PERANAN MIKROBA DAN PROTOZOA DALAM PENANGGULANGAN LIMBAH CAIR INDUSTRI KERTAS

By : Dra.Rosmimik Emerde Palar, MSi

Latar Belakang

Kertas merupakan bagian dari kehidupan manusia yang tidak dapat dipisahkan.

Disadari atau tidak, permintaan kertas dari tahun ketahun terus meningkat. Seiring dengan hal tsb  dibutuhkan bahan baku pembuatan pulp,khususnya kayu sebagai sumber selulosa. Pulp merupakan bahan berbentuk serat hasil pengolahan bahan berlignoselulosa dengan proses mekanis. Umumnya bahan baku yang digunakan untuk hal ini adalah kayu dari jenis Acacia sp , kayu ini termasuk pohon berbuah polong, keras, yang tumbuh cepat dan menghasilkan kayu padat bewarna coklat muda sampai coklat tua. Tanaman acacia sp ini mengandung selulosa tinggi, lignin, abu sedang, serta kadar pentosa yang rendah, keadaan demikian diharapkan dapat menghasilkan pulp dengan rendemen yang cukup tinggi dan berkualitas baik.

Kesulitan utama dalam analisis kayu secara umum bukanlah karena jumlah komponen kayu yang kadang-kadang sangat berbeda komposisi dan sifat-sifatnya, melain karena eratnya asosiasi ultra struktur dan kimia yang ada diantara makromolekul dinding sel.

Pembuatan pulp secara kimia mekanis merupakan gabungan antara perlakuan kimia dan mekanis. Perlakuan kimi merupakan tahap penambahan bahan kimia pemasak pulp, sebelum pulp diberikan perlakuan mekanis. Bahan kimia yang biasa digunakan adalah natrium karbonat, sulfit, atau sulfat, bisulfit pada air pengasahan untuk penghematan energi dan menaikan derajad putih pulp yang dihasilkan. Selain pereaksi tsb pereaksi lain jang digunkan yaitu Na₂SO₃, Na₂ S, NaHCO₃, Na₂SO₄. Bahan –bahan ini berfungsi sebagai larutan penyanggah untuk mencegah terjadinya korosi dan hidrolisis jang berkelanjutan dari  Na₂SO₃, sehingga kandungan selulosa tetap tinggi.

Warna pulp terutama disebabkan oleh adanya lignin dan zat ekstrak serta perubahan-perubahan kimia yang terjadi pada zat-zat tersebut. Pemutih merupakan proses penghilangan lignin dan bahan-bahan lain dari serat untuk meningkatkan kecerahan warna pulp.  Limbah dari pulp memberikan warna gelap dan keruh yang mengakibatkan air buangannya sangat mencemari perairan dilingkungan pabrik,sehingga mengakibatkan      syarat COD dan BOD yang ditetapkan oleh AMDAL tidak terpenuhi. Untukmengatasi haltsb diatas maka limbah tersebut  harus kita perlakukan secara biologi jangan secara kimia karena  cara kimia tetap meninggalkan residu terhadap lingkungan. Cara biologi yang paling tepat adalah dengan memanfaatkan jasa  Mikroba dan Protozoa .

MIKROBA

Mikroba milik CV.MARROS LESTARI

Segala jasad hidup yang berukuran kecil disebut mikroba / mikroorganisme / jasad renik. Disebut jasad renik karena ukurannya yang kecil (kurang dari 0,1 mm), sehingga sukar dilihat dengan mata biasa, umumnya hanya dapat dilihat dengan alat pembesar atau mikroskop, ada mikroba yang berukuran besar sehingga dapat dilihat tanpa alat pembesar, pengaturan kehidupannya yang lebih sederhana dibandingkan dengan jasad tingkat tinggi.

Mikroba di alam secara umum berperanan sebagai produsen, konsumen, maupun redusen.
a. Jasad Produsen
Menghasilkan bahan organik dari bahan anorganik dengan energi sinar matahari. Mikroba yang berperanan sebagai produsen adalah algae dan bakteri fotosintetik.
b. Jasad Konsumen
Menggunakan bahan organik yang dihasilkan oleh produsen. Contoh: protozoa
c. Jasad Redusen
Menguraikan bahan organik dan sisa-sisa jasad hidup yang mati menjadi unsur-unsur kimia (mineralisasi bahan organik), sehingga di alam terjadi siklus unsur-unsur kimia. Contoh: bakteri dan jamur (fungi).

Mikroba-mikroba ini sangat bermanfaat untuk pertanian, dan juga pengolahan limbah, terutama yang mengandung bahan organik.

PROTOZOA

Protozoa : Spirostomu ambiguum

Protozoa  termasuk golongan protista eukariotik yang berada dalam keadaan sel tunggal dan berkoloni. Protozoa hidup bebas tergantung adanya air, pada bahan organik yang membusuk, dalam tanah dan pasir, hidupnya dipengaruhi kelembaban, suhu, cahaya,nutrien dan kondisi fisik dan kimia. Pertumbuhanannya dapat bertahan dalam air pada suhu 56⁰ C, tetapi suhu optimumnya adalah antara 36  s/d 40⁰ C,keasaman berkisar antara  pH 6.0 dan  pH 8.0. Protozoa ini mempunyai banyak jenis, bentuk, ukuran dan kebanyakkan mikroskopis, tetapi ada beberapa yang bisa dilihat dengan mata seperti Klas Ciliata tepatnya Stentor polimorfis ukuran 1 – 2 mm, Spirostomu ambiguum dapat berkembang sampai dengan 3 mm. Reproduksinya dengan cara sexual  dengan cara conyugasi dan symgami, dan a sexual dengan cara binari yaitu proses pembelah, budding  yaitu bagian dari induk yang berdifrensiasi dan berkembang menjadi individu baru, exogeneas budding dimana tunas amuba yang muda dari induk lepas sendiri membentuk individu yang baru.    

Protozoa digunakan sebagai indikator kualitas air, materi limbah mentah dapat dikatagorikan kedalam tiga golongan.

1. Kotoran cara domestik
2. Limbah industri    senyawa pengdegradasi senyawa kimia anorganik.
3. Stromwater yang mengandung polutan ( air mengalir yang membawa kotoran permukaan     

Peranan  mikroba dan protozoa dalam penanggulangan limbah cair kertas secara aerobik.       

Limbah  yang berisikan kotoran mentah yang bersifat semi solid dilewatkan  kedalam tanki  aerobik , dalam tanki tsb masukakan mikroba dan protozoa  aerob yang berfungsi mendegradasi limbah mentah yang ada dalam tangki dan menghasilkan produk samping berupa amoniak,methan, hidrogen sulfida . Dalam tangki aerob terdapat tiga lapisan, dimana lapisan pertama berisikan hasil samping dari degradasi limbah cair kertas oleh mikroba aerob dan protozoa, lapisan kedua berisi cairan yang masih mengandung limbah cair kertas dan lapisan ketiga berupa sludge yang dapat dipergunakan untuk pupuk.. Pprotozoa yang digunakan adalah klas Ciliata yaitu Metapus sp, Saprodinium sp, Epulxis sp.  Cairan yang  berada pada lapisan ke dua dialirkan kedalam trickling filter yang dilapisi  batuan dan lapisan yang  berisikan mikroba dan protozoa  aerobik pada proses ini terjadi oksidasi yang berkelanjutan dengan kehadiran microorganisme tsb sampai terjadi dekomposisi yang sempurna. Hasil samping dari proses ini berupa CO₂ dan H₂O. Kemudian cairan  dilewatkan kedalam setting tank agar detrius settle out. Sebelum air dialirkan ke pembuangan dilperlakukan terlebih dahulu  dengan klorin guna untuk menghancurkan pathogen yang  ada. 

Teknik Penyamplingan,   

Sampel di ambil sampel secara aseptik masukkan kedalan botol steril untuk sampel yang berupa cairan dan masukkan kedalam kantong plastik untuk sampel yang berupa sedimen atau tanah dll. 

      Untuk botol jar, isi botol sampai 1/3 bagian dengan  sampel (vegetasi tanaman), daun mengenbang, dan   
      parutan batu.
 

Isolasi mikroba erobik termofilik  dari sampel cairan  dan Padat

Siapkan air aquadest steril  9 ml didalam test tube sesuai keperluan.

1. Contoh tanah/ air sebanyak (5 g/ 5 ml) dilarutkan dalam 45 mlair steril,kocok 30menit dalam inkubator goyang pada .
2. Pipet  I ml cairan nomor  diatas masukkan kedalam test tube yang berisi air steril 9 ml vortex  (10 ^-2 ). Lakukan seterusnya sampai diperoleh pengenceran  10^-4.
3. Ambil  100 mikro pengenceran  10^-3. 10^-4  masing-masing tabung sebarkan kedalam media Nutrien agar dalam petridish untuk bakteri, media Rose bengal agar untuk jamur, media selulolitik untuk selulase dan media lignolitik untuklignase.
4.  Inkubasi pada  suhu kamar  2-3  hari  dan dalam inkubator pada suhu kamar untuk bakteri dan jamur umum mesofilik dan inkubasi pada suhu 60 ⁰ C, untuk bakteri dan jamur termopilik.
5. Inkubasi pada  suhu kamar  3 – 5 hari  dan dalam inkubator pada suhu kamar untuk selulolitik dan lignolitik mesofilik dan inkubasi pada suhu  60 ⁰ C, untuk termopilik.
6. Koloni yang tumbuh diamati dan siap untuk diperbanyak, dalam media kultivasi untuk bakteri dan jamur umum
7. Reaksi pewarnaan untuk selulolitik dan lignolitik dengan menggunakan pewarna Congo Red 1%.
8. Timbulnya zona bening disekeliling isolat menunjukkan positip adanya selulase.
9. Timbulnya warna merah kecoklatan disekeliling isolat menunjukkan positip adanya lignolitik.

Pemurnian isolat

Dilakukan dengan mengambil koloni dari hasil diatas disebar kembali kedalam media spesifik dengan sistim kwadran, timbulnya koloni disepanjang garis goresen yang tumbuh tunggal disimpan sebagai isolat yang sudah murni.

Kultivasi

Isolat yang sudah murni (bakteri, jamur, selulolitik dan lignolitik) ambil dengan menggunakan ose,masukkan kedalam media NA cair untuk bakteri umum , media PDA cair untuk jamur umum, Inkubasi pada  suhu kamar  2-3  hari untuk  mesofilik dan 60 ⁰ C, untuk bakteri dan jamur termopilik, media selulolitik cair untuk selulase dan media lignolitik cair untuk lignase inkubasi 3 – 5 hari pada suhu kamar  untuk mesofilik dan  suhu 60⁰ C untuk termopilik.

HASIL 

Dari proses pengolahan limbah cair industri kertas ini didapatkan : 
1.  Pupuk Mikroba Fungsi Ganda

Keunggulannya :

1. Efisiensi pemakaian pupuk nitrogen dan pupuk fosfat karena mengandung bakteri penambat nitrogen dan bakteri pelarut fosfat.
2. Meningkatkan pertumbuhan tanaman karena mengandung hormon tumbuh IAA.
3. Meningkatkan produktivitas tanaman dan meningkatkan pembentukkan zat hijau daun (klorofil) karenamengandung bakteri diazotrof endofitik.
4. Tidak merusak tanah atau lahan karena tidak meninggalkan residu terhadap tanah.
5. Aman dan ramah lingkungan.

2. Bioaktivator Perombak Bahan Organik

Suatu bahan aktivator yang berisikan mikroba perombak bahan organik  yang bekerja merombak limbah organik seperti, sampah pasar, sampah rumah tanggga  dan limbah pertanian seperti jerami dll.

Keunggulannya   :

1. Inokulan mengandung mikroba perombak yang akan merubah sampah dan limbah menjadi kompos plus multiguna karena mengandung unsur-unsur hara esensial yang dibutuhkan oleh tanaman.
2. Aktivitas inokulan dalam merombak bahan organik, tidak meninggalkan bau dan aroma lainnya.
3. Penggerjaannya sangat mudah hanya dengan menaburkan inokulan kepada limbah atau sampah.
4. Aman dan ramah lingkungan.

3. Blok Pembibitan

Keunggulannya :

1. Mengandung bahan organik siap pakai, karena dibuat dari bahan-bahan organik  yang telah didekomposisi oleh mikroba dekomposer.
2. Meningkatkan ketersedian fosfat tanah, karena asam-asam organik yang dihasilkan selama proses dekomposisi.
3. Efisiensi pemakaian pupuk  Kalium.
4. Bentuk blok  praktis  bisa langsung ditanam ditanah.
5. Tidak meninggalkan residu pada tanah dan ramah lingkungan.

Catatan :
Proyek pengolahan limbah pabrik kertas, oleh Tenaga Ahli CV. MARROS LESTARI,  2005