Circular Bioeconomy Strategy for Livestock Waste: Valorizing Biogas Slurry as a Low-Nutrient Source for Nannochloropsis sp. Cultivation

Dhomas Indiwara Prana Jhouhanggir, Prof. Ir. Ambar Pertiwiningrum, M.Si., Ph.D., IPU., ASEAN Eng.

2025 | Tesis | S2 Ilmu Peternakan

Pemanfaatan biogas slurry melalui kultivasi mikroalga menawarkan pendekatan berkelanjutan dalam pengelolaan limbah dan produksi biomassa pada kerangka ekonomi sirkular. Penelitian ini mengkaji potensi kultivasi Nannochloropsis sp. pada biogas slurry dengan mengevaluasi kinetika pertumbuhan, efisiensi fitoremediasi, dan akumulasi protein Nannochloropsis sp. Karakterisasi fisikokimia menunjukkan profil nutrien yang dinamis akibat beban organik dan aktivitas mikroba. Pemodelan kinetika pertumbuhan menggunakan model Gompertz menunjukkan bahwa pengenceran optimal (P2) dengan rasio C/N sebesar 6,751 menghasilkan laju produksi sel tertinggi (0,2580 day?¹) dan fase lag lebih singkat (5,3175 hari) karena ketersediaan nutrien yang seimbang. Analisis fitoremediasi menunjukkan penurunan signifikan pada COD (75,66%), BOD (68,93%), dan amonium (83,76%). Hal tersebut menunjukkan peran Nannochloropsis sp. sebagai agen pengolahan biologis yang efektif. Kandungan protein pada P2 (0,1412 µg/mL) mendekati kandungan protein pada media kontrol sintetis menunjukkan potensi biogas slurry sebagai sumber nutrien alternatif untuk kultivasi mikroalga berkelanjutan. Temuan ini menunjukkan bahwa peran biogas slurry dalam bioremediasi berbasis mikroalga dan valorisasi biomassa, sekaligus mendukung inovasi waste-to-product yang sejalan dengan prinsip ekonomi sirkular dan tujuan pembangunan berkelanjutan.

The valorization of biogas slurry through microalgal cultivation presents a sustainable approach to waste management and biomass production within the circular bioeconomy. This study investigates the potential of Nannochloropsis sp. cultivation in biogas slurry from a continuous digester, evaluating its growth kinetics, phytoremediation efficiency, and protein accumulation. The physicochemical characterization of biogas slurry revealed a dynamic nutrient profile influenced by organic load and microbial activity. Growth modeling using the Gompertz model demonstrated that optimal dilution (P2) with a C/N ratio of 6,751 supported the highest cell production rate (0,2580 day?¹) and a shorter lag phase (5,3175 days), attributed to balanced nutrient availability. Phytoremediation analysis indicated significant reductions in COD (75,66%), BOD (68,93%), and ammonium (83,76%), highlighting Nannochloropsis sp. as an effective biological treatment agent. Additionally, protein content in P2 (0,1412 µg/mL) closely approached that of the synthetic control medium, demonstrating its potential as an alternative nutrient source for sustainable microalgal cultivation. These findings emphasize the role of biogas slurry in microalgal-based bioremediation and biomass valorization, contributing to waste-to-product innovations aligned with circular bioeconomy and global sustainability goals.

Kata Kunci : biogas slurry, circular bioeconomy, growth kinetic, Nannochloropsis sp., phytoremediation