚 . 1 𝑆 + 1 𝜇 𝑚 (15)
Dengan :
Nilai  X  yang  digunakan  merupakan  nilai  X rerata yang diperoleh dengan :
𝑋 𝑟𝑒𝑟𝑎𝑡𝑎 = 𝑋 𝑛+1 +𝑋 𝑛 2 (16)
Di  mana  X n dan  X n+1 merupakan  data Total So-lids rata-rata.  Sedangkan  untuk  mem- peroleh  1/S,  dapat  dicari  nilai  S  rerata  ter- lebih dahulu, yang diperoleh dengan cara :
𝑆 𝑟𝑒𝑟𝑎𝑡𝑎 = 𝑆 𝑛+1 +𝑆 𝑛 2 (17)
Di mana S n dan S n+1 merupakan data COD ra- ta-rata.
Nilai dx/dt diperoleh dengan cara : 𝑑𝑋 𝑑𝑡 = 𝑋 𝑛+1 −𝑋 𝑛 𝑡 𝑛+1 −𝑡 𝑛 (18)
Persamaan  (15)  dilinearisasikan  menjadi bentuk y=ax+b, dengan : y = 𝑋 𝑑𝑋/𝑑𝑡 (19)
a = 𝐾 𝑠 𝜇 𝑚 (20)
x = 1 𝑆 (21)
b = 1 𝜇 𝑚 (22)
Nilai y dan x diplotkan, sehingga didapatkan nilai a dan b, dan didapatkan nilai 𝜇 𝑚 dan 𝐾 𝑠 dengan cara sebagai berikut.
𝜇 𝑚 = 1 𝑏 (23)
𝐾 𝑠 = a. 𝜇 𝑚 (24)

## 3. Pembahasan
Hasil  pengukuran  COD  dan  sCOD  dapat dilihat  pada  Gambar  1  dan  Gambar  2.  Nilai COD dan sCOD setiap bioreaktor mengalami penuru-nan  sepanjang  berjalannya  waktu dimana  ni-lai  COD  mengalami  penurunan dari 250 mg/L ke 88 mg/L untuk bioreaktor A, 269 mg/L ke 90 mg/L untuk bioreaktor B, 286  mg/L  ke  94  mg/L  untuk  bioreaktor  C, dan dari  326  mg/L  ke 105  mg/L  untuk  bio- reaktor D (Gambar 1). Sedangkan nilai sCOD yang dihasilkan  mengalami penurunan dari 29 mg/L ke 11 mg/L untuk bioreaktor A, 51 mg/L  ke  19  mg/L  untuk  bioreaktor  B,  82 mg/L  ke  27  mg/L  untuk  bioreaktor  C,  dan dari 109 mg/L ke 35 mg/L untuk bioreaktor D  (Gambar  2).  Kadar  COD  dalam  air  limbah akan  berkurang  seiring  de-ngan  berku- rangnya  konsentrasi  bahan  orga-nik  dalam air  limbah  [5].  Penurunan  ini  di-sebabkan oleh  kemampuannya  mendegra-dasi  bahan organik  dari  limbah  oleh  bakteri  aerob sepanjang waktu. Hasil COD dan sCOD sudah memenuhi  baku  mutu  dari  Perda  DIY  No.7 Tahun  2016,  yaitu  kurang  dari  125  mg/L. Nilai  sCOD  lebih  kecil  dibandingkan  nilai COD  karena  adanya  padatan  yang  terambil saat  proses  sentrifugasi.  Bioreaktor  A  me- miliki  nilai  COD  dan  sCOD  yang  paling  ren- dah,  disusul  oleh  bioreaktor  B,  C,  dan  D, menunjukkan  bahwa  semakin  rendah  kon- sentrasi sabun, maka semakin rendah kebu- tuhan  oksigen  yang  dikonsumsi  mikroogan- isme  untuk  mengoksidasi  bahan  organik secara  kimiawi.  Nilai  COD removal yang dihasilkan  adalah  64,80%  untuk  bioreaktor A, 66,54% untuk bioreaktor B, 67,13% untuk bioreaktor  C,  dan  67,79%  untuk  bioreaktor D.  Sedangkan  nilai  sCOD removal yang dihasilkan  adalah  62,07%  untuk  bioreaktor A, 62,75% untuk bioreaktor B, 67,07% untuk bioreaktor  C,  dan  67,89%  untuk  bioreaktor D.  Bioreaktor  A  memiliki  ni-lai  COD  dan sCOD removal paling  rendah,  disusul  oleh bioreaktor B, C, dan D. Hal tersebut disebab-
kan  karena  performa  bakteri  aerob  bio- reaktor A untuk mengoksidasi bahan organik
dalam limbah hasil cuci mobil secara kimiawi adalah yang terburuk.
Gambar 1. Grafik Dinamika Chemical Oxygen Demand (COD) Bioreaktor A, B. C, D
Gambar 2. Grafik Dinamika Soluble Chemical Oxygen Demands (sCOD) Bioreaktor A, B. C, D
Hasil  pengukuran  TS  dan  TVS  terlihat  pada Gambar  3  dan  Gambar  4.  Dari  Gambar  3, dapat  dilihat  bahwa  hasil Total  Solids (TS) setiap  bioreaktor  mengalami  kenaikan sepanjang  berjalannya  waktu  dimana  nilai Total  Solids (TS)  yang  dihasilkan  berkisar antara  597-980  mg/L  untuk  bioreaktor  A, 673-1071  mg/L  untuk  bioreaktor  B,  567- 1030  mg/L  untuk  bioreaktor  C,  635-1288 mg/L  untuk  bioreaktor  D.  Dari  Gambar  4, hasil  pengukuran Total  Volatile  Solids (TVS) setiap  bioreaktor  mengalami  kenaikan  pada jangka waktu tersebut dimana nilai TVS yang dihasilkan  ber-kisar  antara  560-960  mg/L
untuk bioreaktor A, 640 – 1000 mg/L untuk bioreaktor  B,  530 – 980  mg/L  untuk  bio- reaktor C, 600 – 1220 mg/L untuk bioreaktor D.  Hal  tersebut disebabkan  oleh  tumbuhnya bakteri aerob  dalam activated  sludge sepan- jang waktu. Limbah yang dimasukkan ke da- lam bioreaktor berfungsi sebagai umpan un- tuk  bakteri  tersebut. Total  Volatile  Solids (TVS) bernilai lebih rendah dari Total Solid s (TS)  karena Total  Solids (TS)  merupakan jumlah antara massa bakteri (TVS) dan Total Fixed  Solids (TFS)  yang  berupa ash pada krus.
0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 50 60 sC O D , m g/ L waktu, jam sCOD setiap Konsentrasi Sabun pada Berbagai Waktu A B
C D
Indonesian Journal of Energy and Mineral (2022) Vol. 2 No. 2 https://doi.org/10.56026/IJoEM/2022/2.2/2015
Gambar 3. Grafik Dinamika Total Solids (TS) Bioreaktor A, B, C, dan D
Gambar 4. Grafik Dinamika Total Volatile Solids (TVS) Bioreaktor A, B, C, dan D
Dari  Gambar  5,  nilai  amonia  setiap  bio- reaktor mengalami penurunan oleh degradasi  bakteri  aerob  pada  jangka  waktu tersebut,  dimana  nilai  amonia  yang dihasilkan  mengalami  penurunan  dari  9,20 mg/L  ke  8,30  mg/L  untuk  bioreaktor  A, 13,00 mg/L ke 11,00 mg/L untuk bioreaktor B,  13,30  mg/L  ke  11,10  mg/L  untuk  bio- reaktor  C,  dan  dari  15,30  mg/L  ke  12,50 mg/L  untuk  bioreaktor  D.  Bioreaktor  A memiliki  nilai  amonia  yang  paling  rendah, disusul oleh bioreaktor B, C, dan terakhir bi- oreaktor D. Hal ini sesuai dengan konsentrasi sabun cuci mobil masing-masing bioreaktor, di mana semakin rendah konsentrasi sabun, maka semakin rendah juga nilai amo-nianya. Nilai  amonia  akhir  dari  bioreaktor  A  sudah memenuhi  baku  mutu  (10  mg/L),  namun
untuk bioreaktor B, C, dan D masih sedikit di atas  baku  mutu.  Nilai  amonia removal yang dihasilkan adalah 9,78% untuk bioreaktor A, 15,38%  untuk  bioreaktor  B,  16,54%  untuk bioreaktor  C,  dan  18,30%  untuk  bioreaktor D.  Bioreaktor  A  memiliki  nilai  amonia re- moval paling rendah, disusul oleh bioreaktor B,  C,  dan  terakhir  bireaktor  D.  Hal  tersebut disebabkan  karena  performa  bakteri  aerob bioreaktor  A  untuk  mendegradasi  kan- dungan  amonia  dalam  limbah  adalah  yang terburuk.
Dari  Gambar  6,  nilai  surfaktan  setiap  bio- reaktor  mengalami  penurunan  pada  jangka waktu  tersebut.  Nilai  surfaktan  mengalami penurunan dari 0,70 mg/L ke 0,30 mg/L un- tuk  bioreaktor  A,  1,10  mg/L  ke  0,40  mg/L
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 0 10 20 30 40 50 60 TV S (m g/ L) t (jam) Total Volatile Solids pada t=0 dan t=48 jam A B
C
D
untuk bioreaktor B, 1,50 mg/L ke 0,50 mg/L untuk  bioreaktor  C,  dan  dari  2,30  mg/L  ke 0,70  mg/L  untuk  bioreaktor  D.  Hal tersebut disebabkan  oleh  kemampuan  mendegradasi kandungan  surfaktan  anionik  limbah  hasil cuci  mobil  oleh  bakteri  pada  jangka  waktu tersebut.  Bioreaktor  A  tidak  memiliki  kon- sentrasi sabun di dalamnya, disusul oleh bio- reaktor B, C, dan terakhir bioreaktor D yang memiliki  konsentrasi  sabun  paling  tinggi  di dalamnya.  Berdasarkan  Gambar  6,  dapat dilihat  bahwa  semakin  rendah  konsentrasi sabun,  maka  semakin  rendah  juga  nilai
surfaktannya,  Nilai surfactant  removal yang dihasilkan  adalah  57,14%  untuk  bioreaktor A, 63,64% untuk bioreaktor B, 66,67% untuk bioreaktor  C,  69,57%  untuk  bioreaktor  D. Bioreaktor  A  memiliki  nilai surfactant re- moval paling rendah, disusul oleh bioreaktor B,  C,  dan  terakhir  bireaktor  D.  Hal  tersebut di-sebabkan  karena  performa  bakteri  biore- aktor A untuk mendegradasi kandungan sur- faktan anionik dalam limbah hasil cuci mobil adalah yang terburuk.
Gambar 5. Grafik Amonia Awal dan Akhir Bioreaktor A, B. C, D
Gambar 6. Grafik Surfaktan Awal dan Akhir Bioreaktor A, B. C, D
Parameter selanjutnya yang dianalisis adalah parameter  kinetika  bakteri,  kecepatan  spe- sifik  maksimum  pertumbuhan  bakteri  (µ m ) dan  konstanta  saturasi  (K s )  yang  diujikan pada  setiap  sampel  pada  t=0  dan  t=48  jam. Hasil  linearisasi  Xreaktor/(dX/dt)  vs  1/S masing-masing  bioreaktor  disajikan  dalam Gambar 8.
Persamaan  garis  yang  diperoleh  adalah  y  = 10448x  +  5,0513  untuk  bioreaktor  A,  y  = 11796x  +  4,3504  untuk  bioreaktor  B,  y= 9683,7x  +  3,5109  untuk  bioreaktor  C,  y  =
9404,5x  +  3,3254  untuk  bioreaktor  D.  Se- hingga diperoleh nilai parameter kinetika da ri  bakteri,  yaitu  kecepatan  spesifik  maksi- mum  pertumbuhan  bakteri  (µ m )  adalah 0,1980 jam -1 untuk bioreaktor A, 0,2299 jam - 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 0 20 40 60 sur fak ta n, m g/ L t, jam Surfaktan Awal dan Akhir setiap Bioreaktor A B C
D
Indonesian Journal of Energy and Mineral (2022) Vol. 2 No. 2 https://doi.org/10.56026/IJoEM/2022/2.2/2015
1 untuk bioreaktor B, 0,2848 jam -1 untuk bio- reaktor  C,  0,3007  jam -1 untuk  bioreaktor  D. Nilai konstanta saturasi (K s ) adalah 2068,37 mg/L untuk bioreaktor A, 2711,72 mg/L un- tuk  bioreaktor  B,  2758,18  mg/L  untuk  bio- reaktor  C,  dan  2828,08  mg/L  untuk  biore- aktor D. Berdasarkan Gambar 8, bioreaktor A memiliki nilai  kecepatan spesifik maksimum pertumbuhan  bakteri  (µ m )  yang  paling  ren- dah,  disusul  oleh  bioreaktor  B,  C,  dan  tera- khir bireaktor D. Semakin tinggi konsentrasi sa-bun, nilai µ m dan K s meningkat. Kecepatan pertumbuhan  bakteri  yang  meningkat  dari bioreaktor  A  sampai  D  sejalan  dengan
meningkatnya nilai removal dari COD, sCOD, amonia, dan surfaktan. Dari hal ini pula me- nandakan  bahwa  kecepatan  spesifik  maksi- mum pertumbuhan bakteri (µ m ) belum men- capai  mak-simal  pada  kondisi  bioreaktor  D, sehingga bakteri masih mampu mendegradasi  limbah  dengan  konsentrasi sabun  yang  lebih  tinggi.  Kecepatan  spesifik maksimum  pertumbuhan  bakteri  (µ m )  yang berbeda-beda  disebabkan  oleh  kemampuan bakteri  beradaptasi  dengan  kondisi  sub- stratnya.
Gambar 8.  Linearisasi Reaktor A,B,C,dan D untuk Mendapatkan Nilai 𝜇 𝑚 dan 𝐾 s
Oksigen  terlarut  adalah  gas  oksigen  yang terdapat  di  perairan  dalam  bentuk  molekul oksigen  bukan  dalam  bentuk  molekul  hi- drogenoksida,  biasanya  dinyatakan  dalam mg/L  (ppm)  [6].  Nilai  DO  optimum  untuk peng-olahan  secara  aerob  adalah  0,3  mg/L [7].  Pada  penelitian  ini  didapatkan  Nilai  DO pada  bioreaktor  A  berkisar  antara  6,8-7,4 mg/L; pada bioreaktor B berkisar antara 7,1- 7,5 mg/L; pada bioreaktor C berkisar antara 6,8-7,5  mg/L;  dan  pada  bioreaktor  D berkisar antara 6,8-7,5 mg/L. Hal ini menun- jukkan  bah-wa  aerasi  pada  bioreaktor    ter- sebut  berjalan  dengan  baik  dan  mengindi-
kasikan  cukupnya  ketersediaan  oksigen  se- bagai  sumber  energi  bakteri  aerob  untuk mendegradasi kandu-ngan dalam air limbah. Perbedaan nilai DO dapat disebabkan karena perbedaan  aktivitas  dekomposisi  yang  dil- akukan oleh mikroorganisme [8].
Parameter terakhir yang diujikan pada setiap sampel  sepanjang  siklus  adalah  pH atau  de- rajat  keasaman.  Nilai  pH  pada  bioreaktor  A berkisar antara 8,07-8,48; pada bioreaktor B berkisar antara 8,28-8,57; pada bioreaktor C berkisar  antara  8,33-8,60;  dan  pada  bio- reaktor D berkisar antara 8,33-8,65. Sehing-
ga  dapat  disimpulkan  bahwa  range  nilai  pH pada  sampel-sampel  dalam  penelitian  ini masih tergolong dalam rentang nilai pH yang baik  berdasakan  baku  mutu  untuk  proses biologis  pada  air  limbah  cuci  mobil,  dimana batas  ba-ku  mutunya  adalah  6,0-9,0  jika mengacu  pada  Peraturan  Daerah  Daerah  Is- timewa  Yogyakarta  Nomor  7  Tahun  2016 tentang Baku Mutu Air Limbah.

## 4. Simpulan
Bioreaktor  pengolahan  limbah  dengan  sis- tem aerobic  suspension  culture dapat digunakan untuk pengolahan air limbah hasil cuci  mobil.  Semakin  rendah  konsentrasi sabun, maka semakin rendah juga nilai COD dan sCOD-nya. Hasil analisis parameter COD, sCOD, amonia, dan surfaktan setiap jenis bio- reaktor  mengalami  penurunan  seiring  ber- jalannya  waktu  selama  48  jam.  Nilai  COD, sCOD,  dan surfaktan akhir  sudah  memenuhi baku  mutu  lingkungan,  sedangkan  nilai amonia  akhir  masih  berada  sedikit  di  atas baku mutu lingkungan. Hasil analisis param- eter TS dan TVS mengalami kenaikan seiring berjalannya waktu selama 48 jam. Hal terse- but disebabkan oleh tumbuhnya bakteri aer- ob  dalam activated  sludge sepanjang  waktu. Bioreaktor  A  memiliki  nilai  µm  yang  paling rendah, disusul oleh bioreaktor B, C, dan ter- akhir  bireaktor  D.  Hal  itu  menandakan  bah- wa µ m belum mencapai maksimal pada kon- disi  bioreaktor  D.  Bakteri  masih  mampu mendegradasi  limbah  dengan  konsentrasi sabun yang lebih tinggi. Rentang DO menun- jukkan  aerasi  sudah  cukup  dan  rentang  pH sudah sesuai baku mutu lingkungan.

## Daftar Pustaka
[1]  A.  Y.  Putri,  "Penegakan  Hukum  Pengen- dalian  Limbah  Usaha  Cuci  Kendaraan oleh  Pemerintah  Kabupaten  Bantul  Ber- dasarkan  Peraturan  Bupati  Nomor  15 Tahun  2015  Tentang  Izin  Pembuangan Air  Limbah," Fakultas  Hukum  UII,  Yogya-
karta, 2020.
[2] C. Y. Jing, 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 155, pp. 1-18, 2009.
[3]  M.  M.  Ghangrekar  and  M.  Behera, “ Sus- pended  Growth  Treatment  Processes, Comprehensive  Water  Quality  and  Purifi- cation ” , Elsevier Ltd, 2014.
[4] A. K. Mungray and P. Kumar, " Anionic Sur- factants  in  Treated  Sewage  and  Sludge  : Risk Assessment to Aquatic and Terrestrial Environments ," Bioresource  Technology, vol. 99, no. 8, pp. 2919-2929, 2008.
[5] K. A. Yulianto and T. Sukma, "Penurunan COD  ( Chemical  Oxygen  Demand )  dalam Limbah Cair Laboratorium Menggunakan Filter Karbon Aktif Arang Tempurung Ke- lapa," Logika, vol. 2, no. 2, 2005.
[6]  Darsono  and  Valentius, “ Pengantar  Ilmu Lingkungan ” , Yogyakarta, 1992
[7] M. Stenstorm and R. Poduska, " The Effect of  Dissolved  Oxygen  Concentration  on  Ni- trification ," 1979.
[8] M. R. Cordova and A. Sumantri, "Dampak Limbah Domestik Perumahan Skala Kecil terhadap  Kualitas  Air  Ekosistem  Pen- erimanya  dan  Dampaknya  terhadap Kesehatan  Masyarakat," JPSL, vol.  1,  pp. 127-134, 2011.

## Daftar Simbol
𝜇 𝑛𝑒𝑡 : specific growth rate (1/jam) 𝜇 𝑚 : specific maximum growth rate (1/jam)
𝑋 :  konsentrasi sel, mg/L
𝑆 : konsentrasi substrat, dalam hal ini   dinyatakan dalam COD, mg/L 𝑡 : waktu
𝐾 𝑠 : konstanta saturasi, mg/L