Lumpur Aktif Dan Proses Oksidasi Dalam Pengolahan Air Limbah

Lumpur Aktif Dan Proses Oksidasi Dalam Pengolahan Air Limbah – 2 Proses pengolahan air limbah biologis dan sistem kultur tersuspensi telah banyak digunakan di seluruh dunia untuk pengolahan air limbah domestik. Proses ini terutama merupakan proses pendinginan dimana senyawa organik dioksidasi menjadi CO2 dan H2O, NH4 dan biomassa sel baru. Untuk mensuplai oksigen biasanya dengan meniupkan udara. Sistem pengolahan air limbah budaya yang paling banyak digunakan adalah Proses Lumpur Aktif. 4.1 Pengolahan air limbah dan proses aktivasi Pengolahan air limbah dan metode lumpur aktif (standar) terdiri dari tangki pra-pengendapan, tangki aerasi dan tangki pengendapan akhir, termasuk bak klorin, untuk membunuh bakteri patogen. Secara umum proses pengolahannya adalah sebagai berikut. Air limbah yang dihasilkan ditampung di tangki air limbah. Sumber ini berfungsi sebagai pengatur debit air limbah dan dilengkapi dengan saringan kasar untuk memisahkan kotoran-kotoran besar. Air limbah kemudian dipompa dari bak ke tangki pengendapan utama. Tangki pengendapan dirancang untuk mengurangi padatan tersuspensi primer (padatan batuan) sebesar 2% dan BOD sebesar 25%. Efluen dari tangki pengendapan primer masuk ke tangki aerasi. Pada aerasi ini, air limbah dibuang ke udara agar mikroorganisme dapat menguraikan bahan organik yang ada di dalam air limbah tersebut. Energi yang dihasilkan oleh dekomposisi bahan organik digunakan oleh mikroorganisme untuk 63. proses

3 tanaman Oleh karena itu, banyak biomassa akan tumbuh dan berkembang di tangki aerasi. Biomassa atau mikroorganisme ini menguraikan senyawa pencemar dalam air limbah. Dari tangki aerasi, air mengalir ke tangki pengendapan akhir. Lumpur aktif micromass ditempatkan di tangki ini, yang kemudian dibersihkan ke pintu masuk pesawat melalui pompa sirkulasi lumpur. Ini meluap dari bak pengendapan akhir ke tangki klorinasi. Dalam tangki klorinasi ini, air limbah diolah dengan senyawa klorin untuk membunuh mikroorganisme patogen. Air olahan, yaitu air yang keluar setelah diklorinasi, dapat dialirkan langsung ke sungai atau saluran umum. Proses ini dapat menurunkan konsentrasi air limbah dan BOD menjadi mg/lt mg/lt. Gambaran proses pengolahan air limbah dan sistem lumpur aktif dapat dilihat pada Gambar 4.1. Gambar 4.1. Standar Desain Proses Air Limbah Proses Karbon Aktif (Default). 64

Lumpur Aktif Dan Proses Oksidasi Dalam Pengolahan Air Limbah

4 Sampah dari kantong penampung pertama dan terakhir dimasukkan ke dalam kantong pengering, dan air yang tercampur ditampung ke dalam kantong penampung air limbah. Keunggulan dari proses lumpur aktif ini adalah dapat mengolah air limbah dengan beban BOD yang tinggi, sehingga tidak memerlukan luas permukaan yang besar. Proses ini cocok untuk mengolah sejumlah besar air limbah. Beberapa kelemahan meskipun adalah kekuatan tumpukan lumpur aktif, busa dan jumlah limbah yang dihasilkan. Selain itu, diperlukan keterampilan manajemen yang tepat. 4.2 Variabel Operasi dalam Proses Lumpur Aktif Variabel desain yang biasa digunakan dalam proses pengolahan air limbah dan sistem lumpur aktif (Davis dan Cornwell, 1985; Verstraete dan van Vaerenbergh, 1986) adalah: 1. Loading BOD (BOD) Loading Rate atau Volumetric Loading) . Beban BOD adalah massa total BOD dalam air limbah influen dibagi dengan volume reaktor. Beban BOD dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: Q x S 0 Beban BOD = kg/m 3.hari (4,1) V Dimana: Q = debit air limbah (m 3/hari) S 0 = konsentrasi BOD dalam air limbah intake ( kg /m 3 ) V = Volume reaktor (m 3 ) 65

Instalasi Pengolahan Air Limbah: Tahapan, Cara, Jenis Dan Manfaatnya

5 2. Campuran alkohol padatan tersuspensi (MLSS). Isi tangki aerasi dan sistem lumpur aktif dalam proses pengolahan air limbah disebut mixed liquor, yaitu campuran air limbah dengan biomassa mikroba dan padatan tersuspensi lainnya. MLSS adalah penjumlahan padatan tersuspensi berupa bahan organik dan mineral, termasuk mikroorganisme. MLSS ditentukan dengan menyaring campuran lumpur dengan kertas saring, kemudian mengeringkan filter pada suhu 100 °C dan menimbang padatan sampel. 3. Campuran alkohol padatan tersuspensi (MLVSS). Proporsi bahan organik dalam MLSS diwakili oleh MLVSS, yang meliputi bahan organik non-mikroba, mikroba hidup dan mati, dan debris seluler (Nelson dan Lawrence, 1980). MLVSS diukur dengan memanaskan sampel filter kering secara terus-menerus hingga C, dan nilainya kira-kira 65-75% dari MLSS. 4. Rasio antara makanan dan mikroorganisme atau Rasio massa antara Makanan, disingkat F/M rasio. Parameter ini menunjukkan jumlah bahan organik (BOD) yang dihilangkan dibagi dengan massa total mikroorganisme dalam tangki aerasi atau reaktor. Nilai rasio F/M dinyatakan dalam kilogram BOD per kilogram MLLSS per hari (Curds dan Hawkes, 1983; Nathanson, 1986). F/M dapat dihitung menggunakan rumus berikut: 66

6 Q (S 0 S) F/M = (4.2) MLSS x V dimana: Q = Aliran limbah dalam m 3 hari S 0 = Dalam air limbah yang masuk ke site (reaktor ) (kg/m 3 ) S = konsentrasi BOD. Konsentrasi BOD dalam efluen (kg/m 3 ) MLSS = Alkohol padatan tersuspensi (kg/m 3 ) V = Volume reaktor atau tangki aerasi (m 3 ) Rasio F/M dapat dikontrol dengan mengatur kecepatan sirkulasi dari lumpur aktif dari yang terakhir. resirkulasi reservoir air untuk mandi udara. Semakin tinggi laju sirkulasi lumpur aktif, semakin tinggi rasio F/M. Untuk pengolahan air limbah dengan sistem pencampuran konvensional atau standar, konsentrasinya adalah 0,2-0,5 kg BOD 5 per kg MLSS per hari, tetapi dapat mencapai 1,5 jika digunakan oksigen murni (Hammer, 1986). Rasio F/M yang rendah menunjukkan bahwa mikroorganisme dalam tangki aerasi mengalami kelaparan, dan rasio F/M yang lebih rendah menghasilkan pengolahan air yang lebih baik. 5. Waktu retensi hidrolik (HRT). Waktu tinggal hidraulik (HRT) adalah waktu rata-rata yang diperlukan larutan efek untuk masuk ke tangki aerasi untuk proses lumpur aktif; nilainya bervariasi dengan laju pengenceran (D) (Sterritt dan Lester, 1988). 67

7 HRT = 1/D = V/ Q (4.3) dimana: V = volume reaktor atau tangki aerasi (m 3). Q = Debit air limbah yang masuk ke tangki aerasi (m 3 /jam) D = Laju pengenceran (jam -1). 6. Rasio daur ulang hidrolik (HRT). Rasio distribusi lumpur adalah rasio antara jumlah lumpur yang didistribusikan ke tangki aerasi dan jumlah air limbah yang masuk ke tangki aerasi. 7. Umur sampah disebut waktu tinggal sel. Parameter ini mewakili waktu tinggal rata-rata mikroorganisme dalam sistem lumpur aktif. Jika HRT membutuhkan oksigen, waktu aerasi sel mikroba dalam tangki adalah hari. Parameter ini sebanding dengan laju pertumbuhan mikroba. Umur lumpur dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut (Hammer, 1986; Curds and Hawkes, 1983): MLSS x V Umur Lumpur (Hari) = (4.4) SS e x Q e + SS w X Q w dimana: MLSS = Campuran alkohol padatan tergantung (mg/l). V = Volume tangki bensin (L) SS e = Padatan tersuspensi dalam limbah (mg/l). SS w = Padatan tersuspensi dalam lumpur limbah (mg/l) Q e = Kecepatan lumpur limbah (m 3 /hari) = Kecepatan lumpur limbah (m 3 /hari). Qw 68

8 Umur lumpur bisa 5-15 hari untuk sistem lumpur aktif. Musim dingin lebih panjang dari musim panas (U.S. EPA, 1987a). Parameter utama yang mengendalikan proses lumpur aktif adalah beban organik atau beban BOD, suplai oksigen dan operasi dan kinerja tangki pengendapan akhir. Bak penampung akhir ini memiliki dua fungsi, tepatnya untuk memperjelas dan memantapkan sampah. Air limbah dan lumpur (mixed liquor) dialirkan dari tangki aerasi ke bak pengendapan akhir. Pada bak pengendapan akhir ini, lumpur yang mengandung mikroorganisme aktif dipisahkan dari air limbah yang telah dimurnikan. Sebagian dari limbah padat ini dikembalikan ke tangki aerasi, dan sebagian lagi dikirim ke pengolahan limbah. Sel mikroba muncul sebagai agregat atau flok, yang kepadatannya cukup untuk mengendap di tangki pemurnian. Debit lumpur tergantung pada rasio F/M dan kekerasan lumpur. Sedimentasi yang baik terjadi ketika sedimen mikroba hadir pada tahap akhir, sumber karbon dan energi terbatas, dan pertumbuhan bakteri rendah. Akumulasi lumpur yang baik dimungkinkan dengan rasio F/M yang rendah (misalnya konsentrasi MLSS yang tinggi). Di sisi lain, rasio F/M yang tinggi akan menyebabkan kegagalan residual. Dalam air limbah domestik, rasio F/M optimal adalah antara 0,2-0,5 (Gaudy, 1988; Hammer, 1986). Masa hidup sel maksimum yang diperlukan untuk pelepasan efektif adalah 3-4 hari (Metcalf dan Eddy, 1991). Curah hujan dapat dipengaruhi oleh perubahan mendadak dalam parameter fisiologis (suhu dan 69

Pengolahan Limbah Dengan Sistem Lumpur Aktif

9 pH), kekurangan nutrisi (misalnya N, suhu, mikronutrien) dan adanya zat beracun (misalnya logam berat) dapat menyebabkan kematian beberapa kawanan mapan (Chudoba, 1989). Untuk rutinitas harian, teknisi harus mengukur tingkat pengurangan sampah dengan menentukan indeks volume sampah (SVI), Voster dan Johnston. Artinya sama

Proses pengolahan limbah wwtp, pengolahan air limbah organik dengan proses lumpur aktif melibatkan, proses pengolahan limbah domestik, pengolahan limbah cair dengan lumpur aktif, proses pengolahan air limbah, proses pengolahan limbah cair, proses pengolahan air limbah industri, proses instalasi pengolahan air limbah, proses pengolahan limbah industri, proses pengolahan limbah tinja, proses pengolahan limbah, proses pengolahan limbah plastik