MIKROBIOLOGI LINGKUNGAN Metabolisme mikroorganisme Luhur Akbar Devianto ST

MIKROBIOLOGI LINGKUNGAN Metabolisme mikroorganisme Luhur Akbar Devianto, ST. MT. Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya

Metabolisme Mikroorganism STRATEGI PENGEMBANGAN SISTEM PENGELOLAAN AIR LIMBAH

Kebutuhan Karbon dan Nutrien • Dalam pertumbuhanya, M. O. membutuhkan : – Energi – Sumber Karbon (sumber substrat) – Nutrien (organik dan inorganik) : N, P, S, Na, Ca, Mg • Nutrien utama : N, S, P, K, Ca, Fe, Na, Cl • Nutrien Minor : Zn, Mo, Se, Co, Cu, Ni, V. Untuk penyusunan Sel perlu sumber Karbon : 1. Karbon organik M. O yg menggunakan C organik sbg sumber C Heterotrof 2. CO 2 M. O yg menggunakan CO 2 sbg sumber C Autotrof • Konversi CO 2 menjadi sel merupakan proses reduksi yang membutuhkan energi. • M. O Autotrof perlu Energi lebih dibanding Heterotrof, shg pertumbuhan lebih lambat. • Sumber Energi dapat berasal dari Cahaya atau reaksi oksidasi kimia

Mikroorganisme berdasarkan Pemenuhan Energi • Mikroorganisme yg sumber Energi diperoleh dari cahaya Phototroph • M. O. Fototrof dapat berupa heterotrof (ex: sulfur bacteria) ataupun autotrof (algae dan fotosintesa bacteria). • Mikroorganisme yg memperoleh energi dari reaksi kimia chemotrophs • Kemotrof juga dapat berupa M. O heterotrof (protozoa, jamur, dan kebanyakan bakteri) ataupun autotrof (bakteri nitrifikasi) • Bakteri Kemoautotrof memperoleh energi dari oksidasi senyawa inorganik seperti amonia, nitrit, dan sulfida.

Mikroorganisme berdasarkan Pemenuhan Energi dan Karbon Klasifikasi E Source C source Photoautotroph Ligh CO 2 Chemoautotroph Inorganic oxidation- CO 2 reduction reaction Autotrof Heterotroph Photoheterotroph Light Organic Carbon Chemoheterotroph Organic oxidationreduction reaction Organic Carbon

Microbial Metabolism • Dalam Pengolahan limbah (BOD) M. O yg berperan penting ialah Kemoheterotrof. Karena membutuhkan senyawa organik untuk sumber Energi dan pertumbuhan sel. • Mikroorganisme Kemoheterotrof dibagi menjadi beberapa golongan berdasarkan kebutuhan Oksigen: – Metabolisme Respiratory : Organisme menghasilkan energi dari bantuan enzim untuk transport elektron dari elektron donor dan eksternal elektron akseptor. – Metabolisme Fermentatif. • Respirasi Aerob : metabolisme respirasi yang menggunakan oksigen sebagai elektron akseptor. • M. O yg hanya dapat tumbuh pada kondisi tersedia Oksigen disebut aerob obligat. • Materi organik teroksidasi seperti NO 2, NO 3, dapat berperan sebagai elektron akseptor pada kondisi tidak ada Oksigen. Kondisi ini sering disebut Anoxic.

Microbial Metabolism • Mikroorganisme yang memperoleh energi dari fermentasi hanya pada kondisi tidak ada oksigen disebut anaerob obligat. • Fakultatif Aerob merupakan M. O. yang dapat tumbuh pada lingkugan baik terdapat Oksigen maupun tidak. Environment Electron acceptor Process Aerobic Oxigen, O 2 Aerobic metabolism Anaerobic Nitrat, NO 3 Denitrification Sulfat, SO 4 Sulfat Reduction Carbondioxide, CO 2 Methanogenesis

Pertumbuhan Mikroorganisme • Susspended Growth Process / Proses Pertumbuhan tersuspensi : Proses pengolahan biologi dengan pertumbuhan mikroorganisme yg berperan dalam proses konversi material organik menjadi selnya dan gas secara tersuspensi dalam liquid • Attached Growth / Pertumbuhan Terlekat : Proses pengolahan biologi dengan pertumbuhan mikroorganisme yg berperan dalam proses konversi material organik menjadi selnya dan gas secara terlekat pada media (batu, keramik, plastik)

Pertumbuhan Mikroorganisme • Susspended Growth Process / Proses Pertumbuhan tersuspensi :

Attached Growth Process What can this process do? 1. 2. 3. 4. Remove Nutrient Remove dissolved organic solids Remove suspended solids

Cross-section of an attached growth biomass film Oxygen (the natural or forced draft) Wastewater Organic/ nutrient Biomass : viscous, jelly-like substance containing bacteria filter media

Trickling Filter (TF)- side view – TF consists of: • A rotating arm that sprays wastewater over a filter medium. • Filter medium: rocks, plastic, or other material. – The water is collected at the bottom of the filter for further treatment. rotating distributor arms Packing media Underdrain Wastewater

Trickling Filter Process

Media Pertumbuhan