Bab II Lumpur Aktif

7/23/2019 Bab II Lumpur Aktif

1/9

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Teknologi pengolahan limbah cair yang paling sederhana adalah menggunakan sistem

lumpur aktif. Secara prinsip, sistem ini memanfaatkan mikroorganisme untuk

mengkonsumsi komponen-komponen limbah sebagai sumber makanan atau energi.

Berdasarkan jenis mikroorganisme yang digunakan, proses ini dibagi menjadi dua jenis.

Proses aerobik (memerlukan oksigen) dan proses anaerobik (tanpa oksigen).

Lumpur Aktif (Activated Sludge)

Proses lumpur aktif saat ini merupakan teknologi yang paling berkembang untuk

pengolahan air limbah. Pemanfaatan sistem lumpur aktif dapat diterapkan dalam kondisiiklim yang berbeda, dari daerah tropis hingga daerah kutub, dari permukaan laut (instalasi

pengolahan air limbah di kapal) dan ketinggian yang ekstrim (pegunungan). ndustri

pengolahan !ir "imbah yang dilengkapi dengan proses lumpur aktif mampu memenuhi

kriteria limbah yang sesuai dengan baku mutu air limbah berdasarkan industrinya (#ohse

and $ey%ood,&'').

Pada proses lumpur aktif mikroorganisme membentuk gumpalan-gumpalan koloni

bakteri yang bergerak secara bebas tertahan di dalam air limbah. ikroorganisme-

mikroorganisme dapat keluar melalui aliran keluar air limbah sehingga densitas bakteri di

dalam reaktor harus dikontrol. Pada proses dengan kecepatan tinggi dan %aktu tinggal

hidraulik pendek, pengembalian atau recycling bakteri merupakan cara yang paling banyak

digunakan untuk mengontrol densitas bakteri di dalam reaktor (Siregar,*++).

Proses lumpur aktif (!ctiated sludge) terdiri dari penyisihan B# (Biological o/ygen

demand) , penyisihan nitrogen (0itrifikasi dan denitrifikasi), dan penyisihan fosfor. B#

adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorgasnisme untuk menguraikan


2/9

bahan-bahan organik (1at pencerna) yang terdapat di dalam air buangan secara biologi. B#

dan 2# digunakan untuk memonitoring kapasitas self purification badan air penerima.

Macam-Macam Sitem Lumpur Aktif

Sitem Lumpur Aktif K!"ve"i!"al

Proses "umpur !ktif 3onensional dapat dilihat pada 4ambar & berikut 5

4ambar &. Sistem "umpur !ktif 3onensional

Ketera"ga" gam#ar $%

$% Ta"gki aerai

ksidasi aerobik material organik dilakukan dalam tangki ini. 6fluent pertama masuk dan

tercampur dengan "umpur !ktif Balik (Return Activated Sludge =RAS) atau disingkat "!B

membentuk lumpur campuran (mixed liqour), yang mengandung padatan tersuspensi sekitar

&.++ - *.++ mg7l. !erasi dilakukan secara mekanik. 3arakteristik dari proses lumpur aktif

adalah adanya daur ulang dari biomassa. 3eadaan ini membuat %aktu tinggal rata-rata sel

(biomassa) menjadi lebih lama dibanding %aktu tinggal hidrauliknya (Sterritt dan "ester,

&'). 3eadaan tersebut membuat sejumlah besar mikroorganisme mengoksidasi senya%a

organik dalam %aktu yang singkat. 8aktu tinggal dalam tangki aerasi berkisar 9 - jam.

&% Ta"gki Sedime"tai

Tangki ini digunakan untuk sedimentasi flok mikroba (lumpur) yang dihasilkan selama fase

oksidasi dalam tangki aerasi. Seperti disebutkan dia%al bah%a sebaghian dari lumpur dalam

tangki penjernih didaur ulang kembali dalam bentuk "!B kedalam tangki aerasi dan sisanya

dibuang untuk menjaga rasio yang tepat antara makanan dan mikroorganisme (F/M Ratio).


3/9

A"alia

Kimia

&. 2# (2hemical /ygen #emand) 5 :umlah oksigen (ppm *) yang dibutuhkan untuk

mengoksidasi 3*2r*;yang digunakan sebagai sumber oksigen (o/idi1ing agent).

*. B# (Biochemical /ygen #emand) 5 Suatu analisis empiris yang mencoba mendekati

secara global proses-proses mikrobiologi yang benar-benar terjadi didalam air. !ngka

B# adalah jumlah oksigen (ppm *) yang dibutuhkan oleh bakteri untuk

mengoksidasi hampir semua 1at organis yang terlarut dan sebagian 1at organis yang

tersuspensi dalam limbah cair.

) yang menunjukkan

tingkat keasaman atau kebasaan.

'iika

&. "SS (i/ed "i?our Suspended Solid) 5 :umlah seluruh padatan tersuspensi dalam

suatu cairan (ppm) yang menggambarkan kepekatan lumpur pada kolam aerasi

khususnya.*. S@


4/9

&. Sistem "umpur

!ktif

Pada dasarnya sistem lumpur aktif terdiri atas dua unit proses utama, yaitu

bioreaktor (tangki aerasi) dan tangki sedimentasi. #alam sistem lumpur aktif, limbah cair

dan biomassa dicampur secara sempurna dalam suatu reaktor dan diaerasi. Pada

umumnya, aerasi ini juga berfungsi sebagai sarana pengadukan suspensi tersebut. Suspensi

biomassa dalam limbah cair kemudian dialirkan ke tangki sedimentasi, dimana biomassa

dipisahkan dari air yang telah diolah. Sebagian biomassa yang terendapkan dikembalikan

ke bioreaktor dan air yang telah terolah dibuang ke lingkungan. !gar konsentrasi

biomassa di dalam reaktor konstan ("SS = < - gf"), sebagian biomassa dikeluarkan

dari sistem tersebut sebagai excess sludge. Skema proses dasar sistem lumpur aktif dapat

dilihat pada

Influen

Bioreakt

or

Tangki sedimentasi

Fluen

Excess sludge

4ambar *. Proses "umpur !ktif

Pada semua sistem lumpur aktif, pengadukan memegang peranan yang penting dalam

menjaga keseragaman dan kestabilan kelarutan bahan organik, oksigen, dan mencegah

pengendapan lumpur aktif. Penyisihan bahan organik pada sistem ini bisa mencapai

D 'A (4on1ales, &''E). enurut (etcalf dan 6ddy, &''&), dalam bioreaktor,

mikroorganisme mendegradasi bahan-bahan organik dengan persamaan stoikiometri pada

reaksi di ba%ah ini5


5/9

a. Proses ksidasi dan Sintesis5

bakteri

2$0S > * > 0utrien 2* > 0$< > 2$;0* > sel bakteri baru

b. Proses espirasi 6ndogenus5

2$;0* > * 2* > *$* > 0$< > energi sel

eski memiliki presentase keberhasilan yang tinggi, pengolahan

menggunakan lumpur aktif dipengaruhi oleh beberapa faktor krusial yang jika

tidak diperhatikan akan mengakibatkan kegagalan. Berdasarkan berbagai

penelitian telah banyak dilakukan, dapat diketahui bah%a faktor-faktor yang

mempengaruhi optimalnya sistem lumpur aktif antara lain kelarutan

oksigen (#), rasio Food/Microorganism (rasio F7), serta interaksi kandungan

mineral dan lumpur dalam pengendapan lumpur (!rgaman, &'&G 2asey dkk.,

&''*G Piirtola dkk., &'''). Pohan (*++) menambahkan, proses ini juga sangat

peka terhadap faktor suhu, p$, dan 1at-1at inhibitor terutama 1at-1at beracun.

3elebihan dari sistem lumpur aktif adalah dapat diterapkan untuk hampir

semua jenis limbah cair, baik untuk oksidasi karbon, nitrifikasi,

denitrifikasi, maupun eliminasi fosfor secara biologis. 3endala yang mungkin

dihadapi oleh dalam pengolahan limbah cair dengan sistem ini kemungkinan

adalah besarnya biaya inestasi maupun biaya operasi karena sistem ini

memerlukan peralatan mekanis seperti pompa dan !lo"er. Biaya operasi

umumnya berkaitan dengan pemakaian energi listrik.

*. Sistem #rickling Filter

#rickling filter terdiri atas tumpukan media padat dengan kedalaman

sekitar * m, umumnya berbentuk silinder. "imbah cair disebarkan ke

permukaan


6/9

media bagian atas dengan lengan distributot berputar dan air kemudian mengalir

(menetes) ke ba%ah melalui lapisan media. Polutan dalam limbah cair yang

mengalir melalui permukaan media padat akan terabsorps oleh mikroorganisme

yang tumbuh dan berkembang pada permukaan media padat tersebut.

Setelah mencapai ketebalan tertentu, biasanya lapisan biomassa ini terba%a

aliran limbah cair ke bagian ba%ah. "imbah cair di bagian ba%ah dialirkan ke

tangki sedimentasi untuk memisahkan blomassa. esirkulasi dari tangki

sedimentasi diperlukan untuk meningkatkan efislensi.


7/9

Sistem kolam (pola sistem) atau sering disebut juga sebagai kolam

oksidasi merupakan salah satu sistem pengolahan limbah cair tertua, dan

merupakan perkembangan dari cara pembuangan limbah cair secara langsung ke

badan air. Pada sistem kolam. konsentrasi mikroorganisme relatif kecil,

suplai

oksigen dan pengadukan berlangsung secara alami, sehingga proses

perombakan bahan organik berlangsung relat if lama dan pada area yang luas.

E. Sistem C!SB

C!SB ($%&flo" Anaero!ic Sludge Blanket) merupakan salah jenis

reaktor anaerobik yang paling banyak diterapkan untuk pengolahan berbagai

jenis limbah cair. Berbeda dengan proses aerobik, dimana bahan organik

dikonersi menjadi produk akhir berupa karbon dioksida dan air, pada

proses anaerobik sebagai produk adalah gas metana dan karbon dioksida.

;. Septik Tank

Sistem septik tank merupakan salah satu cara pengolahan limbah cair

yang paling sederhana. #alam sistem septik tank proses perombakan limbah cair

berlangsung dalam kondisi anaerobik. Sistem septik tank harus dilengkapi

dengan fasilitas untuk peresapan efluen.

enurut 8illiam (&'''), pengolahan limbah dengan aero!ic activated

sludge (lumpur aktif) merupakan proses biologis dengan memanfaatkan

mikroorganisme untuk mendegradasi bahan-bahan organik yang terkandung

dalam limbah cair. Prinsip dasar proses pengolahan secara lumpur aktif adalah

pemutusan molekul kompleks menjadi molekul sederhana dengan memanfaatkan

populasi mikroorganisme aerobik yang mampu merombak senya%a organik

(molekul kompleks) menjadi gas 2*, $*, dan sel biomassa baru (molekul

sederhana) (Pohan, *++G 3lopping dkk., &''G $erlambang dan 8ahjono, &''').

Pemutusan rantai senya%a organik kompleks yang terkandung dalam air limbah

menjadi senya%a-senya%a yang lebih sederhana akan meningkatkan proses

biodegradasi aerobik dalam sistem lumpur aktif (#amasceno dkk., *++).


8/9

Seperti mikroorganisme pada umumnya, mikroorganisme dalam lumpur aktif

memerlukan sumber nutrisi seperti karbon, nitrogen, fosfor, sulfur, dan unsur-unsur

mikro lainnya yang digunakan dalam proses metabolisme. Semua nutrisi yang

dibutuhkan tersebut dapat diperoleh dari limbah cair (Buchari dkk., *++&).

ikroorganisme yang umumnya digunakan untuk pengolahan limbah adalah

bakteri, algae, atau proto1oa (Pohan, *++). Pertumbuhan mikroorganisme dapat

membentuk

gumpalan massa yang dapat dipertahankan dalam suspense bila lumpur aktif diaduk.

Cntuk memperoleh hasil yang maksimal dengan mempertimbangkan sifat

mikroorganisme perlu diperhatikan kondisi agar mikroorgansime dapat berkembang

dengan baik sesuai dengan lingkungannya (Buchari dkk., *++&).

Bakteri merupakan komponen utama dari flok lumpur aktif, terdapat

lebih dari


9/9

Documents

Bab II Lumpur Aktif