Abstrak—Tempat  Pembuangan  Akhir  (TPA)  Supit  Urang merupakan tempat pemrosesan akhir sampah yang terletak di Kota  Malang  dengan  menggunakan  metode  sanitary  landfill sejak tahun 2021. Instalasi Pengolahan Lindi (IPL) TPA Supit Urang  menggunakan  teknologi  bioreaktor  membran  dengan konfigurasi  sidestream  dan  aliran  cross-flow.  Penelitian  ini dilakukan  untuk  mengevaluasi  kinerja  sistem  bioreaktor membran dengan melakukan pengambilan sampel air lindi TPA Supit  Urang  dan  menganalisis  parameter  lingkungan  yang terkandung  pada  air  lindi.  Parameter  utama  yang  digunakan adalah  analisis  Chemical  Oxygen  Demand  (COD),  Biological Oxygen Demand (BOD), amonium (NH 4 -N), dan Total Suspended Solid (TSS). Parameter tambahan yang digunakan adalah pH, Dissolved  Oxygen  (DO),  SVI,  MLSS,  dan  MLVSS.  Analisis kedua  parameter  tersebut  dilakukan  selama  dua  bulan. Penelitian  di  laboratorium  juga  bertujuan  untuk  mengetahui penyebab  terjadinya  timbulan  foaming  pada  bioreaktor.  Hasil penelitian  menunjukkan  bahwa  kinerja  bioreaktor  membran menurunkan  parameter  adalah  COD  sebesar  97%,  BOD sebesar  99%,  NH4-N  sebesar  100%,  dan  TSS  sebesar  97%. Sehingga,  sistem  ini  mampu  untuk  menghasilkan  efluen  yang memenuhi  baku  mutu.  Kemudian,  hasil  penelitian  juga menemukan penyebab dan pencegahan permasalahan timbulan foaming yang terjadi pada bioreaktor membran. Timbulan busa dapat disebabkan oleh beberapa faktor operasional yang terlalu tinggi  antara  lain  HRT,  SRT,  dan  DO.  Penyebab  lain diperkirakan nilai rasio F/M yang terlalu rendah. Pencegahan timbulan busa selain penggunaan antifoam atau defoamer, perlu dilakukan  perubahan  nilai  parameter  operasional  antara  lain menurunkan  SRT  menjadi  20-50  hari  dan  mengatur  nilai  DO menjadi >2 mg/L untuk tangki denitrifikasi dan 2-4 mg/L untuk tangki nitrifikasi.

## Kata  Kunci—Air  Lindi,  Antifoam,  Bioreaktor  Membran,
Instalasi Pengolahan Lindi, Pembusaan.

## I. PENDAHULUAN
EBAGIAN  besar TPA di Indonesia masih menggunakan teknologi  pengolahan  lindi  dengan  sistem  kolam,  yaitu menggunakan  kolam  penampung,  kolam  anaerobik,  kolam aerobik,  kolam  stabilisasi,  dan  dilanjutkan  dengan wetland . tersebut  dipilih  berdasarkan  dari  kesederhanaan  dan  iklim tropis Indonesia yang cukup panas. Kelemahan dari teknologi tersebut ialah waktu tinggal yang relatif lama yaitu 30-50 hari, membutuhkan  lahan  yang  luas,  dan  hasil  olahan  tidak memenuhi baku mutu air lindi [1]. Di Indonesia, baku mutu pembuangan  air  lindi  diatur  dalam  Peraturan  Menteri Lingkungan  Hidup  dan  Kehutanan  Republik  Indonesia Nomor  59  Tahun  2016  tentang  Baku  Mutu  bagi  Usaha dan/atau Kegiatan Tempat Pemrosesan Akhir Sampah.
Salah  satu  alternatif  dalam  mengatasi  permasalahan pengolahan air lindi ialah dengan mengembangkan teknologi pengolahan lindi menggunakan bioreaktor membran (BRM). Bioreaktor membran (BRM) adalah teknologi pengolahan air
limbah yang menggunakan kombinasi antara proses biologis untuk  mendegradasi  air  limbah  dan  proses  membran  untuk pemisahan  biomassa.  Peran  membran  adalah  untuk menggantikan  peran  kolam  sedimentasi  dalam  pemisahan padatan dan cairan pada teknologi pengolahan konvensional (lumpur  aktif)  [2].  Sistem  pengendapan  pada  bioreaktor membran  tidak  bergantung  pada  konsentrasi mixed  liquor suspended  solid (MLSS)  dalam  bioreaktor  seperti  pada lumpur  aktif.  Sistem  bioreaktor  membran  pada  awal pengaplikasian  dapat  beroprasi  dengan  MLSS  mencapai  30 g/L dengan solid retention time (SRT) yaitu selama 100 hari [3]. Namun, terdapat beberapa masalah yang dapat ditemukan dalam pengoperasian bioreaktor membran, seperti terjadinya fouling , biaya pemeliharaan dan perawatan yang cukup tinggi, dan membutuhkan pre-treatment yang sesuai [4].
TPA  Supit  Urang  sebelumnya  memiliki  pengolahan  air lindi konvensional dengan pengolahan air lindi yang terbatas. Sehingga,  pengembangan  TPA  Supit  Urang  dilakukan melalui  program Emission  Reduction  in  Cities-Solid  Waste Managemen t  (ERIC-SMW).  Program  ini  terkait  dengan pengelolaan  sampah  kota  dengan  membangun  sanitary landfill.  Teknologi  yang  digunakan  dalam  pengolahan  air lindi di TPA Supit Urang adalah bioreaktor membran dengan konfigurasi sidestream dan aliran cross-flow . Sejak instalasi pengolahan air lindi di TPA Supit Urang sudah dioperasikan sejak  tahun  2021  hingga  sekarang  belum  pernah  ada dilakukan  evaluasi  untuk  mengkaji  kinerja  bioreaktor membran.  Kemudian  terdapat  beberapa  kelemahan  untuk sistem bioreaktor yang sering ditemukan yaitu pembentukan busa  biologis  ( foaming )  dan  pengotoran  membran  ( fouling ) [5]. Busa dapat disebabkan oleh usia lumpur yang tinggi, suhu cairan  yang  tinggi,  rasio  F/M  yang  rendah,  atau  kandungan MLSS yang tinggi. Busa merupakan indikator kecenderungan terjadinya fouling [6].  Berdasarkan  kondisi  tersebut,  maka penelitian  ini  dimaksudkan  untuk  mengetahui  efektivitas kinerja bioreaktor membran dalam mengolah air lindi. Sistem ini  diharapkan  dapat  menyisihkan  polutan  yang  terkandung dalam  air  lindi  dengan  beberapa  parameter  uji  yaitu  COD, BOD, amonium (NH 4 -N), dan TSS. Pada penelitian ini juga akan  dilakukan  upaya  untuk  mereduksi  timbulan  busa ( defoaming )  yang  optimal  agar  memperlambat  terjadinya biofouling .

## II. METODE PENILITIAN

## A. Ide Penelitian
Ide  penelitian  didapatkan  dari  observasi  lapangan  pada Instalasi Pengolahan Lindi (IPL) TPA Supit Urang. Evaluasi kinerja  bioreaktor  membran  bertujuan  untuk  mengetahui efisiensi  penggunaan  sistem  bioreaktor  membran  dalam

## Evaluasi Kinerja Sistem Bioreaktor Membran pada Instalasi Pengolahan Lindi (Studi Kasus: TPA Supit Urang, Kota Malang)
Alfina Fadillah dan Agus Slamet Departemen Teknik Lingkungan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember e-mail : agusslamet@enviro.its.ac.id
S
mengolah  air  lindi  TPA  Supit  Urang  sehingga  dapat menurunkan  parameter Chemical  Oxygen  Demand (COD), Biological Oxygen Demand (BOD), amonium (NH 4 -N),  dan Total  Suspended  Solid (TSS).  Selain  itu,  perlu  diperhatikan cara  untuk  memperpanjang  umur  membran  yaitu  dengan mereduksi timbulan foaming dan fouling . Dari permasalahan tersebut maka diperoleh ide penelitian yaitu “Evaluasi Kinerja Sistem Bioreaktor Membran pada Instalasi Pengolahan Lindi (Studi Kasus: TPA Supit Urang, Kota Malang)”.

## B. Studi Referensi
Studi  referensi  dilakukan  untuk  mendapatkan  tinjauan pustaka  sebagai  landasan  teori  yang  digunakan  pada penelitian  akurat.  Adapun  sumber referensi  yang digunakan meliputi  peraturan  pemerintah,  buku  bacaan,  jurnal/artikel ilmiah, diktat dosen, dan wawancara dengan pihak IPL serta diskusi bersama Dosen Pembimbing.

## C. Analisis Karakteristik Awal
Pada tahap ini, dilakukan pengambilan sampel air lindi dari IPL  TPA  Supit  Urang  menggunakan  metode  pengambilan langsung  ( grab  sampling ).  Pengambilan  sampel  air  lindi dilakukan  pada  4  titik  yaitu  air  lindi  segar  pada  MD  A ( Measurement Device ), inlet bioreaktor, outlet bioreaktor, dan efluen  bioreaktor  membran.  Kemudian,  dilakukan  analisis karakteristik awal  bertujuan untuk mengetahui kualitas lindi serta lumpur aktif. Analisis ini menggunakan uji karakteristik yang meliputi BOD, COD, TSS, Raksa (Hg) Total, Kadmium (Cd), pH, dan Total Nitrogen  serta uji  MLSS,  MLVSS, dan SVI pada lumpur aktif.

## D. Persiapan Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada persiapan penelitian adalah botol sampling berukuran  1  L.  Sedangkan  alat  yang  digunakan dalam melakukan penelitian ini adalah pH meter , DO meter , furnace , oven ,  desikator,  neraca  analitik, glassware laboratorium,  dan conductivity  meter .  Adapun  bahan  yang perlu disiapkan adalah sampel air lindi dari TPA Supit Urang. Selain  itu,  dibutuhkan  pula  alat  berupa  toples  5  liter  dan pompa  aerator  yang  akan  digunakan  dalam  menganalisis penyebab timbulan busa pada bioreaktor.

## E. Penelitian Laboratorium
Parameter  yang  dianalisis  pada  penelitian  ini  terdiri  dari dua  parameter  yaitu  parameter  utama  dan  parameter tambahan. Parameter utama dalam penelitian ini adalah COD, BOD, amonium (NH 4 -N), dan TSS. Analisis parameter utama dilakukan  pada  air  lindi  segar, inlet bioreaktor, outlet bioreaktor,  dan  efluen  bioreaktor  membran.  Analisis parameter  tambahan  berupa  pH,  MLSS,  DO,  dan  SVI. Pengujian  parameter  COD,  BOD,  amonium  (NH 4 -N),  dan TSS  dilakukan  satu  kali  dalam  seminggu  dan  pengujian parameter pH, MLSS, DO, dan MLVSS dilakukan setiap hari selama  dua  bulan.  Pada  penelitian  laboratorium  akan dilakukan pengujian terhadap SVI selama dua minggu. Selain itu,  penelitian  di  laboratorium  juga  akan  dilakukan  analisis terhadap  penyebab  timbulan  busa  yang  terdapat  pada bioreaktor.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Analisis Kualitas Lindi dan Lumpur
Analisis  kualitas  pada  penelitian  pendahuluan  bertujuan untuk mengetahui karakteristik dari sampel yang digunakan. Sampel  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  merupakan sampel  lindi  dan  lumpur  yang  berasal  dari  Instalasi Pengolahan  Lindi  TPA  Supit  Urang.  Analisis  kualitas  lindi yang  dilakukan  sesuai  dengan  baku  mutu  PermenLHK  No
Tabel 1.
Hasil Analisis Kualitas Air Lindi dan Lumpur Bulan Maret 2023
Parameter Satuan Influen Efluen Baku Mutu BOD mg/L 6.086 78,82 150 COD mg/L 18.600 247,4 300 TSS mg/L 566 5 100 Raksa  (Hg) Total mg/L <0,0003  x 10 -1 <0,0003  x 10 -1 0,005 Kadmium (Cd) mg/L <0,0020 <0,0020 0,1 pH - 7,55 7,42 6 - 9 Total Nitrogen mg/L 172,1 9,012 60 MLSS mg/L 6.800 - - MLVSS mg/L 4.800 - - SVI mL/g 69,52 - -
Gambar 1. Nilai SVI pada tangki nitrifikasi 1 dan tangki nitrifikasi 2. Gambar  2.  Bakteri  type  0803  pada  foaming  di  tangki  nitrifikasi (Perbesaran 1000x).
45 55 65 75 85 95 105 115 125 135 145 155 165 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 SV I (m L /g ) Hari ke- Nitrifikasi 1 Nitrifikasi 2
P.59, 2016 berupa analisis parameter BOD, COD, TSS, Raksa (Hg) Total, Kadmium (Cd), pH, dan Total Nitrogen. Analisis kualitas  lindi  digunakan  untuk  mengetahui  kondisi  sampel sebelum diolah sehingga dapat dibandingkan dengan kondisi sampel  yang  telah  dilakukan  pengolahan.  Pada  analisis kualitas lumpur dilakukan analisis parameter berupa MLSS, MLVSS, dan SVI. Hal  tersebut bertujuan untuk mengetahui konsentrasi padatan tersuspensi pada lumpur, sehingga dapat diketahui  kualitas dari  lumpur yang berada pada bioreaktor. Hasil analisis kualitas air lindi dan lumpur bulan maret 2023 disajikan pada Tabel 1.

## B. Penelitian Utama
Pelaksanaan  penelitian  utama  dilakukan  sejak  tanggal  1 Maret 2023 hingga 30 April 2023 di Laboratorium TPA Supit Urang.  Penelitian  utama  berfokus  pada  unit  bioreaktor membran  (BRM)  yang  berlokasi  di  Instalasi  Pengolahan Lindi  TPA  Supit  Urang,  Kota  Malang.  Pada  bioreaktor, terdapat satu tangki denitrifikasi dengan volume 250 m 3 dan dua  tangki  nitrifikasi  dengan  masing-masing  volume  ialah 800  m 3 .  Pada  penelitian  utama,  terdapat  variasi  dalam pengambilan sampel yaitu periode pengolahan dan sumber air lindi.  Periode  pengolahan  pada  bioreaktor  yang  digunakan ialah pada bulan maret 2023. Kemudian, sumber air lindi yang digunakan  ialah  air  lindi  segar,  inlet  bioreaktor,  outlet bioreaktor, dan efluen bioreaktor membran.
Variasi  pengambilan  sampel  bertujuan  untuk  mengetahui efesiensi  dari  kinerja  bioreaktor  membran  dalam waktu  dua bulan  dan  juga  mengetahui  fenomena foaming yang  terjadi pada  bioreaktor.  IPL  TPA  Supit  Urang  menggabungan metode  biologis  dan  fisik.  Pada  Step  1  air  lindi  diolah menggunakan  kolam  anaerobik  kemudian  dilanjutkan  oleh Step  2  dimana  air  lindi  sudah  diolah  menggunakan  kolam anaerobik  dan  bioreaktor  membran.  Sistem  bioreaktor membran adalah kombinasi proses biologis (oleh bioreaktor) dan fisik (pemisahan air dari padatan oleh membran).

## 1) Analisis Konsentrasi Zat Organik
Pada  Penelitian  ini  dilakukan  analisis  zat  organik  yaitu analisis COD dan  BOD. Analisis COD dan BOD dilakukan selama  satu  kali  dalam  seminggu.  Analisis  COD  bertujuan untuk mengetahui penurunan zat organik secara kimiawi pada bioreaktor  membran.  Berdasarkan  hasil  analisis  parameter COD,  nilai  rata-rata  konsentrasi  COD  pada  air  lindi  segar, efluen  Step  1,  dan  efluen  Step  2  adalah  6.342  mg/L,  612 mg/L, dan 191 mg/L.  Nilai konsentrasi COD tertinggi pada air lindi segar, efluen Step 1, dan efluen Step 2 adalah 8.900 mg/L, 693 mg/L, dan 224 mg/L. Sedangkan, nilai konsentrasi COD terendah pada air lindi segar, efluen Step 1, dan efluen Step  2  adalah  2.630  mg/L,  565  mg/L,  dan  148  mg/L.  Nilai konsentrasi  COD  dari  efluen  Step  2  sudah  memenuhi  baku mutu air lindi sesuai dengan PermenLHK No P.59, 2016 yaitu tidak lebih dari 300 mg/L. Kemudian, efisiensi removal Step 1  yang  menggunakan  kolam  anaerobik  dengan  rata-rata efisiensi removal adalah 89%. Efisiensi removal pada Step 2 mengalami peningkatan setelah melewati Step 1 yaitu kolam anaerobik  dan  dilanjutkan  Step  2  yaitu  bioreaktor  membran dengan rata-rata efisiensi removal Step 2 adalah 97%.
Analisis  BOD  sebagai  parameter  utama  dilakukan  untuk mengetahui jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme  dalam  melakukan  oksidasi  zat-zat  organik menjadi bentuk anorganik yang lebih stabil [7]. Nilai rata-rata
konsentrasi  BOD  pada  air  lindi  segar,  efluen  Step  1,  dan efluen  Step  2  adalah  4.386  mg/L,  303  mg/L,  dan  60  mg/L. Nilai  konsentrasi  BOD  tertinggi  pada  air  lindi  segar,  efluen Step 1, dan efluen Step 2 adalah 5.770 mg/L, 376 mg/L, dan 83 mg/L. Sedangkan, nilai konsentrasi BOD terendah pada air lindi  segar,  efluen  Step  1,  dan  efluen  Step  2  adalah  3.099 mg/L,  206  mg/L,  dan  32 mg/L.  Nilai  konsentrasi  BOD  dari efluen  Step  2  sudah  memenuhi  baku  mutu  air  lindi  sesuai dengan PermenLHK No P.59, 2016 yaitu tidak lebih dari 150 mg/L.  Efisiensi  removal  Step  1  yang  menggunakan  kolam anaerobik  dengan  rata-rata  efisiensi  removal  adalah  93%. Terjadi  peningkatan  efisiensi  removal  pada  Step  2  setelah melewati Step 1 yaitu kolam anaerobik dan dilanjutkan Step 2  yaitu  bioreaktor  membran  dengan  rata-rata  efisiensi removal Step 2 adalah 99%.

## 2) Analisis Konsentrasi Nitrogen
Analisis nitrogen yang dilakukan pada penelitian ini adalah analisis  amonium-nitrogen.  Berdasarkan  hasil  analisis parameter  amonium-nitrogen,  terjadi  peningkatan  efisiensi removal  Step  2  dari  Step  1  yang  menggunakan  kolam anaerobik  dengan  rata-rata  efisiensi  removal  Step  2  adalah 100%  sedangkan  Step  1  adalah  77%.  Nilai  rata-rata konsentrasi  amonium-nitrogen  pada  air  lindi  segar,  efluen Step 1, dan efluen Step 2 adalah 1.211 mg/L, 202 mg/L, dan 0 mg/L.  Nilai konsentrasi  amonium-nitrogen tertinggi pada air lindi segar, efluen Step 1, dan efluen Step 2 adalah 3.400 mg/L,  250  mg/L,  dan  0  mg/L.  Sedangkan,  nilai  konsentrasi amonium-nitrogen terendah pada air lindi segar, efluen Step 1, dan efluen Step 2 adalah 500 mg/L, 50 mg/L, dan 0 mg/L. Peningkatan penyisihan amonium-nitrogen yang terjadi pada bioreaktor membran dibandingkan pada kolam anaerobik. Hal tersebut  dikarenakan  pada  bioreaktor  terdapat  tangki denitrifikasi  dan  nitrifikasi.  Pada  tangki  nitrifikasi  dalam kondisi  aerobik,  amonium  akan  dioksidasi  menjadi  nitrit (nitritasi)  dan  kemudian  menjadi  nitrat  (nitratasi)  melalui perantara  nitrit.  Kemudian  pada  tangki  denitrifikasi  dengan kondisi  anoksik,  nitrat  dihasilkan  dari  kondisi  aerobik  yang terdapat  pada retentate  sludge akan  mengalami  proses denitrifikasi  sehingga  nitrat  akan  direduksi  menjadi  gas nitrogen  bebas  (N 2 ).  Penurunan  nitrogen  juga  dapat  terjadi dikarenakan  adanya  pengambilan  senyawa  nitrogen  dalam pembentukan  sel  mikroorganisme  (asimilasi)  pada  kondisi anoksik dan aerobik.

## 3) Analisis Konsentrasi Total Suspended Solid
Analisis TSS menjadi parameter utama untuk mengetahui padatan  tersuspensi  yang  ada  pada  air  limbah.  TSS  dapat mempengaruhi  kualitas  air  limbah  yang  dihasilkan  dan mempengaruhi  kemampuan  membran  bioreaktor  dalam mengolah air limbah tersebut [8]. Setelah dilakukan analisis parameter  TSS  maka  terjadi  peningkatan  nilai  rata-rata efisiensi removal Step 2 dari Step 1 dan tidak membutuhkan waktu tinggal yang lama yaitu dengan nilai rata-rata efisiensi removal  Step  2  adalah  97%  sedangkan  Step  1  adalah  70%. Nilai  rata-rata  konsentrasi  TSS  pada  air  lindi  segar,  efluen Step 1 dan Step 2 adalah 1.001 mg/L, 288 mg/L, dan 28 mg/L. Nilai  konsentrasi  TSS  tertinggi  pada  air  lindi  segar,  efluen Step 1, dan efluen Step 2 adalah 1.660 mg/L, 318 mg/L, dan 39 mg/L. Sedangkan, nilai konsentrasi TSS terendah pada air lindi segar, efluen Step 1, dan efluen Step 2 adalah 760 mg/L, 263  mg/L,  dan  18  mg/L.  Nilai  konsentrasi  TSS  dari  efluen
Step  2  sudah  memenuhi  baku  mutu  air  lindi  sesuai  dengan PermenLHK No P.59, 2016 yaitu tidak lebih dari 100 mg/L. Hal tersebut dikarenakan membran menggantikan secondary clarifier untuk  pemisahan  air  yang  telah  diolah  oleh bioreaktor.  Bioreaktor  membran  mampu  menghilangkan berbagai  macam  mikroorganisme  menggunakan  membran MF atau UF yang memiliki ukuran pori-pori yang lebih kecil daripada ukuran mikroorganisme [9].

## C. Penyebab Timbulan Foaming
Foaming atau  pembusaan  yang  dapat  diakibatkan  oleh bakteri filamentous yaitu Nocardioform , Microthrix parvicella, atau bakteri berfilamen lainnya yang terdapat pada bioreaktor  membran  seperti  pada  CAS  dan secondary clarifier [10]. Pertumbuhan mikroorganisme dapat  didorong oleh SRT dan HRT yang tinggi, suhu yang hangat, rasio F/M yang rendah, dan konsentrasi MLSS yang tinggi [11]. Selain itu,  SVI  juga  dapat  digunakan  untuk  mengukur  konsentrasi biomassa  yang  berlebihan  pada  permukaan  air  limbah sehingga menyebabkan masalah seperti foaming .
1) Rasio Food to Microorganism (F/M)
Timbulnya foaming dapat diakibatkan oleh rasio F/M yang tidak seimbang [11]. Karena dispersi yang tinggi, rasio  F/M yang tinggi membuat lingkungan di mana bakteri tidak akan membentuk flok padat yang baik dan besar sehingga memicu pembusaan. Sedangkan jika rasio F/M terlalu rendah dimana biomassa  terlalu  banyak  dibandingkan  dari  nutrisi  yang masuk sehingga bakteri kekurangan makanan dan menyebabkan  bakteri  mati.  Berdasarkan  hasil  perhitungan rasio  F/M,  didapatkan  nilai  rata-rata  rasio  F/M  pada  tangki nitrifikasi  1  dan  tangki  nitrifikasi  2  adalah  0,0247 gBOD/gVSS.hari  dan  0,0298  gBOD/gVSS.hari.  Nilai  rasio F/M tertinggi pada tangki nitrifikasi 1 dan tangki nitrifikasi 2 adalah  0,0350  g  BOD/g  VSS.hari  dan  0,0650  s  g  BOD/g VSS.hari.  Sedangkan,  nilai  rasio  F/M  terendah  pada  tangki nitrifikasi  1 dan tangki nitrifikasi  2 adalah 0,0164  g BOD/g VSS.hari dan 0,0186 g BOD/g VSS.hari. Nilai rasio F/M yang optimal pada bioreaktor membran adalah 0,1 – 0,3 g BOD/g VSS.hari. Sehingga, nilai rasio F/M pada bioreaktor membran di  IPL  TPA  Supit  Urang  sangat  rendah  dari  nilai  rasio  F/M yang  optimal.  Oleh  karena  itu,  bakteri  yang  berada  pada bioreaktor  kekurangan  nutrisi  dan  menyebabkan  kematian sehingga timbulnya foaming pada bioreaktor.
2) Sludge Volume Index (SVI)
Karakter  pengendapan  lumpur  aktif  dapat  dievaluasi dengan Sludge Volume Index (SVI).  SVI  antara  80  dan  120 mL/g  biasanya  mengindikasikan  padatan  sekunder  yang mengendap dengan baik [12]. SVI yang lebih besar dari 150 mL/g  mengindikasikan  adanya  padatan  yang  mengendap dengan buruk. Setelah dilakukan uji SVI selama 14 hari, maka didapatkan  nilai  rata-rata  SVI  dari  tangki  nitrifikasi  1  dan tangki nitrifikasi 2 adalah 70,61 mL/g dan 87,80 mL/g. Pada Gambar  1,  nilai  SVI  pada  tangki  nitrifikasi  2  terjadi peningkatan  pada  hari  ke-4  yaitu  158,84  mL/g.  Sedangkan pada  tangki  nitrifikasi  1,  nilai  SVI  tertinggi  pada  hari  ke-1 yaitu  122,45  mL/g.  Perubahan  signifikan  pada  hari  ke-1  di tangki nitrifikasi  1 dan hari ke-4  di tangki nitrifikasi  2 yang terjadi  dapat  menjadi  penyebab  terjadinya foaming . Penurunan  nilai  SVI  menunjukkan  adanya  peningkatan kepadatan  lumpur  aktif  di  dalam  bioreaktor  yang  dapat
memicu  pertumbuhan  bakteri  berfilamen  dan  menghasilkan lebih banyak busa.

## 3) Bakteri Filamentous
Identifikasi  bakteri  pada  sampel foaming di  tangki nitrifikasi  dilakukan  untuk  mengetahui  jenis  bakteri berfilamen yang menyebabkan foaming . Adapun jenis bakteri berfilamen  yang  berada  pada  sampel foaming di  tangki nitrifikasi  adalah  bakteri  Type  0803.  Type  0803  termasuk kedalam  filum Chloroflexi dan  20%  dari  total  populasi Chloroflexi [13]. Bakteri Type 0803 merupakan bakteri gram- variable yang  memiliki  bentuk  sel  yang  persegi  dan  tidak bercabang. Bakteri ini biasanya gram negatif, tetapi kadang- kadang gram-variable [14].
Foaming pada bioreaktor berasal dari protein ekstraseluler yang  memiliki  sifat  agen  aktif  di  permukaan  air[11].  EPS merupakan  produk  mikroba  dari  proses  metabolisme  dan autolisis sel. Keberadaan bakteri berfilamen dapat meningkatkan konsentrasi EPS dalam mixed liquor sehingga menyebabkan terjadinya peningkatan foaming pada bioreaktor dan biofouling pada membran. Bakteri berfilamen memiliki  pengaruh  yang  signifikan  terhadap  pengotoran biologis pada membran ( biofouling ) sehingga mempengaruhi fluks  dan  TMP  pada  membrane.  Gambar  2  menyajikan bakteri tipe 0803 pada foaming di tangki nitrifikasi.

## D. Pencegahan Timbulan Foaming
Pencegahan  foaming  pada  bioreaktor  perlu  dilakukan untuk menjaga kinerja bioreaktor dan meminimalisir dampak negatif  yang  ditimbulkan.  Terdapat  beberapa  cara  dalam mencegah adanya timbulan foaming seperti menjaga kondisi operasional bioreaktor membran terutama suhu, pH, dan DO. Selain itu, menurunkan SRT dan HRT serta menjaga rasio f/m agar  tetap  seimbang.  Kemudian,  pencegahan foaming dapat dilakukan  secara  kimiawi  dengan  menggunakan antifoam atau defoamer .
Pada tangki nitrifikasi 1 dan tangki nitrifikasi 2 bioreaktor membran  di  IPL  TPA  Supit  Urang,  terdapat  sensor  dan antifoam  spray  nozzles dipasang  diatas  tangki. Antifoam spray  nozzles yang  berfungsi  untuk  mencegah  terjadinya foaming atau  mengatasi foaming yang  sudah  terjadi  dengan cara  menyemprotkan anti-foam  agent ke  permukaan  busa. Sensor dapat mendeteksi jika terjadi foaming yang berlebih pada  bioreaktor  sehingga antifoam  spray  nozzles akan otomatis  menyemprotkan anti-foam  agent ke  dalam  tangki. Anti-foam yang  digunakan  berbahan  dasar  silikon  yaitu  Pay Off Antifoam AF-22. Dosis antifoam yang digunakan saat ini adalah 50 mL/jam.

## E. Kondisi Operasional Bioreaktor Membran
Aktivitas  mikroba  bergantung  pada  parameter  seperti komposisi air lindi, fluks, TMP, pH, suhu, DO, waktu retensi hidraulik  (HRT),  dan  waktu  retensi  lumpur  (SRT).  Sangat penting  untuk  mengetahui  efek  dari  setiap  parameter  untuk mencapai  kondisi  optimal  di  dalam  bioreaktor  membran sehingga  mendapatkan  limbah  berkualitas  tinggi  dengan gangguan proses yang minimal, seperti pengotoran membran ( fouling ) [15].
1) Fluks dan Transmembrane Pressure (TMP)
TMP  adalah  kekuatan  pendorong  untuk  filtrasi  melalui membran.  Fluks  merupakan  jumlah  volume permeate yang melewati satuan luas membran dalam waktu tertentu dengan
menggunakan gaya dorong berupa tekanan. Setelah dilakukan perhitungan  terhadap  fluks  dan  TMP  selama  14  hari,  maka didapatkan nilai rata-rata fluks dan TMP. Nilai rata-rata fluks adalah 70,16 LMH dengan nilai tertinggi dan terendah adalah 76,59 LMH dan 67,40 LMH. Kemudian, nilai rata-rata TMP adalah 2,12 bar dengan nilai tertinggi adalah 3,07 bar dan nilai terendah adalah 0,13 bar. Secara umum, semakin tinggi fluks dan TMP maka semakin besar tekanan yang diperlukan untuk mendorong  cairan  melalui  membran  dan  semakin  besar kemungkinan  terjadinya  f ouling serta  kerusakan  pada membran.  Oleh  karena  itu,  penting  untuk  memantau  dan mengontrol  fluks  dan  TMP  agar  tidak  melebihi  batas  yang direkomendasikan  oleh  produsen  membran.  Nilai  fluks optimal membran ultrafilrasi pada bioreaktor membran di IPL TPA Supit Urang adalah di atas 70 LMH dan nilai TMP tidak lebih  dari  5  bar.  Jika  nilai  fluks  di  bawah  70  LMH,  akan terdapat  peringatan  pada  SCADA/PLC  dan  diperlukan pemeriksaan  secara  langsung  untuk  mengetahui  penyebab terjadinya penurunan fluks.

## 2) Suhu Operasi
Suhu  tertinggi  pada  tangki  nitrifikasi  1  dan  tangki nitrifikasi  2  adalah  37,01 o C  dan  36,95 o C.  Sedangkan,  suhu terendah  dari  masing-masing  tangki  nitrifikasi  1  dan  tangki nitrifikasi 2 adalah 30,79 o C dan 30,65 o C. Rata-rata suhu pada tangki  nitirifikasi  1  dan  tangki  nitrifikasi  2  adalah  34,87 o C dan 34,83 o C. Bioreaktor membran di IPL TPA Supit Urang menggunakan heat exchanger untuk mengontrol dan menjaga suhu yang berada di bioreaktor. Pada bioreaktor juga terdapat sensor  suhu  sehingga  jika  suhu  pada  bioreaktor  berubah dibawah  ataupun  diatas  suhu  32 o C  –  40 o C  maka heat exchanger akan  otomatis  menyala.  Suhu  mempengaruhi deflokulasi,  difusivitas,  biodegradasi,  dan  adsorpsi  pada bioreaktor membran.  Ketika suhu air tinggi, viskositas akan rendah, menghasilkan permeabilitas yang lebih tinggi. Suhu yang  lebih  rendah  juga  menyebabkan  lebih  sedikit biodegradasi  bahan  organik.  Sehingga,  suhu  yang  stabil direkomendasikan untuk mengoperasikan bioreaktor membran [16].

## 3) pH
Laju  nitrifikasi  yang  optimal  terjadi  pada  nilai  pH  di kisaran  7,5  hingga  8,0  [10].  Laju  oksidasi  amonia  menurun secara  signifikan  pada  nilai  pH  di  bawah  7,0.  Nilai  pH tertinggi  pada masing-masing  tangki nitrifikasi  1 dan tangki nitrifikasi  2  adalah  8,21  dan  8,20.  pH  terendah  dari  tangki nitrifikasi 1 dan tangki nitrifikasi 2 adalah 6,54 dan 7. Dengan rata-rata pH pada tangki nitrifikasi 1 dan tangki nitrifikasi 2 pada bioreaktor di IPL TPA Supit Urang adalah 7,55 dan 7,53. Pada  kedua  tangki  nitrifikasi  memiliki  pH  meter  yang memiliki  sensor  dimana  jika  pH  berada  di  atas  maupun  di bawah  nilai  pH  6,5  -  8  maka  akan  otomatis  diberikan peringatan ke SCADA. Dengan nilai pH 6,5 - 8 maka dapat mempertahankan keseimbangan mikroorganisme pada tangki nitrifikasi.
Bakteri  denitrifikasi  memiliki  pH  optimal  berkisar  antara 7,5  hingga  9,5.  Pada  pH  yang  lebih  rendah,  aktivitas denitrifikasi  melambat[17].  Jika  pH  terus  meningkat,  maka bakteri  denitrifikasi  dapat  mati  karena  kelebihan  pH  dapat merusak struktur protein dan enzim pada sel bakteri. Hal ini dapat  menyebabkan  terhentinya  proses  denitrifikasi.  pH tertinggi pada tangki denitrifikasi bioreaktor di IPL TPA Supit
Urang adalah 8,06 sedangkan pH terendah adalah 7,96. Rata- rata pH tangki denitrifikasi adalah 8,023. Sehingga, pH pada tangki  denitrifikasi  jika  dijaga  pada  tingkat  yang  optimal, maka  bakteri  denitrifikasi  dapat  secara  efektif  mengubah nitrat  (NO 3 - )  menjadi  nitrogen  gas  (N 2 )  melalui  proses denitrifikasi.
4) Dissolved Oxygen (DO)
Konsentrasi dissolved  oxygen (DO)  dalam  tangki  aerasi harus dipertahankan sekitar 1,5 hingga 2 mg/L di semua area tangki aerasi. Nilai DO di atas 4 mg/L menghasilkan sedikit atau tidak ada peningkatan kinerja, tetapi meningkatkan biaya aerasi  secara  signifikan  dan  berpotensi  mengakibatkan pertumbuhan  organisme  berbusa  ( foaming  organism )  [10]. Konsentrasi DO tertinggi pada tangki nitrifikasi 1 dan tangki nitrifikasi  2 adalah 6,55 mg/L dan 7 mg/L. Konsentrasi  DO terendah  pada  tangki  nitrifikasi  1  dan  tangki  nitrifikasi  2 adalah 2,06 mg/L dan 2,02 mg/L. Kemudian, untuk nilai rata- rata  konsentrasi  DO  dari  masing-masing  tangki  nitrifikasi  1 dan tangki nitrifikasi 2 adalah 4,08 mg/L dan 3,79 mg/L. Data tersebut didapatkan dari sensor DO yang berada pada masing- masing  tangki  nitrifikasi  dimana  ditempatkan  pada  masing- masing jet pump yang berada di sebelah dari bioreaktor. Jika nilai konsentrasi DO berada di bawah 2 mg/L, maka blower akan  otomatis  langsung  menyala.  Sebaliknya,  jika  nilai konsentrasi  DO  berada  di  atas  4  mg/L,  maka blower akan otomatis padam.
Pada kondisi  anoksik  ditandai  dengan jumlah konsentrasi DO  dibawah  2  mg/L  [10].  Dengan  konsentrasi  DO  tersebut maka terjadi proses denitrifikasi  pada kondisi  anoksik. Pada tangki  denitrifikasi  tidak  terdapat  sensor  DO  seperti  yang terdapat di tangki nitrifikasi sehingga dilakukan pengukuran DO  secara  langsung  dengan  menggunakan  DO meter .  Nilai rata-rata konsentrasi DO pada tangki denitrifikasi fase 1 dan tangki  denitrifikasi  fase  2  adalah  4,62  mg/L  dan  2,1  mg/L. Nilai DO yang tinggi pada tangki denitrifikasi 2 dikarenakan aerasi  yang  berlebih    dan  menghasilkan return  activated sludge (RAS)  yang  masih  memiliki  konsentrasi  DO  yang terlalu  tinggi.  Sehingga,  RAS  yang  dikembalikan  ke bioreaktor pada tangki denitrifikasi memiliki konsentrasi DO yang tinggi juga.

## 5) Solids Retentation Time (SRT) dan Hydraulic Retention Time (HRT)
Berdasarkan hasil perhitungan SRT, bioreaktor di IPL TPA Supit Urang memiliki nilai SRT yang sangat tinggi yaitu 900 – 3.200 hari dikarenakan tidak dilakukan pembuangan lumpur dari  proses  pemisahan  padatan  di  membran  ultrafiltrasi. Seluruh  RAS  dikembalikan  ke  dalam  bioreaktor.  Sehingga diperlukan untuk melakukan pembuangan terhadap sebagian lumpur yang telah dihasilkan dari proses pemisahan padatan di  membran.  Dengan  total  volume  dari  bioreaktor  adalah 1.850 m 3 dan debit influen air lindi yang masuk ke bioreaktor adalah  12,5  m 3 /jam  maka  didapatkan  nilai Hydraulic Retention  Time (HRT)  adalah  148 jam  atau  6,17 hari.  Nilai HRT  tersebut  sangat  tinggi  untuk  bioreaktor  membran. Bioreaktor  membran  membutuhkan  HRT  yaitu  12  jam  agar menghindari  terjadinya fouling [18].  HRT  yang  tinggi  pada bioreaktor  membran  dapat  menyebabkan fouling karena semakin  lama  waktu  tinggal  cairan  di  dalam  membran, semakin  banyak  pula  partikel  padatan  yang  tertahan  dan menumpuk pada permukaan membran. Jika partikel padatan
tidak  dihilangkan  secara  teratur,  maka  akan  menyumbat membran  dan  mengurangi  efisiensi  dari  proses  pemisahan padatan.

## 6) Pembersihan pada Membran
Pembersihan membran adalah bagian penting dari operasi pada bioreaktor membran yang secara signifikan mempengaruhi  kinerja  membran.  Terdapat  dua  jenis pembersihan pada membran yaitu pembersihan fisik ( physical cleaning ) dan pembersihan kimiawi ( chemical cleaning ) [19]. Pengoperasian  bioreaktor  membran  yang  berkelanjutan bergantung pada pembersihan fisik melalui bilas ( rinse ) dan pembilasan  balik  ( backflushing ),  atau  kombinasi  keduanya dan  dilengkapi  pembersihan  kimiawi  secara  berkala  dengan clean  in  place (CIP).  Membran  di  IPL  TPA  Supit  Urang otomatis  melakukan  pembersihan  fisik  dengan  pembilasan balik  ( backflushing )  dan  bilas  ( rinse )  setelah  melakukan pemisahan  padatan  yang  berasal  dari  bioreaktor.  Selain  itu, CIP  dilakukan  dengan  kombinasi  pembersihan  fisik  dan pembersihan kimiawi dilakukan setiap satu bulan sekali oleh operator.  Pembersihan  kimiawi  menggunakan  dua  reagen kimia  yaitu  pembersihan  asam  ( acid  cleaning )  dan pembersihan  alkali  ( alkaline  cleaning ).  Pembersihan  asam menggunakan  EON  CIP  200  dengan  tujuan  untuk menghilangkan pengotoran anorganik  yang disebabkan oleh pengendapan  kimiawi  bahan  anorganik.  Pembersihan  alkali menggunakan  EON  CIP  101  dengan  tujuan  dapat menghilangkan  kotoran  organik  yang  mengendap  pada permukaan membran.

## IV. KESIMPULAN
Kinerja  sistem  bioreaktor  membran  dalam  mengolah  air lindi TPA Supit Urang mampu menurunkan parameter adalah COD sebesar 97%, BOD sebesar 99%, NH 4 -N sebesar 100%, dan TSS sebesar 97%. Dengan kinerja ini, sistem bioreaktor mampu menghasilkan efluen IPL yang memenuhi baku mutu yang  dipersyaratkan  dalam  Peraturan  Menteri  Lingkungan Hidup dan Kehutanan Nomor P.59/Menlhk/Setjen/Kum.1/7/2016 tentang Baku Mutu Lindi Bagi  Usaha  dan/atau  Kegiatan  Tempat  Pemrosesan  Akhir Sampah. Kemudian, timbulan busa yang terjadi di bioreaktor disebabkan  oleh  beberapa  faktor  operasional  yang  terlalu tinggi  antara  lain  HRT,  SRT,  dan  DO.  Penyebab  lain diperkirakan nilai rasio F/M yang terlalu rendah. Pencegahan timbulan busa selain menggunakan antifoam atau defoamer , perlu dilakukan perubahan nilai parameter operasional antara lain  menurunkan  nilai  SRT  dan  mengatur  nilai  DO  sesuai dengan standar operasional yang berlaku.  3.  Kondisi operasional bioreaktor dapat dievaluasi dengan menggunakan parameter fluks dan TMP, suhu operasi, pH, DO, SRT, dan HRT, serta metode yang digunakan dalam pembersihan pada membran.  Nilai  rata-rata  dari  masing-masing  parameter adalah 70,77 LMH untuk fluks, 2,47 bar untuk TMP, 34,85oC untuk suhu operasi, 7,54 untuk pH, 3,93 mg/L untuk DO, 900 – 3.200 hari untuk SRT, dan 6,17 hari untuk HRT.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  A. Sururi, Mohamad Rangga and Ainun, Siti and Krisna, “Pengolahan lindi dengan proses oksidasi lanjut berbasis ozon,” Reaktor, vol. 15, no.
1, pp. 20-26, Diponegoro University, 2014, doi:
10.14710/reaktor.15.1.20-26.
[2]  A. M. Yakobus, “Aplikasi Bioreaktor Membran pada Pengolahan Air Limbah  dan  Lindi  TPA,”  Department  of  Chemical  Engineering, Bandung Institute of Technology, 2016.
[3]  S. Bui, Xuan-Thanh and Chiemchaisri, Chart and Fujioka, Takahiro and Varjani, Water  and  Wastewater  Treatment  Technologies .  Springer,
2019.
[4]  R. Wenten, IG and Khoiruddin, K and Harimawan, A and Ting, YP and Boopathy,  “Membrane  biosorption:  recent  advances  and  challenges,” Curr.  Pollut.  reports ,  vol.  6,  pp.  152–172,  doi:  10.1007/s40726-020- 00145-5.
[5]  Gayatri  D.  Gawande  and  Rucha  Dandekar  and  Omparv  Channa  and Harshali  Birari,  “Troubleshooting  foaming  in  membrane  bioreactor: review of foam analysis, causes and remedies,” Int. J. Recent Technol.
Eng. , 2021, doi: 10.35940/ijrte.d6591.1110421.
[6]  T.  Johansson,  “Application  of  Membrane  Bioreactorsin  the  Pulp  and Paper  Industry,” Department  of    Information  Technology,  Uppsala University , 2012.
[7]  A.  Angrianto,  Novaldi  and  Manusawai,  Jacob  and  Sinery,  “Analisis kualitas  air  lindi  dan  permukaanpada  areal  TPA  Sowi  Gunung  dan sekitarnya di Kabupaten Manokwari Papua Barat,” CASSOWARY , vol.
4, no. 2, pp. 221–233, 2021, doi: 10.30862/casssowary.cs.v4.i2.79.
[8]  C. Q. Ahmed, Farah Naz and Lan, “Treatment of landfill leachate using membrane bioreactors: A review,” Desalination , vol. 287, pp. 41–54, 2012, doi: 10.1016/J.DESAL.2011.12.012.
[9]  G.  Mutamim,  Noor  Sabrina  Ahmad  and  Noor,  Zainura  Zainon  and Hassan, Mohd Ariffin Abu and Yuniarto, Adhi and Olsson, “Membrane bioreactor:  applications  and  limitations  in  treating  high  strength industrial wastewater,” Chem. Eng. J. , vol. 225, pp. 109–119, 2013, doi: 10.1016/j.cej.2013.02.131.
[10]  G.  Metcalf,  Eddy  and  Tchobanoglous,  “Microbial  Growth  Kinetic,” Wastewater Eng. Treat. Resour. Recover. fifth ed. McGraw-Hill Educ. United States , p. 598, 2014, issbn13:9780073401188.
[11]  G. Di Bella, Gaetano and Torregrossa, Michele and Viviani, “The role of EPS concentration in MBR foaming: Analysis of a submerged pilot plant,” Bioresour.  Technol. ,  vol.  102,  pp.  1628–1635,  2011,  doi: 10.1016/j.biortech.2010.09.028.
[12]  M.  H.  Gerardi, Settleability  Problems  and  Loss  of  Solids  in  the Activated Sludge Process . John Wiley & Sons, 2003, isbn:9780471471646.
[13]  A.  Milobkedzka,  Aleksandra  and  Muszynski,  “Differences  in populations of filamentous bacteria involved in foaming and bulking of activated sludge,” Challenges Mod. Technol. , vol. 6, no. 3, pp. 30–33, 2015, corpus id:113460254.
[14]  P.  H.  Kragelund,  Caroline  and  Thomsen,  Trine  Rolighed  and Mielczarek,  Artur  Tomasz  and  Nielsen,  “Eikelboom’s  morphotype 0803 in activated sludge belongs to the genus Caldilinea in the phylum Chloroflexi,” FEMS Microbiol. Ecol. , vol. 76, no. 3, pp. 451–462, 2011, doi: 10.1111/j.1574-6941.2011.01065.x.
[15]  J.  Bhattacharyya,  Anisha  and  Liu,  Lei  and  Lee,  Kenneth  and  Miao, “Review  of  biological  processes  in  a  Membrane  Bioreactor  (MBR): effects  of  wastewater  characteristics  and  operational  parameters  on biodegradation Efficiency When Treating Industrial Oily Wastewater,” J.  Mar.  Sci.  Eng. ,  vol.  10,  no.  9,  p.  1229,  2022,  doi: 10.3390/jmse10091229.
[16]  V.  and  others  Rahman,  Tanzim  Ur  and  Roy,  Hridoy  and  Islam,  Md Reazul  and  Tahmid,  Mohammed  and  Fariha,  Athkia  and  Mazumder, Antara and Tasnim, Nishat and Pervez, Md Nahid and Cai, Yingjie and Naddeo, “The advancement in membrane bioreactor (MBR) technology toward  sustainable  industrial  wastewater  management,” Membranes (Basel). , vol. 13, no. 2, p. 181, 2023, doi: 10.3390/membranes13020181.
[17]  B.  Albina,  Pierre  and  Durban,  Nadege  and  Bertron,  Alexandra  and Albrecht, Achim and Robinet, Jean-Charles and Erable, “Influence of hydrogen electron donor, alkaline pH, and high nitrate concentrations on microbial denitrification: a review,” Int. J. Mol. Sci. , vol. 20, no. 20, p. 5163, 2019, doi: 10.1016/j.jenvman.2020.111859.
[18]  K. Yu, Dawei and Chen, Yutao and Wei, Yuansong and Wang, Jianxing and Wang, Yawei and Li, “Fouling analysis of  membrane bioreactor treating  antibiotic  production  wastewater  at  different  hydraulic retention  times,” Environ.  Sci.  Pollut.  Res. ,  vol.  24,  pp.  9026–9035, 2017, doi: 10.1007/s11356-015-5751-5.
[19]  M. N. Z. Ladewig, Bradley and Al-Shaeli, Muayad Nadhim Zemam and Ladewig, Bradley and Al-Shaeli, “Fouling in membrane bioreactors,” Fundam.  Membr.  Bioreact.  Mater.  Syst.  Membr.  Fouling ,  pp.  39–85, 2017, doi: 10.1007/978-981-10-2014-8_3.