Bioremediasi adalah proses menggunakan mikroorganisme untuk memperbaiki lingkungan yang tercemar melalui metabolisme, seperti katabolisme, anabolisme, nitrifikasi, denitrifikasi, dan asimilasi. Teknologi bioremediasi seperti biostimulasi dan bioflokasi dapat menyediakan kondisi yang mendukung bagi mikroorganisme untuk mendegradasi polutan dan meningkatkan kualitas air.

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

2. Prinsip Kerja
• Metabolisme
– Katabolisme: penguraian
– Anabolisme: sintesis
– Katabolisme dan anabolisme

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

4. Tipe bioremediasi
Biostimulasi
• Nutrien dan kondisi lingkungan
Bioaugmentasi
• Penambahan mikroba/tanaman
Bioremediasi intrinsik
• Terjadi secara alami
A
K
U
A
K
U
L
T
U
R

5. Konversi setiap g N-NH4
+ menjadi N-NO3
- diperlukan:
1. 4,18 g O2 terlarut
2. 7,05 g alkalinitas (1,69 g C anorganik)
Dan dihasilkan:
1. 0,20 g biomas mikroba
2. 5,85 g CO2
Nitrifikasi
NH4
+ + 1,83O2 + 1,97HCO3
-  0,0244C5H7O2N +
0,976NO3
- + 2,90H2O + 1,86CO2

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

7. Nitrifikasi vs Heterotrof
Nitrifikasi Heterotrof
O2 terlarut 4,18 4,71
Alkalinitas 7,05 4,36
Biomas mikroba 0,20 8,07
CO2 5,85 9,65
• Konversi amoniak oleh bakteri nitrifikasi lebih lambat
daripada oleh bakteri heterotrof
• Nitrifikasi diperlukan penambahan alkalinitas: kapur,
soda
• Heterotrof diperlukan penambahan karbon

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

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

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

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

12. 4. Bioremediasi H2S
• Pada kondisi aerobik:
– S organik  S2
-  SO4
2-
– SO4
2- bersifat mudah larut dalam air
• Pada kondisi anaerobik:
– SO4
2- akan digunakan dalam metabolisme bakteri
sebagai pengganti O2
– Bakteri akan mereduksi SO4
2- menjadi gas H2S

13. • Bakteri fotosintetik benthik memiliki
klorofil  menguraikan H2S 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, H2S, NO2
dan bahan polutan lainnya.
• Chromatiaceae dan Chlorobiaceae
4. Bioremediasi H2S

14. 4. Bioremediasi H2S

15. Bioremediator Komersial untuk
Akuakultur
Produk Kandungan Mikroba Produsen
Paket nitrifikasi ABIL Bakteri nitrifikasi Tropical Marine Center,
London
Alken clear-flo 1002 Bacillus sp. Alken Murray Corp, NY
Alken clear-flo 1100 Bakteri nitrifikasi Alken Murray Corp, NY
Alken clear-flo 1400 3 spesies Bacillus + 2
spesies bakteri nitrifikasi
Alken Murray Corp, NY
Ammonix Bakteri nitrifikasi Prowins Bio-Tech, India
Bactaclean Bakteri nitrifikasi Enviro-Comp, USA
Biogreen Bacillus subtilis Activa Biogreen, USA
Biostart Bacillus sp. Bio-CAT, USA

16. Produk Kandungan Mikroba Produsen
BRF-13 A Nitrobacter, Nitrosomonas Enviro-reps, USA
BRF-1A Bakteri nitrifikasi Enviro-reps, USA
BRF-4 Nitrobacter, Nitrosomonas Enviro-reps, USA
BZT Aquaculture Bakteri nitrifikasi United-Tech, USA
Detrodigest Bacillus sp NCSSH, India
Eutroclear Bakteri nitrifikasi Bioremediate, USA
Nitroclear Nitrobacter, Nitrosomonas Bioremediate, USA
PBL-44 Bakteri nitrifikasi/Bacillus sp Enviro-reps, USA
Bioremediator Komersial untuk
Akuakultur

17. Produk Kandungan Mikroba Produsen
Probac BC Bacillus sp. Synergy Biotechnologies, India
Pronto Bacillus sp. Hort-Max, New Zealand
Ps-1 Pseudomonas sp. NCAAH, India
Remus Bakteri nitrifikasi Avecom, Belgia
Super PS Bakteri sulfur CP aquaculture, India
Bioremediator Komersial untuk
Akuakultur

18. 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

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

20. BIOSTIMULASI
• Menyediakan kondisi optimal untuk
mikroorganisme/tanaman
• Menyediakan nutrien

21. BIOSTIMULASI: Lingkungan
Temperatur Cahaya
pH
Potensial
redoks

22. Oksigen
Karbon
Nitrogen
Fosforus
Sulfur
BIOSTIMULASI: Nutrien
TEKNOLOGI
BIOFLOK

23. Teknologi Bioflok (BFT)
Paka
n
Sisa
pakan
Fese
s
TAN
NO
2
NO
3
N2
Cahaya Sumber karbon
Bioflok

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

25. • 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)

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

27. 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

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

29. 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

30. 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

31. 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/m3
4. Jumlah protein yang masuk ke kolam = 30% x 1000 = 300
g/m3/hari
5. Jumlah N yang masuk ke kolam = 16% x 300 = 48 g/m3/hari
6. 75% dari total N tersebut masuk ke dalam air
7. Jumlah N yang masuk ke dalam air = 75% x 48 = 36 g/m3/hari
8. Rasio C/N yang dibutuhkan oleh mikroorganisme = 10
9. Jumlah C yang perlu ditambahkan = 10 x 36 = 360 g/m3/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/m3/hari