BIOKONVERSI BAHAN ORGANIK PADA LIMBAH CAIR RUMAH PEMOTONGAN HEWAN MENJADI ENERGI LISTRIK MENGGUNAKAN MICROBIAL FUEL CELL

## Aerani Arifani Widodo dan Munawar Ali
Program Studi Teknik Lingkungan, Universitas Pembangunan Nasional Veteran Jawa Timur Email: aeraniarifani12@gmail.com

## ABSTRAK
Limbah  cair  Rumah  Pemotongan  Hewan  (RPH)  mengandung  bahan  organik  dengan konsentrasi  tinggi,  padatan  tersuspensi,  serta  bahan  koloid  seperti  lemak,  protein,  dan selulosa. Bahan organik ini dapat menimbulkan berbagai permasalahan lingkungan jika dibuang  langsung  ke  badan  air.  Oleh  karena  itu,  pengolahan  limbah  cair  RPH  perlu dilakukan untuk meminimasi potensi pencemaran lingkungan. Microbial Fuel Cell (MFC) adalah salah satu alternatif pengolahan air limbah dan penghasil bioenergi listrik yang dapat terbarukan. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui kuat arus listrik dan power density yang dihasilkan oleh MFC dan menurunkan kadar COD pada limbah cair RPH. Pada penelitian ini digunakan reaktor dual-chamber MFC dengan variasi jenis elektroda dan  lama  waktu  inkubasi  substrat  selama  120  jam  penelitian.  Hasil  penelitian menunjukkan bahwa MFC menghasilkan kuat arus listrik maksimum sebesar 2,14 mA dan power density maksimum sebesar 4738,55 mW/m2 oleh reaktor C. Reaktor MFC mampu menurunkan  kadar  COD  limbah  cair  RPH  hingga  71%  dengan  lama  waktu  inkubasi substrat 10 hari.

## Kata kunci: Microbial Fuel Cell, power density, COD

## ABSTRACT
Wastewater of slaughterhouse contains organic matter in high concentration, suspended solid, and colloidal matters such as fat, protein, and cellulose. This organic matter might cause  many  kinds  of  environmental  problems  if  it  is  thrown  away  directly  into  the waterway. Therefore, wastewater treatment of slaughterhouse is needed to minimize the potential of environmental problems. Microbial Fuel Cell (MFC) is one of the wastewater treatment alternatives and a renewable electricity producer. The purpose of this research is knowing the electric current and power density that produced by MFC and removing the COD of slaughterhouse wastewater. In this research, dual-chamber MFC is used with the variation of electrode types and substrate incubation time within 120 hours research. The result shows that MFC producing the maximum electric current of 2,14 mA and maximum power density of 4738,55 mW/m2 by C reactor. MFC reactor is able to remove the COD of slaughterhouse wastewater until 71% within 10 days of substrate incubation time.
Keywords: Microbial Fuel Cell, power density, COD

## PENDAHULUAN
Limbah cair Rumah Pemotongan Hewan (RPH) mengandung bahan organik dengan konsentrasi tinggi,  padatan  tersuspensi,  serta  bahan  koloid seperti  lemak,  protein,  dan  selulosa.  Bahan organik  ini  dapat  menimbulkan  berbagai permasalahan lingkungan jika dibuang langsung ke  badan  air.  Limbah  RPH  yang  berupa  darah, urin, feses, isi rumen atau isi lambung, daging, lemak,  dan  air  cuciannya  dapat  bertindak sebagai  media  pertumbuhan  mikroba  sehingga limbah tersebut mudah mengalami pembusukan. Proses pembusukannya di dalam air menimbulkan  bau  tidak  sedap  yang  dapat mengakibatkan gangguan pada saluran pernapasan manusia yang ditandai dengan reaksi fisiologik  tubuh  seperti  rasa  mual  dan kehilangan selera makan. Selain itu, penggunaan oksigen  terlarut  yang  berlebihan  oleh  mikroba dapat berdampak pada kurangnya oksigen bagi biota  air.  Oleh  karena  itu,  pengolahan  limbah cair  RPH  perlu  dilakukan  untuk  meminimasi potensi pencemaran lingkungan.
Microbial  Fuel  Cell (MFC)  adalah  salah  satu alternatif  pengolahan  air  limbah  dan  penghasil bioenergi  listrik  yang  dapat  terbarukan.  Selain menurunkan  potensi  pencemaran,  MFC  dapat menghasilkan energi listrik yang dapat langsung digunakan.  MFC  merupakan  teknologi  yang ideal  dalam  pembentukan  bioenergi  listrik terbarukan karena sifat fleksibilitas mikroorganisme  yang  dapat  mengkonversi berbagai  macam  sumber  energi  dari  material organik  yang  dapat  terdegradasi,  baik  yang berupa  senyawa  sederhana  seperti  protein, karbohidrat,  dan  senyawa  kompleks  yang terdapat dalam air limbah seperti lignoselulosa. Hasil  proses  biodegradasi  senyawa  organik dikonversi hingga menjadi energi listrik berupa elektron  yang  dilepaskan  oleh  mikroorganisme yang  bergerak  menuju  elektroda  (Pramono, Wardana et al. 2015).
Tujuan  penelitian  ini  adalah    mengetahui pengaruh jenis elektroda terhadap Power density dan kuat arus listrik yang dihasilkan oleh MFC, mengetahui  pengaruh  lama  waktu  inkubasi substrat  terhadap power  density dan  kuat  arus listrik  yang  dihasilkan  sistem  MFC,  dan menurunkan  kadar  COD  pada  limbah  cair Rumah Pemotongan Hewan oleh MFC.

## TINJAUAN PUSTAKA
Microbial  Fuel  Cell (MFC)  merupakan  sebuah sistem  yang  mengkonversi  energi  kimia  yang terdapat  pada  substrat  menjadi  energi  listrik secara langsung, Microbial Fuel Cell memanfaatkan peranan bakteri sebagai katalis.
Microbial Fuel Cell sama seperti fuel cell biasa yaitu  tersusun  dari  katoda,  anoda,  dan  larutan elektrolit.  Anoda  merupakan  tempat  terjadinya reaksi  oksidasi,  sedangkan  katoda  merupakan tempat terjadinya reaksi reduksi. Pada Microbial Fuel  Cell digunakan  kultur  mikroba  dalam kompartemen anoda. Mikroba  akan melakukan metabolisme  dalam  keadaan  anaerob  dengan menguraikan  glukosa  menjadi  proton,  elektron (e) dan karbon dioksida (CO 2 ) (Sinaga, Suyati et al.,  2015).  Proton  mengalir  ke  katoda  melalui jembatan  garam,  sedangkan  elektron  yang menempel di anoda kemudian mengalir melalui sirkuit  eksternal  menuju  ke  katoda.  Pertemuan antara  elektron  dan  proton  inilah  yang menyebabkan  adanya  perbedaan  potensial antara kedua ujung elektroda (katoda dan anoda) sehingga menghasilkan daya listrik.
Kemampuan Microbial  Fuel  Cell dalam menghasilkan  listrik  bergantung  pada  reaksi elektrokimia  yang  terjadi  antara  penerima elektron akhir yang berpotensial tinggi (oksigen) dan  susbtrat  organik  berpotensial  rendah (glukosa). Glukosa sebagai molekul biodegradable akan  terdegradasi  seperti  yang ditunjukkan pada reaksi berikut:
Anoda : C 6 H 12 O 6 + H 2 O ------> CO 2 + e - + H +
Katoda : O 2 + e - ------> H 2 O
Listrik  yang  dihasilkan  dalam  sistem  MFC bergantung pada perbedaan sifat kereaktifan dan nilai potensial standar dari masing-masing jenis elektroda  yang  digunakan.  Karbon  (C)  dan alumunium  (Al)  merupakan  jenis  logam  yang bersifat inert (tahan terhadap asam atau lambat bereaksi)  terhadap  oksidasi  karena  memiliki lapisan pelindung pada bagian permukaan yang mampu mencegah terjadinya oksidasi berkelanjutan  (pasivasi).  Alumunium  adalah unsur dari golongan IIIA dengan nilai potensial standar -1,66. Semakin ke kiri kedudukan suatu logam  pada  deret  volta,  menunjukkan  bahwa logam tersebut semakin mudah melepas elektron dan  termasuk  reduktor  yang  kuat.  Sifat kereaktifan  elektroda  pada  sistem  MFC  ini menyediakan  luasan  yang  lebih  besar  untuk kontak  dengan  bakteri  dalam  mentransfer
elektron  ke  elektroda,  sehingga  berpengaruh pada  besar  energi  listrik  yang  dihasilkan (Ibrahim, Suptijah et al. 2017).

## METODE PENELITIAN

## Alat dan Bahan Penelitian
Alat-alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  reaktor  MFC  dari  tabung  plastik  (Ø  11 cm,  tinggi  16  cm),  kabel  dan  penjepit  buaya, labu  erlenmeyer, beaker  glass ,  spatula  kaca, pipet  ukur, multimeter  analog , aluminium  foil , dan  timbangan  analitik.  Bahan-bahan  yang digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  limbah cair RPH UPTD Krian (500 mL), KMnO 4 (15,8 gram),  NaOH  1  M,  HCl  1  M,  karbon  grafit berbentuk  batang  (Ø  0,8  cm,  tinggi  5,8  cm), aluminium  berbentuk  batang  (Ø  0,8  cm,  tinggi 5,8  cm),  KCl  (11,099  gram),  nutrien  agar  (2,5 gram), pipa PVC 3/4” (panjang 8 cm), aquades (500 mL), dan glukosa (3 gram).

## Prosedur Kerja
Prosedur  penelitian  yang  dilakukan  terdiri  dari tahap  persiapan,  tahap  penelitian  pendahuluan, tahap  penelitian  utama,  tahap  penelitian  akhir, dan pengolahan data.

## Tahap Persiapan
Tahap persiapan dilakukan dengan studi literatur mengenai  materi  terkait  judul  penelitian “Biokonversi Bahan Organik pada Limbah Cair Rumah  Pemotongan  Hewan  Menjadi  Energi Listrik Menggunakan Microbial Fuel Cell ”.

## Tahap Penelitian Pendahuluan
Tahap  penelitian  pendahuluan  dilakukan dengan  uji  karakteristik  limbah  cair  Rumah Pemotongan Hewan UPTD Krian dan diutamakan  untuk  mengetahui  kadar  COD limbah sebelum running MFC melalui pengujian  awal  di  laboratorium.  Metode  yang digunakan
untuk  pengujian  awal  COD  adalah  SNI 6989.2.2009 (refluks).
Tahap Penelitian Utama
1. Preparasi Glukosa
Membuat larutan glukosa dengan cara melarutkan 3 gram glukosa (C 6 H 12 O 6 ) ke dalam aquades 500  mL.  Larutan  glukosa  tersebut kemudian dicampurkan dengan 500 mL limbah cair  Rumah  Pemotongan  Hewan,  sehingga diperoleh volume total 1.000 mL.

## 2. Preparasi Substrat
Substrat  yang  dipreparasi  dalam  penelitian  ini terdiri  dari  limbah  cair  Rumah  Pemotongan Hewan yang telah ditambahkan larutan glukosa dengan  perbandingan  1:1  sehingga  diperoleh total  volume  1.000  mL.  Limbah  cair  tersebut diinkubasi  pada  inkubator  dalam  suhu  35  ºC selama 1 hari, 5 hari, dan 10 hari.

## 3. Preparasi Elektroda
4 buah elektroda yang terbuat dari batang karbon grafit  dengan  luas  permukaan  15,57  cm 2 direndam dalam larutan HCl 1 M selama 1 hari dan  dibilas  menggunakan  aquades.  Kemudian elektroda  tersebut  direndam  kembali  ke  dalam larutan NaOH 1 M selama satu hari dan dibilas kembali  menggunakan aquades .  Elektroda direndam  dalam aquades sampai  saat  akan digunakan.

## 4. Preparasi Jembatan Garam
100 mL aquades mendidih ditambahkan 11,099 gram  KCl  dan  2,5  gram  nutrien  agar,  diaduk hingga homogen dan mengental lalu dimasukkan ke dalam pipa PVC berdiameter ¾ ” dan panjang 8 cm.

## 5. Penelitian MFC
Perancangan  reaktor dual-chamber MFC  ini terbuat  dari  bahan  plastik  berbentuk  tabung dengan  diameter  11  cm  dan  tinggi  16  cm. Reaktor  MFC  terdiri  dari  kompartemen  anoda yang berisi substrat limbah cair RPH yang telah ditambahkan  glukosa  dan  aquades  sehingga volume  totalnya  adalah  1.000  mL,  sedangkan kompartemen  katoda  berisi  15,8  gram  serbuk KMnO 4 0,1 M yang telah dilarutkan dalam 1.000 mL aquades. Kedua kompartemen ini dihubungkan oleh jembatan garam yang terbuat dari nutrient agar  dan  KCl  yang  telah dimasukkan ke dalam pipa PVC. Kompartemen anoda  dikondisikan  dalam  keadaan  anaerob. Pada  kompartemen  katoda,  reaktor  dilapisi dengan aluminium  foil untuk  mencegah terjadinya fotodekomposisi pada larutan KMnO 4 . Di dalam masing-masing kompartemen terdapat  sebuah  elektroda  yang  dijepit  dengan penjepit buaya dan dihubungkan dengan kabel. Kabel  dan  penjepit  buaya  ini  disambungkan dengan multimeter analog untuk mengukur kuat arus listrik dan mengetahui power density yang dihasilkan oleh MFC.
Penelitian  akan  dilakukan  secara batch selama 96  jam  penelitian  dengan  mengukur  kuat  arus dan power density setiap 8 jam sekali. Gambar perancangan  alat  pada  penelitian  ini  adalah sebagai berikut.
Gambar-1: Perancangan  Reaktor Dual-chamber MFC
Keterangan:
1. Kompartemen Anoda
2. Kompartemen Katoda
3. Jembatan Garam
4. Multimeter Analog

## 5. Kabel dan Penjepit Buaya

## Tahap Penelitian Akhir
Tahap  penelitian  akhir  dilakukan  untuk mengetahui  kadar  COD  limbah  cair  Rumah Pemotongan  Hewan  UPTD  Krian  melalui pengujian akhir di laboratorium setelah running MFC  selesai.  Metode  yang  digunakan  untuk pengujian  akhir  COD  adalah  SNI  6989.2.2009 refluks .

## Tahap Pengolahan Data
Pengambilan  data  dilakukan  untuk  mengetahui kadar COD yang direduksi, kuat arus, dan power density yang  dihasilkan  pada  saat  penelitian berlangsung. Data-data yang diperoleh kemudian  akan  diolah  menggunakan software Microsoft Excel .

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Karakteristik Limbah
Limbah  yang  digunakan  adalah  limbah  cair Rumah  Pemotongan  Hewan  yang  berasal  dari Rumah  Pemotongan  Hewan  UPTD  Krian, Sidoarjo.  Uji  karakteristik  air  limbah  ini dilakukan  untuk  mengetahui  kandungan  awal
pada  air  limbah  RPH  tersebut.  Hasil  uji karakteristik awal limbah cair Rumah Pemotongan  Hewan  UPTD  Krian  disajikan dalam tabel 1.
Tabel -1. Hasil Uji Karakteristik Awal Limbah Cair RPH Krian Karakteristik Limbah Nilai BOD5 630 mg/L COD 1.372 mg/L TSS 310 mg/L N Total 363 mg/L pH 6,7

## Sumber: Hasil Analisis  Laboratorium
Berdasarkan  hasil  uji  karakteristik limbah,  diperoleh  nilai  COD  sebesar  1.372 mg/L.  Nilai  ini  melebihi  standard  baku  mutu limbah  RPH  menurut  Peraturan  Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2014 adalah sebesar 200 mg/L.
Pengaruh  Lama  Waktu  Inkubasi  Substrat Terhadap Kuat Arus Listrik yang Dihasilkan
Gambar -2 : Grafik Pengaruh Lama Waktu Inkubasi Substrat Terhadap Kuat Arus Listrik yang DIhasilkan
Pada  gambar  2 dengan  lama  waktu inkubasi substrat 10 hari,  dapat dilihat bahwa kuat arus maksimum  dicapai  pada  jam  ke-32,  yaitu sebesar  2,14  mA  oleh  reaktor  C  yang menggunakan anoda berbahan karbon grafit dan katoda berbahan aluminium. Scott et al. (2007) menyatakan  bahwa  semakin  ke  kiri  kedudukan suatu  logam  dalam  deret  volta  menandakan bahwa logam semakin mudah melepas elektron dan  merupakan  reduktor  yang  kuat.  Menurut penelitian  Ibrahim,  perlakuan  yang  paling optimal  untuk  memperoleh  elektrisitas  terbaik adalah  menggunakan  kombinasi  elektroda
antara  karbon  grafit  dan  aluminium.  Karbon grafit  dan  aluminium  bersifat inert terhadap oksidasi  karena  adanya lapisan pelindung  pada permukaannya yang dapat mencegah terjadinya pasivasi  atau  oksidasi  berkelanjutan.  Nilai potensial standar yang tinggi,juga menyebabkan karbon  grafit  tahan  terhadap  asam  dan  basa sehingga  tidak  mudah  mengalami  korosi (Ibrahim, Suptijah et al., 2017).
Pada reaktor A dengan elektroda karbon grafit, diperoleh kuat arus listrik sebesar 0,35 mA pada jam  ke-0  dan  mengalami  peningkatan  hingga jam ke-24 menjadi 1,85 mA.  Reaktor B dengan anoda  aluminium  dan  katoda  karbon  grafit memperoleh    kuat  arus  pada  jam  ke-0  sebesar 0,05  mA  dan  mengalami  peningkatan  hingga jam  ke-56  menjadi  0,25  mA.  Kuat  arus  pada reaktor C dengan anoda karbon grafit dan katoda aluminium mengalami peningkatan hingga jam ke-32  sebesar  2,14  mA.  Reaktor  D  mengalami peningkatan kuat arus hingga jam ke-32 menjadi 0,30  mA.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa metabolisme  mikroba  meningkat  tajam  karena banyaknya  senyawa  organik  yang  dapat dikonsumsi  oleh  mikroba,  sehingga  energi listrik  yang  dihasilkan  pun  meningkat  (Kristin, 2012).
Kuat arus listrik yang dihasilkan oleh reaktor A, B,  C,  dan  D  cenderung  fluktuatif.  Fluktuasi listrik yang dihasilkan ini dapat disebabkan oleh interaksi dan persaingan dari bakteri yang hidup di  dalam  substrat  pertumbuhan.  Sedangkan penurunan  kuat  arus  yang  terjadi  seiring berjalannya  waktu  disebabkan  oleh  nutrien  di dalam  substrat  berkurang  akibat  berkurangnya aktivitas metabolisme bakteri. Hambatan internal  anoda  yang  meningkat  akibat  tertutup oleh biofilm yang  terus  berkembang  seiring berjalannya  waktu  juga  dapat  menurunkan produksi listrik oleh MFC (Ibrahim, Suptijah et al., 2017).
Dari  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan, limbah cair Rumah Pemotongan Hewan (RPH) yang  diinkubasi  dalam  waktu  10  hari menghasilkan  kuat  arus  listrik  lebih  tinggi dibandingkan dengan waktu inkubasi 1 hari dan 5 hari. Hal ini disebabkan pada waktu inkubasi 10 hari, konsorsium mikroba atau biofilm yang terbentuk  lebih  stabil  dalam  mendegradasi senyawa  organik  daripada  limbah  RPH  yang diinkubasi  dalam  waktu  1  hari  dan  5  hari. Biofilm ini membantu proses degradasi substrat secara optimal (Kristin, 2012).
Gambar  -3. Pengaruh  Lama  Waktu  Inkubasi Substrat 10 Hari dan Jenis Elektroda terhadap Power Density
Pada  gambar  2  dengan  lama  waktu  inkubasi substrat  10  hari,    dapat  dilihat  bahwa power density maksimum  dihasilkan  pada  jam  ke-32, yaitu  sebesar  4738,55  mW/m 2 oleh  reaktor  C yang  menggunakan  anoda  berbahan  karbon grafit dan katoda berbahan aluminium.
Selain  lama  waktu  inkubasi  substrat,  sifat kereaktifan  dari  masing-masing  elektroda  pada sistem  MFC  menyediakan  luasan  yang  lebih besar  untuk  kontak  bakteri  dalam  mentransfer elektron ke elektroda dan memberikan efek pada energi  listrik  yang  dihasilkan.  Elektroda  grafit dalam  kompartemen  anoda  berperan  sebagai media  lekat  untuk  membentuk biofilm pada permukaannya  (Utami,  Lazulva  et  al.,  2017). Ibrahim  (2017),  menyatakan  bahwa  karbon grafit dan aluminium memiliki nilai elektrisitas yang  lebih  tinggi.  Sehingga,  kinerja  kombinasi karbon  grafit  dan  aluminium  sebagai  elektroda dinilai lebih optimal.
Pada reaktor A dengan elektroda karbon grafit, diperoleh power density sebesar 177,53 mW/m 2 pada  jam  ke-0  dan  mengalami  peningkatan hingga  jam  ke-32  menjadi  1573,09  mW/m 2 . Reaktor B dengan anoda aluminium dan katoda karbon  grafit  memperoleh power  density pada jam  ke-0  sebesar  6,42  mW/m 2 dan  mengalami peningkatan  hingga  jam  ke-48  menjadi  35,31 mW/m 2 . Power  density pada  reaktor  C  dengan anoda  karbon  grafit  dan  katoda  aluminium mengalami  peningkatan  hingga  jam  ke-32 sebesar 4738,55 mW/m 2 . Reaktor D mengalami peningkatan power  density hingga  jam  ke-16 menjadi  58,43  mW/m 2 .  Hal  ini  menunjukkan bahwa  metabolisme  mikroba  meningkat  tajam karena banyaknya senyawa organik yang dapat dikonsumsi  oleh  mikroba,  sehingga  energi
listrik  yang  dihasilkan  pun  meningkat  (Kristin, 2012)
Power  density yang  dihasilkan  oleh  reaktor  A, B,  C,  dan  D  cenderung  fluktuatif.  Fluktuasi listrik yang dihasilkan ini dapat disebabkan oleh interaksi dan persaingan dari bakteri yang hidup di  dalam  substrat  pertumbuhan.  Pertumbuhan mikroorganisme membutuhkan substrat organik,  namun  terlalu  banyak  substrat  dapat menyebabkan biofilm terlalu  tebal  sehingga hambatan  internal  bertambah  dan  produksi energi listrik menurun (Li, 2011).
Hambatan internal dapat mempengaruhi kinerja MFC. Hambatan internal tersebut juga bervariasi  terhadap  jenis  larutan  katoda  yang digunakan.  Kecepatan  pengumpulan  elektron pada  kompartemen  anoda  dipengaruhi  oleh penurunan  kekuatan  dari  larutan  elektrolit katoda.  Penurunan  kekuatan  dari  larutan elektrolit  katoda  mempengaruhi  laju  konsumsi elektron pada katoda (Ghangrekar, 2014).
Dari  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan, limbah  RPH  yang  diinkubasi  dalam  waktu  10 hari  menghasilkan power  density lebih  tinggi dibandingkan dengan waktu inkubasi 1 hari dan 5 hari. Hal ini disebabkan pada waktu inkubasi 10 hari, konsorsium mikroba atau biofilm yang terbentuk  lebih  stabil  dalam  mendegradasi senyawa  organik  daripada  limbah  RPH  yang diinkubasi  dalam  waktu  1  hari  dan  5  hari. Biofilm ini membantu proses degradasi substrat secara  optimal,  sehingga  energi  listrik  yang dihasilkan  akan  semakin  besar  (Kristin,  2012).

## Penurunan Kadar COD pada Limbah Cair RPH
Chemical  Oxygen  Demand (COD)  atau kebutuhan oksigen kimia adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan pada proses oksidasi senyawa organik dalam air.
Sebelum  dilakukan  proses  inkubasi  substrat, kadar COD pada limbah cair RPH diuji terlebih dahulu.  Diperoleh  kadar  COD  sebelum diinkubasi yaitu sebesar 1.372 mg/l. Kemudian grafik kadar COD pada limbah cair RPH setelah melalui  proses  inkubasi  dapat  dilihat  pada gambar 3.
Reaktor  MFC  dengan  lama  waktu  inkubasi substrat  1  hari,  5  hari,  dan  10  hari  mengalami penurunan terhadap kadar COD air limbah. Pada reaktor  dengan  lama  waktu  inkubasi  substrat  1
hari,  diperoleh  penurunan  kadar  COD  awal 1.372  mg/l  menjadi  588  mg/l  dengan  efisiensi penyisihan  sebesar  57%.  Reaktor  dengan  lama waktu  inkubasi  substrat  5  hari  mampu menurunkan  kadar  COD  awal  1.372  mg/l menjadi 470,4 mg/l dengan efisiensi penyisihan sebesar  66%.  Sedangkan  pada  reaktor  dengan lama waktu inkubasi substrat 10 hari, diperoleh penurunan kadar COD awal 1.372 mg/l menjadi 392  mg/l  dengan  efisiensi  penyisihan  sebesar 71%.
Penurunan kadar COD yang terjadi pada reaktor MFC disebabkan oleh adanya aktivitas mikroorganisme yang menguraikan zat organik pada  kompartemen  anoda.  Mikroorganisme  ini akan  membentuk biofilm pada  permukaan elektroda. Proses yang terjadi saat pembentukan biofilm pada  air  limbah  sama  dengan  yang terjadi  di  lingkungan  alami.  Mikroorganisme yang ada pada biofilm akan mendegradasi bahan organik yang ada di dalam air limbah. Senyawa polutan yang ada di dalam air limbah, misalnya COD  akan  terdifusi  ke  dalam  lapisan  atau film biologis yang melekat pada permukaan medium (elektroda).  Pada  saat  yang  bersamaan  dengan menggunakan  oksigen  yang  terlarut  dalam  air limbah,  COD  tersebut  akan  diuraikan  oleh mikroorganisme  yang  ada  di  dalam  lapisan biofilm (Said, 2017).
Tabel -2. Hasil Perhitungan Analisis COD
Jam Ke- Kadar COD Inkubasi 1 Hari Inkubasi 5 Hari Inkubasi 10 Hari 0 1176 mg/l 980 mg/l 882 mg/l 24 980 mg/l 686 mg/l 686 mg/l 48 784 mg/l 588 mg/l 588 mg/l 72 686 mg/l 490 mg/l 509,6 mg/l 96 588 mg/l 470,4 mg/l 392 mg/l

## (Sumber: Hasil Analisis)
Dalam  sistem  MFC  ini,  proses  biokonversi memanfaatkan metabolisme dari mikroorganisme  dan  membutuhkan  akseptor elektron  untuk  dapat  menghasilkan  energi listrik.  Penurunan  kadar  COD  menyebabkan produksi listrik menurun, karena bahan organik yang  akan  diproses  dalam kompartemen  anoda berkurang  dan  menyebabkan  produksi  listrik mengalami  penurunan  (Septyana,  Samudro  et al., 2014).
Gambar  -4. Grafik  Penurunan  Kadar  COD  pada Limbah Cair RPH
Penurunan  kadar  COD  disebabkan  adanya kontak  antara  limbah  dan  mikroba.  Apabila jumlah  limbah  semakin  banyak,  maka  suplai oksigen  dalam  air  limbah  pun  mengalami peningkatan.  Meningkatnya  jumlah  oksigen tersebut  seiring  dengan  meningkatnya  jumlah mikroba,  sehingga  kadar toxic air  limbah  akan mengalami penurunan begitu pula dengan kadar COD nya. Larutan elektrolit pada kompartemen katoda yaitu KMnO 4 juga dapat mempengaruhi terjadinya  penurunan  kadar  COD  dalam  air limbah karena KMnO 4 termasuk oksidator yang kuat.
Dari  penelitian  yang  telah  dilakukan,  dapat dilihat bahwa kadar COD pada limbah cair RPH dalam    reaktor  MFC  mengalami  penurunan. Variasi  lama  waktu  inkubasi  substrat  10  hari mampu  menurunkan  kadar  COD  lebih  optimal dibandingkan  dengan  lama  waktu  inkubasi substrat 1 hari dan 5 hari.

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian ini dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi jenis elektroda dengan luas permukaan yang sama dapat  mempengaruhi besar kuat arus listrik  dan power  density yang  dihasilkan.
Reaktor  C  dengan  anoda  yang  terbuat  dari bahan karbon grafit dan katoda yang terbuat dari  bahan  aluminium  dapat  menghasilkan kuat arus listrik maksimum sebesar 2,14 mA dan power  density maksimum  4738,55 mW/m 2 .
2. Variasi lama waktu inkubasi substrat dapat mempengaruhi  kuat  arus  listrik  dan power density yang  dihasilkan  oleh  MFC.  Lama waktu inkubasi substrat yang paling optimal adalah 10 hari dengan besar kuat arus listrik yang  dihasilkan  yaitu  2,14  mA  dan power
density 4738,55 mW/m 2 . Hal ini
dikarenakan  pada  waktu  inkubasi  substrat 10  hari,  konsorsium  mikroba  atau biofilm yang terbentuk lebih stabil dalam mendegradasi  senyawa  organik  daripada limbah  cair  RPH  yang  diinkubasi  dalam waktu 1 hari dan 5 hari. 3.  Dalam sistem MFC ini, proses biokonversi memanfaatkan metabolisme dari mikroorganisme dan membutuhkan akseptor elektron untuk dapat menghasilkan energi  listrik.  Penurunan  kadar  COD menyebabkan  produksi  listrik  menurun, karena  bahan  organik  yang  akan  diproses dalam  kompartemen  anoda  berkurang  dan menyebabkan  produksi  listrik  mengalami penurunan.  Variasi  lama  waktu  inkubasi substrat 10 hari mampu menurunkan kadar COD  lebih  optimal  dengan  efisiensi penyisihan  sebesar  71%  dibandingkan dengan lama waktu inkubasi substrat 1 hari dan 5 hari.

## DAFTAR PUSTAKA
Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2014.
Akbar,  T.  N.,  et  al.,  2017.  "Analisis  Pengaruh Material  Logam  Sebagai  Elektroda Microbial Fuel Cell Terhadap Produksi Energi Listrik." eProceedings of
Engineering 4 (2).
Ibrahim, B., et al., 2017. "Kinerja Microbial Fuel
Cell Penghasil Biolistrik dengan Perbedaan Jenis Elektroda pada Limbah Cair Industri Perikanan." Jurnal Pengolahan Hasil Perikanan Indonesia 20 (2): 296-304.
Kristin,  E.,  2012.  "Produksi  Energi  Listrik
Melalui Microbial Fuel Cell Menggunakan  Limbah  Industri  Tempe (Skripsi)." Universitas Indonesia.
Jakarta.
Li,  Z.,  Yao,  L.,  Kong,  L.,  &  Liu,  H.,  2008. "Electricity Generation Using a Baffled Microbial Fuel Cell Convenient for
Liu,  H.,  et  al.  2004.  "Production  of  electricity during  wastewater  treatment  using  a single  chamber  microbial  fuel  cell." Environmental  science  &  technology 38 (7): 2281-2285.
Logan,  B.E.,  &  Regan  J.  M.  J.  T.  i.  M.,  2006.
"Electricity-Producing Bacterial Communities in Microbial Fuel Cells." 14(12), 512-518.
Pramono, K. J., et al., 2015. "Biokonversi Pada Pengolahan  Air  Limbah  Industri  Pulp Dan Kertas Menggunakan Membrane- Less  Microbial  Fuel  Cell  (ML-MFC)." Jurnal Selulosa 5 (01).
Rahimnejad, M., et al. 2011. "Power generation from  organic  substrate  in  batch  and continuous  flow  microbial  fuel  cell operations." Applied  Energy 88 (11): 3999-4004.
Ramadan,  B.  S.,  et  al.,  2015.  "Pengaruh Konsentrasi Chemical Oxygen Demand (COD)  Dan  Ragi  Terhadap  Kinerja Granular  Activated  Carbon  Dual
Chamber  Microbial  Fuel  Cells  (GAC-
DMFCS)." Jurnal  Teknik  Lingkungan 4 (1): 1-11.
Rinaldi,  W.,  et  al.,  2014.  "Pengolahan  Limbah Cair  Organik  dengan  Microbial  Fuel Cell." Jurnal  Rekayasa  Kimia  & Lingkungan 10 (2).
Roihatin,  A.  and  A.  Kartika  Rizqi,  2009. "Pengolahan Air Limbah Rumah Pemotongan  Hewan  (RPH)  dengan Cara Elektrokoagulasi Aliran Kontinyu." Said, Nusa Idaman. 2017. Teknologi
Pengolahan  Air  Limbah:  Teori  dan
Aplikasi. Jakarta: Erlangga.
Scott, K., et al., 2007. "Application of modified carbon  anodes  in  microbial  fuel  cells." Process  Safety  and  Environmental Protection 85 (5): 481-488.
Septyana,  I.,  et  al.,  2014.  "Pengaruh  Variasi
Debit  dan  Jumlah  Elektroda  Terhadap
Penurunan  COD  dan  Produksi  Listrik dalam  Reaktor  Microbial  Fuel  Cells (MFCs)  Studi  Kasus:  Air  Limbah Rumah  Potong  Hewan  (RPH)  Kota Salatiga." Jurnal  Teknik  Lingkungan 3 (2): 1-9.
Sinaga, D. H., et al., 2015. "Studi Pendahuluan Pemanfaatan  Whey  Tahu  sebagai Substrat  dan  Efek  Luas  Permukaan Elektroda dalam Sistem Microbial Fuel Cell." Jurnal  Sains  dan  Matematika 22 (2): 30-35.
Siswanti, A. C., 2016. "Pengaruh Variasi Optical
Density Bakteri Bacillus subtilis Terhadap  Efisiensi  Listrik  Microbial Fuel Cell." UNESA Journal of Chemistry 5 (3). Stacking." Bioresource  Technology  Journal , 99(6): 1650-1655
Utami, L., et al., 2018. "Produksi Energi Listrik dari  Limbah  Kulit  Pepaya  (Carica papaya) Menggunakan Teknologi
Microbial  Fuel  Cells." Al-Kimia  6 (1): 56-62.
Yogaswara,  R.  R.,  et  al.,  2017.  "Studi
Penambahan  Mikroorganisme  Pada Substrat Limbah Pome Terhadap
Kinerja  Microbial  Fuel  Cell." Teknik Kimia 12 (1).
Zhang,  Y.  and  I.  Angelidaki.,  2012.  "Energy recovery  from  waste  streams  with microbial fuel cell (MFC)-based technologies."