Mekanisme Kerja Lumpur Aktif, Proses, Sistem, Manfaat, Kandungan, Sistem Teknologi, Aplikasi Reaksi Redoks
Mekanisme Kerja Lumpur Aktif,
Proses, Sistem, Manfaat, Kandungan, Sistem Teknologi, Aplikasi Reaksi
Redoks - Kemajuan industri tekstil, pulp, kertas, bahan kimia,
obat-obatan, dan industri pangan di samping membawa dampak positif juga
berdampak negatif. Dampak negatif yang ditimbulkan antara lain
menghasilkan air limbah yang membahayakan lingkungan, karena mengandung
bahan-bahan kimia dan mikroorganisme yang merugikan.
Cara mengatasi air limbah industri adalah dengan melakukan pengolahan
air limbah tersebut sebelum dibuang ke lingkungan. Pengolahan air limbah
pada umumnya dilakukan dengan metode biologi. Metode ini merupakan
metode paling efektif dibandingkan metode kimia dan fisika. Salah satu
metode biologi yang sekarang banyak berkembang adalah metode lumpur
aktif.
Skema mekanisme kerja Lumpur aktif. [1] |
Metode lumpur aktif memanfaatkan mikroorganisme (terdiri ± 95% bakteri
dan sisanya protozoa, rotifer, dan jamur) sebagai katalis untuk
menguraikan material yang terkandung di dalam air limbah. Proses lumpur
aktif merupakan proses aerasi (membutuhkan oksigen). Pada proses ini
mikroba tumbuh dalam flok (lumpur) yang terdispersi sehingga terjadi
proses degradasi. Proses ini berlangsung dalam reaktor yang dilengkapi
recycle/umpan balik lumpur dan cairannya. Lumpur secara aktif mereduksi
substrat yang terkandung di dalam air limbah. Reaksi:
Organik + O2 → CO2 +
H2O + Energi
Tahapan-tahapan pengolahan air limbah dengan metode lumpur aktif secara garis besar adalah sebagai berikut:
1. Tahap awal
Pada tahap ini dilakukan pemisahan benda-benda asing seperti kayu,
bangkai binatang, pasir, dan kerikil. Sisa-sisa partikel digiling agar
tidak merusak alat dalam sistem dan limbah dicampur agar laju aliran dan
konsentrasi partikel konsisten.
2. Tahap primer
Tahap ini disebut juga tahap pengendapan. Partikel-partikel berukuran
suspensi dan partikel-partikel ringan dipisahkan, partikel-partikel
berukuran koloid digumpalkan dengan penambahan elektrolit seperti FeCl3, FeCl2, Al2(SO4)3,
dan CaO.
3. Tahap sekunder
Tahap sekunder meliputi 2 tahap yaitu tahap aerasi (metode lumpur aktif)
dan pengendapan. Pada tahap aerasi oksigen ditambahkan ke dalam air
limbah yang sudah dicampur lumpur aktif untuk pertumbuhan dan berkembang
biak mikroorganisme dalam lumpur. Dengan agitasi yang baik,
mikroorganisme dapat melakukan kontak dengan materi organik dan
anorganik kemudian diuraikan menjadi senyawa yang mudah menguap seperti H2S dan NH3 sehingga mengurangi bau air limbah.
Tahap selanjutnya dilakukan pengendapan. Lumpur aktif akan mengendap
kemudian dimasukkan ke tangki aerasi, sisanya dibuang. Lumpur yang
mengendap inilah yang disebut lumpur bulki.
4. Tahap tersier
Tahap ini disebut tahap pilihan. Tahap ini biasanya untuk memisahkan
kandungan zat-zat yang tidak ramah lingkungan seperti senyawa nitrat,
fosfat, materi organik yang sukar terurai, dan padatan anorganik.
Contoh-contoh perlakuan pada tahap ini sebagai berikut:
a. Nitrifikasi/denitrifikasi
Nitrifikasi adalah pengubahan amonia (NH3 dalam air atau NH4+) menjadi nitrat (NO3–) dengan bantuan bakteri aerobik. Reaksi :
2 NH4+(aq) + 3 O2(g) → 2
NO2–(aq) + 2 H2O(l) + 4 H+(aq)
2 NO2–(aq) + O2(g) → 2
NO3–(aq)
Denitrifikasi adalah reduksi nitrat menjadi gas nitrogen bebas seperti N2, NO, dan NO2.
Senyawa NO3– → gas nitrogen bebas
b. Pemisahan fosfor
Fosfor dapat dipisahkan dengan cara koagulasi/penggumpalan dengan garam Al dan Ca, kemudian disaring.
Al2(SO4)3.14H2O(s)
+ 2 PO43–(aq) → 2 AIPO4(s) +3
SO42–(aq) + 14 H2O(l)
5 Ca(OH)2(s) + 3 HPO4–2(aq) → Ca5OH(PO4)3(s)
+6 OH–(aq) + 3 H2O(l)
c. Adsorbsi oleh karbon aktif untuk menyerap zat pencemar,pewarna, dan bau tak sedap.
d. Penyaringan mikro untuk memisahkan partikel kecilseperti bakteri dan virus.
e. Rawa buatan untuk mengurai materi organik dan anorganik yang masih tersisa dalam air limbah.
5. Desinfektan
Desinfektan ditambahkan pada tahap ini untuk menghilangkan
mikroorganisme seperti virus dan materi organik penyebab bau dan warna.
Air yang keluar dari tahap ini dapat digunakan untuk irigasi atau
keperluan industri, contoh Cl2.
Reaksi :
Cl2(g) + H2O(l) → HClO(aq) + H+(aq)
+ Cl–(aq)
6. Pengolahan padatan lumpur
Padatan lumpur dari pengolahan ini dapat diuraikan bakteri aerobik atau
anaerobik menghasilkan gas CH4 untuk bahan bakar dan biosolid untuk
pupuk. Akan tetapi dalam pelaksanaannya metode lumpur aktif menemui
kendala-kendala seperti:
- Diperlukan areal instalasi pengolahan limbah yang luas, karena prosesnya berlangsung lama.
- Menimbulkan limbah baru yakni lumpur bulki akibat pertumbuhan mikroba berfilamen yang berlebihan.
- Proses operasinya rumit karena membutuhkan pengawasan yang cukup ketat.
Berdasarkan berbagai penelitian, kelemahan metode lumpur aktif tersebut dapat diatasi dengan cara:
1. Menambahkan biosida, yaitu H2O2 atau
klorin ke dalam unit aerasi. Penambahan 15 mg/g dapat menghilangkan
sifat bulki lumpur hingga dihasilkan air limbah olahan cukup baik.
Klorin dapat menurunkan aktivitas mikroba yang berpotensi dalam proses
lumpur aktif. Metode ini hasil penelitian Sri Purwati, dkk. dari Balai
Besar Penelitian dan Pengembangan Industri Selulosa, Bandung.
2. Memasukkan karbon aktif ke tangki aerasi lumpur aktif (mekanisme
bioregenerasi). Cara ini efisien untuk mengurangi kandungan warna maupun
organik dengan biaya yang lebih ekonomis. Metode ini diperkenalkan oleh
Rudy Laksmono Widajatno dalam disertasinya di Department of
Environmental Engineering pada bulan Juni 2006.
3. Emulsi zero
Metode ini digunakan untuk mereduksi endapan lumpur bulki dengan
teknologi ozon (ozonisasi). Proses ozonisasi mampu membunuh bakteri
(sterilization), menghilangkan warna (decoloration), menghilangkan bau
(deodoration), dan dapat menguraikan senyawa organik (degradation).
Proses ini lebih menguntungkan dibanding menggunakan klorin yang hanya
mampu membunuh bakteri saja. Metode ini diperkenalkan oleh Hidenari
Yasui dari Kurita Co, Jepang dalam Jurnal International Water Science
Technology tahun 1994.
Anda sekarang sudah mengetahui Lumpur Aktif. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.
Referensi :
Harnanto, A. dan Ruminten. 2009. Kimia 1 : untuk SMA/MA Kelas X. Pusat
Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 194.
0 komentar:
Posting Komentar