8.1 PENGOLAHAN LUMPUR AKTIF AKTIF (ACTIVA (ACTIVATED TED SLUDGE ) Proses Penurunan Organik Karbon (O!"
Pengolahan lumpur aktif adalah sistim pengolahan dengan menggunakan bakteri aerobik yang dibiakkan dalam tangki aerasi yang bertujuan untuk menurunkan organik karbon atau organik nitrogen. nitrogen. Dalam hal menurunkan menurunkan organik, organik, bakteri bakteri yang berperan adalah heterotroph heterotrophic. ic. Sumber Sumber energi berasal dari oksidasi senyawa organik dan sumber karbon adalah organik karbon. BOD dan COD dipaka dipakaii sebaga sebagaii ukuran ukuran atau satuan satuan yang yang menya menyataka takan n konsen konsentras trasii organi organik k karbon karbon,, dan selanjutnya disebut sebagai substrat. eaksi oksidasi dan sintesis sel adalah sebagai berikut !
bakteri C"O#S $ O% $ nurtien → CO% $ #"& $ C'"( #O #O% $ hasil akhir bahan sel baru organik sin#esis $ res%irasi !
C'"( #O #O% $ ' O% **& *+ * *.-%
bakteri ' CO% $ % "%O $ #"& $ )nergi →
Bahan organik dalam air buangan akan diuraikan oleh mikroorganisme menjadi karbon dioksida, amonia dan untuk pembentukan sel baru serta hasil lain yang berupa lumpur sludge/. Bakteri Bakteri juga juga perlu perlu respira respirasi si dan melaku melakukan kan sintesa sintesa untuk untuk kelang kelangsun sungan gan hidupn hidupnya ya.. Pada Pada reaksi reaksi respirasi terlihat bahwa ultimate BOD untuk sel sebesar *.-% kali konsentrasi sel.
Para&e#er Pen#ing Un#uk !esain a" F$M Ra Ra#io
012 ratio yaitu perbandingan antara substrat food/ terhadap mikroorganisme 2/ atau lebih tepatnya. 012 3
Substart BOD/ yang masuk ke tanki aerasi per satuan wak tu 2assa mikroorgan isme di tanki aerasi
7 . So
4tau 012 3 6 .5 Dengan ! 7
3 debit air yang diolah l
&
1t/
So 3 konsentrasi substrat mg BOD1 l / 5
3 8onsentrasi mikroorganisme mg 6ss 1 l /
6
3 6olume tanki aerasi m&/
b" 'I (')u*ge o)u&e In*e+"
S69 didefinisikan sebagai :olume sludge yang mengendap & menit dalam satu liter sampel dibagi dengan berat sludge kering per satu liter sludge. S69 3
S69 3
6olume Sludge ml/ 2
=&
g1mg
ml1g
"arga S69 > * ml1g, dapat mengendap dengan baik. S69 ? % ml1g, dalam kondisi bulking.
," Rasio Resirku)asi (r"
asio resirkulasi adalah perbandingan antara debit lumpur yang dikembalikan ke tanki aerasi terhadap debit air yang diolah. r 3 7r 17 pengolahan kon:ensional r 3 .%' @ .'
d/ U&ur )u&%ur ( ," Amur lumpur adalah jumlah massa mikroorganisme sebagai lumpur yang aktif/ dibagi jumlah massa mikroorganisme yang dibuang per satuan waktu. θc 3
6.5 7
w
.5
r
e" -ak#u *e#ensi (HTR"
" adalah lama waktu air limbah tinggal dalam tanki aerasi. 3 θ 3 617 8ondisi sesungguhnya adalah
θactual 3
C * + r
f/ o)u&e#ri, )oa*ing (L" 6olumetric loading adalah massa BOD per m & air limbah per hari. 6< 3
7 . So 6
8g BOD1m&.d
g" Pro*uksi Lu&%ur (P+"
Banyaknya lumpur yang dihasilkan dan yang harus dibuang setiap harinya dapat diperkirakan dengan persamaan berikut !
Dengan ! obs
3 koefisien yield obser:asi
7
3 debit air yang diolah
S, So
3 konsentrasi BOD di influen dan efluen g1m&/
" Kebu#uan Oksigen
8ebutuhan oksigen 8g O %1hari 3 otal 8eb. O % @ kebutuhan untuk respirasi 8g O%1hari 3
7 So = S / * .f
= *.-% P;
Dengan ! f
3 faktor kon:ersi BOD' ke BOD ultimate
Mo*i/ikasi Proses
2odifikasi proses pada lumpur aktif sistem dapt dilakukan dengan !
•
merubah konfigurasi sistem inlet.
•
merubah konfigurasi parameter utama seperti 012 ratio, rasio resirkulasi, umur lumpur dan lain=lain.
•
merubah dengan oksigen murni dan lain=lain.
ipe=tipe hasil modifikasi dan apa yang membedakannya, adalah sebagai berikut ! a" '#e% aerasi0 •
merupakan tipe plug flow kon:ensional yaitu rasio 012 menurun menuju ke outlet.
•
9nlet air buangan masuk melalui & = - titik di tanki aerasi dengan maksud untuk menyetarakan 012 rasio dan mengurangi tingginya kebutuhan oksigen di titik yang paling awal.
•
8euntungannya adalah mempunyai :olumetric loading yang tinggi dan " yang lebih pendek.
Eambar %.* Step aerasi, type modifikasi dari pengolahan biologis
b" Ta%ere* Aera#ion
"ampir sama dengan step aerasi, tetapi injeksi udara di titik awal lebih tinggi.
Eambar %.% apered aeration, type modifikasi dari pengolahan biologis
," on#a,# '#abi)isasi
Pada sistem ini terdapat dua tanki yaitu ! •
contact tank yang berfungsi untuk mengabsorb bahan organik untuk proses lumpur aktif.
•
reaeration tank yang berfungsi untuk mengoksidasi bahan organik yang telah diabsorb . proses stabillisasi/
*" Pure O+2gen
Oksigen murni diinjeksikan ke tanki aerasi dan diresirkulasi. 8euntungannya adalah mempunyai 012 ratio dan :olumetric loading yang tinggi, serta " yang lebih pendek.
Eambar %.& Pure Oksigen, type modifikasi dari pengolahan biologis
e" O+i*a#ion *i#,
Bentuk o;idation ditch adalah o:al dengan aerasi secara mekanis, kecepatan aliran .%' = .&' m1s.
/" Hig# ra#e aera#ion
8ondisi ini dicapai dengan meninggikan harga rasio resirkulasi r/, atau debit air yang dikembalikan dibesarkan * @ ' kali. Dengan cara ini maka akan diperoleh jumlah mikroorganisme yang lebih besar, sehingga mempunyai kinerja 012 dan 6olumetric loading yang tinggi, dan " yang lebih pendek. Pada sistem ini mempunyai efisiensi yang lebih rendah.
Eambar %.- "ight ate 4eration, type modifikasi dari pengolahan biologis
g" E+#en*e* Aera#ion
Pada sistem ini reaktor mempunyai umur lumpur dan " yang lebih lama, sehingga lumpur yang dibuang1dihasilkan akan lebih sedikit.
ONTOH 'OAL
4ir buangan dari suatu industri diolah dengan proses
7 3 *. m&1hari
=
BOD'influent So/ 3 % mg1l
=
BOD'effluent S/ 3 % mg1l
=
θc 3
=
5 3 %. mg 6ss1l
=
S69 3 F
=
3 .' G obs 3 .&+ 8d 3 .-1 hari
=
2<6SS12
* hari
Ten#ukan 0
a.
6olume tangki aerasi
b.
"itung rasio 012 dan :olumetric loading
c.
entukan rasio resirkulasi r, 5r
d.
8ebutuhan Oksigen di tangki aerasi.
3a4aban
a.
6olume 3
V =
V = =
b.
Y .( So − S ).Q
X . *
θ c
+ k d
.'.( % − % mg 1 l ).* m & 1 hari % mg1l.( .* + .-) l1hari/ &% m &
7 . So
012 3 6 .5
* m & 1hari . % gr1m &
=
=
Vl = =
c.
&% m & .% gr1m & .&* kg1hari
7 . So 6
* m & 1 hari.% gr 1 m & &% m
&
=
+%' gr BOD1m & .hari = .+%' 8g1m & .hari
asio resirkulasi X = r
=
=
=
r
(* + r ).( SVI ) 2
* . MLSS /. SVI /
( % 1 ,F).( F) *
+
−
% 1 ,F/.F/
.%'
Xr mg1l/ ≈
* S69
* +
mg1l F = *%' mg1l 2
d.
8ebutuhan Oksigen di tangki aerasi, dapat dihitung dari persamaan produksi
8g O%1hari 3
7 So = S / * .f
* m & 1hari % = % / * .,(/
3 *+' 8g1hari
!AFTAR PU'TAKA
= *.-% P;
= *.-% +-F/
Bowo Djoko 2. Teknik Pengo)aan Air Li&ba 'e,ara io)ogis. Hurusan eknik