JPHPI 2014, Volume 17 Nomor 1
Kinerja rangkaian seri, Ibrahim et al.

## KINERJA RANGKAIAN SERI SISTEM MICROBIAL FUEL CELL SEBAGAI PENGHASIL BIOLISTRIK DARI LIMBAH CAIR PERIKANAN

## The Performance of Series Circuits in Microbial Fuel Cell’s System from the Fisheries Wastewater

## Bustami Ibrahim*, Pipih Suptijah dan Syeila Rosmalawati
Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB Darmaga, Jalan Agatis, Bogor 16680 Jawa Barat Telepon (0251) 8622909-8622906, Faks. (0251) 8622915 *Korespondensi: bustamibr@yahoo.com, syeila.rosmalawati@yahoo.com Diterima 04 Februari 2014/Disetujui 03 April 2014

## Abstrak
Listrik umumnya bersumber dari energi fosil yang merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui. Tingginya tingkat pemakaian energi yang tak terbarukan mendorong pencarian sumber energi alternatif baru. Salah satu teknologi yang dapat menjadi sumber energi alternatif baru adalah Microbial Fuel Cell . Microbial Fuel Cell adalah sistem yang memanfaatkan bakteri untuk mengoksidasi bahan organik dan anorganik. Teknologi tersebut dapat diaplikasikan pada limbah cair, misalnya limbah cair perikanan. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menguji  kinerja  penggunaan  rangkaian  seri  bejana  terhadap  daya  listrik yang dihasilkan limbah cair perikanan berdasar sistem Microbial Fuel Cell . Penelitian ini terdiri dari empat tahap, yaitu pembuatan limbah cair buatan, pembuatan perangkat alat Microbial Fuel Cell , pengukuran daya listrik, dan analisis kualitas limbah cair. Hasil daya listrik selama 120 jam pengamatan adalah 0,115 V untuk dua bejana, 0,259 V untuk tiga bejana, dan 0,534 V untuk empat bejana yang seluruhnya dirangkaikan secara seri. Hasil uji beban limbah cair menunjukkan penurunan pada COD, BOD, TAN dan total nitrogen, sedangkan MLSS dan MLVSS mengalami peningkatan dalam lima hari pengamatan.
Kata kunci: daya listrik, limbah cair perikanan, Microbial Fuel Cell , rangkaian seri

## Abstract
Electricity source is generally from fossil energy that is natural resources and unrenewable. The use of non-renewable energy make us to find a new alternative energy. One of technologi which can make a new energy resource is Microbial Fuel Cell (MFC). Microbial Fuel Cell (MFC) is a system which uses the bacterium to oxidize inorganic and organic matters. The technology can apply on wastewater, for example the  wastewater  of  fisheries.  The  purpose  of  this  research  was  to  find  electrical  power  results  from  the performance of series circuits on the fisheries wastewater treatment by MFC’s system. This research was done in four stages, those are artificial fisheries wastewater preparation, MFC’s instrument installation, electrical power measurements, and analysis of the fisheries wastewater quality. Electrical potential resulted during 120 hours observation were 0.115 V  for two vessels, 0.259 V  for three vessels, and 0.534 V  for four vessels which all of vessels arranged into series circuits. The results test of fisheries wastewater showed reducing in COD, BOD, TAN and total nitrogen, while MLSS and MLVSS increased in five days observations.
Keywords: electrical power, fisheries wastewater, Microbial Fuel Cell , series circuits

## PENDAHULUAN
Perkembangan  industri  perikanan  tidak hanya  memberikan  dampak  positif  tetapi juga telah memberikan dampak negatif, yaitu berupa  buangan  limbah.  Limbah  dari  hasil
kegiatan tersebut dapat berupa limbah padat dan  limbah  cair.  Limbah  padat  terdiri  dari bahan  anorganik  misal  partikel  pasir  dan bahan  organik  misal  pakan  ikan.  Limbah cair  mengandung  zat  anorganik  (terutama
Kinerja rangkaian seri, Ibrahim et al.
nitrogen  dan  fosfor)  dan  bahan  organik (Priambodo et al. 2011). Limbah cair industri perikanan  mengandung  bahan  organik  yang tinggi,  ditandai  dengan biological  oxygen demand , total  suspended  solids ,  dan  total Kjeldahl nitrogen yang tinggi. Limbah industri perikanan yang dibuang langsung ke perairan umum tanpa pengolahan terlebih dahulu akan mencemari  lingkungan,  yaitu  menyebabkan bau,  eutrofikasi  perairan,  dan  pendangkalan (Ibrahim et  al. 2009 b ).  Tingkat  pencemaran limbah  cair  industri  perikanan  sangat tergantung pada tipe proses pengolahan dan spesies ikan yang diolah (Ibrahim 2005).
Teknologi  pengolahan  limbah  cair adalah  kunci  dalam  memelihara  kelestarian lingkungan.  Teknologi  pengolahan  limbah cair yang dibangun harus dapat dioperasikan dan  dipelihara  oleh  pihak-pihak  terkait. Teknologi pengolahan limbah cair yang telah dikembangkan secara umum terbagi menjadi tiga  metode  pengolahan,  yaitu  pengolahan secara  fisika,  pengolahan  secara  kimia,  dan pengolahan secara biologis (Metcalf dan Eddy 1991). Tujuan  pengolahan  limbah  cair  secara biologis  adalah  menurunkan  komponen terlarut,  khususnya  senyawa  organik  sampai pada  batas  yang  aman  terhadap  lingkungan dengan  memanfaatkan  mikroorganisme dan/atau tanaman (Ibrahim 2005). Mikroorganisme mengonsumsi bahan-bahan organik  membuat  biomassa  sel  baru  serta zat-zat  organik  dan  memanfaatkan  energi yang  dihasilkan  dari  reaksi  oksidasi  untuk metabolismenya  (Oktavia et  al. 2012).  Salah satu  pengolahan  biologis  limbah  cair  dapat dilakukan dengan penambahan lumpur aktif (Edahwati dan Suprihatin 2009).
Lumpur  aktif  merupakan  gumpalan partikel  yang  mengandung  campuran mikroorganisme  aerobik  yang  dihasilkan melalui  proses  aerasi  (Jenie  dan  Rahayu 1993). Menurut Suyanto et al. (2010) berbagai jenis biomassa terdapat melimpah di wilayah Indonesia  terutama  pada  limbah.  Penelitian terkini  membuktikan  adanya  potensi
penggunaan  limbah  cair  sebagai  penghasil energi masa depan, khususnya energi listrik. Salah  satu  metode  dalam  pengolahan limbah  cair  menjadi  energi  adalah  biofuel cell.  Beberapa  tipe  biofuel  cell  antara  lain Microbial Fuel Cell s dan enzymatic fuel cells (Kim et al. 2002). Microbial Fuel Cell (MFC) adalah  sistem  yang  memanfaatkan  bakteri untuk  mengoksidasi  bahan  organik  dan anorganik.  Prinsip  kerja  sistem  MFC  adalah bakteri  pada  bejana  memproduksi  elektron kemudian  dipindah  ke  anoda  dan  dialirkan ke katoda yang disambungkan oleh perangkat konduktivitas  untuk  menghasilkan  listrik yang dapat menjalankan alat (Logan 2008). Mekanisme  transfer  elektron  di  anoda MFC  adalah  isu  utama  dalam  memahami teori  bagaimana  MFC  bekerja.  Mikroba memindahkan  elektron  melalui  sistem pengangkutan  elektron  yang  terdiri  dari serangkaian  komponen  matriks  ekstraseluler bakteri atau bersama-sama dengan pemindahan elektron dilarutkan dalam solusi massal (Du et al. 2007).
Penggunaan  mikroorganisme  dalam biofuel cell dapat menghilangkan isolasi enzim individu sehingga memberikan substrat yang lebih  murah  untuk  bahan  bakar  sel.  Listrik telah dihasilkan menggunakan sumber energi kebutuhan  kompleks  termasuk  air  limbah (Scott  dan  Murano  2007).  Bakteri  di  dalam MFC  bisa  digunakan  untuk  memproduksi listrik selama mengonsumsi limbah (Milliken dan May 2007).
Berbagai  studi  mengenai  MFC  telah dilakukan.  Sistem  MFC  dilakukan  terhadap elektroda (Cheng et al. 2006), desain reaktor MFC  (Liu  dan  Logan  2004),  jenis  bakteri yang digunakan (Nimje et al. 2009), dan jenis substrat yang digunakan (Moon et al. 2006). Sistem  MFC  telah  dikembangkan  sebagai teknologi  dalam  pengolahan  limbah  hasil perikanan (You et al. 2009) dan mengurangi tingkat  pencemaran  lingkungan  perairan (Oh et  al. 2010).  Sistem  MFC  diharapkan dapat  menekan  biaya  pengolahan  limbah menghasilkan  sumber  energi  listrik  baru
Kinerja rangkaian seri, Ibrahim et al.
dengan biaya murah dan ramah lingkungan.
Penelitian  mengenai  penggunaan  sistem MFC  masih  terbatas.  Industri  umumnya belum mengetahui tentang sistem MFC dalam pengolahan  limbah  cair  yang  sebenarnya dapat menekan biaya operasional perusahaan tersebut.  Informasi  mengenai  rangkaian yang  dapat  digunakan  dalam  sistem  MFC belum  digali  secara  optimal,  sehingga  hal inilah  yang  melatarbelakangi  dilakukan penelitian pemanfaatan limbah cair perikanan menggunakan  sistem  MFC  yang  disusun secara rangkaian seri. Penelitian ini bertujuan untuk  mengidentifikasi  kinerja  penggunaan rangkaian  seri  terhadap  daya  listrik  yang dihasilkan  limbah  cair  perikanan  dengan sistem MFC.

## BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat
Bahan-bahan  yang  digunakan  pada penelitian  ini  antara  lain  lumpur  aktif, limbah cair ikan, akuades, K 2 Cr 2 O 7 0,025 N, H 2 SO 4 ,  Ag 2 SO 4 ,  indikator  ferroin,  ferrous ammonium  sulfat  [Fe(NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2 ],  NaOH pekat,  asam  borat  (H 3 BO 3 )  4%,  indikator bromcherosol  green  dan  methyl  red,  HCl, asam  hypochlorous,  reagen  phenate,  dan kertas saring Whatman 42.
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini antara lain, kaca acrylic, elektroda karbon grafit  berbentuk  batang,  kabel,  multimeter digital  tipe  DT  830B,  timbangan  digital (Tanita KD 160), Kjeldahl (Labentech), botol
Erlenmeyer, buret, pipet, botol DO, DO meter (Lutron  DO5510), Air  pump atau aerator , spektrofotometer  (Optima  SP-300),  oven (Yamato Drying Oven DV 41), tanur (Yamato Muffle  Furnace  FM  38),  cawan  porselen, kompor listrik, dan desikator.

## Metode Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini  adalah  metode  percobaan.Penelitian  ini terdiri  dari  4  tahap.  Tahap  pertama  yaitu pembuatan  limbah  cair  buatan  (Fauzi et  al.
2003 diacu dalam Ibrahim et al. 2009a), tahap kedua adalah pembuatan alat MFC satu bejana mengacu  pada  Moqsud  dan  Omine  (2010) yang dimodifikasi dalam peletakan elektroda (Gambar  1a)  dan  rangkaian  bejana  yang disusun secara seri yang terdiri atas dua, tiga, dan empat bejana (Gambar 1b). Setiap bejana dilakukan penambahan lumpur aktif dengan rasio antara lumpur aktif dengan limbah cair perikanan yaitu 1:10 yang mengacu pada Patil et al. (2009). Tahap  ketiga  adalah  pengukuran  listrik dari MFC satu bejana mengacu pada Suyanto et al. (2010). Nilai elektrisitas yang dihasilkan oleh  sistem  MFC  diukur  menggunakan multimeter setiap satu jam sekali selama 120 jam  dalam  satuan  volt  (V).  Tahap  keempat adalah  analisis  kualitas  limbah  cair  yang terdiri  dari  analisis chemical  oxygen  demand (COD), biological  oxygen  demand (BOD), total  amonia  nitrogen  (TAN),  total  Kjeldahl nitrogen (TKN), mixed liquor suspended solids
(a) (b)
Gambar 1 (a) Desain system MFC satu bejana (Liu dan Logan 2004); (b) Desain MFC dengan rangkaian seri.
Kinerja rangkaian seri, Ibrahim et al.
(MLSS)  dan mixed  liquor  volatile  suspended solids (MLVSS).

## HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Limbah Cair Buatan
Limbah cair buatan memiliki kadar BOD 124 mg/L (Tabel 1). Nilai BOD tersebut lebih rendah  dibandingkan  dengan  limbah  cair penelitian  Ibrahim  (2007)  yaitu  184  mg/L. Limbah cair buatan memiliki kadar COD 768 mg/L, kadar amonia 2,44 mg/L, dan kadar total nitrogen 3.464,51 mg/L. Kadar COD, amonia, dan total nitrogen lebih tinggi dibandingkan penelitian Ibrahim (2007) dengan nilai kadar COD 571 mg/L, kadar amonia 1,7 mg/L, dan kadar total nitrogen 111 mg/L.
Kadar COD, amonia, dan total nitrogen yang  tinggi  menunjukkan  beban  kandungan organik  pada  limbah  cair  buatan  perlu dikurangi  sesuai  dengan  standar  sehingga diperlukan penambahan lumpur aktif sebagai upaya  pengurangan  beban  limbah  cair. Lumpur  aktif  merupakan  gumpalan  partikel yang mengandung campuran mikroorganisme aerobik  yang  dihasilkan  melalui  proses aerasi. Prinsip kerja dari lumpur aktif adalah memanfaatkan  mikroorganisme  yang  dapat menguraikan senyawa organik dalam limbah cair  secara  aerobik  menjadi  sumber  tenaga, bahan  seluler  baru,  air  dan  karbondioksida (Jenie dan Rahayu 1993).

## Karakteristik Limbah Cair Perikanan pada
Sistem MFC Kadar Chemical Oxygen Demand (COD) Limbah  awal  memiliki  kadar  COD  768 mg/L dan limbah akhir memiliki kadar COD
384,77±185,63 mg/L, dengan penurunan yang terjadi yaitu 49,90%. Penurunan kadar COD disebabkan  mikroorganisme  mendegradasi bahan organik yang terdapat dalam limbah cair.
Penambahan lumpur aktif akan meningkatkan jumlah mikroorganisme yang terdapat dalam limbah  cair  sehingga  dapat  mempercepat proses degradasi senyawa organik limbah cair. Kadar COD limbah cair perikanan masih di atas nilai baku mutu limbah cair tepung ikan yaitu  300  mg/L  (Kementerian  Lingkungan Hidup 2007). Kadar COD yang masih tinggi menunjukkan  bahwa  kandungan  organik limbah belum seluruhnya terdegradasi.
Kadar Biological Oxygen Demand (BOD)
Limbah  cair  awal  memiliki  kadar  BOD 124  mg/L,  sedangkan  limbah  cair  akhir memiliki  kadar  BOD  54,67±14,74  mg/L, dengan penurunan BOD yang terjadi 55,91%. Penurunan BOD disebabkan mikroorganisme tumbuh dan berkembang biak menggunakan bahan  organik  yang  terdapat  dalam  limbah cair  yang  didukung  dengan  ketersediaan oksigen  yang  cukup  dengan  adanya  proses pengadukan.  Kadar  BOD  yang  tinggi mencerminkan  konsentrasi  bahan  organik yang  tinggi  sehingga  diperlukan  oksigen yang tinggi (Poppo et  al . 2008). Kementerian Lingkungan  Hidup  2007  menetapkan  nilai baku mutu limbah cair tepung ikan yaitu 100 mg/L  dan  nilai  BOD  yang  diperoleh  pada penelitian di bawah baku mutu tersebut.

## Kadar Total Amonia Nitrogen (TAN)
Limbah  awal  memiliki  kadar  TAN  2,44 mg/L,  sedangkan  limbah  akhir  memiliki
Tabel 1 Karakteristik limbah cair buatan Parameter Limbah cair buatan (mg/L) Limbah cair perikanan a (mg/L) Baku mutu limbah cair tepung ikan b (mg/L) BOD5 124 184 100 COD 768 571 300 Amonia 2,44 1,7 5 Total N 111 Sumber: a Ibrahim (2007); b Kementrian Negara Lingkungan Hidup (2007).
Kinerja rangkaian seri, Ibrahim et al.
kadar  TAN  1,38±0,13  mg/L,  dengan penurunan  yang  terjadi  43,37%.  Penurunan kadar  TAN  disebabkan  terjadinya  proses nitrifikasi  sehingga  membutuhkan  oksigen yang  konstan.  Penanganan  limbah  cair  yang mengandung  nitrogen  organik  yang  tinggi seperti  pada  limbah  cair  industri  perikanan, dapat dilakukan dengan cara biologis melalui proses nitrifikasi dan denitrifikasi, yang pada umumnya dilakukan dalam suatu sistem yang berkelanjutan (Ibrahim et al. 2009 a ).

## Kadar Total Kjeldahl Nitrogen (TKN)
Limbah  awal  memiliki  nilai  sebesar 3.464,51  mg/L,  sedangkan  limbah  akhir memiliki  nilai  2.136,24  mg/L,  dengan penurunan  yang  terjadi  38,34%.  Penurunan total  nitrogen  disebabkan  terjadinya  proses penguraian  senyawa  nitrogen  dalam  limbah cair,  namun  total  nitrogen  masih  tinggi. Total  N  yang  tinggi  dapat  disebabkan  oleh masih terdapatnya kandungan ammonia yang belum  teroksidasi  dan  padatan  tersuspensi yang  tersisa  di  dalam  limbah  cair.  Menurut Kim et  al. (2002),  salah  satu  metode  yang dapat digunakan untuk meyisihkan nitrogen secara  biologis  adalah  proses  nitrifikasi dan  denitrifikasi.  Menurut  Fux  dan  Siegrist (2004), degradasi material organik limbah cair oleh mikroba melalui nitrifikasi, denitrifikasi, dan proses lain dapat dilihat melalui jumlah nitrogennya.
Kadar Mixed  Liquor  Suspended  Solids
(MLSS)  dan Mixed  Liquor  Volatile Suspended Solids (MLVSS)
Limbah  awal  MLSS  menunjukkan nilai  2.800±282,84  mg/L  dan  limbah  akhir 5.800±848,53  mg/L.  Hasil  uji  MLVSS  yaitu 2.100±141,42  mg/L  dan  limbah  akhir
4.400±565,68 mg/L. Kadar MLSS mengalami peningkatan 51,72% dan peningkatan MLVSS 52,27%. Peningkatan nilai MLSS dan MLVSS karena  semakin  lama  hari  pengamatan maka  semakin  banyak  materi  organik  yang terdegradasi  oleh  mikroorganisme  pada lumpur aktif yang memanfaatkannya sebagai
nutrisi untuk pertumbuhan. Peningkatan nilai MLSS dan MLVSS sesuai dengan pernyataan Whalen et  al. (2006)  bahwa  peningkatan waktu  kontak  antara  mikroorganisme  dalam limbah  akan  menghasilkan  pertumbuhan mikroba  yang  dapat  menghilangkan  polutan berkadar organik tinggi sehingga nilai uji ini menunjukkan  kandungan  material  organik yang  terdapat  dalam  limbah  cair  beserta peningkatan biomassanya.
Elektrisitas  Sistem  MFC  Limbah  Cair Perikanan
Semua perlakuan baik dua, tiga, maupun empat  bejana  yang  dirangkaikan  secara  seri, menunjukkan  semakin  banyak  bejana  yang dirangkaikan  secara  seri  maka  semakin tinggi  nilai  elektrisitas  yang  dihasilkan. Elektrisitas  yang  dihasilkan  memiliki  nilai yang berfluktuasi pada setiap perlakuan. Nilai elektrisitas  rata-rata  jam  ke-0  yaitu  0,009  V pada dua bejana (Gambar 2), 0,31 V pada tiga bejana (Gambar 3), dan 0,523 V pada empat bejana (Gambar 4).
Gambar 2 menunjukkan nilai elektrisitas dua  bejana  yang  disusun  secara  seri. Berdasarkan  Tabel  2,  elektrisitas  tertinggi ditunjukkan  pada  jam  ke-110  dengan  nilai 0,733 V dan terendah ditunjukkan pada jam ke-0  dengan  nilai  0,009  V.  Nilai  elektrisitas mengalami fluktuasi pada jam ke-111 hingga hari  terakhir  proses  pengukuran.  Nilai elektrisitas  rata-rata  yang  dihasilkan  sistem MFC  dua  bejana  selama  pengukuran  yaitu 0,1151 V. Gambar 3 menunjukkan nilai elektrisitas tiga  bejana  yang  disusun  secara  seri. Berdasarkan  Tabel  2,  elektrisitas  tertinggi ditunjukkan  pada  jam  ke-49  dengan  nilai 0,713  V  dan  terendah  ditunjukkan  pada jam  ke-90  dengan  nilai  0,02  V.  Elektrisitas mengalami  penurunan  setelah  jam  ke-90, namun  elektrisitas  mengalami  peningkatan kembali pada jam ke-115 hingga hari terakhir pengukuran.  Nilai  elektrisitas  rata-rata  yang dihasilkan  sistem  MFC  tiga  bejana  selama lima hari pengukuran yaitu 0,2595 V.
Kinerja rangkaian seri, Ibrahim et al.
Gambar 4 menunjukkan nilai elektrisitas empat  bejana  yang  disusun  secara  seri. Berdasarkan  Tabel  2,  elektrisitas  tertinggi ditunjukkan  pada  jam  ke-45  dengan  nilai 0,763  V,  sedangkan  elektrisitas  terendah ditunjukkan  pada  jam  ke-115  dengan  nilai 0,376  V.  Listrik  yang  dihasilkan  berfluktuasi mengalami  peningkatan  dan  penurunan  di hari  terakhir  pengukuran.  Nilai  elektrisitas rata-rata yang dihasilkan sistem MFC empat bejana  selama  lima  hari  pengukuran  yaitu 0,5347 V.
Potensial listrik yang terukur berasal dari kemampuan MFC sebagai bioelectrochemical system (BESs) yang dapat mengubah biomassa menjadi energi listrik melalui aktivitas mikroba (Pant et al. 2009). Fluktuasi listrik yang terjadi selama lima hari diduga karena interaksi dan persaingan  yang  terjadi  antara  bakteri  di dalam  substrat  pertumbuhan.  Peningkatan atau  penurunan  nilai  elektrisitas  berkaitan
dengan elektron yang dapat berikatan dengan TEA  ( Terminal  Electron  Acceptor )  misalnya oksigen,  nitrat,  nitrit,  sulfat,  dan  sebagainya yang  berdifusi  melalui  sel.  Elektron  tersebut ditangkap  oleh  anoda  dan  proton  ditangkap oleh  katoda  yang  kemudian  menyebabkan beda  potensial  sehingga  menghasilkan biolistrik (Logan 2008).
Peningkatan  nilai  elektrisitas  yang terukur oleh multimeter kemungkinan terjadi saat mikroba melakukan pemecahan substrat sederhana  yang  terdapat  di  dalam  medium. Penurunan  listrik  yang  terjadi  kemungkinan juga  disebabkan  oleh  mikroba  yang  sedang beradaptasi  untuk  memecah  substrat yang  lebih  kompleks  menjadi  sederhana. Peningkatan dan penurunan nilai elektrisitas menunjukkan  kedinamisan  sistem  karena digerakkan  oleh  makhluk  hidup.  Menurut Ieropoulos et al . (2008), selama periode yang sangat singkat, mikroorganisme masih dalam
Gambar 2 Nilai elektrisitas rangkaian seri 2 bejana.
Gambar 3 Nilai elektrisitas rangkaian seri 3 bejana.
Gambar 4 Nilai elektrisitas rangkaian seri 4 bejana.
Tabel 2 Hasil elektrisitas rangkaian seri Parameter Jam ke- Voltase Tertinngi (V) Jam ke- Voltase Terendah (V) Seri 2 bejana 110 0,733 0 0,1151 Seri 3 bejana 49 0,713 90 0,2595 Seri 4 bejana 45 0,763 115 0,5347
Kinerja rangkaian seri, Ibrahim et al.
keadaan  transisi  untuk  beradaptasi  dengan sistem  MFC  karena  resistensi  internal  yang bervariasi. Faktor-faktor yang mempengaruhi resistansi internal yaitu elektroda, kandungan larutan  elektrolit,  dan  proton.  Resistansi internal  elektroda  tergantung  pada  kuantitas dan  konduktivitas  materi  serta  bentuk  dan komposisinya. Sistem  MFC  dengan  penambahan lumpur  aktif  juga  dipengaruhi  oleh  proses pengadukan.  Pengadukan  berperan  penting karena  dapat  menjaga  kestabilan  kelarutan bahan  organik  yang  digunakan  metabolisme mikroorganisme.  Hasil  penelitian  Winaya et  al. (2011),  bakteri  anaerob  dan  material organik  harus  dikondisikan  stabil  pada suatu  lingkungan  agar  material  organik dapat  dikonversi  menjadi  energi  listrik. Lovely (2006) menyatakan bahwa komponen material  limbah  merupakan  faktor  penting dalam  perubahan  limbah  organik  menjadi bioenergi yang dapat menghasilkan listrik. Listrik  yang  dihasilkan  melalui  sistem MFC  yang  disusun  secara  seri  umumnya memiliki  nilai  elektrisitas  yang  lebih  tinggi dibandingkan  nilai  elektrisitas  sistem  MFC yang  disusun  secara  paralel.  Penelitian  ini menghasilkan listrik rata-rata 0,1151 V untuk dua bejana, 0,2595 V untuk tiga bejana, dan 0,5347  V  untuk  empat  bejana.  Penelitian Aelterman et  al. (2006)  diperoleh  tegangan rangkaian terbuka    0,67 V untuk sambungan paralel dan     4,16 V untuk sambungan seri. Pengukuran  output  daya  maksimum  untuk rangkaian seri memiliki tegangan yang lebih tinggi  dari  2.279  mV  (49  mA),  sedangkan paralel  memiliki  tegangan      269  mA  pada 354  mV.  Sistem  MFC  yang  dihubungkan secara seri bekerja masing-masing pada arus dan tegangan rata-rata yang ditentukan oleh kinerja  MFC  individu.  Sistem  MFC  secara seri tidak akan memberikan densitas kekuatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan MFC individu tetapi MFC seri dapat menciptakan kemungkinan untuk menghasilkan daya rata- rata tegangan dan arus yang lebih praktis.
Arus  maksimum  ditentukan  oleh  tiga
faktor. Pertama, desain MFC yang menentukan kerugian  elektrokimia  (misalnya,  resistansi internal)  dan  keterbatasan  transportasi konvektif.  Kedua,  beban  volumetrik  yang merupakan  jumlah  total  elektron  dialirkan oleh  substrat.  Ketiga,  jumlah  substrat diubah  menjadi  listrik  (efisiensi  Coulomb). Kerugian  elektrokimia  dalam  sistem  MFC dikategorikan  sebagai  (i)  kerugian  aktivasi yang  dapat  diturunkan  oleh  nanowires, (ii)  kerugian  ohmik  yang  ditentukan  oleh resistensi  dari  elektrolit  dan  elektroda,  dan (iii) kerugian perpindahan massa yang terjadi karena  penurunan  reaktan  pada  permukaan elektroda (Aelterman et al. 2006).

## KESIMPULAN
Sistem  teknologi Microbial  Fuel  Cell dengan  penambahan  lumpur  aktif  dapat diterapkan pada limbah cair perikanan untuk menghasilkan biolistrik. Karakteristik limbah cair perikanan memiliki nilai COD 768 mg/L, BOD 124 mg/L, amonia 2,44 mg/L dan total nitrogen 3.464,51 mg/L.
Penambahan  lumpur  aktif  dapat menurunkan  beban  limbah  cair  yang  dapat dilihat dari penurunan nilai COD, BOD, TAN, dan  total  nitrogen  serta  peningkatan  nilai MLSS  dan  MLVSS.  Penyusunan  rangkaian seri  yang  digunakan  dalam  sistem  MFC menunjukkan  nilai  elektrisitas  yang  lebih optimal dengan rata-rata nilai elektrisitas dua bejana yang dirangkaikan seri yaitu 0,1151 V, nilai elektrisitas tiga bejana yang dirangkaikan seri yaitu 0,2595 V dan 0,5347 V untuk empat bejana yang dirangkaikan seri.

## DAFTAR PUSTAKA
Aelterman  P,  Rabaey  K,  Pham  HT,  Boon  N, Verstraete W. 2006. Continuous electricity generation at high voltages and currents using  stacked Microbial  Fuel  Cell s. Environmental  Science  &  Technology 40: 3388-3394.
Cheng  S,  Liu  H,  Logan  BE.  2006.  Increased performance of single-chamber Microbial Fuel  Cell using  an  improved  chatode
Kinerja rangkaian seri, Ibrahim et al.
structure. Electrochemical  Community 8: 489-494.
Du  Z,  Li  H,  Gu  T.  2007.  A  state  art  review
on Microbial  Fuel  Cell s:  a  promising technology for wastewater treatment and bioenergy. Biotechnology  Advances 25: 464-482. Edahwati  L,  Suprihatin.  2009.  Kombinasi proses  aerasi,  adsorpsi,  dan  filtrasi  pada pengolahan air limbah industri perikanan. Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan 1(2):79- 83. Fux  C,  Siegrist  H.  2004.  Nitrogen  removal from  sludge  digester  liquids  by nitrification/denitrification  or  partial nitritation/anammox: environmental and economical considerations. Water Science and Technology 50(10):19–26. Ibrahim B. 2005. Kaji ulang sistem pengolahan limbah  cair  industri  hasil  perikanan secara  biologis  dengan  lumpur  aktif. Buletin  Teknologi  Hasil  Perikanan 13(1): 31-40.
Ibrahim  B.  2007.  Studi  penyisihan  nitrogen air  limbah  agroindustri  hasil  perikanan secara  biologis  dengan  model  dinamik activated  sludge  model  (ASM)  1. [disertasi]. Bogor: Sekolah Pasca Sarjana
Institut Pertanian Bogor.
Ibrahim  B,  Erungan  AC,  Heriyanto.  2009a.
Nilai  parameter  biokinetika  proses denitrifikasi  limbah  cair  industri perikanan  pada  rasio  COD/TKN  yang berbeda. Jurnal  Pengolahan  Hasil Perikanan Indonesia 12(1): 31-45.
Ibrahim  B,  Suptijah  P,  Prantommy.  2009b. Pemanfaatan  kitosan  pada  pengolahan limbah  cair  industri  perikanan. Jurnal Pengolahan  Hasil  Perikanan  Indonesia 12(2): 154-166.
Ieropoulos I, Greenman J, Melhuish C. 2008. Microbial  Fuel  Cell s  based  on  carbon veil  electrodes:  stack  configuration  and scalability. International Journal of Energy Research 32(13): 1228-1240.
Jenie  BSL,  Rahayu  WP.  1993. Penanganan
Limbah  Industri  Pangan .  Yogyakarta:
Kanisius.
Kementerian  Negara  Lingkungan  Hidup.
2007.  Keputusan  Menteri  No.  6  Tahun 2007 tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi
Usaha  dan/atau  Kegiatan  Pengolahan Hasil  Perikanan.  Jakarta:  Kementerian Lingkungan Hidup. Kim  HJ,  Park  HS,  Hyun  MSD,  Chang  IS, Kim M, Kim BH. 2002. A mediator-less
Microbial Fuel Cell using a metal reducing bacterium, Schewanella  putreficiens. Enzyme  and  Microbial  Technology 30: 145-152. Liu H, Logan BE. 2004. Electicity generation using  an  air-chatode  single  chamber
Microbial  Fuel  Cell in  the  presence  and absence of a proton exchange membrane. Environmental Science and Technology 38: 4040-4046.
Logan  BE.  2008. Microbial  Fuel  Cell .  United States of America: A John Wiley & Sons Inc.
Lovely  DR.  2006.  Bug  juice:  harvesting electricity  with  microorganisms. Nature
Reviews 4: 497-508.
Metcalf, Eddy. 1991. Wastewater Engineering:
Treatment,  Disposal  and  Reuse  3rd
Edition . Singapore: McGraw Hill Inc. Milliken  CE,  May  HD.  2007.  Sustained generation  of  electricity  by  the spore-forming, gram positive, Desulfitobacterium  hafniense  strain DCB2. Applied  Microbial  and  Cell Physiology 73:1180-1189. Moon  H,  Chang  IS,  Kim  BH.  2006. Continuous  electricity  production  from artificial  wastewater  using  a  mediator- less Microbial  Fuel  Cell . Bioresource Technology 97:621-627. Mosqud MA, Omine K. 2010. Bio-electricity generation  by  using  organic  waste  in Bangladesh.  International Journal  of Environmental 7:122-124.
Nimje  VR,  Chen  CY,  Chen  CC,  Jean  JS,
Reddy AS. 2009. Stable and high energy generation by a strain of Bacillus subtilis in  a Microbial  Fuel  Cell . Journal  Power
JPHPI 2014, Volume 17 Nomor 1
Kinerja rangkaian seri, Ibrahim et al.
Sources . in press.
Oh  ST,  Kim  JR,  Premier  GC,  Lee  TH, Kim  J,  Changwon  K,  Sloan  WT.  2010. Sustainable  wastewater  treatment:  how might Microbial  Fuel  Cell s  contribute.
Journal Biotechnology 28:871-881.
Oktavia  DA,  Mangunwidjaja  D,  Wibowo  S, Sunarti  TC,  Rahayuningsih  M.  2012. Pengolahan  limbah  cair  perikanan menggunakan  konsorsium  mikroba indigenous  proteolitik  dan  lipolitik. AGROINTEK 6(2): 65-71.
Pant D, Bogaert GV, Diels L, Vanbroekhoven K.  2009.  A  review  of  the  substrates used  in Microbial  Fuel  Cell s  (MFCs) for  sustainable  energy  production. Bioresource  Technology .  Article  in  press: 1-11.
Patil  SA,  Surakasi  VP,  Koul  S,  Ijmulwar  S,
Vivek A, Shouche YS, Kapadnis BP. 2009. Electricity  generation  using  chocolate industry  wastewater  and  its  treatment in  activated  sludge  based Microbial  Fuel Cell and analysis of developed microbial community  in  the  anode  chamber.
Bioresource Technology 100: 5132-5139.
Poppo  A,  Mahendra  MS,  Sundra  IK.  2008.
Studi kualitas perairan pantai di kawasan industri  perikanan desa Pengambengan, Kecamatan Negara, Kabupaten Jembrana.
Ecotrophic 3(2): 98-103.
Priambodo  G,  Mangkoedihardjo  S,  Hadi  W,
Soedjono ES. 2011. Wastewater treatment strategy  for  fish  processing  industry in  Kota  Pantai  Muncar  of  Indonesia. International  Journal  of  Academic Research 3(2):93-97. Scott  K,  Murano  C.  2007. Microbial  Fuel
Cell s  utilizing  carbohydrates. Journal  of Chemical  Technology  and  Biotechnology 82:92-100.
Suyanto E, Mayangsari A, Wahyuni A, Zuhro F, Isa S, Sutariningsih SE, Retnaningrum E.  2010.  Pemanfaatan  limbah  cair domestic  IPAL  kricak  sebagai  substrat generator  elektrisitas  melalui  teknologi Microbial  Fuel  Cell ramah  lingkungan. Seminar  Nasional  Biologi  di  Yogyakarta 24-25 September 2010.
Whalen  PA,  Whalen  PJ,  Tracey  DR.  2006. Cellular  ATP–a  superior  measure  of active  biomass  for  biological  wastewater treatment  processes. WEFTEC 6:3025-
3037
Winaya  INS,  Sucipta  M,  Putra  A.  2011. Memanfaatkan  air  bilasan  bagas  untuk menghasilkan  listrik  dengan  teknologi Microbial Fuel Cell . Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Cakram 5(1): 57-63. You  SJ,  Ren  NQ,  Zhao  QL,  Wang  JY,  Yang FL.  2009.  Power  generation  and electrochemical  analysis  of  biocathode Microbial  Fuel  Cell using  graphite  fiber brush  as  cathode  material. Journal  Fuel Cells 5: 588–596.