Abstrak 
Produksi Polihidroksialkanoat dari Air Limbah Industri Tapioka dengan Sequencing Batch Reactor
Driyanti Rahayu, S.Si, MT
Unpad
Indonesia
Unpad
Polihidroksialkanoat, Polyhydroxyalkanoates, SBR, short cycle, siklus pendek
Polihidroksialkanoat (PHA) merupakan suatu polimer biologis yang dihasilkan oleh mikroorganisme dan berpotensi besar untuk menggantikan plastik konvensional. Akan tetapi biaya produksi yang tinggi menghambat penggunaan PHA. Pengolahan air limbah industri untuk memproduksi PHA dengan menggunakan sequencing batch reactor (SBR) sebagai salah satu modifikasi reaktor dalam proses lumpur aktif, diharapkan dapat menurunkan biaya produksi PHA tanpa mengurangi kinerja lumpur aktif sebagai pengolah limbah. Air limbah industri tapioka mempunyai kandungan senyawa organik tinggi sehingga dapat digunakan sebagai sumber karbon bagi mikroorganisme.
Penelitian ini bertujuan mengamati kandungan PHA yang dapat diakumulasi oleh mikroorganisme lumpur aktif dalam pengolahan air limbah industri tapioka dengan memvariasikan waktu aerob-anaerob dalam 1 siklus sequencing batch reactor (SBR) antara 4-5 jam. SBR dioperasikan dengan waktu pengumpanan substrat selama 2 dan 6 jam. Siklus yang digunakan adalah siklus pendek dengan menerapkan proses aerob dan anaerob dalam tahap reaksi secara berselang-seling.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada tempuhan dengan variasi waktu aerob:anaerob 4:5 jam dan panjang waktu pengumpanan sama, kandungan PHA ratarata tertinggi dicapai pada tempuhan dengan 4 jam waktu anaerob berlangsung selama tahap pengumpanan. Pemendekan waktu pengumpanan menghasilkan kandungan PHA rata-rata tertinggi yaitu 0,18 g/g sel dengan kandungan hidroksivalerat (HV) rata-rata 23,83%. Namun pada tempuhan ini penyisihan COD dan TKN yang diperoleh lebih rendah daripada tempuhan dengan waktu pengumpanan panjang. Penyisihan COD dan TKN tertinggi dicapai pada tempuhan dengan waktu tahap aerob terpanjang (5 jam), yaitu 88,69% untuk penyisihan COD rata-rata dan 79,87% untuk penyisihan TKN rata-rata.
Polyhydroxyalkanoates (PHA) is one of the biological polymers produced by microorganism which is naturally biodegradable and potential environmentally friendly that substitutes conventional plastics. However, its applications are restricted by high production cost due to a high cost of substrate and pretreatment processes. The usage of organic wastewater as substrate to produce PHA from activated sludge, provide a potential inexpensive source of biodegradable plastics. Sequencing Batch Reactor (SBR) as one modification of activated sludge process is expected to be able to overcome the weakness of conventional activated sludge in accumulating PHA without decreasing its ability as a wastewater treatment process.
In this study the usage of tapioca wastewater for PHA production in a SBR was investigated. The SBRs were operated in a short cycle, with 2 and 6 hours of filling time and the aerobic-anaerobic duration was varied between 4-5 hours. A short cycle was carried out by using on-off variation in the reaction period.
This study shows that for the same filling time the maximum average content of PHA was reached at the cycle with 4 hours of anaerobic reaction occurred in filling period. Shorter filling time yields to higher PHA average content, but a lower COD and TKN removal. In this study, the maximum PHA average content was 0.18 g/g-cell with 23.83% of hydroxyvalerate (HV) average content. The longer aerobic period will consume higher COD and TKN. Maximum COD and TKN removal reached in this study were 88.69% and 79.87%, respectively.