## PENYISIHAN NITROGEN TOTAL DALAM LIMBAH CAIR HOTEL DENGAN SISTEM MOVING BED BIOFILM REACTOR
MENGGUNAKAN Chlorella sp.
Mustika Chairani, Shinta Elystia*, Sri Rezeki Muria
Program Studi Teknik Lingkungan Universitas Riau Pekanbaru, Indonesia
e-mail: *shintaelystia@yahoo.com, Chairanimustika@gmail.com, sri_muria@gmail.com

## Abstrak
Limbah  cair  hotel  dapat  dimanfaatkan  oleh  mikroalga Chlorella sp.  sebagai  sumber nutrisi bagi pertumbuhannya sehingga dapat menurunkan kadar nitrogen total. Salah satu  proses  pengolahan  limbah  yang  dapat  meningkatkan  pertumbuhan  mikroalga yaitu Moving  Bed  Biofilm  Reactor. Pada  prinsipnya, Moving  Bed  Biofilm  Reactor merupakan  pertumbuhan  suspensi  yang  ditingkatkan  dengan  menambahkan biocarrier di  dalam  reaktor  sebagai  tempat  perkembangbiakan  mikroorganisme, sehingga  terjadi  dua  proses  pengolahan  yakni  pertumbuhan  suspensi  dan pertumbuhan  melekat.  Penelitian  ini  mempelajari  pengaruh  volume  pengisian biocarrier Kaldnes 1 (K1) terhadap penurunan kadar  nitrogen total dalam limbah cair hotel.  Penelitian  ini  dilakukan  secara batch dengan  perlakuan  volume  pengisian Kaldnes  1  (K1)  terhadap  penurunan  kadar  nitrogen  total  dalam  limbah  cair  hotel dengan 4 level yang berbeda, yaitu 0% (tanpa penambahan Kaldnes 1 (K1)), volume pengisian  Kaldnes  1  (K1)  sebanyak  10%,  20%,  30%  (volume  limbah).  Proses pengolahan  dilakukan  selama  5  hari  dengan  penyinaran  cahaya  matahari  dalam MBBR.  Perlakuan  dengan  volume  pengisian  Kaldnes  1  (K1)  20%  mampu menyisihkan  nitrogen  total  dengan  efisiensi  penyisihan  sebesar  91,96%  pada  waktu kontak terbaik yaitu hari ke-5.
Kata kunci: Chlorella sp., MBBR, Limbah Cair Hotel, Nitrogen Total

## Abstract
Hotel wastewater can be utilized by microalgae Chlorella sp. as a source of nutrition for  its  growth  so  its  reduce  total  nitrogen  levels.  One  of  the  wastewater  treatment processes  that  can  increase  the  growth  of  microalgae  is  the  Moving  Bed  Biofilm Reactor.  In  principle,  Moving  Bed  Biofilm  Reactor  is  suspended  growth  that  is increased  by  adding  biocarriers  in  the  reactor  as  a  place  for  the  propagation  of microorganisms,  so  there  are  two  treatment  process  happened  inside,  suspended growth  and  attached  growth.  The  purposes  of  this  research  is  to  know  the  effect  of biocarrier  Kaldnes  1  (K1))  filling  volume  to  decreasing  organic  content  in  hotel wastewater. This study conducted in batches by varying of Kaldnes 1 (K1)), Kaldnes 1  (K1)  filling  volume  as  many  as  10%,  20%,  and  30%  (wastewater  volume).  The processing is carried out for 5 days with solar irradiation in the MBBR. The treatment with 20% Kaldnes 1 (K1) filling volume was able to reduce total nitrogen with 91,96% removal efficiency at the best removing contact time, happened in days-5.
Keywords : Chlorella sp., MBBR, Hotel Wastewater, Total Nitrogen

## PENDAHULUAN
Pembangunan hotel di Kota
Pekanbaru  meningkat  13,75%  rata-rata pertahunnya seiring dengan jumlah limbah cair  yang  dihasilkan  (Pemerintah  Kota Pekanbaru,  2017).  Hotel-hotel  tertentu membuang  air  limbah  secara  langsung tanpa  pengolahan  terlebih  dahulu  yang dapat menyebabkan tingginya kadar pencemar  dalam  badan  air.  Konsentrasi bahan pencemar yang tinggi akan menyebabkan  masalah  bagi  badan  air, yaitu dapat menurunkan kandungan
Dissolved Oxygen (DO), memicu terjadinya  eutrofikasi  dan  meningkatkan kadar  toksisitas  badan  air,  sehingga diperlukan  pengolahan  limbah  yang  tepat dalam  menyisihkan  bahan  pencemar (Anisa dan Herumurti, 2017).
Salah  satu  cara  untuk  mereduksi bahan  pencemar  dalam  limbah  cair  hotel adalah dengan memanfaatkan pengolahan  biologis  (Rekabi,  2015  dalam Imania dan Herumurti, 2018). Pengolahan biologis  yang  dapat  digunakan  adalah pengolahan  biologis  berbasis  biofilm. Jenis pengolahan biologis berbasis biofilm yang  biasanya  digunakan  adalah trickling filter,  rotating  biological  contactors (RBC), dan granular  media  biofilters. Tetapi,  ada beberapa kelemahan dalam menggunakan  proses  pengolahan  limbah berbasis  biofilm  tersebut  antara  lain volume  kerja  tidak  efektif  dengan trickling filter, kerusakan  mekanis  sering  dialami RBC, dan granular media biofilters membutuhkan backwash sehingga pengoperasiannya  sering  berhenti.  Untuk mengatasi  kelemahan  tersebut,  maka dilakukan  proses  pengolahan  limbah menggunakan Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) (Pinjankar, 2017).
MBBR  adalah  pengolahan  biologis kombinasi  yang  menggunakan  konsep pertumbuhan  tersuspensi  seperti  pada lumpur  aktif  konvensional  dan  melekat seperti  pada  biofilter  (Ningtias  dkk,  2015). Prinsip kerja MBBR didasari pada penggunaan media sebagai tempat perkembangbiakan  mikroorganisme  (Said dan  Santoso,  2015).  Media  dijaga  agar terus  bergerak  di  dalam  tangki  aerasi sehingga biomassa akan tumbuh membentuk  biofilm  di  permukaannya
(Imania  dan  Herumurti,  2018).  Biomassa yang potensial adalah mikroalga.
Mikroalga menghasilkan Soluble Algal  Products (SAP)  ekstraseluler  yang terdiri  dari  protein  dan  polisakarida  yang berguna dalam proses melekatnya mikroalga pada permukaan media biocarrier (Wang  dkk,  2018).  Mikroalga Chlorella sp.  memiliki  kandungan  protein 55-60% (Paniagua, 2015) dan polisakarida 18-22%  (Sui,  2012)  sehingga  memiliki kemampuan  untuk  melekat  yang  cukup tinggi
Media biocarrier yang  seringkali digunakan adalah media biofilm Kaldnes 1 (K1), media ini memiliki luas permukaan  ± 500  m 2 /m 3 sehingga  dapat  menyediakan luas  permukaan  yang  cukup  besar  untuk melekatnya mikroalga membentuk  biofilm. Biofilm yang ideal pada MBBR adalah tipis dan  terdistribusi  secara  merata  pada permukaaan  media  ( carrier) sehingga volume  pengisian biocarrier pada  reaktor perlu  disesuaikan  dengan  turbulensi  yang tersedia  untuk  menyalurkan  substrat  ke biofilm  dan  mempertahankan  ketebalan yang  rendah  pada  biofilm  (Said  dan Sya’bani, 2014).
Pada  penelitian  ini  akan  dipelajari mengenai  pengolahan  limbah  cair  hotel menggunakan  MBBR  bertujuan  untuk mengetahui  pengaruh  volume  pengisian media biocarrier Kaldnes  1  (K1)  terhadap penyisihan  kadar  nitrogen  total,  mlss, suhu,  pH  dan  jumlah  sel Chlorella sp. dalam  limbah  cair  hotel.  Selain  itu,  pada penelitian  ini  akan  dilihat  pengaruh  waktu kontak  terhadap  penyisihan  parameter pencemar dalam limbah cair hotel. Dengan  penelitian  ini  diharapkan  dapat mengatasi  pencemaran  perairan  yang diakibatkan  oleh  limbah  cair  hotel  dengan pengolahan  biologi  berbasis  mikroalga menggunakan MBBR.

## METODE Alat
Proses  penyisihan  nitrogen  total dalam limbah cair hotel dilakukan di dalam MBBR  dengan  dimensi  15  cm  x  15  cm  x 30 cm dengan pencahayaan menggunakan  sinar  matahari  serta  debit aerasi sebesar 4,5 liter/menit. Media yang
digunakan  dalam  MBBR  adalah  media Kaldnes 1 (K1).

## Bahan
Limbah yang digunakan yaitu limbah cair  hotel  di  Pekanbaru.  Mikroalga  yang digunakan  yaitu Chlorella sp.  dari  Pusat Penelitian  Alga  Fakultas  Perikanan  dan Ilmu Kelautan Universitas Riau.

## Cara Kerja

## Preparasi Limbah Cair Hotel
Limbah  cair  hotel  diambil  sebanyak 11  Liter  pada  bak  pengumpul  kedua sesuai  SNI  6989.59:2008  tentang  Metode Pengambilan Contoh Air
Limbah.
Kemudian  dilakukan  uji  nitrogen  total  dari limbah cair hotel tersebut.
Perbanyakan Mikroalga Chlorella sp. Chlorella sp.  diperbanyak  dalam medium  Dahril Solution selama  sepuluh hari  dengan  cara  menambahkan  100  ml Chlorella sp.  dan  400  ml  medium  Dahril Solution kedalam  3,5  liter  akuades. Sumber  cahaya  berasal  dari  cahaya matahari. Perbanyakan Chlorella sp. dilakukan  hingga  hingga  pertumbuhan  sel
Chlorella
sp. berada pada fase eksponensial  dan  mencukupi  1  x  10 6 sel/ml (Oktafiani, 2013).

## Aklimatisasi
Kultur  mikroalga  hasil  perbanyakan dalam  medium  Dahril Solution akan melalui  tahap  aklimatisasi    dalam  reaktor sehingga  kondisi  alga  hasil  perbanyakan Chlorella sp.  beradaptasi  dengan  limbah cair  hotel  yang  di  dalamnya  terdapat media  Kaldnes  1  (K1)  (Filliazati  dkk, 2013). Aklimatisasi dilakukan selama 6-10 hari hingga fase eksponensial mencapai 1 x 10 6 sel/ml. Tahap awal dilakukan dengan mencampurkan  50  %  alga  hasil seeding dan  50  % limbah  cair  hotel.  Kemudian tahap  berikutnya  dilakukan  dengan  cara mencampurkan  alga  dari  tahap  pertama dan  limbah  cair  hotel  dengan  rasio  alga  : limbah cair hotel sebesar 75% : 25%.

## Percobaan Utama
Pada  percobaan  utama,  dilakukan kultivasi Chlorella sp. pada medium limbah cair  hotel  dalam  MBBR  dengan  volume
kerja  3  liter.  Limbah  cair  hotel,  suspensi alga  dan  media biocarrier dimasukkan kedalam  MBBR  sesuai  dengan  masing- masing  variasi  perlakuan,  yaitu  dengan variasi  volume  pengisian  media biocarrier Kaldnes  1  (K1)  sebesar  0%,  10%,  20% dan  30%  v/v  (volume  media:  volume kerja).  Konsentrasi  suspensi  alga  yang dimasukkan  pada  percobaan  ini  adalah tetap yaitu sebesar 25% dari volume kerja (750 ml) (Zulfarina dkk, 2013). Dari setiap variasi  tersebut  diberikan  sumber  cahaya yang  berasal  dari  sinar  matahari.  Dalam hal  ini  dilakukan  perhitungan  jumlah  sel awal dari suspensi alga itu sendiri.
Analisa Jumlah Sel Mikroalga Chlorella sp. Perhitungan  jumlah  sel  dilakukan setiap  hari  menggunakan thomacytometer diamati  di  bawah  mikroskop  cahaya dengan bantuan hand counter . Jumlah sel diukur  pada  proses  biakan  suspensi  dan melekat.  Mikroalga  yang  melekat  pada biocarrier dicuci  dengan  akuades  ke dalam  wadah.  Suspensi  yang  dihasilkan kemudian  diencerkan  hingga  10  ml  dan digunakan  untuk  mengukur  parameter pertumbuhan (Zhuang dkk, 2016).

## Analisa pH
Pengukuran  pH  dilakukan  dengan menggunakan  pH  meter  dengan  cara mencelupkan  elektroda  ke  dalam  contoh uji  masing-masing  reaktor  sampai  pH meter  menunjukkan  pembacaan  yang tetap. Pengukuran pH dilakukan berdasarkan SNI 06-6989.11-2004.
Analisa Suhu Pengukuran
suhu dilakukan
dengan  menggunakan thermometer dan dilakukan untuk memastikan bahwa pengaruh  suhu  tidak  akan  menyebabkan terjadinya lisis pada sel mikroalga.

## Analisa MLSS
MLSS  diukur  pada  proses  biakan suspensi  dan  melekat.  Metode  pengujian MLSS  mengacu  pada  APHA,  1975.  Berat awal  dan  akhir  kertas  saring  diukur  untuk mengukur konsentrasi
MLSS.
Pengurangan  berat  kertas  saring  tersebut dibandingkan  dengan  berat  kertas  saring
awal untuk menentukan konsentrasi MLSS.

## Analisa Kadar Nitrogen Total
Analisa kadar nitrogen total dilakukan dengan variasi waktu kontak (0, 1, 2, 3, 4, 5 hari) yang mengacu pada SNI 4146-2013 menggunakan  metode  kjeldahl secara titrasi. Kadar nitrogen total dihitung melalui  perkalian  antara  konsentrasi  HCl, 100%,  dan  14,008.  Kadar  nitrogen  total influen dan efluen diukur untuk menentukan efisiensi penyisihannya.
Pengurangan kadar nitrogen total tersebut
dibandingkan  dengan  kadar  nitrogen  total awal untuk menentukan nilai efisiensinya.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh  Volume  Pengisian  Kaldnes  1 (K1) Terhadap Pertumbuhan Sel Chlorella sp. Berbasis Suspensi Selama Proses Pengolahan Pertumbuhan sel Chlorella sp. berbasis suspensi ditandai dengan peningkatan  jumlah  sel.  Grafik  jumlah  sel mikroalga  berbasis  suspensi  dapat  dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1.   Grafik  Jumlah  Sel Chlorella sp.  Berbasis  Suspensi  pada  Volume  Pengisian Kaldnes 1 (K1) 10%, 20%, 30% dan Kontrol
Volume  pengisian  Kaldnes  1  (K1) 20%  mengalami  fase  eksponensial  pada hari  ke  2  hingga  hari  ke  5  sehingga  tidak mengalami  fase-fase  berikutnya  selama proses  pengolahan.  Hal  ini  dikarenakan pergerakan biocarrier yang seragam dapat mencegah lepasnya lapisan biofilm mikroalga  ke  dalam  suspensi  air  limbah sehingga  mikroalga  dapat  memanfaatkan nutrisi dengan baik tanpa bersaing dengan mikroalga lainnya.
Fase eksponensial juga dialami oleh volume  pengisian  Kaldnes  1  (K1)  10%, 30%  dan  kontrol.  Volume  pengisian Kaldnes  1  (K1)  10%  mengalami  fase eksponensial  pada  hari  ke  2  hingga  hari ke  4  dikarenakan  lepasnya  sel  mikroalga yang  melekat  pada  media biocarrier Kaldnes 1 (K1) sehingga dapat meningkatkan pertumbuhan mikroalga berbasis  suspensi.  Volume  pengisian Kaldnes 1 (K1) 30% tetap mengalami fase eksponensial pada pertumbuhan suspensi namun  jumlah  selnya  tidak  sebanyak volume pengisian Kaldnes 1 (K1) 10% dan
20%. Hal ini dikarenakan volume pengisian  Kaldnes  1  (K1)  30%  berjumlah 636  buah  sehingga  dengan  debit  aerasi 4,5 L/menit yang telah ditetapkan menyebabkan pergerakan biocarrier menjadi  lambat.  Akibatnya,  akumulasi mikroalga  suspensi  yang  melekat  pada media biocarrier meningkat.  Perlakuan kontrol mengalami fase eksponensial yang tidak  lama  dibandingkan  dengan  adanya penambahan biocarrier. Menurut  Vayenas (2011),  kandungan  bahan  organik  dan nutrisi  menjadi  berkurang  dikarenakan tidak  adanya biocarrier yang  dapat mencegah akumulasi sel mikroalga berbasis suspensi.
Fase  penurunan  pertumbuhan  pada volume  pengisian  Kaldnes  1  (K1)  30% terjadi pada hari ke 5. Hal ini dikarenakan pada  volume  pengisian  Kaldnes  1  (K1) yang tinggi, cahaya yang masuk ke dalam media  suspensi  terhalangi  oleh  akumulasi mikroalga  yang  melekat  pada  media biocarrier Kaldnes  1  (K1),  sehingga mikroalga  suspensi  tidak  memperoleh
cahaya yang cukup dan akhirnya menurunkan produktivitas mikroalga berbasis suspensi (Vayenas, 2011). Selain itu,  lapisan  mikroalga  biofilm  yang  terlalu padat  dapat  menghambat  nutrisi  dan  CO 2 untuk berdifusi ke lapisan biofilm terdalam sehingga menyebabkan sel mikroalga lisis (pecah).  Sel  mikroalga  yang  lisis  dapat larut ke medium dan mengganggu pertumbuhan mikroalga berbasis suspensi (Hadiyanto dan Azim, 2012).
Pada  volume  pengisian  Kaldnes  1 (K1)  10%  mengalami  fase  penurunan pertumbuhan  pada  hari  ke  5.  Hal  ini dikarenakan  pergerakan  media biocarrier yang terlalu cepat sehingga menyebabkan lepasnya sel mikroalga yang melekat pada media biocarrier. Sedangkan pada perlakuan kontrol mengalami fase penurunan  pertumbuhan  pada  hari  ke  4. Fase  penurunan  pertumbuhan  yang  lebih cepat  dibandingkan  perlakuan  lainnya disebabkan  oleh  tidak  adanya biocarrier yang  dapat  mencegah  akumulasi  sel mikroalga  pada  pertumbuhan  suspensi dengan cara melekat pada media biocarrier Kaldnes  1  (K1).  Dari  kedua perlakuan  tersebut  menyebabkan  sel mikroalga  berbasis  suspensi  meningkat dan  tidak  diikuti  dengan  penambahan nutrisi.  Hal  ini  sejalan  dengan  penelitian Istirokhatun  dkk  (2017),  bahwa  fase  ini terjadi  dikarenakan  jumlah  nutrisi  yang tersedia  tidak  lagi  dapat  memenuhi kebutuhan  konsumsi  nutrisi  mikroalga. Selain  itu,  fase  penurunan  pertumbuhan mikroalga  dipengaruhi  oleh  akumulasi
oksigen  yang  dihasilkan  dari  reaksi fotosintesis dan cahaya. Akumulasi oksigen  dapat  mempengaruhi  keasaman sel (Hadiyanto dan Azim, 2012), sedangkan intensitas cahaya yang diserap oleh  mikroalga  dapat  berkurang  karena adanya  bayangan  dari  mikroalga  itu sendiri ( self-shading ) (Lebeharia, 2016). Perlakuan  kontrol  mengalami  fase stasioner  pada  hari  ke  5  setelah  fase penurunan  pertumbuhan  (hari  ke  4) dengan  jarak  yang  singkat.  Hal  ini didukung  oleh  penelitian  Istirokhatun  dkk (2017) yang menyatakan bahwa jarak fase penurunan pertumbuhan dan fase stasioner umumnya relatif singkat sehingga  dibutuhkan  perhitungan  dengan intensitas  yang  lebih  dari  sekali  dalam  24 jam  sesuai  dengan  kebutuhan  peneliti. Fase stasioner ditandai dengan peningkatan  jumlah  sel  tidak  terjadi  lagi atau  tetap  sama  dengan  sebelumnya dikarenakan  laju  reproduksi  dan  laju kematian relatif sama.
Pengaruh  Volume  Pengisian  Kaldnes  1 (K1) Terhadap Pertumbuhan Sel Chlorella  sp.  Berbasis  Biofilm  Selama Proses Pengolahan
Jumlah sel mikroalga berbasis biofilm dipengaruhi oleh volume pengisian Kaldnes  1  (K1).  Grafik  hubungan  antara jumlah  sel  mikroalga  melekat  dan  waktu pada  variasi  volume  pengisian  Kaldnes  1 (K1)  10%,  20%  dan  30%  dapat  dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2.   Grafik  Jumlah  Sel Chlorella sp.  Berbasis  Biofilm  pada  Volume  Pengisian Kaldnes 1 (K1) 10%, 20%, 30% dan Kontrol
Pada  volume  pengisian  Kaldnes  1 (K1) 20%, jumlah sel mikroalga mengalami  peningkatan  hingga  hari  ke  5 dan  merupakan  jumlah  sel  tertinggi  dari
perlakuan lainnya. Pada volume pengisian Kaldnes  1  (K1)  20% biocarrier bergerak seragam dan membantu mencegah terjadinya  akumulasi  kelebihan  biomassa pada  media biocarrier serta  hilangnya biomassa  karena  tabrakan  antar  media. Selain itu, pada volume pengisian biocarrier 20%  akan  terbentuk  lapisan biofilm yang tipis sehingga dapat meningkatkan  difusi  cahaya  ke  lapisan biofilm  terdalam  yang  berguna  untuk fotosintesis  biofilm  mikroalga  (Vayenas, 2011).
Pada  volume  pengisian  Kaldnes  1
(K1) 30% mengalami penurunan pertumbuhan    pada  hari  ke  5.  Hal  ini dikarenakan  penetrasi  cahaya  berkurang seiring dengan peningkatan volume pengisian  Kaldnes  1  (K1).  Ketika  biofilm mencapai ketebalan tertentu, cahaya yang masuk ke lapisan biofilm menjadi terbatas karena  terhalangi  oleh  mikroalga  yang melekat  itu  sendiri  sehingga  terdapat mikroalga yang tidak mendapatkan cahaya dan akhirnya menurunkan produktivitas  mikroalga.  Sel  mikroalga yang berada pada lapisan biofilm mikroalga  dapat  lisis  atau  pecah  dan mengganggu pertumbuhan suspensi mikroalga. Menurut Vayenas (2011), ketebalan lapisan biofilm dapat menyebabkan  terjadinya  pembusukan  sel endogen  dan  lisis  (pecah)  pada  lapisan interior biofilm yang mengakibatkan kehilangan  kemampuan  untuk  melekat
pada media biocarrier. Selain itu, sebagian besar  atau  keseluruhan  lapisan  biofilm dapat  terlepas  dari  media biocarrier dan larut ke dalam medium ( Sloughing).
Jumlah  sel  mikroalga  pada  volume pengisian  Kaldnes  1  (K1)  10%  terus mengalami penurunan dimulai dari hari ke 1  hingga  hari  ke  5.  Menurut  Shresta (2013),  penurunan  jumlah  sel  mikroalga disebabkan  oleh  pergerakan biocarrier yang terlalu cepat dalam reaktor sehingga menyebabkan  terjadinya  tabrakan  besar antar media biocarrier. Akibatnya, mikroalga  yang  melekat  pada  media biocarrier sangat  mudah  untuk  lepas  dan meningkatkan jumlah sel mikroalga berbasis suspensi.
Pengaruh Perubahan pH Selama
Proses Pengolahan
pH  pertumbuhan  mikroalga  pada tiap  perlakuan  mengalami  perubahan selama proses pengolahan. Pada penelitian  ini  pH  pertumbuhan  mikroalga Chlorella sp.  berkisar  antara  7,54-9.
Menurut  Kuo  dkk  (2017),  mikroalga Chlorella sp.  dapat  tumbuh  dengan  baik pada  rentang  pH  6,0-11,0  sehingga  pH pada  penelitian  ini  masih  berada  dalam rentang  pertumbuhan  mikroalga Chlorella sp.  Adapun  grafik  perubahan  pH  selama proses pengolahan menggunakan mikroalga Chlorella sp.  berbasis  suspensi dan  melekat  dapat  dilihat  pada  Gambar  3 berikut.
Gambar 3. Grafik Perubahan pH Selama Proses Pengolahan
Berdasarkan Gambar 3 dapat dilihat bahwa  pada  perlakuan  volume  pengisian Kaldnes  1  (K1)  20%  selama  proses pengolahan  memiliki  nilai  pH  tertinggi dengan  peningkatan  pH  hingga  9  dari  pH
awal  7,54.  Menurut  Osorio  dkk  (2019), peningkatan pH dipengaruhi oleh pembentukan
biofilm
mikroalga.
Peningkatan  pH  yang  lebih  tinggi  dari pada  perlakuan  lainnya  mengindikasikan
bahwa  pada  volume  pengisian  Kaldnes  1 (K1) 20%, pertumbuhan mikroalga berbasis  suspensi  dan  melekat  seimbang sehingga  tiap  sel  mikroalga  baik  pada pertumbuhan berbasis suspensi dan melekat  dapat  mengalami  pertumbuhan dan  metabolisme  sel  ditandai  dengan meningkatnya  pH.  Hal  ini  sejalan  dengan penelitian  Zulfarina  dkk  (2013)  yang menyatakan bahwa peningkatan pH terjadi diasumsikan  sejalan  dengan  jumlah  sel mikroalga,  dimana  meningkatnya  jumlah sel mikroalga berarti meningkatkan metabolime dalam kultur mikroalga.
Nilai  pH  awal  pada  perlakuan volume  pengisian  Kaldnes  1  (K1)  10%, 20%,  30%,  dan  kontrol  secara  berturut- turut  adalah  7,65;  7,54;  7,57;  dan  7,7. Menurut  Muttaqin  dan  Wachda  (2016), nilai  pH  yang  rendah  disebabkan  oleh adanya  penambahan  limbah.  Perbedaan pH  pada  tiap  perlakuan  disebabkan  oleh volume limbah cair hotel yang tidak sama. Hal  ini  didukung  oleh  penelitian  Purba (2011)  yang  mempelajari  rasio  volume  air limbah terhadap alga. Hasil yang diperoleh menunjukkan  bahwa  volume  air  limbah berpengaruh  terhadap  persebaran  nutrisi yang  terdapat  di  dalam  air  limbah sehingga menyebabkan terjadinya perbedaan  pH  pada  perlakuan  awal.  Nilai pH  awal  pada  penelitian  ini  cenderung
netral sehingga sangat mendukung pertumbuhan  mikroalga Chlorella sp.  CO 2 berada  dalam  bentuk  bebas  di  dalam  air limbah  pada  lingkungan  netral  sehingga dapat  berdifusi  dengan  mudah  ke  dalam sel mikroalga Chlorella sp. Akibatnya, CO 2 sebagai  sumber  karbon  utama  untuk proses fotosintesis cukup tersedia sehingga proses metabolisme dapat berlangsung.

## Pengaruh  Perubahan  Suhu  Selama Proses Pengolahan
Pada  penelitian  ini  suhu  medium selama  kultivasi  berkisar  antara  31-35 o C. Menurut  Sutamihardja  (1975), Chlorella sp.  mampu  hidup  dan  tumbuh  secara optimum  pada  kisaran  suhu  5 –  35 o C sehingga  kisaran  suhu  pada  penelitian  ini masih termasuk dalam rentang pertumbuhan Chlorella sp. Secara keseluruhan, jika dilihat dari grafik pertumbuhan mikroalga Chlorella sp. yang dikultivasi dalam medium limbah cair hotel tidak memberikan pengaruh yang signifikan  terhadap  laju  pertumbuhannya. Ini dikarenakan kondisi suhu pada kultivasi mikroalga termasuk dalam rentang optimum  bagi  pertumbuhan Chlorella sp.
Grafik  perubahan  suhu  selama  proses pengolahan dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Grafik Perubahan Suhu Selama Proses Pengolahan
Berdasarkan Gambar 4 dapat  dilihat bahwa  terjadi  perubahan  suhu  pada  tiap perlakuan.
Perubahan suhu
mengakibatkan  terjadinya  fluktuasi  suhu dari  awal  hingga  akhir  perlakuan,  tetapi fluktuasi suhu tidak mengganggu pertumbuhan  mikroalga Chlorella sp. karena  masih  dalam  rentang  optimum
pertumbuhannya.  Suhu  selama  proses kultivasi  mikroalga  tergantung  pada  lokasi yang digunakan. Pada penelitian ini lokasi penelitian  berada  pada  ruangan  terbuka sehingga  fluktuasi  suhu  dipengaruhi  oleh kondisi cuaca selama proses pengolahan.
Pengaruh  Konsentrasi  MLSS  Terhadap Pertumbuhan Berbasis Suspensi Selama Proses Pengolahan Ketersediaan mikroorganisme (termasuk  bakteri)  yang terdapat  di  dalam suspensi  air  limbah dapat  diketahui
melalui pengukuran Mixed Liqour Suspended  Solid (MLSS)  Adapun  grafik konsentrasi MLSS pada proses pertumbuhan  suspensi  dapat  dilihat  pada Gambar 5.
Gambar 5. Grafik Pengaruh Konsentrasi MLSS Terhadap Pertumbuhan Berbasis Suspensi
Nilai  MLSS  tertinggi  terdapat  pada volume  pengisian  Kaldnes  1  (K1)  20% dengan MLSS sebesar 16400 mg/l. Hal ini dikarenakan  jumlah  sel  mikroalga  pada reaktor  tersebut  tinggi.  Mikroalga  dapat melepaskan  O 2 yang  dapat  dimanfaatkan oleh  mikroorganisme  termasuk  bakteri, sedangkan bakteri dapat melepaskan CO 2 yang  dapat  diserap  oleh  mikroalga  untuk berfotosintesis.  Selain  itu,  adanya  aerasi pada  penelitian  ini  berpengaruh  terhadap peningkatan  MLSS.  Volume  pengisian Kaldnes  1  (K1) 20%  menyebabkan  aerasi
merata  baik  pada  pertumbuhan  suspensi maupun  melekat.  Menurut  Hadiyanto  dan Azim  (2012),  aerasi  dapat  meningkatkan aktifitas  mikroba  aerob  sehingga  dapat mengkonsumsi  komponen  organik  yang ada pada air limbah.
Pengaruh  Konsentrasi  MLSS  Terhadap Pertumbuhan  Berbasis  Biofilm  Selama Proses Pengolahan
Grafik konsentrasi MLSS pada proses pertumbuhan melekat  dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Grafik Pengaruh Konsentrasi MLSS Terhadap Pertumbuhan Berbasis Biofilm
Perlakuan volume pengisian
Kaldnes  1  (K1)  20%  memiliki  konsentrasi MLSS yang lebih tinggi daripada perlakuan lainnya. Pada volume pengisian
Kaldnes 1 (K1) 20% pergerakan Kaldnes 1 (K1) seragam  dan  dapat  mencegah terjadinya tabrakan antar media Kaldnes 1 (K1)  sehingga  mampu  mempertahankan
mikroorganisme yang melekat pada media Kaldnes  1  (K1).  Pada  volume  pengisian biocarrier 20%  akan  terbentuk  lapisan biofilm  yang  tipis  sehingga  biomassa dapat  memanfaatkan  bahan  organik  dan nutrisi  dengan  baik.  Banyaknya  bahan organik yang dioksidasi dapat meningkatkan konsentrasi MLSS. Menurut Waizh  (2018),  semakin  tinggi  konsentrasi MLSS yang  terdapat dalam sistem pengolahan mengindikasikan bahwa terdapat lebih banyak bahan organik yang dioksidasi. Pengaruh  Volume  Pengisian  Kaldnes  1 (K1) Terhadap Konsentrasi dan Efisiensi Penyisihan Nitrogen Total Konsentrasi nitrogen total dan efisiensi penyisihan tiap perlakuan berbeda-beda.  Adapun  grafik  konsentrasi dan  efisiensi  penyisihan  nitrogen  total serta  hubungannya  dengan  total  sel mikroalga  pada  proses  pertumbuhan suspensi  dan  melekat  selama  proses pengolahan dapat dilihat pada Gambar 7.
(a) (b) (c)
Gambar 7. (a) Grafik Konsentrasi Nitrogen Total (b) Grafik Efisiensi Nitrogen Total (c)  Grafik Hubungan  Total  Sel  Mikroalga  Terhadap  Konsentrasi  Nitrogen  Total
Pada  volume  pengisian  Kaldnes  1 (K1)  20%  memiliki  efisiensi  penyisihan nitrogen  total  tertinggi  dengan  tingkat efisiensi sebesar 91,96%. Hal ini dikarenakan pada volume pengisian Kaldnes  1  (K1)  20%, biocarrier bergerak seragam dan membantu mencegah terjadinya  akumulasi  kelebihan  biomassa pada permukaan biocarrier serta hilangnya biomassa karena tabrakan antar media.  Dengan  demikian,  biomassa  yang melekat  pada  media biocarrier bisa mengkonsumsi lebih banyak bahan
organik  dan  nutrisi  dibandingkan  dengan volume pengisian Kaldnes 1 (K1) 10% dan 30%.  Pada  volume  pengisian  Kaldnes  1 (K1)  10%  dapat  diamati  bahwa biocarrier bergerak  dengan  cepat  dalam  reaktor sehingga  dapat  menyebabkan  terjadinya tabrakan  besar  antar  media biocarrier yang  membuat  mikroalga  yang  melekat pada  media biocarrier sangat  mudah untuk  lepas,  sedangkan  pada  volume pengisian  Kaldnes  1  (K1)  30% biocarrier bergerak  perlahan  dalam  reaktor  dan lapisan  padat  biomassa  terbentuk  sekitar
permukaan biocarrier .  Menurut  Shresta (2013),  Lapisan  padat  pada  biofilm mikroalga  dapat  menghalangi  cahaya, nutrisi  dan  bahan  organik  untuk  berdifusi ke lapisan biofilm mikroalga terdalam.
Efisiensi  penyisihan  limbah  pada perlakuan  kontrol  tanpa  Kaldnes  1  (K1) memperoleh efisiensi penyisihan terendah sebesar  76,52%  dibandingkan  dengan perlakuan dengan penambahan Kaldnes 1 (K1).  Hal  ini  dikarenakan  tidak  adanya aktivitas penguraian pada biofilm mikroalga yang mendukung proses penguraian  pada  pertumbuhan  suspensi. Pada proses pembentukan biofilm mikroalga  terdapat  EPS  yang  merupakan zat ekstraseluler yang mengandung protein, fospolipid dan polisakarida.
Menurut  Salama  dkk  (2015),  EPS  pada
biofilm  mikroalga  memiliki  kemampuan untuk  menyerap  garam  anorganik  seperti nitrogen  yang  bersumber  dari  limbah sebagai nutrisi untuk pertumbuhan mikroalga,  sekaligus  dapat  menurunkan parameter  pencemar.  Hal  ini  didukung oleh  penelitian  Zhuang  dkk  (2016)  yang menyatakan  bahwa  EPS  pada biocarrier dapat  meningkatkan  sintesis  protein  di dalam sel dimana sintesis protein merupakan  peran  nitrogen  dalam  proses sintesis asam amino.
Perbandingan Efisiensi Penyisihan Nitrogen Total pada Penelitian Lainnya
Adapun perbandingan efisiensi penyisihan  nitrogen  total  pada  penelitian lainnya dapat dilihat pada Tabel 1 berikut.
Tabel 1. Perbandingan Efisiensi Penyisihan Nitrogen Total pada Penelitian Lainnya
No. Mikroalga Biocarrier yang Digunakan (Volume Pengisian) Limbah yang Digunakan Efisiensi (%) Referensi 1. Chlorella sp. dan Scenedesmus didominasi AnoxKaldnes K5 (50%v) Limbah Cair Domestik 91,8 Hultberg dkk, 2016 2. Kombinasi mikroalga dan lumpur aktif AnoxKaldness™ (1/3v) Limbah Cair Industri Pemurnian Gula (Molase) 35 Tsioptsias dkk, 2016 3. Chlorella sp. Kaldnes 1 (K1) (20%v) Limbah Cair Hotel 91,96 Penelitian ini Berdasarkan  Tabel  1  dapat  dilihat bahwa  pengolahan  limbah  cair  hotel menggunakan mikroalga Chlorella sp. dan biocarrier Kaldnes  1  (K1)  menghasilkan efisiensi  tertinggi  dibandingkan  penelitian sebelumnya. Hal ini dikarenakan pergerakan biocarrier yang seragam menjadikan  lapisan  biofilm  mikroalga  tipis sehingga nutrisi dapat berdifusi ke lapisan biofilm  mikroalga  terdalam.  Penelitian Hultberg  dkk  (2016)  membuktikan  bahwa pada  volume  pengisian biocarrier yang tinggi  tetap  dapat  menyisihkan  nitrogen total,  sedangkan  penelitian  Tsioptsias  dkk (2016) menghasilkan efisiensi yang rendah  dikarenakan  terdapat  endapan mikroalga di dinding reaktor yang berbentuk  tabung  sehingga  mengurangi penetrasi cahaya dalam reaktor.

## SIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  hasil  dan  pembahasan yang  telah  dilakukan  dapat  disimpulkan bahwa  (1)  efisiensi  penyisihan  nitrogen total  tertinggi  selama  proses  pengolahan terjadi  pada  MBBR  dengan  volume pengisian  Kaldnes  1  (K1)  20%  dengan efisiensi  penyisihan  nitrogen  total  91,96% pada hari kelima. (2) Waktu kontak terbaik selama  proses  pengolahan  terjadi  pada hari  kelima.  Semakin  lama  waktu  kontak pada  penelitian  ini  maka  semakin  besar efisiensi  penyisihan  nitrogen  total.  (3) Jumlah sel mikroalga Chlorella sp. tertinggi  pada  pertumbuhan  suspensi  dan melekat  berturut-turut  yaitu  5,78  x  10 6
sel/ml dan 3,16 x 10 6 sel/ml.
Saran  yang  dapat  diberikan  untuk penelitian  selanjutnya  adalah  (1)  perlu
dilakukan kultivasi mikroalga hasil aklimatisasi  pada  medium  limbah  cair hotel  dengan  meningkatkan  waktu  kontak hingga
mencakuo seluruh fase pertumbuhan dari mikroalga. (2) penelitian lanjutan  dengan  menambahkan  bakteri untuk  mempercepat  proses  pembentukan biofilm mikroalga dan meningkatkan kinerja  alga  dalam  menyisihkan  bahan organik dalam limbah cair hotel.

## DAFTAR PUSTAKA
Anisa,  A.,  &  Herumutri,  W.  (2017).
Pengolahan Limbah Domestik Menggunakan  Moving  Bed  Biofilm Reactor  (MBBR)  dengan  Proses Aerobik-Anoksik  Untuk  Menurunkan
Nitrogen. Jurnal  Teknik  ITS, 6(2), 361-366.
Filliazati, M., Apriani, I., dan Zahara, T. A.
(2013).  Pengolahan  Limbah  Cair
Domestik  Dengan  Biofilter  Aerob Menggunakan  Media  Bioball  dan Tanaman Kiambang. Jurnal Teknologi Lingkungan Lahan Basah, 1(1), 1-10. Hadiyanto., dan Azim, M. (2012). Mikroalga  Sumber  Pangan  dan Energi  Masa  Depan .  Semarang: UPT UNDIP Press.
Hultberg, M., Olsson, L. E., Birgersson, G., Gustafsson,  S.,  dan  Sievertsson,  B.
(2016). Microalgal Growth in Municipal  Wastewater  Treated  in  an Anaerobic Moving Bed Biofilm
Reactor. Journal  of  Bioresource Technology, 19-23.
Imania,  A.  W.,  dan  Herumurti,  W.  (2018).
Pengolahan Lindi Menggunakan Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) dengan  Pretreatment Ozon  untuk Menurunkan Konsentrasi COD.
Jurnal Teknik ITS , 7(1), 203-206.
Istirokhatun,  T.,  Aulia,  Mustika.,  Sudarno. (2017).  Potensi Chlorella sp.  Untuk Menyisihkan  COD  dan  Nitrat  dalam Limbah Cair Tahu. Jurnal Presipitasi:
Media Komunikasi dan
Pengembangan  Teknik  Lingkungan, 14(2), 88-96.
Kuo, C. M, Lin, H. T., Yang, Y. C., Zhang,
W.  X.,  Lai,  J.  T.,  Wu,  H.  T.,  Chang, J. S., dan Lin, C. S. (2017). Ability of an  Alkali-Tolerant  Mutant  Strain  of The  Microalga Chlorella sp.  AT1  to Capture Carbon Dioxide for Increasing Carbon dioxide Utilization Efficiency. Journal  of  Bioresource Technology, 244, 243-251. Lebeharia,  S.  M.  2016.  Pertumbuhan  dan Kualitas Biomassa Spirulina Platensis yang  di  Produksi  pada
Media  Zarouk  Modifikasi. Skripsi, Fakultas Sains dan Teknologi,
Universitas  Islam  Negeri  Syarif Hidayatullah, Jakarta.
Muttaqin,  S.  S.,  dan  Wachda.  (2016). Peningkatan  Kandungan  Lipid  pada Kultur Arthrospira  Maxima (Setchell &  N.L  Gardner)  sebagai  Biodiesel dengan  Medium  Limbah  Cair  Tahu. Journal  of  Inovation  Science  Writing Competition (Instinct) .
Ningtias, B. C., Moersidik, S. S., Priadi, C.
R., dan Said, N. I.. (2015). Pengolahan  Air  Limbah  Domestik Dengan Anoksik-Aerobik Moving Bed  Biofilm  Reactor (Studi  Kasus: Penyisihan  Amonia  dan  Karbon Dalam  Air  Limbah  Domestik). JAI ,
8(2), 177-188.
Oktafiani,  M.  2013.  Pengaruh  Konsentrasi Nutrien  dan  Konsentrasi  Bakteri Pada  Produksi  Alga  Dalam  Sistem
Bioreaktor  Proses  Batch. Skripsi , Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.
Osorio,  J.  H.  M.,  Pinto,  G.,  Pollio  A.,
Frunzo,  L.,  Lens,  P.  N.  L.,  dan
Esposito,  G.  (2019).  Start-up  of  a nutrient removal system using Scenedesmus vacuolatus dan Chlorella vulgaris biofilms. Journal of
Biosources dan Bioprocessing,
6(27):1-16.
Paniagua, M. J. (2015). Microalgal Nutraceuticals. Mexico: Handbook of Marine Microalgae.
Pemerintah Kota Pekanbaru. 2017. Dokumen Informasi Kinerja Pengelolaan Lingkungan Hidup . Pemko. Pekanbaru. Pinjankar,  A.  B.,  Jagtap,  R.  D.,  Solanke, C. K., dan Mehta, H. H. (2017). The Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR). International Advanced Research  Journal  in  Science ,  4(3), 63-66 Purba, N. T., 2011. Pemanfaatan Mikroalga Untuk Pengolahan Limbah dan  Potensinya  Sebagai  Bahan Baku Biofuel. Skripsi, Fakultas Teknik, Universitas
Indonesia,
Depok.
Said,  N.  I.,  dan  Santoso,  T.  I.  (2015).
Penghilangan  Polutan  Organik  dan Padatan  Tersuspensi  di  dalam  Air Limbah  Domestik  Dengan  Proses Moving Bed Biofilm Reactor
(MBBR). JAI , 8(1), 33-45.
Said,  N.  I.,  dan  Sy a’bani,  M.  R.  (2014).
Penghilangan  Amoniak  di  dalam  Air Limbah  Domestik  dengan  Proses Moving Bed Biofilm Reactor
(MBBR). JAI , 7(1), 44-65.
Salama,  Y.,  Chennaoui,  M.,  Sylla,  A.,
Mountadar,  M.,  Rihani,  M.,  dan
Assobhei, O. (2015). Characterization, Structure, and Function  of  Extracelullar  Polymeric Substances (EPS) of Microbial
Biofilm  in  Biological  Wastewater Treatment  Systems:  A  Review. Journal  of  Desalination  and  Water Treatment, 1-18.
Shresta,  A.  2013.  Specified  Moving  Bed Biofilm  Reactor  in  Nutrient  removal from  Municipal  Wastewater. Tesis ,
Faculty of Engineering
and
Information  Technology,  University of Technology, Sydney.
Sui,  Z.,  Gizaw,  Y.,  dan  Miller,  B.  J.  N.
(2012). Extraction of Polysaccharides  From  A  Species  Of Chlorella.  Carbohydrate  Polymers, 90(1), 1-7. Sutamihardja, R. T. M. 1975. Pengetrapan  Chlorella sp. dan Ganggang Lainnya sebagai Penambah  Bahan  Makanan  di Indonesia. Bogor: IPB.
Tsioptsias,  C.,  Lionta,  G.,  Deligiannis  A.,
dan
Samaras, P. (2016). Enchancement  of  The  Performance of A Combined Microalgae-Activated Sludge  System  For  The  Treatment of High Strength Molasses Wastewater. Journal of Environmental  Management, 30,  1-
7.
Vayenas,  D.  V.  (2011).  Attached  Growth Biological Systems in The Treatment of  Potable  Water  and  Wastewater.
Journal of Comprehensive Biotechnology, 371-383. Waizh,  N.  T.  (2018).  Pengaruh  Densitas Alga dan Kedalaman Reaktor
Terhadap  Penurunan  BOD  &  COD Limbah  Cair  Domestik. Dspace Repository.
Zhuang, L. L., Azimi, Y., Yu, D., Wang, W. L., Wu, Y. H., Dao, G. H., dan Hu, H. Y. (2016). Enhanced Attached Growth of Microalgae Scenedesmus . LXI  Through  Ambient  Bacterial  Pre- Coating  Of  Cotton  Fiber  Carriers . Journal  of  Bioresource  Technology, 1-31.
Zulfarina.  Sayuti,  I.,  dan  Putri,  H.  (2013).
Potential Utilization of Algae Chlorella  Pyrenoidosa for  Rubber
Waste  Management. Journal  of Technology, 1(3).