Jurnal Teknik Lingkungan Volume 18  Nomor 2, Oktober 2012 (Hal 135-143)

## PENGARUH VARIASI SUBSTRAT DAN ORGANIC LOADING RATE PADA PEMBENTUKAN BIOGRANULAR AEROB DALAM SEQUENCING BATCH REACTOR
EFFECT OF SUBSTRATE AND ORGANIC LOADING RATE VARIATION IN FORMATION AEROBIC GRANULAR WITH SEQUENCING BATCH REACTOR
*1 Melati Sekar Pertiwi dan 2 Marisa Handajani Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung
Jl. Ganesha 10 bandung 40132 e-mail : 1 melati.sp@gmail.com dan 2 m_handajani@yahoo.com
Abstrak :  Sistem lumpur  aktif  konvensional merupakan sebuah  teknologi pengolahan air  limbah  secara biologi  yang  sudah  sering  dijumpai  dalam  instalasi  pengolah  air  limbah.  Terdapat  dua  tangki pengolahan dalam  lumpur aktif konvensional, yaitu tangki aerasi dan tangki  pengendapan. Pada tangki pengendapan,  biomassa  tersuspensi  memiliki  kecepatan  pengendapan  yang  relatif  rendah  sehingga waktu  retensi  hidrolik  menjadi  lebih  lama.  Hal  ini  menyebabkan  luas  lahan  yang  dibutuhkan  untuk tangki  pengendapan  menjadi  lebih  besar.  Untuk  mengoptimalkan  penggunaan  lahan,  diperlukan  unit pengolahan  yang  lebih  kompak,  yaitu  dengan  menggunakan  Sequencing  Batch  Reactor.  Tujuan  dari penelitian ini  yaitu untuk membentuk granular aerob  yang memiliki kecepatan pengendapan yang  tinggi serta  unit  pengolahan  yang  lebih  kompak.Penelitian  dilakukan  dengan  menggunakan  kolom  reaktor setinggi  1,2  m  dengan  volume  sebesar  2,4  liter.  Penelitian  dilakukan  dengan  dua  jenis  substrat,  yaitu glukosa  dan  asetat.  Variasi  Organic  Loading  Rate  (OLR)  yang  dilakukan  yaitu  24  dan  5  kg  COD/ m 3 .hari.  Waktu  pengendapan  dijadikan  variabel  tetap  dengan  durasi  10  menit.  Laju  aliran  udara  yang digunakan  yaitu  1  liter/menit.  Hasil  yang  diperoleh  dari  penelitian  dengan  OLR  24  kg COD/m 3 .hari  pada substrat glukosadapat membentuk granular dengan ukuran berkisar antara 1,6-13,77 mm, sedangkan pada substrat asetat dapat membentuk granular dengan ukuran berkisar antara 1,3-26,5 mm. Pada variasi OLR 5 kg COD/ m 3 .hari, kedua substrat menunjukkan hasil yang hampir serupa, yaitu dapat membentuk granular dengan ukuran sebesar 0,3-2 mm.
Kata Kunci : Granular Aerob, Organic Loading Rate (OLR), Sequencing Batch Reactor(SBR)
Abstract : Conventional activated sludge system is a technology for biological wastewater treatment that has  been  often  encountered  in  wastewater  treatment  facility.  There  are  two  treatment  tank  in  a conventional  activated  sludge,  the  aeration  tanks  and  settling  tanks.  In  the  settling  tank,  the  suspended biomass  has  a  relatively  low  deposition  rate  so  that  the  hydraulic  retention  time  becomes  longer.  This causes  the  area  of  land  required  to  be  larger  settling  tanks.  To  optimize  the  use  of  land,  it  required  a more compact processing units, by  using  a  Sequencing  Batch  Reactor.  The  purpose  of  this  study  is  to establish an  aerobic granular  which  has  a high deposition rate and a compact unit. This research using column  which  heigth  is1.2  m  and  volume  of  2.4  liters.  The  study  was  conducted  with  two  types  of substrates,  glucose  and  acetate.  Variation  of  Organic  Loading  Rate  (OLR)  conducted  the  24  and  5  kg COD/m3.hari. Settling time  be  fixed  with  a  variable duration of  10 minutes. The air flow rate used is 1 liter  /  min.  Results  obtained  from  studies  with  OLR  24  kg  COD/  m 3 .hari  glukosadapat  formed  on  a substrate with a granular size ranged from 1.6 to 13.77 mm, while the acetate to form a granular substrate with a size ranging from 1.3 to 26.5 mm. At 5 kg COD/ m 3 .hari OLR variations, both substrates showed almost identical results, which can be formed with a granular size of 0.3-2 mm.
Keywords  : Aerobic  Granular,  Organic  Loading  Rate  (OLR),  Sequencing  Batch  Reactor(SBR)

## PENDAHULUAN
Biogranular  adalah  kumpulan  dari  mikroba  berbentuk  padat  yang  dapat  dibentuk  dari  self- immobilisasi  atau  agregrasi  dari  mikroorganisme.  Biogranular  terdiri  dari  sel  mikroba,  partikel  inert, partikel terdegradasi dan substansi extraseluler polimer. Spesies bakteri yang terdapat dalam biogranular sangat beragam dan mengandung jutaan organisme per gram biomassa. Bakteri tersebut memiliki peran masing-masing dalam mendegradasi limbah cair. Keuntungan yang didapatkan dari biogranular tersebut yaitu  kemampuan  pengendapannya  yang  baik,  waktu  retensi  biomassa  tinggi,  dan  dapat  mengolah limbah  cair  yang  mengandung  polutan  organik  terlarut  seperti  organik,  nitrogen,  fosfor  dan  zat-zat beracun.  Pembentukkan  biogranular  untuk  mengolah  limbah  cair  dapat  dilakukan  melalui  granulasi anaerob dan aerob (Tay et al. 2002).
Teknologi pembentukan granular secara aerob sudah dikembangkan dan dipelajari secara luas selama  dua  dekade  terakhir  (Beun  et  al.,  1999).  Pembentukkan  granular  aerob dipengaruhi oleh beberapa  faktor,  yaitu  komposisi  substrat, Organic  Loading  Rate (OLR),  tegangan    geser,    waktu pengendapan,    waktu    detensi/ Hydraulic    Retention    Time (HRT), Aerobic    Starvation ,    rasio    F/M, kecepatan    pertumbuhan    mikroorganisme,    serta    beberapa  faktor  lainnya  (Liu  et  al.,2004). Dibandingkan dengan proses lumpur aktif konvensional, granular aerob memiliki permukaan yang lebih bersih, kompak, struktur mikroba yang kuat, waktu start-up lebih cepat, kemampuan pengendapan yang lebih baik, waktu retensi biomasa lebih tinggi dan kemampuannya dalam mengolah organic loading rate (OLR) yang tinggi. (Chen et al.,2008)
Upflow Anaerobic Sludge Balnket (UASB) merupakan sebuah sistem pengolahan biologi yang sering digunakan  pada pembentukan  biogranular dalam  kondisi anaerob. Pengolahan tersebut  memiliki beberapa  kelebihan,  yaitu  dapat  membentuk  granular  yang  memiliki  kecepatan  pengendapan  tinggi, kebutuhan  energi  yang  rendah,  reaktor  yang  kompak,  serta  dapat  mengatasi  konsentrasi  pencemar organik  yang  tinggi.  Namun  sistem  UASB  memiliki  waktu start-up yang  lebih  lama  dibandingkan dengan proses aerob, pertumbuhan mikroorganisme  metan  yang  lambat,  serta  tidak  dapat  mengatasi konsentrasi  pencemar organik yang rendah (De kreuk. 2006). Untuk mengatasi masalah tersebut, maka perlu  dikembangkan  penelitian  mengenai  pembentukan  biogranular  yang  dilakukan  secara  aerob dengan  menggunakan Sequencing Batch Reactor (SBR).
Telah  dijelaskan  sebelumnya  bahwa  faktor  yang mempengaruhi  proses  pembentukkan granular aerob  yaitu  besar Organic  Loading  Rate (OLR).  Beberapa  penelitian  telah  menunjukkan  bahwa  OLR dapat mempengaruhi karakteristik fisik dari granular aerob. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa granulasi  aerobik  ini  terjadi  optimal  pada  rentang  OLR  2,5-15  kg  COD/ m 3 . hari  (Liu  et  al  2003). Kemudian  komposisi  substrat  juga  mempengaruhi    pembentukkan    granular    aerob.  Jenis    sumber karbon    dapat    mempengaruhi  keberagaman  dan  dominan  spesies  bakteri  serta  struktur  permukaan granul (Tay et al,2001c).
Dalam bioreaktor, rasio F/M juga dapat mempengaruhi pertumbuhan bakteri dan mempermudah proses  granulasi  aerobik.  Oleh  karena  itu,  penelitian  dilakukan  dengan  menggunakan  variasi  OLR dengan  dua  jenis  substrat,  yaitu  glukosa  dan  asetat,  serta  pada F/M tertentu.

## METODOLOGI
Penelitian  dilaksanakan  di  Laboratorium  Kualitas  Air  Program  Studi  Teknik  Lingkungan Institut   Teknologi   Bandung.   Metoda   penelitian   yang   diuraikan dibawah ini mencakup limbah cair, konfigurasi reaktor, seeding, aklimatisasi, karakterisasi awal seeding, running reaktor SBR, pengukuran parameter uji dan pengolahan data.

## Komposisi Limbah Cair
Limbah  cair  yang  akan  digunakan  dalam  penelitian  ini  yaitu  limbah  sintetis.  Terdapat  dua  jenis substrat yang akan digunakan, yaitu glukosa dan asetat. Variasi OLR yang digunakan yaitu 24 dan 5 kg COD/m 3 .hari. Tabel  1 memperlihatkan  komposisi  substrat  yang  digunakan dalam  penelitian. Komposisi  substrat  yang digunakan mengacu  pada  penelitian  yang telah dilakukan oleh K.Y. Koh.

## Konfigurasi Reaktor
Reaktor yang digunakan terdiri dari dua kolom dengan ketinggian 1,2 m dengan volume kerja 2,4 liter. Kolom reaktor ini dioperasikan sebagai sistem Sequencing Batch Reactor selama penelitian. Kedua reaktor  memiliki  konfigurasi  geometrik  dan  diameter  dalam  reaktor  sebesar  5  cm.  Kemudian  terdapat empat buah pompa peristaltik. Dua buah pompa berfungsi sebagai pompa  untuk  memasukkan  influen dari  bagian  bawah  reaktor,  sedangkan  kedua  pompa lainnya digunakan untuk mengeluarkan effluen dari  bagian  tengah  reaktor.  Pompa  dihubungkan  dengan  timer  yang  sudah  diprogram  untuk  menyala pada  waktu-waktu  tertentu.  Effluen  diambil  dari sampling  port bagian  tengah    kolom.  Kemudian terdapat aerator yang juga dihubungkan dengan timer. Konfigurasi reaktor dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Konfigurasi Reaktor (K.Y.Koh.2009)

## Seeding, Aklimatisasi, dan Karakterisasi Awal Seeding
Sumber  bakteri  pendegradasi  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  yaitu  berasal  dari  lumpur aerob  PAU.  Kemudian  dilakukan  aklimatisasi,  yaitu  dengan  menambahkan  substrat  yang  akan diolah ke dalam kultur biomassa. Dengan adanya penambahan substrat, bakteri sudah dapat beradaptasi dengan  limbah  yang  akan  diolah  dan  siap  untuk  digunakan  dalam  reaktor.  Karakterisasi  awal  seeding juga  dilakukan  dengan  menguji  beberapa  paramter,  yaitu  TSS  dan  COD.  Data  ini  akan  digunakan dalam  menentukan  jumlah  bakteri  yang  akan  digunakan dalam reaktor.

## Running Reaktor
Reaktor  yang  dioperasikan  selama  4  jam  untuk  setiap  siklus.  Setiap  siklus  terdiri  dari  waktu pengisian ( fill ) selama 60 menit, waktu aerasi ( react ) selama 162 menit, waktu   pengendapan ( settling ) selama  10  menit  dan  waktu  pengurasan  ( draw )  selama  8  menit.  Tidak  ada  waktu idle dalam penelitian ini.  Aliran  udara  dimasukkan  melalui diffuser dengan  aerator  di  bagian  bawah  kolom.  Laju
aliran  udara  diatur  dengan  menggunakan  flowmeter.  Besar  laju  udara  yang  digunakan  yaitu  1 liter/menit. Rasio F/M yang digunakan yaitu 1,1 gr COD/gr SS.hari. Dalam penelitian ini reaktor 1 (R1) diberi umpan glukosa sebagai sumber karbon tunggal dan reaktor  2  (R2)  diberi  asetat  sebagai  sumber karbon  tunggal.  Kondisi  operasional  lainnya  dijaga  tetap  sama  untuk  kedua  reaktor.  Variasi  OLR yang  akan  dilakukan  selama  penelitian  yaitu    24  dan  5  kg  COD/m 3 ..hari.  Kerangka  percobaan  dapat dilihat pada Tabel 3 .
Tabel 3. Kerangka Percobaan Laju Aliran Udara (Lt/menit) Rasio F/M (gr COD/gr Jenis Substrat OLR (kg COD/m 3 .hari) Parameter yang Diukur 1 1,1 Glukosa 24 5 pH, DO, Temperatur, COD, SVI, TSS, VSS, Kecepatan Asetat 24 5 Pengendapan, Densitas, Morfologi

## Pengambilan dan Pengukuran Parameter Uji
Metode  sampling  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  sampel  sesaat  ( grab  sampling ) yaitu sampel diambil langsung dari satu titik pada saat tertentu. Volume sampel yang diambil setiap kali sampling  yaitu  sebanyak  50  ml.  Pengukuran  parameter  uji  dilakukan  dengan  skala  laboratorium. Laboratorium  yang  digunakan  yaitu  Laboratorium  Penelitian  Kualitas  Air  Program  Studi  Teknik Lingkungan  Institut  Teknologi  Bandung.  Keseluruhan  parameter  pengukuran,  metode  pengukuran yang  digunakan,  serta  jumlah  pemeriksaan  dapat  dilihat pada Tabel 4 .
Tabel 4. Parameter pengukuran, metode pengukuran dan jumlah pemeriksaan No Parameter Metode - Jumlah Pemeriksaan 1 pH SMEWW -  4500 H + Setiap hari 2 DO DO meter 3 Temperatur SMEWW-2550 4 SVI 5 TSS SMEWW-2450-E 6 VSS SMEWW 2540-E 7 Kecepatan Pengendapan
8 Aspek Rasio
9 Densitas SMEWW-2450-E 1 x seminggu 10 Bentuk dan ukuran 11 Struktur Pewarnaan Gram 12 COD COD kromat dari SMEWW-5220 C 2 x seminggu
Kecepatan  pengendapan  diukur  dengan  menghitung  waktu  pengendapan  pada  jarak tertentu.Perhitungan yang dilakukan yaitu dengan membagi jarak dengan waktu. Kemudian nilai aspek    rasio    didapatkan    dengan    membandingkan    ukuran    tekecil    dengan    ukuran  terpanjang  dari granular.  Bentuk  dan  ukuran  granular  dapat  diketahui  dari  pengelihatan  secara  kasat  mata  sedangkan untuk struktur granular dilakukan dengan melakukan pewarnaan gram dan menggunakan mikroskop.

## Efisiensi Penyisihan Pencemar
Untuk mengetahui besar efisiensi penyisihan konsentrasi pencemar organik ( �� ) dalam proses pembentukkan granular aerob, dapat digunakan Persamaan (1) .
Dimana : C0= Konsentrasi pada inlet (mg/l) ;Ce= Konsentrasi pada outlet (mg/L)

## HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh Faktor Lingkungan dalam Sistem
Beberapa    parameter    lingkungan    sistem    yang    dilakukan    pengukuran,    yaitu    pH, temperatur,  dan Dissolve  Oxygen (DO).  Hasil  pengukuran  pada  substrat  glukosa  dengan  OLR  24  kg COD/m 3 (selanjutnya  akan  ditulis  dengan  OLR  24)  menunjukkan  bahwa  nilai  pH  berkisar    antara 2,84  hingga  5,91,  sedangkan  pada  substrat  asetat  menunjukkan  nilai  pH berada  pada  6,02  sampai 8,37.  Kemudian  hasil  pengukuran  dengan  menggunakan  variasi  OLR      5      kg      COD/m 3 .hari (selanjutnya      akan      ditulis      dengan      OLR      5)      menunjukkan  kecenderungan  yang  sama  pada  uji sebelumnya,  yaitu  nilai  pH  glukosa  berkisar  antara  2,84  sampai  8,1  sedangkan  untuk  substrat  Asetat yaitu berkisar antara 6,88 hingga 8,72. Terlihat dengan jelas bahwa nilai pH pada substrat glukosa lebih rendah dibandingkan nilai pH pada substrat asetat. Hal ini disebabkan karena terjadi penguraian substrat glukosa  menjadi asam  yang lama  kelamaan  terakumulasi  sehingga  menyebabkan  terjadinya penurunan pH.  Kecepatan  pertumbuhan  bakteri  pada  umumnya  dipengaruhi  oleh  temperatur.  Suhu  optimal bakteri  untuk  tumbuh  yaitu  berada  pada  suhu  kamar  yang  berkisar  antara  20-25ºC.  Pada  percobaan menggunakan  variasi  OLR  24  pada  glukosa  dan  asetat  menunjukkan  bahwa  nilai  temperatur  berada antara  24-27ºC.  Terjadi  pula  kemiripan  nilai  temperatur  pada  percobaan  dengan  variasi  OLR  5  pada kedua substrat, yaitu berada antara 23-27ºC. Hal ini menujukkan bahwa temperatur sudah sesuai dengan suhu  optimal  untuk  pertumbuhan  bakteri.  Berdasarkan  rentang  temperatur  terjadinya  pertumbuhan, bakteri  tersebut  tergolong  ke  dalam  jenis  bakteri  mesofilik.  Bakteri  ini  dapat  tumbuh  optimum  pada rentang 20-40 ºC.
Keberadaan    oksigen    terlarut    sangat    mempengaruhi    pertumbuhan    bakteri.    Oksigen  akan bertindak sebagai aseptor elektron sehingga terjadi proses oksidasi. Pada penelitian variasi OLR 24, nilai DO dengan substrat glukosa dan asetat yang diperlihatkan pada tahap pengisian  ( fill )  berkisar  antara  0- 0,02  mg/L.  Sedangkan  ketika  tahap  reaksi  ( react )  nilai DO pada substrat glukosa berkisar antara 0,04- 7,07 mg/L, dan substrat asetat berkisar antara 5-7 mg/L. Begitu juga dengan variasi OLR 5 menunjukkan hal yang serupa. Nilai DO pada tahap pengisian sangat rendah diakibatkan tidak adanya proses aerasi.

## Karakteristik Fisik Granular Aerob
Beberapa  parameter  yang  dilakukan  untuk  mengetahui  karakteristik  fisik  granular aerob  yaitu  pengukuran  TSS,  VSS,  kecepatan  pengendapan, Sludge  Volume  Index (SVI), densitas,  serta  ukuran,  struktur  dan  morfologi  granular.  Nilai  TSS  dan  VSS  menunjukkan  jumlah biomassa  yang  ada  dalam  reaktor.  Nilai  TSS  pada  OLR  24  menunjukkan  bahwa terjadi  penurunan biomassa  dari  2630  mg/L  menjadi  330  mg/L  pada  substrat  asetat, sedangkan pada substrat glukosa terjadi penurunan jumlah biomassa dari 1210 mg/L menjadi
280  mg/L.  Begitu  juga  pada  OLR  5.  Hal  ini  disebabkan  karena terjadi  proses  seleksi  mikroba. Mikroba  yang  memiliki  kecepatan  pengendapan  yang  lambat  akan  keluar  melalui  effluen  sehingga jumlah  mikroba  yang  ada  dalam  reaktor  menjadi  lebih  sedikit.  Berkurangnya  jumlah  mikroba menyebabkan rasio F/M menjadi meningkat. Pengukuran kecepatan pengendapan granular menunjukkan besarnya kemampuan pengendapan dari granular. Grafik kecepatan pengendapan  granular pada minggu terakhir dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 Kecepatan Pengendapan Granular pada variasi OLR 24 kg COD/m 3 (a), dan OLR
5 kg COD/m 3 (b) dengan variasi substrat Glukosa (      ) dan Asetat (      )
Kecepatan  pengendapan  pada  susbtrat  glukosa  dengan  OLR  24  pada  minggu  terakhir  yaitu berkisar antara 1,79-13,36 m/jam serta pada substrat asetat berkisar antara 1,53-16,84 m/jam. Kemudian pada  OLR 5  dengan substrat  glukosa berkisar antara 2,16-4,04 m/jam dan pada substrat asetat berkisar antara  2,16-18,28  m/jam.  Diperlihatkan  bahwa  granular  substrat  glukosa  memiliki  kecepatan pengendapan  yang  lebih  rendah  dibandingkan  dengan  granular  substrat  asetat.  Namun,  nilai  kecepatan pengendapan  yang  telah  didapatkan  tersebut  masih  dapat  dikategorikan  rendah  jika  dibandingkan dengan  literatur.  Pada  literatur,  kecepatan  pengendapan  dari    granular  aerob  dapat  mencapai  30-70 m/jam  (Beun  et  al.,2000;Tay  et al.,2001b).
Pada  pemeriksaan  SVI,  nilai  SVI  pada  OLR  24  dengan  substrat  glukosa  berkisar  antara 0,9  sampai  680  ml/gr,  sedangkan  pada  substrat  asetat  berkisar  antara  2,84  hingga  55  ml/gr.  Hasil tersebut  menunjukkan  bahwa  nilai  SVI  pada  glukosa  lebih  besar  dibandingkan  dengan  substrat  asetat. Kemudian  pada  hasil  penelitian  dengan  OLR  5  menunjukkan  bahwa  nilai  SVI  pada  substrat  asetat berkisar antara 14 sampai 157  ml/gr, sedangkan pada substrat glukosa  berkisar  antara  6-1800  ml/gr. Pada  umumnya,  nilai  SVI  pada  granular  aerob tergolong baik jika berada dibawah 50 ml/gr (Liu et al ,  2003f;  Qin et  al ,  2004).  Grafik  SVI  pada  setiap  substrat  di  akhir  minggu  pengukuran  dapat  dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Nilai SVI dengan variasi OLR 24 kg COD/m 3 (a), dan OLR 5 kg COD/m 3 (b) dengan variasi substrat Glukosa (  ) dan Asetat (  )
Densitas  dengan  variasi  OLR  24  pada  substrat  asetat  berkisar  antara  12,61  sampai  14,45 gr/L,  sedangkan  pada  substrat  glukosa  berkisar  antara  1,16  sampai  27,49  gr/L.  Pada  variasi  OLR  5, densitas pada substrat Asetat berkisar antara 5,68-16,37, sedangkan pada substrat glukosa berkisar antara 0,89-2,57. Terlihat bahwa nilai densitas pada subsrat asetat lebih  besar  dibandingkan  dengan  substrat glukosa    sehingga    dapat    disimpulkan    bahwa  granular  substrat  asetat  lebih  berat.  Kemudian  dapat disimpulkan  pula  bahwa  semakin  besar  nilai  OLR,  maka  nilai  densitas  granular  akan  semakin  besar. Namun nilai densitas tersebut masih  jauh  dari  kriteria  granular  yang  baik,  yaitu  berkisar  antara  53 hingga  97  gr/L  (De Kreuk and van Loosdrecht, 2006).
Morfologi  granular  aerob  diperiksa  dengan  menggunakan  mikroskop.  Hasil  analisa menunjukkan  karakteristik  yang  sangat  berbeda  antara  granular  substrat  glukosa  dan  asetat. Tabel  5 merupakan  foto  hasil  pengelihatan  kasat  mata  dan  hasil  mikroskopis  pada  variasi OLR 5.
Tabel 5 Foto Granular Substrat Glukosa dan Asetat (OLR 5) Substrat Minggu 1 Mi ngg u 2
Glukosa
Perbesaran 100x Perbesaran 10x
Substrat Minggu 1 Mi ngg u 2
Asetat
Perbesaran 100x Perbesaran 10x
Pada  minggu  pertama,  pembentukan  granular  pada  substrat  glukosa  cenderung  lebih  cepat dibandingkan dengan granular substrat asetat. Terdapat bakteri berfilamen pada substrat glukosa. Namun pada  minggu  kedua,  pembentukan  granular  substrat  asetat  sudah  terlihat  dengan  jelas.  Permukaan struktur  granluar  asetat  lebih  bersih  dibandingkan  dengan  granular  glukosa.  Kemudian  granular  asetat memiliki struktur yang lebih padat dibandingkan dengan granular pada substrat glukosa yang berfilamen serta  berongga.  Keberadaan  filamen  pada  granular    glukosa    diperlihatkan    pada    foto    mikroskop. Terlihat    terdapat    sekat-sekat  pada  struktur  granular  dengan  substrat  glukosa.  Sekat-sekat  tersebut menunjukkan  adanya  filamen  pada  struktur  granular  glukosa.  Hal  ini  tidak  terjadi  pada  pembentukan granular  asetat.  Pada  pengelihatan  mikroskopis,  terlihat  sturktur  granular  yang  berkumpul  dan  padat. Tidak satupun menunjukkan adanya sekat-sekat yang muncul pada granul glukosa. Hal ini sesuai dengan pengelihatan kasat mata bahwa pada granular asetat terlihat lebih padat dan permukaannya lebih bersih, sedangkan  granular  glukosa  memiliki  struktur  tidak  sepadat  granular  asetat  serta  permukaan  yang berfilamen.  Hal ini juga  mempengaruhi  nilai  SVI pada kedua  substrat.  Sebelumnya  telah  diperlihatkan bahwa nilai SVI pada substrat Glukosa lebih tinggi dibandingkan dengan nilai SVI pada substrat asetat. Angka SVI yang tinggi menunjukkan bahwa dalam tingginya proses terbentuknya granular yang bersifat ringan dan mengapung/melayang   dalam   air,   yaitu   akibat   tingginya   jumlah   bakteri   berfilamen. Keberadaan  granular  mengapung  tersebut  akan  mengganggu  dalam  pada  tahap  proses  pengendapan. Gambar 4 memperlihatkan keadaan pada tahap pengendapan.
Glukosa Asetat
Gambar 4 Kondisi granular pada tahap pengendapan
Begitu  juga  yang  terjadi  pada  granular  yang  terbentuk  pada  OLR  24.  Terdapat granular berfilamen  pada  substrat  glukosa,  sedangkan  granular  pada  substrat  asetat  menunjukkan  permukaan yang lebih bersih. Dapat disimpulkan bahwa variasi jenis substrat dapat mempengaruhi pembentukan struktur granular aerob.
Dilihat  dari  bentuk  dan  ukuran,  terlihat  bahwa  ukuran  granular  dengan  pada  kedua  substrat dengan  OLR  5  berkisar  antara  0,3-2  mm.  Pada  OLR  24,  terlihat  pada  substrat glukosa berkisar antara  1,61-13,78,  sedangkan  pada  substrat  asetat  berkisar  antara  2,33-26,49.  Hasil  tersebut  sesuai dengan literatur yang menyebutkan bahwa diameter rata-rata granular aerob berkisar antara 0,2-16 mm (Beun  et  al,  1999;  Toh  et  al,  2003;  Zheng  et  al,  2006;  Li  et  al,  2008;.  Gao  et  al,  2010).  Dapat disimpulkan  bahwa  peningkatan  OLR  dapat  menyebabkan  peningkatan  ukuran  granular.  Kemudian
dilakukan  pengukuran  terhadap  besar  aspek  rasio.  Aspek  rasio  adalah  perbandingan  ukuran  tekecil dengan ukuran terpanjang dari granular. Semakin besar nilai aspek rasio, maka granular yang terbentuk semakin  bulat.  Aspek  rasio  dengan  OLR  5  pada  substrat  glukosa  berkisar  antara  0,3-0,7,  sedangkan pada substrat asetat berkisar  antara  0,4-0,8.  Kemudian  pada  OLR   24  menunjukkan  bahwa   nilai aspek  rasio berkisar antara 0,31 hingga 0,82 untuk granular glukosa, sedangkan untuk granular asetat berkisar  antara  0,27  hingga  0,83.  Terlihat  bahwa  nilai  aspek  rasio  pada  substrat  asetat  lebih  besar dibandingkan  dengan  substrat  glukosa.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  granular  pada substrat asetat memiliki  permukaan  yang  lebih  bulat  dibandingkan  dengan  granular  glukosa.  Literatur  menunjukkan bahwa rata-rata aspek rasio dari substrat glukosa yaitu 0,79 dan dari substrat  asetat  yaitu  0,73. Tabel 6 menunjukan  besar  ukuran  dan  aspek  rasio  dari  granular pada substrat Glukosa dan Asetat.
Tabel 6 Besar Ukuran dan Aspek Rasio Granular Glukosa OLR 5 Minggu Ke- 2 3 Hari Ke- 8 9 10 11 12 15 16 17 18 21 Ukuran (mm) 1,143  0,913  0,513  0,411  0,253  1,402  0,403  0,576  0,412  0,557 Aspek Rasio 0,498  0,598  0,371  0,397  0,579  0,544  0,651  0,523  0,703  0,781 Asetat OLR 5 Minggu Ke- 2 3 Hari Ke- 8 9 10 11 12 15 16 17 18 21 Ukuran (mm) 0,856  0,718  0,815  0,583  0,643  1,245  1,054  0,882  2,039  1,65 Aspek Rasio 0,511  0,630  0,505  0,797  0,813  0,616  0,713  0,805  0,654  0,86 Glukosa OLR 24 Minggu Ke- 2 3 4 Hari Ke- 6 9 14 16 22 23 27 29 Ukuran (mm) 13.78 9.27 3.52 3.23 1.79 1.61 2.59 2.39 Aspek Rasio 0.72 0.72 0.82 0.35 0.31 0.78 0.54 0.44 Asetat OLR 24 Minggu Ke- 2 3 Hari Ke- 8 10 11 12 16 18 19 21 Ukuran (mm) 26.49 5.38 4.26 5.42 7.03 8.31 2.33 2.09 Aspek Rasio 0.27 0.53 0.58 0.65 0.51 0.74 0.83 0.52

## Efisiensi Penyisihan COD
Pada  proses  pembentukkan  granular,  dilakukan  pemantauan  terhadap  penurunan  konsentrasi COD  dalam  air  limbah.  Nilai  efisiensi  penyisihan  COD  pada  OLR  24  dengan  substrat Glukosa yaitu  berkisar  antara  0-  32%,  sedangakan  pada  substrat  Asetat  berkisar  antara  0-77%.  Pada  OLR 5,  besar  efisiensi  penyisihan  COD  pada  substrat  Glukosa  yaitu  berkisar antara 0-33%, sedangkan pada substrat Asetat berkisar antara 0-50%. Nilai efisiensi yang didapatkan menunjukkan angka yang rendah.  Dapat  disimpulkan  bahwa  dalam  proses pembentukkan  granular aerob, kemampuan granular dalam menyisihkan COD masih rendah. Hal ini kemungkinan disebabkan akibat granular yang masih belum  terbentuk  sempurna.  Grafik  penyisihan  COD  pada  minggu  terakhir  penelitian  diperlihatkan pada Gambar 5 .
Gambar 5. Nilai efisiensi penyisihan COD pada substrat glukosa OLR 24 (a), asetat OLR 24 (b), glukosa OLR 5 (c), dan asetat OLR 5 (d) yang diukur pada fase feeding (  ), aerasi (  ), settling (  ) dan efluen (  )

## KESIMPULAN
Pada  penelitian  ini,  diketahui  bahwa  kecepatan  pengendapan  granular  dengan  substrat  glukosa lebih  rendah  daripada  granular  dengan  substrat  asetat.  Kemudian  nilai  SVI  pada  granular  dengan substrat glukosa lebih besar dibandingkan granular dengan substrat asetat. Dilihat   dari   nilai   densitas, subsrat   asetat   memiliki   nilai   densitas   yang   lebih   besar dibandingkan dengan substrat glukosa. Dilihat  dari  morfologi  granular,  struktur  granular  pada  granular  substrat  glukosa  memperlihatkan struktur  berfilamen,  sedangkan  granular  pada  substrat  asetat  menunjukkan  permukaan  granular  yang lebih  bersih  dan  bulat.  Hal  ini  menunjukkan    bahwa    variasi    jenis    substrat    dapat    mempengaruhi pembentukan  struktur granular aerob. Kemudian dari penelitian juga dapat disimpulkan bahwa semakin besar nilai OLR, maka nilai densitas dan ukuran granular akan semakin besar. Hasil efisiensi penyisihan COD yang terjadi selama proses granulasi masih sangat rendah pada kedua substrat.

## DAFTAR PUSTAKA
Beun, J.J., Hendriks, A.,  Van  Loosdrecht, M.C.M., Morgenroth, E.,  Wilderer, P.A.,  Heijnen, J.J., (1999)  Aerobic granulation in a sequencing batch reactor. Water Res. 33 (10) , 2283–2290 Chen,  Y.,  Jiang,  W.,  Liang,  D.T.,  Tay,  J.H.,(2008).Aerobic  Granulation  Under  The  Combined  Hydrolic  and Loading Selection Pressure. Biosource Technology. 99 (2008), 7444- 7449
De  Kreuk,  M.K.,  van  Loosdrecht,  M.,C.,M.,  (2006).  Formation  of  Aerobic  Granules  with  Domestik Sewage. Journal of Environmental Engineering, 132, 694.
Liu, Y., Tay, J.W.,(2004). State of The Art of Biogranulation Technology fo Wastewater Treatment. Biotechnology Advances . 22,533-563
Liu, Y., Tay, J., H., (2002). The essential role of hydrodynamic shear force in the formation of biofilm and granular sludge . Water Res. 36 (7), 1653–1665.
Lee,  D.  J,  Chen,  Y.,  Y.  (2010)  Advances  in  Aerobic  Granule  Stability  in  the  Course  of  Storage  adn  Reactor Operation. Biotechnology Advances. 28, 919-934
Koh,K.Y., Kueh, K.H., Loh K.T.,. Leong H. J, Chu A. S. M., Hashim M. A. (2009) Effect of seeding sludge type and  hydrodynamic  shear  force  on  the  aerobic  sludge  granulation  in  sequencing  batch  airlift  reactors. Asia-Pac. J. Chem. Eng. 4 , 826–831