Faktor Apa Saja Yang Mempengaruhi Terbentuknya Flok Bakteri?

Flok bakteri adalah flok kental yang dibentuk oleh agregasi bakteri dan zat polimer ekstraseluler (EPS) yang disekresikan dalam lumpur aktif/biofilm; mereka adalah unit fungsional inti dalam pengolahan air limbah biologis.

• Bakteri Inti: *Zoogloea*, *Pseudomonas*, *Flavobacterium*, dll.

• Penampilan: Flok yang baru terbentuk tidak berwarna dan transparan dengan struktur kompak; flok matang berwarna-coklat kekuningan dan flokulan; flok tua berwarna gelap dan longgar.

• Ukuran: Puluhan hingga ratusan mikrometer, berbentuk retikulat/bercabang/bulat/jamur-berbentuk.

1. Dasar: Sekresi bakteri EPS (kunci "perekat")

• Komposisi: Polisakarida (70–80%) + protein + sejumlah kecil asam nukleat/lipid.

• Fungsi: Merangkum sel-sel bakteri, melekat satu sama lain, dan membentuk kerangka retikulasi.

• Pemicu: Sekresi ekstensif terjadi pada nutrisi yang cukup, kondisi aerobik, dan pH yang sesuai (6,5–7,5)/suhu (20–35 derajat ).

2. Agregasi: Adhesi dan penghubung membentuk mikroflok.

• Homobiotik menempel melalui kapsul/lapisan lendir; heterobiotik terhubung melalui jaringan EPS.

• Netralisasi muatan: Permukaan bakteri membawa muatan negatif; kation (Ca²⁺/Mg²⁺) menetralkan muatan, mendorong agregasi.

• Hasil: Pembentukan mikroflok berukuran 10–50 μm.

3. Pematangan: Agregat mikroflok, berkembang menjadi flok bakteri.

• Mikroflok terus menyerap bakteri, bahan organik, dan partikel tersuspensi, sehingga ukuran dan kepadatannya meningkat.

• Lingkungan mikro aerobik → anoksik → anaerobik terbentuk secara internal, mendukung pelepasan nitrifikasi/denitrifikasi/fosfor secara simultan.

• Flok bakteri dewasa: 100–500 μm, dengan sifat pengendapan yang baik dan aktivitas tinggi.

1. Degradasi Bahan Organik

• Luas permukaan spesifik tinggi: Adsorpsi + degradasi bahan organik terlarut/koloid, 5–10 kali lebih efisien dibandingkan bakteri bebas.

• Metabolisme sinergis: Bakteri aerob menguraikan COD yang mudah terurai, bakteri anaerob menguraikan zat bandel, mineralisasi → CO₂ + H₂O.

• Contoh: Tingkat pembuangan BOD5 dari air limbah perkotaan adalah 80–95%, terutama disebabkan oleh flok.

2. Adsorpsi Sangat Efisien

• Adsorpsi padatan tersuspensi (SS), logam berat, pewarna, dan bahan organik sisa.

• Mekanisme: Gugus hidroksil/karboksil/amino pada EPS menyediakan banyak tempat adsorpsi; setelah adsorpsi, pengayaan → degradasi/presipitasi.

3. Lumpur-Pemisahan Air

• Kepadatan flok ≈ 1,02–1,05 g/cm³, mudah mengendap secara gravitasi (tangki sedimentasi sekunder).

• Flok unggul: SV30=20–30%, SVI=50–150 mL/g, pengendapan cepat, limbah jernih.

• Flok lepas/tua → penggumpalan lumpur → limbah keruh, kehilangan lumpur.

4. Perlindungan dan Ketahanan Stres

• Anti-fagositosis: Enkapsulasi EPS mempersulit protozoa memangsanya, sehingga menjaga kestabilan biomassa.

• Resistensi toksisitas: EPS menyerap/menyangga zat beracun (logam berat, fenol, sianida), melindungi sel bakteri.

• Tahan terhadap guncangan: Lingkungan mikro internal tetap stabil di bawah fluktuasi pH/suhu/beban, sehingga memberikan ketahanan terhadap guncangan yang kuat.

5. Penghapusan Nitrogen dan Fosfor

• Nitrifikasi: Bakteri nitrifikasi di zona aerobik permukaan mengubah NH₄⁺ menjadi NO₃⁻.

• Denitrifikasi: Bakteri denitrifikasi di zona anoksik bagian dalam mengubah NO₃⁻ menjadi N₂ (penghilangan nitrogen).

• Penghapusan Fosfor: Polifosfat-bakteri yang terakumulasi secara aerobik menyerap fosfor dan secara anaerobik melepaskan fosfor, sedangkan sisa lumpur melepaskan fosfor.

6. Stabilitas Ekologis

• Rantai makanan bakteri/jamur/protozoa/metazoa terbentuk di dalam flok, menghambat pertumbuhan berlebihan bakteri berfilamen dan mencegah penggumpalan lumpur.

• Protozoa (Vorticella/rotifers) berfungsi sebagai organisme indikator: Lebih banyak Vorticella → aktivitas flok lebih baik dan limbah lebih jernih.

• Flok yang Baik: Berwarna kuning muda/transparan, struktur kompak, tepi rapi, ukuran seragam, pengendapan cepat, supernatan jernih.

• Flok Buruk: Warna gelap, struktur longgar, tepi kabur, banyak fragmen kecil, pengendapan lambat, supernatan keruh.

• Pemeriksaan Mikroskopis : Amati dengan pembesaran 400x; flok besar dan padat dengan banyak Vorticella lebih unggul.

• Oksigen Terlarut (DO): 2–4 mg/L (Terlalu tinggi → gumpalan lepas; terlalu rendah → menghitam dan berbau busuk). • Rasio nutrisi: C:N:P=100:5:1 (Defisiensi nitrogen → penumpukan bakteri berfilamen; Defisiensi fosfor → flok lepas).

• pH: 6,5–7,5 (Terlalu asam → hancur; Terlalu basa → menua).

• Suhu: 20–35 derajat (Suhu rendah → pertumbuhan lambat, gumpalan lepas).

• Waktu retensi lumpur (SRT): 5–15 hari (Terlalu pendek → banyak flok baru, pengendapan buruk; Terlalu lama → menua, aktivitas rendah).

Flok adalah "jantung" pengolahan air limbah biologis: dibentuk oleh agregasi zoogloea dan EPS (mikroorganisme ekstraseluler), fungsi intinya adalah adsorpsi, degradasi, pengendapan, dan ketahanan terhadap stres; kuantitas, ukuran, dan strukturnya secara langsung menentukan kualitas limbah dan stabilitas sistem. Mengontrol DO, nutrisi, pH, suhu, dan umur lumpur selama pengoperasian dapat mempertahankan flok berkualitas tinggi dengan struktur kompak, aktivitas tinggi, dan pengendapan yang baik.