Definisi Bioremediasi Setiap proses yang menggunakan mikroorganisme, fungi, tanaman atau enzim yang dihasilkannya untuk memperbaiki lingkungan yang telah tercemar.

Prinsip Kerja Metabolisme – Katabolisme: penguraian – Anabolisme: sintesis – Katabolisme dan anabolisme

Membutuhkan N, P, S, trace elements Periode aklimatisasi= fase lag atau adaptasi Metabolisme bakteri: – Aerobik – Anaerobik Cara Kerja: Metabolisme

Tipe bioremediasi Biostimulasi Nutrien dan kondisi lingkungan Bioaugmentasi Penambahan mikroba/tanaman Bioremediasi intrinsik Terjadi secara alami

Konversi setiap g N-NH 4 + menjadi N-NO 3 - diperlukan: 1.4,18 g O 2 terlarut 2.7,05 g alkalinitas (1,69 g C anorganik) Dan dihasilkan: 1.0,20 g biomas mikroba 2.5,85 g CO 2 Nitrifikasi NH ,83O 2 + 1,97HCO 3 -  0,0244C 5 H 7 O 2 N + 0,976NO ,90H 2 O + 1,86CO 2

Proses: 1.Oksidasi amoniak – Nitrosomonas, Nitrosovibrio, Nitrosococcus, Nitrolobus, Nitrospira 2.Oksidasi nitrit – Nitrobacter, Nitrococcus, Nitrospira Nitrifikasi

Nitrifikasi vs Heterotrof Konversi amoniak oleh bakteri nitrifikasi lebih lambat daripada oleh bakteri heterotrof Nitrifikasi diperlukan penambahan alkalinitas: kapur, soda Heterotrof diperlukan penambahan karbon

Denitrifikasi Konversi nitrat menjadi gas N Bakteri anaerob  keberadaan O2 tidak diinginkan Menghasilkan alkalinitas Bakteri : 14 genera – Pseudomonas, Bacillus, Alkaligenes

Assimilasi Assimilasi ammonium atau nitrat: 1.Fitoplankton 2.Tanaman

Assimilasi oleh Fitoplankton Sistem fotoautotrofik Diperlukan: – Alkalinitas – CO2 Menghasilkan: – Biomas fitoplankton – O2 Variasi O2, pH, konsentrasi ammoniak

Assimilasi oleh Tanaman Phytoremediasi Tanaman air: rumput laut, Hydrilla Tanaman darat: hidroponik, aquaponik

4. Bioremediasi H 2 S Pada kondisi aerobik: – S organik  S 2 -  SO 4 2- – SO 4 2- bersifat mudah larut dalam air Pada kondisi anaerobik: – SO 4 2- akan digunakan dalam metabolisme bakteri sebagai pengganti O 2 – Bakteri akan mereduksi SO 4 2- menjadi gas H 2 S

Bakteri fotosintetik benthik memiliki klorofil  menguraikan H 2 S untuk fotosintesis pada kondisi anaerob Bakteri sulfur ungu dan hijau tumbuh pada daerah anaerob antara batas sedimen dan air Bakteri fotosintetik non-sulfur: menguraikan bahan organik, H 2 S, NO 2 dan bahan polutan lainnya. Chromatiaceae dan Chlorobiaceae 4. Bioremediasi H 2 S

Bioremediator Komersial untuk Akuakultur

Penerapan Prinsip Bioremediasi Bioremediasi: – Langsung secara in situ – Sistem pengolahan limbah budidaya terpisah Sistem pengolahan limbah budidaya: – Sistem resirkulasi – Sistem konvensional – Sistem alami: Bioremediasi intrinsik

Sistem Pengolahan Limbah Konvensional 1.Perlakuan primer 2.Perlakuan sekunder

BIOSTIMULASI Menyediakan kondisi optimal untuk mikroorganisme/tanaman Menyediakan nutrien

BIOSTIMULASI: Lingkungan TemperaturCahayapH Potensial redoks

OksigenKarbonNitrogenFosforusSulfur BIOSTIMULASI: Nutrien TEKNOLOGI BIOFLOK

Teknologi Bioflok (BFT) Paka n Sisa pakan Fese s TAN NO 2 NO 3 N2N2 CahayaSumber karbon Bioflok

Dengan penambahan karbon organik kelebihan nitrogen dalam sistem budidaya dikonversi menjadi biomas bakteri. Biomas bakteri  bioflok Teknologi Bioflok (BFT)

Bioflok : mikroorganisme pembentuk flok, bakteri filamen, partikel, koloid, polimer organik, kation dan sel-sel mati. Mengapa bakteri membentuk flok???? – Pembentukan habitat mikro – Perlindungan dari predator – Peningkatan difusi nutrien Teknologi Bioflok (BFT)

Aplikasi BFT: – Perbaikan kualitas air – Peningkatan efisiensi pemanfaatan protein – Penurunan biaya pakan – Biosekuriti Budidaya ikan nila dan udang Teknologi Bioflok (BFT)

Aspek Penting dalam BFT 1.Intensitas pengadukan  Mempengaruhi struktur dan ukuran flok  Pengadukan terlalu kuat: ukuran flok lebih kecil  Manipulasi input energi  Penggunaan jenis aerator yang tepat

2. Oksigen terlarut  Dipengaruhi oleh pengadukan dan aerasi  Mempengaruhi aktivitas metabolisme bakteri  Mempengaruhi struktur flok o DO tinggi: flok lebih besar dan padat o DO rendah: bakteri filamen mendominasi  floc terapung Aspek Penting dalam BFT

3. Sumber C  Penambahan C: 1.Langsung ditambahkan 2.Dicampur dalam pakan  Sumber C: molase, glukosa, tapioka, glyserol,…  Mempengaruhi komposisi kimia (protein, lemak, asam lemak) bioflok Aspek Penting dalam BFT

4. Laju akumulasi bahan organik  Mempengaruhi komposisi mikroba pembentuk flok  Dipengaruhi oleh metode pemberian pakan 5. Temperatur  Mempengaruhi komposisi kimia bioflok, DO, laju metabolisme, pertumbuhan organisme budidaya 6. pH  Mempengaruhi stabilitas bioflok Aspek Penting dalam BFT

Contoh Perhitungan Kebutuhan C 1.Asumsi: kepadatan ikan 50 kg/m3 2.Pemberian pakan – 2%BB/hari – Pakan mengandung 30% protein – Protein mengandung 16% N 3.Jumlah pakan per hari = 1000 g/m 3 4.Jumlah protein yang masuk ke kolam = 30% x 1000 = 300 g/m 3 /hari 5.Jumlah N yang masuk ke kolam = 16% x 300 = 48 g/m 3 /hari 6.75% dari total N tersebut masuk ke dalam air 7.Jumlah N yang masuk ke dalam air = 75% x 48 = 36 g/m 3 /hari 8.Rasio C/N yang dibutuhkan oleh mikroorganisme = 10 9.Jumlah C yang perlu ditambahkan = 10 x 36 = 360 g/m 3 /hari 10.Hampir semua bahan karbon organik mengandung 50% C 11.Jumlah sumber karbon organik yang harus ditambahkan ke kolam = (100%/50%) x 360 = 720 g/m 3 /hari