Sequencing Batch Reactor

Sequencing Batch Reactor (SBR)

Contoh Contoh aplikasi reaktor tadah (batch) pengolah air limbah limbah yang kian luas diterap diterapkan kan sekaran sekarang g adalah adalah SBR. SBR. Pada Pada reaktor reaktor ini, ini, lumpur lumpur aktif aktif dienda diendapka pkan n setelah terjadi reaksi, efluennya dibuang dan selanjutnya influen baru air limbah dimasukkan. Periode antara kedua penambahan influen tersebut dinamai siklus dan berulang terus secara teratur. Pada sistem SBR ini, jumlah tangkinya bisa hanya satu tapi bisa juga banyak tangki pengolah dan masingmasing memiliki lima operasi dasar yaitu isi (fill), reaksi (react), endap (settle), buang (dra!) dan siaga (idle). Pada saat fill, influen air limbah dimasukkan ke dalam biomassa sehingga "olume air di dalam tangki bertambah hingga taraf maksimum. #da tiga cara fill yaitu static fill (tanpa pengadukan atau aerasi), mi$ed fill (pengadukan tanpa aerasi), dan aerated fill. %ahap fill dihentikan jika tangki sudah penuh. Reaksi  biokimia yang dimulai pada saat fill akan selesai selama tahap react. Reaksi dibedakan menjadi dua, bergantung pada konsentrasi oksigen terlarut& (') mi$ed react (konsentrasi (konsentrasi oksigenny oksigennyaa rendah atau kondisi kondisi ano$ic ano$ic anaerobic) anaerobic) () aerated react (konsentrasi oksigennya tinggi). Pembuangan lumpur atau sludge selama react adalah cara yang sederhana untuk mengendalikan mengendalikan umur lumpur. #khir #khir dari fase reaksi ditentukan oleh !aktu atau taraf air di dalam tangki. Berikutnya adalah fase endap (settle). Selama fase ini terjadi pemisahan lump lumpur ur di dalam dalam tang tangki ki deng dengan an "olu "olume me lebi lebih h dari dari '* kali kali dari daripad padaa klar klarifi ifir  r  kon"ensional yang digunakan di dalam acti"ated sludge kon"ensional. Perlakuan ini menjamin lapis lumpur (sludge blanket) tetap tertinggal di dalam tangki pada saat fase buang buang (dra!) (dra!) dan tidak ikut ikut meluap meluap sebelum sebelum proses proses dra! dra! selesai selesai.. +ecuali itu, sludge juga dapat dibuang pada saat proses settle selain selama proses react. umpur yang dibuang pada akhir settle lebih pekat daripada selama react. #ncam #ncaman an pros prosesn esnya ya bisan bisanya ya adala adalah h lump lumpur ur apun apung g (risi (rising ng sludg sludge). e). -ntu -ntuk  k  meniadakan masalah lumpur apung ini, panjang !aktu sesi dra! s ebaiknya jangan terl terlal alu u lama lama dan dan dapa dapatt digu diguna naka kan n pipa pipa deng dengan an bant bantua uan n pomp pompaa bena benam m (submersible). Setelah dra! usai, tangki siap menerima masukan baru air limbah lagi. Pada beberapa modifikasi SBR, setelah tuntas tahap dra! tersebut, tangki harus

menunggu dulu. ika prosesnya seperti ini maka periodenya disebut siaga (idle). Begitulah siklus prosesnya. %ampak bah!a SBR dapat berfungsi sebagai sistem lumpur aktif kon"ensional kontinu. Perbedaan utama antara kedua sistem tersebut adalah SBR dapat berfungsi sekaligus sebagai ekualisasi, aerasi dan sedimentasi. SBR sangat fleksibel sehingga dapat digunakan dalam skala lab maupun skala lapangan. Begitu pun, SBR mampu mengolah air limbah kaya fosfat yang sulit dilaksanakan dengan bioproses klasik kon"ensional.

Fixed Biofilm Reactor

#ir limbah domestik merupakan salah satu sumber pencemaran air yang  belum tertangani dengan baik. Salah satu pengolahan limbah yang sederhana, ekonomis dan ramah lingkungan adalah sistem biofilm.  Biofilm merupakan suatu lingkungan kehidupan yang kusus dari kelompok mikroorganisme yang melekat  pada suatu permukaan padat dalam lingkungan perairan. Pada dasarnya prinsip kerjanya yaitu lapisan biofilm yang melekat pada medium akan menguraikan senya!a senya!a polutan yang ada di dalam air limbah misalnya B/0, C/0, ammonia, phosphor dan lainnya. Pada saat bersamaan dengan menggunakan oksigen yang terlarut di dalam air senya!a polutan tersebut akan diuraikan oleh mikroorganisme menjadi biomasa. Pengolahan air limbah dengan proses biofilm mempunyai beberapa keunggulan antara lain& pengoperasian mudah, lumpur yang dihasilkan sedikit, dapat digunakan untuk pengolahan air limbah dengan konsentrasi rendah maupun konsentrasi tinggi, tahan terhadap fluktuasi jumlah air limbah maupun fluktuasi konsentrasi, pengaruh penurunan suhu terhadap efisiensi pengolahan kecil.

Biofilm

didefenisikan

sebagai

material

organik

terdiri

dari

mikroorganisme terlekat pada matriks polimer(materi polimer ekstraseluler) yang dibuat oleh mikroorgaisme itu sendiri, dengan ketebalan lapisan biofilm berkisar  antara '** 1m '* mm yang secara fisik dan mikrobiologis sangat kompleks. +eberadan mikroorganisme yang melekat pada suatu media menyebabkan elektron aseptor, elektron donor, dan nutrien yang dibutuhkan harus diba!a kepada mikroorganime melalui mekanisme difusi atau proses transpot massa yang

lain. +ombinasi antara efek transpot massa yang terjadi dibarengi dengan reaksi(biologis) membuat pemodelan pada sistem biofilm berbeda dan lebih rumit dibandingkan pemodlan pada sitem pertumbuhan tersuspensi. Secara kon"ensional lapisan biofilm ini digambarkan dengan model rata  paralel dengan media pada gambar berikut&

Proses degradasi bahan organik secara aerobik pada biofilm tidak jauh  berbeda dengan mikroorganisme tersuspensi. 0egrdasi substrat terjadi akibat konsumsi substrat dan nutrien oleh mikroorganisme pada biofilm, dengan menggunakan oksigen sebagai elektron akseptor apabila proses berjalan secara aerobik. /leh karena melalui lapisan biofilm, maka konsentrasi substrat terbesar  akan berada pada permukaan biofilm dan menurun dengan penambahan kedalaman biofilm. 2al ini disebut sebagai diffusion limited. #danya difusi terbatas dapat menjadi salah satu kekurangan biomass biofilm di dalam  penyisihan limbah cair. Pertumbuhan dan Pelepasan Biofilm Pertumbuhan biofilm sangat tergantung pada jenis mikroorganisme yang

tumbuh pada permukaan media, dan jenis media yang digunakan. Secara umum ada 3 fase didalam daur hidup biofilm. 4ase tersebut adalah pelekatan biofilm

 pada media, fase pertumbuhan dan fase pelepsan. 4ase pertumbuhan biofilm terdiri tasa fase induksi, log akumulasi dan plateu.

Pertumbuhan biofilm tidak hanya dipengaruhu oleh biofilm itu sendiri, tetapi juga kondisi lingkungan yang ada disekitarnya, terutama kondisi alirtan air. 5ambar  66.7 menunjukkan interaksi antara komponen partikulat , komponen terlarut, dan aliran air.

Reaksi yang terjadi pada komponen terlarut menyebabkan pertumbuhan mikroorganisme, produksi polymer dan kematian mikroorgaisme. +etiga faktor  ini berhubungan dengan prosess pelepsan dan pelekatan biofilm. #liran didalam reaktor ini mempengaruhi proses kon"eksi, yang merupakan bagian dari  perpindahan massa untuk komponen terlarut. Proses perpindahan massa(kon"eksi dan difusi) akan menyebabkan reaksi, sehingga terjadi proses saling mempengaruhi. 0idalam istilah yang umum,proses  pemindahan massa berlangsung bersamaan dengan proes reaksi mikrobial di dalam biofilm. 4aktor yang mengontrol perkembangan , komposisi dan struktur biofilm adalah& • • • • • • • • • • • • • •

+ondisi permukaan substrat +ondisis permukaan mikroorganisme +ondisi fisikakimia sebagian besar air(%,p2,salinitas,ion,bahan organik) +onsentrasi bahan organik yang tersedia sebagai substrat 8orfologi mikroorganisme #kti"itas fisiologikal mikroorganisme ysis organisme biofilm +onsumsi oleh proto9oa #kti"itas in"ertebrata 4ormasi gelembung gas pada 9one anoksik dan anaerobik  :rosi dan sloughing -sia biofilm +ondisi hidrolis(laju aliran, gaya geser) +eberadaan 9at anti mikroorganisme

4ase pelepasan dapat disebabkan oleh satulebih faktoe yaitu& erosi, abrasi, sloughing, dan mekanisme predator. :rosi adalah penghilangan materi kecil  biofilm secara kontinyu yang merupakan mekanisme pelepsan yang paling umum ddidalam proses biofilm. :rosi ini dapat disebakna oleh berbagai macam faktor, tapi faktor gesekan dari aliran air adalah faktor yang paling utama, oleh karena itu erosi biofilm sering disebut sebagai shear loss.

#brasi terjadi apabila partikel bertumbukan dengan biofilm dan melepaskannya dari media. 2al ini terjadi terutama pada saat back!ashing. Sloughing adalah  proses dimana sebagian besar biofilm hilang.

Schul9(**;) mengklasifikasikan reaktor dengan pertumbuhan melekat menjadi& '. 4i$ed Bed Reactor& %rickling filter, Submerged fi$ed bed reactor, biofilter  . Rotating Biological contactor& rotating disc contactor dan rotating cage reaktor. 3. 4luidi9ed Bed & 8o"ing Bed dan 4luidi9ed Bed <. Combined Procesees & 8edia tenggelam dian dan media bergerak. +lasifikasi berdasarkan letak media terhadap permukaan air menurut 8etcalf = :ddy (**3) dan "on 8unch (**<) & '. Reaktor yang tidak termasuk didalam reaktor petumbuhan melekat terendam(nonsubmerged attached gro!th) . Reaktor pertumbuhan tersuspensi dengan fi$ed film packing 3. Reaktor pertumbuhan melekat tenggelam ( Submerged attached gro!th)