Anaerobic Baffle Reactor (ABR)

ABR merupakan pengolahan air limbah dengan sistem tangki septik, akan tetapi ada

penambahan sistem penyekatan di dalam tangkinya. ABR terdiri dari penyekatan yang berdiri

dan menggantung secara bergantian dimana ada pembagian ruangan-ruangan reaktor dengan

aliran ke atas dan ke bawah dari ruangan satu ke ruangan berikutnya. Pengertian tangki septik

sendiri adalah suatu ruangan kedap air atau beberapa kompartemen ruangan, yang berfungsi

menampung/mengolah air limbah dengan kecepatan alir yang lambat, sehingga memberi

kesempatan untuk terjadi pengendapan terhadap suspense benda-benda padat dan kesempatan

untuk penguraian bahan-bahan organik oleh jasad anaerobik membentuk bahan-bahan larut air

dan gas. Jenis reaktor ABR cocok untuk mengolah limbah industri makanan dengan berbagai

variasi debit dan konsentrasi air limbah (Movanhedyan, et al, 2007). Reaktor ABR menunjukkan

efisiensi yang tinggi pada loading rate yang tinggi dan dapat diterapkan pada kondisi lingkungan

yang extreme dan pada limbah yang mempunyai senyawa inhibitor (Wang, et al, 2003).

Meskipun pengolahan ABR merupakan proses pengendapan sederhana tanpa penambahan

bahan kimia, proses yang terjadi dalam ABR sangat komplek dan saling terkait. Proses-proses

yang terjadi adalah (Qasim dalam Mubarok, 2008) :

a. Penyisihan zat padat

Proses penyisihan zat padat terjadi secara alami dan membentuk tiga lapisan dalam

tangki yaitu lapisan lumpur pada dasar tangki, lapisan busa (scum) pada permukaan air dan

lapisan cairan yang relatif agak jernih di tengah. Partikel-partikel padat membentuk partikel

yang lebih besar dan mengendap di dasar tangki. Pembentukan partikel ini dibantu dengan

adanya gas dan partikel lumpur pada cairan limbah.

b. Pembentukan lumpur dan busa (scum)

Zat organik pada lumpur dan scum didegradasi oleh bakteri anaerob menghasilkan

asam, karbondioksida dan methan. Pembentukan gas pada lapisan lumpur menyebabkan

partikel flok mengapung dan akan mengendap setelah gas dilepaskan ke permukaan. Lumpur

pada tangki menjadi padat tergantung dari berat cairan dan lapisan permukaan lumpur.

c. Stabilisasi larutan

Selama waktu tinggal dalam tangki, zat-zat organik dalam larutan limbah distabilisasi

oleh bakteri anaerob, dimana organik komplek akan dipecah menjadi materi yang lebih

sederhana.

d. Pertumbuhan mikroorganisme

Bermacam-macam mikroorganisme tumbuh, bereproduksi dan mati dalam tangki

septik. Mereka melekat pada zat organik dan terpisah dari padatan. Secara keseluruhan

terjadi reduksi jumlah mikroorganisme.

Gambar 2.2. Anaerobic Baffle Reactor (ABR)

Sumber : Morel & Diener (2006)

Volume dan Dimensi Tangki

Volume ABR dihitung berdasarkan waktu tinggal yang akan digunakan dalam perencanaan

periode desain. Perhitungan besarnya volume reaktor sama dengan perhitungan tangki septik

konvensional. Volume ABR dihitung berdasarkan rumus berikut (Sasse dalam Mubarok, 2008) :

V = Q x td

Keterangan V = volume reaktor (m3)

Q = debit air limbah (l/detik)

Td = waktu tinggal (hari)

Sedangkan untuk menghitung lebar bukaan outlet dapat menggunakan rumus :

A = Q/v

Keterangan A = luas outlet (m2)

Q = debit air limbah (l/hari)

V = kecepatan aliran (m/jam)

Perencanaan dimensi tangki menurut (Sasse dalam Mubarok, 2008) adalah sebagai

berikut :

1. Rasio panjang terhadap lebar adalah 2 : 1 sampai 1 : 3

2. Tinggi tangki adalah tinggi air dalam tangki ditambah freeboard

Untuk memberikan distribusi air limbah yang bagus dan merata, perencanaan dimensi tiap

ruangan ABR adalah sebagai berikut :

1. Rasio panjang dan tinggi tiap ruangan adalah 0,5 – 0,6

2. Kecepatan aliran ke atas (up flow) adalah 0,5 – 1,5 m/jam, pada keadaan debit

maksimum kecepatan ke atas adalah 3 m/jam.

3. Pembebanan organik adalah < 3 – 4 kg COD/m3/hari.

2.9.3. Unit-unit Pengolahan Kimia

Pengolahan ini merupakan proses pengolahan limbah dimana penguraian atau pemisahan

bahan yang tidak diinginkan berlangsung dengan adanya mekanisme reaksi kimia (penambahan

bahan kimia ke dalam proses).

Desinfeksi

Desinfeksi adalah usaha untuk mematikan mikroorganisme yang masih tersisa dalam

proses, terutama ditujukan kepada yang pathogen (Tri Joko, 2010).

Terdapat bermacam-macam cara desinfeksi :

Kimia - Larutan kaporit

- Gas Chloor

- Gas Ozon

Fisika - Gelombang Mikro

- Ultraviolet

Untuk membunuh mikroorganisme yang bersifat pathogen terkandung di dalam air,

misalnya adalah mikroba E. Coli. Bahan desinfeksi tersebut desinfektan dan biasanya

desinfektan kimia berupa kaporit, Bromin Klorida, gas klor, gas iod, ozon dan kalium

permanganat. Desinfektan yang sering digunakan adalah kaporit, gas klor dan sinar ultraviolet.

Kemampuan dari desinfektan ini adalah sebagai berikut :

1. Menghilangkan bau

2. Mematikan alga

3. Mengoksidasi Fe (II) menjadi Fe (III) sehingga konsentrasi di air turun

4. Mengoksidasi Mn

5. Mengoksidasi H2S menjadi H2SO4

6. Mengoksidasi nitrit menjadi nitrat

7. Mengoksidasi amonia menjadi senyawa amin

8. Mengoksidasi phenol menjadi senyawa phenolat yang tidak berbahaya

Faktor yang mempengaruhi efisiensi desinfeksi adalah :

1. Waktu kontak

2. Konsentrasi desinfektan

3. Jumlah mikroorganisme

4. Temperatur air

5. pH

6. Adanya senyawa lain dalam air

Senyawa klor dapat mematikan mikroorganisme dalam air karena oksigen yang

terbebaskan dari senyawa asam hypochlorous mengoksidasi beberapa bagian yang penting dari

sel-sel bakteri sehingga rusak.

Teori lain menyatakan bahwa proses pembunuhan bakteri oleh senyawa klor, selain oleh

oksigen bebas juga disebabkan oleh pengaruh langsung senyawa chlor yang bereaksi dengan

protoplasma. Beberapa percobaan menyebutkan bahwa kematian mikroorganisme disebabkan

reaksi kimia antara asam hipoclorous dengan enzim pada sel bakteri sehingga metabolismenya

terganggu. Senyawa klor yang sering digunakan sebagai desinfektan adalah hipoclorit dari

kalsium dan natrium, kloroamin, klor dioksida dan senyawa kompleks dari klor.

Setelah filtrasi air pada prinsipnya sudah memenuhi standar kualitas. Tetapi untuk

keperluan penyimpanan dan untuk menghindari kontaminasi air dari mikroorganisme perlu

dilakukan desinfeksi (Tri Joko, 2010).

2.10 Effective Microorganism 4 (EM4)

2.10.1. Pengertian EM4

Effective Microorganism 4 (EM4) adalah suatu kultur campuran mikroorganisme yang

mengandung bakteri, Actynomicetes, Lactobasilus sp dan ragi yang menguntungkan bagi

pertumbuhan. Teknologi ini merupakan salah satu teknologi pemanfaatan jasad renik hidup

untuk memperbaiki kesuburan dan sifat tanah (Anonim, 2004).

Teknologi EM4 ini telah dikembangkan oleh Teruo Higa sejak tahun 1980 dari Jepang.

Kemasan EM4 berupa cairan berwarna coklat dengan bau yang khas, apabila tercium bau busuk

menandakan bahwa mikroorganisme yang terkandung di dalamnya telah rusak atau mati

(Anonim, 2004).

Anonim, 2004 juga menyatakan bahwa proses fermentasi material organik yang dibantu

oleh EM4 akan menghasilkan senyawa-senyawa asam amino, asam laktat dan alkohol yang

dapat dengan mudah diserap atau menjadi substrat bagi mikroorganisme lainnya.

EM4 bukan hanya diperuntukkan bagi tanaman tetapi juga digunakan untuk mempercepat

dekomposisi material organik sehingga dalam dekomposisinya tidak menimbulkan bau busuk.

EM4 sebagai mikroorganisme campuran fermentasi dan sintetik yang dapat memfermentasi

bahan/material organik dan memanfaatkan gas dan panas dari proses pembusukkan sebagai

sumber energi. Hal ini berarti, jika proses penguraian material organik berlangsung dengan

fermentasi/dalam kondisi anaerob maka pembentukan bau busuk dan panas dapat ditekan

(Anonim, 2004).

2.10.2. Pengaruh EM4 dalam Pengolahan Limbah

Pengolahan limbah yang memanfaatkan teknologi EM4 ini akan memiliki beberapa

keuntungan karena EM4 mempunyai pengaruh yang positif terhadap pengolahan limbah dengan

EM4. Pengaruh positif tersebut adalah :

1. EM4 dapat menekan bau busuk proses fermentasi material organik

2. EM4 dapat berfungsi untuk mengurangi endapan atau sludge

3. EM4 dapat meningkatkan kualitas air limbah, sehingga hasil olahan

menjadi lebih meningkat kualitasnya.

4. Air limbah hasil olahan dengan EM4 menjadi berkualitas baik sehingga

dapat dimanfaatkan untuk tanaman.

Menurut Supriyanto (1997), EM4 dapat dipakai untuk membantu memecahkan

permasalahan limbah cair tahu, yaitu menggunakan metode batch konvensional pada kondisi

anaerob. Konsentrasi paling tepat untuk keperluan proses pengolahan limbah cair pabrik tahu

pada proses tersebut di atas adalah 1 ml EM4 dalam 1 Liter substrat dengan efisiensi penurunan

COD 64,66% - 73,18%.

1.11 Persyaratan Lokasi IPAL

Pemilihan lokasi untuk sarana pengolahan air limbah harus dievaluasi berdasarkan

topografi, tata guna lahan, pengaruhnya terhadap lingkungan sekitar dan analisa ekonomi.

Beberapa prinsip yang harus dipertimbangkan dalam memilih lokasi sarana pengolahan air

limbah antara lain adalah sebagai berikut (Qasim dalam Mubarok, 2008) :

1. Instalasi pengolahan air limbah (IPAL) sebaiknya dibangun pada tempat dengan

elevasi rendah agar memungkinkan penyalurannya secara gravitasi.

2. Lokasi IPAL bukan pada tanah atau area yang akan dikembangkan.

3. Lokasi bukan pada daerah atau tempat yang sering terkena banjir.

4. Terdapat jalur untuk akses masuk ke lokasi IPAL yang dapat selalu dilewati.

5. Lokasi IPAL tidak jauh dengan saluran atau sungai atau badan air alami yang

mampu menerima efluen dari pengolahan.

6. Lokasi IPAL mempunyai slope yang dapat mengalirkan air limbah secara

gravitasi dari unit pengolahan satu ke unit pengolahan lainnya.

7. Lokasi bukan merupakan tempat yang mempunyai nilai sejarah atau arkeologi

atau wilayah yang dilindungi oleh pemerintah.