## Penurunan Amonia pada Air Limbah Domestik Menggunakan Moving Bed Biofilm
Reactor (MBBR) dengan Penambahan Mikroalga Chlorella Sp.
Lestari Ayu Septian Pamungkas 1 , Firra Rosariawari 1
1 Afiliasi: Program Studi Teknik Lingkungan, Universitas Pembangunan Nasional Veteran Jawa Timur Email: lestariayusp@gmail.com ; firra.tl@upnjatim.ac.id

## ABSTRAK
Limbah domestik berkontribusi sebesar 60% terhadap pencemaran air, yang mana disebabkan rumah tangga  membuang  limbahnya  ke  saluran  drainase  tanpa  pengolahan.  Limbah  domestik  mengandung polutan  organik  dan  anorganik  seperti  BOD,  COD,  TSS,  dan  amonia.  Pengolahan  biologis  dapat mengurangi kadar polutan dalam limbah domestik dengan menggunakan mikroalga Chlorella sp. dalam suspensi  dan  melekat  membentuk  biofilm  pada  MBBR.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menguji  dan menentukan  efektivitas  MBBR  dengan  mikroalga Chlorella  sp. dalam  pengolahan  limbah  domestik, dengan fokus  pada peran   biofilm  mikroalga dalam  mengurangi  konsentrasi  amonia.  Pada penelitian digunakan  MBBR  dengan  volume  media  kaldnes  3  yang  berbeda  (10%,  20%,  dan  30%)  dan  waktu tinggal yang berbeda (8 jam, 24 jam, 60 jam, dan 120 jam). Metode penelitian diawali dengan seeding, aklimatisasi, dilanjutkan penelitian utama yang melibatkan pencampuran air limbah dengan mikroalga hasil aklimatisasi dan kaldnes 3 sesuai variasi penelitian. Hasil penelitian menunjukkan pembentukan biofilm mikroalga Chlorella sp. tertinggi terjadi pada reaktor C7 (kaldnes 20%) dengan kepadatan sel awal 10.630x104 sel/mL pada waktu tinggal 60 jam (2,5 hari). Reaktor dengan mikroalga Chlorella sp. memiliki  kemampuan  penghilangan  amonia  terbaik  dibandingkan  reaktor  kontrol.  Penghilangan tertinggi terjadi pada reaktor C7 (kaldnes 20%) dengan persentase penyisihan sebesar 98,84% dan sisa amonia  sebesar  0,048  mg/L  pada  waktu  tinggal  60  jam  (2,5  hari).  Mikroalga Chlorella  sp. dapat mengoksidasi  amonia  dengan  mengubah  menjadi  nitrat  melalui  proses  nitrifikasi  yang  melibatkan bakteri Nitrosomonas dan Nitrobacter . Kata Kunci : Chlorella sp. , Mikroalga, Air Limbah Domestik.

## ABSTRACT
Domestic wastewater contributes 60% of water pollution, primarly due to households disposing their wastewater  into  drainage  channels  without  treatment.  Domestic  wastewater  contains  organic  and inorganic  pollutants  such  as  BOD,  COD,  TSS,  and  ammonia.  Biological  treatment  can  reduce  the pollutant levels in domestic wastewater by using microalgae Chlorella sp. in suspension and attached to form biofilm on MBBR. The research aims to examine and determine the effectiveness of MBBR with microalgae Chlorella sp. in domestic wastewater treatment, focusing on the role of microalgae biofilm in reducing ammonia concentration. The study uses MBBR with different volumes of kaldnes 3 media (10%, 20%, and 30%) and different retention times (8 hours, 24 hours, 60 hours, and 120 hours). The research  method  began  with  seeding,  acclimatization,  followed  by  the  main  research  involving  the mixing of wastewater with acclimatized microalgae and Kaldnes 3 according to research variations. The results showed that the highest formation of Chlorella sp. microalgal biofilm occurred in reactor C7 (Kaldnes 20%) with an initial cell density of 10.630x104 cells/mL at a residence time of 60 hours (2.5 days). The reactors with microalgae Chlorella sp. had the best ammonia removal ability compared to the control reactors. The highest removal was in reactor C7 (kaldnes 20%) with 98.84% removal and 0.048 mg/L residual ammonia at a retention time of 60 hours (2.5 days). Microalgae Chlorella sp. can oxidize  ammonia  to  nitrate  through  nitrification  process  involving  Nitrosomonas  and  Nitrobacter bacteria.
Key words : Chlorella sp., Microalgae, Domestic Wastewater.
Submitted:
13 Oktober 2023 Reviewed: 15 Januari 2024 Revised 18 Feb 2024 Published: 01 August 2024

## PENDAHULUAN
Air  limbah  domestik  memberikan  kontribusi pencemaran  di  badan  air  sebesar  60%  (Indaryani & Purnomo, 2021; Salman, 2021). Hal ini terjadi akibat  banyaknya  rumah  tangga  yang  membuang air  limbahnya  ke  saluran  drainase.  Berdasarkan Laporan Nasional Riset Kesehatan Dasar (Riskesdas)  Tahun  2018  Rumah  Tangga  yang membuang  air  limbah  dari  kamar  mandi,  tempat cuci  dan  kegiatan  dapur  langsung  ke  saluran
drainase/  sungai  sebesar  61,4%  dan  65% (Kementerian  Kesehatan  Republik  Indonesia, 2018).  Air  limbah  domestik  memiliki  kandungan bahan organik dan anorganik seperti Biochemical Oxygen  Demand (BOD), Chemical  Oxygen Demand (COD), Total Suspended Solid (TSS), dan Amonia  yang  dapat  mengganggu  keseimbangan lingkungan  (Aniriani  et  al.,  2022;  Salman  & Aryanti, 2020).
Kadar pencemar dalam air limbah domestik dapat dikurangi  menggunakan  pengolahan  biologis, dengan  menambahkan  mikroalga Chlorella  sp . secara  suspensi  dan  terlekat  dengan  membentuk biofilm pada reaktor Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR).  Pengolahan  biologi  berbasis  biofilm yang  biasanya  digunakan  adalah trickling  filter, rotating  biological  contactors (RBC), granular media biofilters Sequencing Batch Biofilm Reactor (SBBR) , dan Moving  Bed  Biofilm  Reactor (MBBR).  Pengolahan  biologis  berbasis  biofilm terbaik  yaitu  menggunakan Moving  Bed  Biofilm Reactor (MBBR) karena mudah dalam perawatan, tidak  memerlukan  lahan  yang  luas,  dan  tidak membutuhkan backwash (Chairani  et  al.,  2021; Salman et al., 2022).
Pertumbuhan  mikroalga  baik  pada  waktu  retensi pendek  karena  semakin  lama  mikroalga  akan mencapai  titik  jenuh  ( fase  stationer )  dimana terjadi  penurunan  laju  pertumbuhan  dan  sel  anak masih  masa  pertumbuhan  (Kang  &  Kim,  2021). Sehingga  penambahan  mikroalga  pada  MBBR dilakukan  untuk  mempercepat  waktu  retensi reaktor. Mikroalga Chlorella sp. pada reaktor akan tumbuh  secara  terlekat  dan  tersuspensi  dapat meningkatkan efisiensi pengurangan amonia pada Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR). Penelitian sebelumnya, penggunaan mikroalga Chlorella sp. pada Moving  Bed  Biofilm  Reactor (MBBR) mampu  meremoval  Nitrogen  Total  sebesar  92% dengan  media  K1  (Chairani  et  al.,  2021)  dan Amonia  sebesar  89,82%  dengan  media  sedotan plastik  (Putri  et  al.,  2020).  Kemudian  Mikroalga Chlorella  sp .  digunakan  pada Sequencing  Batch Biofilm  Reactor (SBBR)  secara  terlekat  dan tersuspensi  memiliki  efisiensi  penyisihan  COD sebesar  78%  selama  waktu  tinggal  120  menit (Ramadanti  et  al.,  2022).  Penggunaan  mikroalga
Chlorella sp. pada reaktor Rotary Biofilm Reactor (RABR)  untuk  pengolahan  Air  Limbah  Tahu memberikan  removal  amonia  sebesar  80,45% (Elystia et al., 2023).
Kondisi  lingkungan  mempengaruhi  efisiensi reaktor  dalam  pembentukan  biofilm,  sehingga perlu memperhatikan tingkat kandungan oksigen, intensitas  cahaya,  nutrisi,  suhu,  pH,  dan  waktu retensi dalam reaktor (Wang et al., 2018). Interaksi antara mikroalga dan bakteri dalam pembentukan biofilm dapat meningkatkan efisiensi pengurangan amonia (Chai et al., 2021). Penelitian ini dilakukan untuk  mengkaji  dan  mengetahui  efektivitas Moving  Bed  Biofilm  Reactor (MBBR)  dengan penambahan  mikroalga Chlorella  sp . pada  air limbah  domestik,  dengan  fokus  penelitian  pada peran biofilm mikroalga Chlorella sp. pada MBBR dalam  mengurangi  konsentrasi  Amonia  pada  air limbah domestik.

## METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan di Laboratorium Riset Teknik Lingkungan  UPN  ”Veteran”  Jawa  Timur  selama bulan  Juli  –  September  2023.  Reaktor  yang digunakan  adalah Moving  Bed  Biofilm  Reactor (MBBR) dengan penambahan mikroalga Chlorella  sp. untuk  membentuk  biofilm  pada media  kaldnes  3.  Mikroalga Chlorella  sp. diperoleh  dari  Laboratorium  Pengembangan Budidaya  Air  Payau  (BBPBAP)  Situbondo. Reaktor  MBBR  digunakan  untuk  menurunkan kadar  amonia  dalam  air  limbah  domestik  rumah tangga  yang  berasal  dari  Rusunawa  Penjaringan Sari  III,  Pandugo,  Surabaya,  dengan  lokasi pengambilan  sampel  seperti  pada  Gambar  1. Variasi yang digunakan adalah volume kaldnes 3 (10%, 20%,  dan 30%)  dan  waktu  tinggal  (8  jam, 24 jam, 60 jam, dan 120 jam).
Gambar 1. Lokasi Pengambilan Sampel Air Limbah Domestik
Penelitian dimulai
dengan melakukan perbanyakan  mikroalga  pada  tahap  seeding, kemudian hasil seeding digunakan untuk aklimatisasi.  Pada  tahap  aklimatisasi  mikroalga akan  beradaptasi  dan  membentuk  biofilm. Mikroalga dan biofilm hasil aklimatisasi digunakan untuk penelitian utama yang ditambahkan  air  limbah  domestik.  Metode penelitian  ini  sesuai  dengan  bagan  alir  pada Gambar 2.
Gambar 2. Bagan Alir Penelitan

## Prosedur Kerja
Seeding Mikroalga Seeding mikroalga Chlorella  sp. adalah  proses memperbanyak mikroalga sesuai keperluan penelitian. Seeding dilakukan  dengan  cara mencampur  mikroalga Chlorella  sp. dengan  air laut  dengan  salinitas  sekitar  28-30  ppt  ke  dalam reaktor  dengan  perbandingan  1:3  dan  dilakukan penambahan trace metal , vitamin B12, dan Walne (masing-masing 1 ml/L). Proses seeding dilakukan pemberian aerasi dan pencahayaan dengan lampu selama  kurang  lebih  14  hari  hingga  kerapatan mikroalga  mencapai  10 6 sel/ml  (Nurdiana  et  al., 2021).  Pertumbuhan  dapat  diamati  secara  fisik berupa  perubahan  warna  hijau  bening  menjadi hijau  pekat.  Perhitungan  jumlah  sel  dilakukan menggunakan Haemocytometer dan  diamati melalui mikroskop.

## Aklimatisasi
Aklimatisasi dilakukan agar mikroalga beradaptasi dengan  air  limbah  dan  membentuk  biofilm  yang dilakukan  selama  6-10  hari  hingga  kerapatan mencapai  10 6 sel/ml  dengan  pemberian  oksigen secara terus menerus. Aklimatisasi dilakukan dua tahap dengan perbandingan antara mikroalga hasil seeding dan air limbah sebesar 50%:50% (500 mL dan 500 mL) dan tahap II sebesar 75%:25% (750 mL:250  mL).  Kaldnes  3  ditambahkan  sesuai dengan  variasi  sebesar  10%,  20%,  dan  30%  dari suspensi  mikroalga  (250  mL).  Setiap  tahapan
aklimatisasi  dilakukan  selama  7  hari.  Hasil aklimatisasi  digunakan  untuk  penelitian  utama dengan  menambah  air  limbah  (Chairani  et  al., 2021).
Volume  Kaldnes  3  yang  ditambahkan  diketahui dengan dengan menggunakan gelas ukur 1000 mL yang berisi air 700 mL. Kaldnes dimasukkan pada gelas ukur, volume Kaldnes akan diamati dengan adanya  kenaikan  cairan.  Jumlah  air  yang  naik adalah  volume  Kaldnes,  kemudian  dihitung jumlah Kaldnes yang digunakan (Ramadanti et al., 2022).

## Penelitian Utama
Pengolahan  air  limbah  domestik  dengan  reaktor MBBR  yang  berisi  media  kaldanes  3  (K3)  yang sudah  dilapisi  biofilm  mikroalga.  Penelitian dimulai  dengan  menambahkan  air  limbah domestik  dengan volume  1.000  mL dan  suspensi mikroalga hasil aklimatisasi sebesar 250 mL pada masing-masing  reaktor.  Kemudian  dilakukan aerasi dengan waktu tinggal 8 jam, 24 jam, 60 jam, dan  120  jam.  selanjutnya  dilakukan  analisis ketebalan biofilm yang terbentuk dan kemampuan penyisihan Amonia. Gambar ilustrasi reaktor yang digunakan ditampilkan pada Gambar 3.
Gambar 3 . Aklimatisasi dan Penelitian Utama

## HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik  Awal  Air  Limbah  Domestik Rumah Susun
Air  Limbah  Domestik  berasal  dari  Rumah  Susun Rusunawa  Penjaringan  III  bersumber  dari Greywater dan Blackwater yang  telah  melalui pengolahan berupa penyaringan dan pengendapan. Air  limbah  domestik  yang  yang  telah  melalui proses  penyaringan  dan  pengendapan  digunakan pada  penelitian  ini.  Pengambilan  air  limbah domestik  dilakukan  satu  kali  dengan  jumlah volume sesuai kebutuhan agar kadar Amonia pada air limbah seragam. Sampel air limbah dilakukan pengujian Amonia di PT Mitra Buana Laboratorium dengan hasil analisis 4,14 mg/L.
Seeding Chlorella Sp. Mikroalga Chlorella  sp. diperbanyak  dengan media  air  laut  yang  sudah  disterilkan  dengan salinitas 28 – 30 ppt. Perubahan warna hijau yang semakin  pekat  menunjukkan  mikroalga  dapat tumbuh.  Berdasarkan  jumlah  sel  mikroalga  pada hari ke-1 pertumbuhan mikroalga sebesar 284x10 4 sel/mL  dan  mencapai  optimum  pada  hari  ke-10 sebesar 855 x10 4 sel/mL. Selama hari ke-1 sampai hari  ke-5,  mikroalga Chlorella  sp. melakukan adaptasi dengan media kultur sehingga jumlah sel cenderung stabil. Pada hari ke-5 hingga hari ke-10 sel  mikroalga  mengalami  peningkatan  dan mencapai  fase  eksponensial.  Peningkatan  jumlah sel terjadi karena kemampuan sel mikroalga untuk membelah  diri  dan  melakukan  fotosintesis,
sehingga terjadi peningkatan jumlah sel (Fogg, G. E.  dan  Thake,  1987),  serta  terpenuhinya  nutrien untuk  melakukan  metabolisme  (Afifah  et  al., 2021).
Seiring  berjalannya  waktu  nutrien  akan  habis sehingga  timbul  persaingan  antar  mikroalga  dan mengakibatkan  penurunan  laju  pertumbuhan  dan memasuki  fase  kematian  (Elystia  et  al.,  2019). Nilai pH Chlorella sp. berada pada rentang 6-8,2, sedangkan suhu pada saat seeding antara 28,2°C – 30,3°C  yang  masih  sesuai  dan  ideal  untuk pertumbuhan  mikroalga  (Purnamawati  et  al., 2013).Laju  pertumbuhan  dari  awal  hingga  fase eksponensial  untuk Chlorella  sp. adalah  3,1  kali yang disajikan dalam bentuk grafik pada  Gambar 4.
Gambar 4 . Hubungan Waktu Tinggal dan Jumlah Sel Mikroalga Chlorella sp. Terhadap Waktu Tinggal
Aklimatisasi Pada tahap aklimatisasi mikroalga akan menyesuaikan diri pada media air limbah domestik agar  tidak  mengalami shock  loading pada  saat penelitian utama. Air limbah domestik, mikroalga, dan media kaldnes 3 akan dilakukan aerasi selama 14  hari  untuk  membentuk  biofilm  mikroalga  dan meningkatkan kerapatam sel. Kemampuan mikroalga  dilihat  dari  peningkatan  jumlah  sel secara  tersuspensi  dan  pembentukan  biofilm.
Aklimatisasi  dapat  mempengaruhi  pertumbuhan, metabolisme, dan komposisi kimia mikroalga pada penelitian  utama.  Tahap  aklimatisasi  akan meningkatkan jumlah sel mikroalga yang melakat pada media kaldnes 3 (Harianja et al., 2019).
Kerapatan  sel  mikroalga  tersuspensi  tertinggi terjadi  pada  reaktor  C12  (kaldnes  30%)  sesuai dengan
Tabel  1 .  Pada  tahap  I,  kerapatan  awal  atau  hari ke-1  sebesar  428x10 4 sel/mL  dan  meningkat sebesar  1.439x10 4 3  sel/mL  pada  hari  ke-13. Penurunan kerapatan sel mikroalga pada hari ke-7 disebabkan  oleh  pengenceran  dengan  75%  hasil aklimatisasi tahap I dan 25% air limbah domestik (Ramadanti  et  al.,  2022).  Pada  reaktor  C2,
pertumbuhan Chlorella sp. cukup lambat dibandingkan  reaktor  lainnya  karena  mikroalga beradaptasi,  sehingga  sangat  sensitif  terhadap nutrien,  temperatur,  dan  kondisi  lingkungan (Elystia et al., 2019).
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Ju m al ah Se l (1 0 4 Se l/ m L ) Hari Ke-
Tabel  1. Pengaruh  Waktu  Tinggal  dan  Jumlah  Sel  Mikroalga Chlorella  sp. Terhadap  Kemampuan Adaptasi
Kode Aklimatisasi I (50:50%) Aklimatisasi II (75:25%) Nilai Kerapatan Hari Ke- (10 4 sel/mL) 1 3 5 7 9 11 13 C1 310 316 332 157 113 43 33 C2 259 184 45 37 42 56 67 C3 264 279 281 224 239 296 326 C4 290 285 285 188 193 210 210 C5 261 228 258 157 188 226 254 C6 265 293 294 212 248 283 319 C7 259 258 288 207 207 255 297 C8 318 318 375 249 368 467 539 C9 287 266 268 216 257 335 405 C10 299 386 660 411 518 739 1205 C11 261 353 525 336 418 467 512 C12 428 433 449 338 519 991 1439 Sumber: Hasil Analisis,2023
Mikroalga Chlorella sp. membentuk biofilm pada media  Kaldnes  3  yang  berwarna  hijau.  Hasil
analisis jumlah sel mikroalga yang melekat pada kaldnes 3 yang ditampilkan dalam
Tabel 2 .  Biofilm  mulai  terbentuk  pada  hari  ke-3 dengan kemampuan pembentukan biofilm tertinggi  terjadi  pada  reaktor  C7  dengan  volume isian  kaldnes  20%.  Kerapatan  pada  hari  ke-3 sebesar  1.523x10 4 sel/mL  dan  meningkat  hingga 7.238x10 4 sel/mL di hari ke-13. Hal ini disebabkan karena  pergerakan  kaldnes  3  secara  perlahan  dan seragam, sehingga tidak memicu lepasnya biofilm akibat  pergerakan  yang  terlalu  cepat  dan sempitnya ruang gerak (Ramadanti et al., 2022). Sementara reaktor C4 (kaldnes 10%) pembentukan biofilm lebih lambat karena jumlah nutrisi limbah
baru  tidak  sesuai  dengan  jumlah  sel  tersuspensi sehingga  terjadi  persaingan  (Melo  et  al.,  2018). Tujuannya adalah untuk mempersiapkan mikroalga  agar  tidak  mengalami  shock  loading pada  penelitian  utama  dan  memastikan  reaktor bekerja  secara  optimal.  Selain  itu,  diharapkan meningkatkan  jumlah  sel  mikroalga  yang menempel  pada  media  dan  mempengaruhi pertumbuhan,  metabolisme,  dan  komposisi  kimia mikroalga  pada  penelitian  utama  (Harianja  et  al., 2019).
Tabel 2. Pengaruh Waktu Tinggal dan Jumlah Sel Mikroalga Chlorella sp. Terhadap Kemampuan Pembentukan Biofilm
Kode Aklimatisasi I (50:50%) Aklimatisasi II (75:25%) Nilai Kerapatan Hari Ke- (10 4 sel/mL) 1 3 5
7 9 11 13 C1 0 315 1000 1333 865 938 1175 C2 0 253 845 1138 1305 2553 5093 C3 0 305 1023 1025 738 758 898 C4 0 298 803
803 455 525 618 C5 0 410 890
890 570 955 1185 C6 0 420 1120 1158 630 775 938 C7 0 1523 3480 3480 3548 4565 7238 C8 0 465 1450 1475 1340 1005 665 C9 0 258 868
983 983 1203 1475 C10 0 465 1638 1390 1390 1230 1155 C11 0 118 1158 1630 1590 2430 3013 C12 0 313 965
1000 1510 2178 2850 Sumber: Hasil Analisis,2023 Kemampuan Membentuk Biofilm pada Reaktor MBBR dengan Chlorella sp.
Mikroalga Chlorella  sp. akan  tumbuh  secara terlekat dan tersuspensi pada reaktor Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) dijalankan secara batch dengan hasil analisis pH dalam rentang 8 – 8,7 dan suhu  dalam  rentang  26  –  28°C.  Kondisi  pH  dan Suhu hasil analisis sesuai dengan kondisi optimal untuk  pertumbuhan  mikroalga  secara  tersuspensi
dan  terlekat  (biofilm).  Analisis  pertumbuhan mikroalga Chlorella  sp. secara  tersuspensi  dan terlekat  untuk  membentuk  biofilm  ditampilkan pada  Tabel 3.  Laju pertumbuhan  tertinggi  terjadi pada  reaktor  C11  (kaldnes  30%)  dengan  waktu tinggal 60 jam (2,5 hari). Kerapatan awal sebesar 512x10 4 sel/mL dan meningkat hingga 1.187,75x10 4 sel/mL  pada  waktu  tinggal  60  jam (2,5 hari). Kepadatan awal mikroalga berasal dari
proses  aklimatisasi  yang  dilanjutkan  untuk penelitian  utama,  sehingga  mikroalga  melakukan adaptasi  kembali  dengan  mamanfaatkan  nutrisi
dari  limbah  baru.  Pada  suhu  dan  pH  yang  stabil jumlah suspensi mikroalga mengalami penurunan karena membentuk biofilm.
Tabel 3. Pengaruh Waktu Sampling terhadap Jumlah Sel Mikroalga Chlorella sp. Tersuspensi dan
Terlekat/ Biofilm Kode Aklimatisasi I (50:50%) Aklimatisasi II (75:25%) Nilai Kerapatan Hari Ke- (10 4 sel/mL) 1 3 5 7 9 11 13 C1 0 315 1000 1333 865 938 1175 C2 0 253 845 1138 1305 2553 5093 C3 0 305 1023 1025 738 758 898 C4 0 298 803
803 455 525 618 C5 0 410 890
890 570 955 1185 C6 0 420 1120 1158 630 775 938 C7 0 1523 3480 3480 3548 4565 7238 C8 0 465 1450 1475 1340 1005 665 C9 0 258 868 983 983 1203 1475 C10 0 465 1638 1390 1390 1230 1155 C11 0 118 1158 1630 1590 2430 3013 C12 0 313 965 1000 1510 2178 2850 Sumber: Hasil Analisis,2023
Pada reaktor C11 dengan kaldnes 30% (60 jam/ 2,5  hari)  memiliki  jumlah  sel  tertinggi  hal  ini menunjukkan  mikroalga  dapat  beradaptasi. Seiring  bertambahnya  jumlah  sel  mikroalga dalam  air,  kontak  antara biocarrier ,  dan mikroalga  menjadi  semakin  sering  terjadi sehingga  akan  meningkatkan  biofilm  yang terbentuk.  Jumlah  sel  mikroalga Chlorella  sp. yang membentuk biofilm dapat dilihat pada Tabel 3.
Pembentukan  biofilm  tertinggi  terjadi  pada reaktor C7 (kaldnes 20%) dengan kerapatan awal 7.238x10 4 sel/mL  dan  meningkat  hingga 10.630x10 4 sel/mL  pada  waktu  tinggal  60  jam (2,5  hari).  Peningkatan  jumlah  sel  berbanding lurus dengan waktu tinggal pada reaktor. Biofilm mikroalga Chlorellabentuk    sp. terbentuk  pada permukaan kaldness 3 dan berwarna hijau seperti
pada gambar a ) b)
Gambar 5 .
b) Gambar 5. Biofilm Pada Reaktor Chlorella sp. Kemampuan Penyisihan Amonia pada Reaktor MBBR dengan Chlorella sp. Mikroalga menghasilkan Ekstraselular Polimerik Substansi (EPS) untuk menyerap nitrogen dalam bentuk  nitrat  pada  air  limbah  sebagai  nutrisi. Namun  air  limbah  domestik  ditemukan  kadar Amonia  bukan  nitrat.  Oleh  karena  itu,  amonia perlu  diubah  menjadi  nitrat  agar  dapat  diserap oleh mikroalga. Proses ini disebut nitrifikasi dan dilakukan oleh bakteri nitrifikasi  (Hendrawan et al.,  2021).  Nitrat  yang  dihasilkan  akan  diserap mikroalga sebagai sumber nutrisi dalam pertumbuhannya (Ramadanti et al., 2022). Hasil analisis  pengujian  pada  waktu  tinggal 8  jam,  24 jam, 60 jam dan 120 jam diperoleh data pada
Tabel 4 .
Tabel 4. Hubungan Waktu Tinggal Terhadap Kemampuan Penyisihan Amonia (NH 3 N) Kaldness 3 Waktu Tinggal (jam; hari) Kontrol Chlorella sp. Kode Amonia (mg/L) % Penyi- sihan Kode Amonia (mg/L) % Penyi- sihan 10% 8; 0 K1 0,340 91,79% C1 0,370 91,06% 24; 1 K2 0,440 89,37% C2 0,180 95,65% 60; 2,5 K3 0,160 96,14% C3 0,650 84,30% 120; 5 K4 0,840 79,71% C4 0,730 82,37% 20% 8; 0 K5 0,430 89,61% C5 0,220 94,69% 24; 1 K6 0,750 81,88% C6 0,370 91,06% 60; 2,5 K7 0,610 85,27% C7 0,048 98,84% 120; 5 K8 0,820 80,19% C8 0,380 90,82% 30% 8; 0 K9 0,480 88,41% C9 0,440 89,37% 24; 1 K10 0,580 85,99% C10 0,480 88,41% 60; 2,5 K11 0,520 87,44% C11 0,270 93,48% 120; 5 K12 0,880 78,74% C12 0,390 90,58%
Sumber: Hasil Analisis, 2023
Hasil uji amonia (NH 3 N) berdasarkan
Tabel  4 ,  diperoleh  data  penurunan  Amonia (NH 3 N)  psda  variasi  kaldness  10%.  Removal tertinggi pada reaktor S3 (24 jam/ 1 hari) dengan penyisihan  sebesar  98,77%  dan  konsentrasi  sisa amonia  0,051  mg/L.  Kemudian  pada  reaktor dengan  volume  kaldnes  20%,  removal  tertinggi pada  reaktor  C7  pada  waktu  tinggal  60  jam/  2,5
hari  sebesar  98,84%  dengan  sisa  amonia  0,048 mg/L.  Sedangakan  pada  volume  kaldness  30% penyisihan  tertinggi  pada  reaktor  S10  (24  jam/  1 hari)  dengan  kemampuan  penyisihan  sebesar 98,45% dan konsentrasi sisa amonia sebesar 0,064 mh/L.  Kemampuan  penyisihan  Amonia  pada setiap reaktor ditampilkan pada Gambar 6.
Gambar 6. Pengaruh Waktu Tinggal terhadap Kemampuan Penyisinha Amonia
Reaktor dengan mikroalga Chlorella sp. memiliki kemampuan penyisihan amonia terbaik dibandingkan  dengan  reaktor  tanpa  mikroalga dengan  presentase  penyisihan  98,45%.  Pada penelitian  sebelumnya  penyisihan  amonia  pada reaktor  MBBR Chlorella  sp. dengan  media sedotan  plastik  mampu  menyisihkan  sebesar 89,92%  (Putri  et  al.,  2020),  penelitian  lain menggunakan konsorsium mikroalga Scenedesmus  sp. dan Chlorella  sp .  mampu menyisihkan amonia sebesar 90% (Hultberg et al., 2016).  Penggunaan  Chlorella  sp.  untuk  reaktor Rotary  Algae  Biofilm  Reactor  (RABR)  mampu menyisikan Amonia sebesar 80,45% (Elystia et al., 2023). Mikroalaga Chlorella  sp. dapat  mengoksidasi amonia  menjadi  nitrat  melalui  proses  nitrifikasi yang  melibatkan  bakteri Nitrosomonas dan Nitrobacter untuk  mengubah  amonia  (NH 3 ) menjadi nitrit (NO 2- ) dan kemudian menjadi nitrat (NO 3- )  (Nurrahma  &  Rosariawari,  2021). Selama proses  fotosintesis, Chlorella  sp. menghasilkan oksigen,  yang  dapat  meningkatkan  oksidasi amonia  menjadi  nitrat  oleh  bakteri  nitrifikasi (Anisa & Herumurti, 2017).

## KESIMPULAN
Kemampuan  mikroalga Chlorella  sp. dalam membentuk  biofilm  dan  mengolah  air  limbah
domestik  menggunakan Moving  Bed  Biofilm Reactor (MBBR) terbaik pada reaktor C7 dengan kerapatan  sel  mikroalga sebesar  10.630x10 4 sel/mL. Reaktor C7 berisi media kaldnes 3 sebesar 20%,  sehingga  mampu  memberikan  ruang  gerak yang  seragam  dan  tidak  terlalu  cepat.  Reaktor MBBR  dengan Chlorella  sp. dan  kaldnes  20% (C7)  memiliki  kemampuan  tertinggi  untuk menyisihkan  Amonia  (NH 3 N)  sebesar  98,84% dengan  waktu  tinggal  60  jam  (2,5  hari).  Hal  ini disebabkan oleh jumlah sel mikroalga yang tinggi yang  dapat  meningkatkan  produksi  oksigen melalui  fotosintesis,  sehingga  meningkatkan oksidasi bahan organik dan Amonia (NH 3 N).

## DAFTAR PUSTAKA
Afifah, A. S., Prajati, G., Adicita, Y., & Darwin. (2021). Variasi  Penambahan  Nutrien  (NPK cair)  dalam  Kultivasi  Mikroalga  Chlorella Sp. Journal  of  Natural  Resources  and Environmental  Management , 11 (1),  101– 107.
Aniriani,  G.  W.,  Putri,  M.  S.  A.,  & Nengseh,  T. (2022).  Efektivitas  Penambahan  Moving Bed  Biofilm  Reactor  (MBBR)  Terhadap Kualitas Air Limbah di Instalasi Pengolahan Air  Limbah  Pondok  Pesantren  Mahasiswa
Universitas Islam Lamongan. Jurnal Ilmiah Sains ,
22 (1), 67.
0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00% 120.00% 0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 8 jam (0 hari) 24 jam (1 hari) 60 jam (2,5 hari) 120 jam (5 hari) 8 jam (0 hari) 24 jam (1 hari) 60 jam (2,5 hari) 120 jam (5 hari) 8 jam (0 hari) 24 jam (1 hari) 60 jam (2,5 hari) 120 jam (5 hari) 10% 20% 30% % Pen y is iha n K o n se n tr as i A m o n ia ( m g/L ) Kontrol Chlorella sp. % Kontrol
% Chlorella Sp.
https://doi.org/10.35799/jis.v22i1.35562 Anisa,  A.,  &  Herumurti,  W.  (2017).  Pengolahan
Limbah  Domestik  Menggunakan  Moving Bed  Biofilm  Reactor  (MBBR)  dengan Proses Aerobik-Anoksik untuk Menurunkan Nitrogen Ana. Jurnal Teknik ITS , 6 (2). Chai, W. S., Chew, C. H., Munawaroh, H. S. H., Ashokkumar, V., Cheng, C. K., Park, Y. K.,
&  Show,  P.  L.  (2021).  Microalgae  and Ammonia:  A  Review  on  Inter-relationship.
Fuel , 303 (February),
121303.
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.121303 Chairani, M., Elystia, S., & Muria, S. R. (2021). Penyisihan  Nitrogen  Total  dalam  Limbah Cair  Hotel  dengan  Sistem  Moving  Bed Biofilm Reactor Menggunakan Chlorella sp. JST  (Jurnal  Sains  Dan  Teknologi) , 10 (1), 16–27. https://doi.org/10.23887/jst- undiksha.v10i1.24131
Elystia, S., Muria, S. R., & Pertiwi, S. I. P. (2019).
Pemanfaatan Mikroalga Chlorella Sp untuk Produksi  Lipid  dalam  Media  Limbah  Cair Hotel  dengan  Variasi  Rasio  C:N  dan Panjang  Gelombang  Cahaya. Jurnal  Sains &Teknologi  Lingkungan , 11 (1),  25–43. https://doi.org/10.20885/jstl.vol11.iss1.art3 Elystia,  S.,  Nasution,  F.  H.  M.,  &  Sasmita,  A. (2023).  Rotary  Algae  Biofilm  Reactor (RABR) Using Microalgae Chlorella sp. for Tofu  Wastewater  Treatment. Materials Today:  Proceedings , 87 (2),  263–271. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.03.206 Fogg, G. E. dan Thake, B. (1987). Algal Cultures and  Phytoplankton  Ecology  3rd  ed .  The University of Wisconsin Press.
Harianja,  D.  C.  N.,  Muria,  S.  R.,  &  Chairul. (2019).  Kultivasi  Mikroalga  Chlorella  sp. Secara  Fed-Batch  dalam  Media  POME sebagai  Bahan  Baku  Bioetanol. JOM Fteknik , 6 (2), 1–5.
Hendrawan,  A.  K.  F.,  Afiati,  N.,  &  Rahman,  A.
(2021).  Laju  Nitrifikasi  pada  Bioremediasi Air Limbah Organik Menggunakan Chlorella  sp.  dan  Bakteri  Nitrifikasi- Denitrifikasi. Jurnal Pengelolaan Sumberdaya Alam Dan Lingkungan (Journal of Natural Resources and Environmental  Management) , 11 (2),  309– 323.  https://doi.org/10.29244/jpsl.11.2.309- 323
Hultberg,  M.,  Olsson,  L.  E.,  Birgersson,  G., Gustafsson,  S.,  &  Sievertsson,  B.  (2016). Microalgal growth in municipal wastewater treated in an anaerobic moving bed biofilm reactor. Bioresource  Technology , 207 ,  19–
23. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2016.02.0
01
Indaryani,  F.,  &  Purnomo,  A.  (2021).  Evaluasi dan Desain Ulang Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) di Rumah Susun Sederhana Sewa  Randu  Kota Surabaya. Jurnal  Teknik ITS ,
9 (2). https://doi.org/10.12962/j23373539.v9i2.54 864
Kang,  D.,  &  Kim,  K.  (2021).  Real  Wastewater
Treatment  Using  a  Moving  Bed  and Wastewater-Borne Algal–Bacterial Consortia with a Short Hydraulic Retention Time. Processes , 9 (1), 1–15. https://doi.org/10.3390/pr9010116
Kementrian  Kesehatan  Republik  Indonesia.
(2018).  Laporan  Nasional  Riset  Kesehatan Dasar 2018. In Kementerian Kesehatan RI . Melo, M., Fernandes, S., Caetano, N., & Borges,
M. T. (2018). Chlorella vulgaris (SAG 211- 12) biofilm formation capacity and proposal of  a  rotating  flat  plate  photobioreactor  for more  sustainable  biomass  production. Journal  of  Applied  Phycology , 30 (2),  887– 899. https://doi.org/10.1007/s10811-017- 1290-4
Nurdiana, J. I., Candrahanifa, N., Kamilalita, N., &  Hidayah,  E.  N.  (2021).  Perbandingan Antara Mikroalga Chlorella sp dan Spirulina plantesis  dalam  Penurunan  Nitrat  Fosfat pada  Air  Limbah  Domestik  Menggunakan Oxidation  Ditch  Algae  Reactor  (Odar).
Prosiding ESEC , 2 (1), 14–19.
Nurrahma,  A.,  &  Rosariawari,  F.  (2021). Pengolahan  Lindi  (Leacheate)  Dengan Metode  Moving  Bed  Biofilm  Reactor (Mbbr)  Dengan  Proses  Aerobik-Anoksik Untuk  Menurunkan  Konsentrasi  Cod,  Tss, Dan  Amonia. EnviroUS , 1 (2),  54–58. https://doi.org/10.33005/envirous.v1i2.37 Purnamawati, F. S., Soeprobowati, T. R., & Izzat,
M. (2013). Pertumbuhan Chlorella Vulgaris Beijerinck Dalam Medium Yang
Mengandung Logam Berat Cd Dan Pb Skala Laboratorium.  In  S.  Indra  Gunawan,  S. Sunariyah,  Ss.  Widodo,  &  Ms.  Sugiyatno (Eds.), Peran  Biologi  dalam  Meningkatkan Produktivitas  yang  Menunjang  Ketahanan Pangan (pp.  104–116).  Jurusan  Biologi Fakultas Sains Dan Matematika Universitas Diponegoro.
Putri, I. A. D., Elystia, S., & Muria, S. R. (2020).
Pemanfaatan Biocarrier Dari Limbah
Sedotan  Plastik  Sebagai  Media  Tumbuh
Chlorella  sp.  dalam  Moving  Bed  Biofilm Reactor  (MBBR)  untuk  Penyisihan  Bahan Polutan  dalam  Limbah  Cair  Domestik. Jurnal Online Mahasisiwa (JOM) Fakultas Teknik , 17 (2), 1–7.
Ramadanti, K., Elystia, S., & Andrio, D. (2022). Pertumbuhan  Biomassa  dan  Penyisihan COD  Menggunakan  Sequencing  Batch Biofilm Reactor (SBBR) pada Limbah Grey Water. Jurnal Teknologi Pertanian Andalas , 26 (1).
Salman,  N.  (2021).  Analysis  and  Monitoring  of River  Water  Quality  in  Tasikmalaya  City.
Journal of Community Based Environmental Engineering and Management , 5 (1), 33–40. https://doi.org/10.23969/jcbeem.v5i1.3786
Salman, N., & Aryanti, D. (2020). Pra-rancangan
Instalasi  Pengolahaan  Lindi  di  Tempat
Pemprosesan  Akhir  (TPA)  Nangkaleah
Kecamatan Wangunreja,
Kabupaten
Tasikmalaya. Jurnal  Komposit:  Jurnal Ilmu-Ilmu  Teknik  Sipil , 4 (2),  33–45. https://doi.org/http://dx.doi.org/10.32832/k omposit.v4i2.3805
Salman, N., Taqwa, F. M. L., & Lutfi, M. (2022). Perencanaan  Instalasi  Pengolahan  Air Limbah  (IPAL)  Komunal  di  Perumahan Griya  Prima  Sriwijaya  dan  Perumahan Deyhan  Abadi,  Kota  Palembang. Jurnal Komposit:  Jurnal  Ilmu-Ilmu  Teknik  Sipil ,
5 (2), 95. https://doi.org/10.32832/komposit.v5i2.629 4 Wang, J. H., Zhuang, L. L., Xu, X. Q., Deantes-
Espinosa, V. M., Wang, X. X., & Hu, H. Y.
(2018). Microalgal Attachment and Attached  Systems  for  Biomass  Production and Wastewater Treatment. Renewable and Sustainable  Energy  Reviews , 92 (March),
331–342.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.04.081