OPTIMALISASI KINERJA INSTALASI

PENGOLAHAN AIR LIMBAH

CAPACITY BUILDING PRODUSEN IPALPUSAT STANDARDISASI LINGKUNGAN DAN KEHUTANAN

Jakarta, 13 Maret 2019

Ir. Nusa Idaman Said, M.Eng.

Parameter Satuan Kadar Maksimum*

pH - 6 - 9

BOD mg/l 30

COD mg/l 100

TSS mg/l 30

Minyak dan Lemak mg/l 5

Amoniak mg/l 10

Total Coliform Jumlah/100 ml 3000

Debit L/orang/hari 100

Baku Mutu Air Limbah Domestik

Permen LHK Nomor P.68/Menlhk/Setjen/Kum.1/8/2016

Keterangan :

*) Rumah susun, penginapan, asrama, pelayanan kesehatan, rumah makan, balai pertemuan,

permukiman, industri, IPAL Kawasan, IPAL permukiman, IPAL perkotaan, pelabuhan, bandara,

stasiun kereta api, terminal dan lembaga pemasyarakatan

JENIS POLUTAN DI DALAM AIR LIMBAH

1. Padatan tersuspensi (suspended matter)

2. Pulutan organik terlarut (disolved organic matter)

3. Polutan senyawa anorganik (asam/garam anorganik)

4. Minyak/lemak

5. Garam –garam nutrien

6. Patogen dan parasit

7. Senyawa B3, misalnya logam berat, pestisida dll

Karakteristik Limbah Domestik atau Limbah Perkotaan

No PARAMETER MINIMUM MAKSIMUM RATA-RATA

1 BOD - mg/l 31,52 675,33 353,43

2 COD - mg/l 46,62 1183,4 615,01

3 Angka Permanganat 69,84 739,56 404,7

4 Ammoniak (NH3) - mg/l 10,79 158,73 84,76

5 Nitrit (NO2-) - mg/l 0,013 0,274 0,1435

6 Nitrat (NO3-) - mg/l 2,25 8,91 5,58

7 Khlorida (Cl-) - mg/l 29,74 103,73 66,735

8 Sulfat (SO4-) - mg/l 81,3 120,6 100,96

9 pH 4,92 8,99 6,96

10 Zat padat tersuspensi (SS) mg/l 27,5 211 119,25

11 Deterjen (MBAS) - mg/l 1,66 9,79 5,725

12 Minyal/lemak - mg/l 1 125 63

13 Cadmium (Cd) - mg/l ttd 0,016 0,008

14 Timbal (Pb) 0,002 0,04 0,021

15 Tembaga (Cu) - mg/l ttd 0,49 0,245

16 Besi (Fe) - mg/l 0,19 70 35,1

17 Warna - (Skala Pt-Co) 31 150 76

18 Phenol - mg/l 0,04 0,63 0,335

Clarifier

General overview of plant components

Secondary Sludge

Primary Sludge

Clarifier

Raw Wastewater Influent

PRIMARY

DISINFECTION

Biological

Treatment

System

SECONDARY

Clean Wastewater Effluent

Discharge to Receiving Waters

Preliminary Residuals

(i.e., grit, rags, etc.)A

B

C

Wastewater

Treatment

Residuals

Biosolids

Processing

and Disposal

(e.g., attached-grwoth

Suspended-Growth,

Constructed Wetland, etc.)

Clarifier

PRELIMINARY

Usually to Landfill

PROSES PENGOLAHAN AIR LIMBAH

PROSES

PRIMER

PROSES

SEKUNDER

PROSES

TERSIER

Proses Fisika/

Kimia

-Grit removal

-Equalisasi

-Koagulasi dan

sedimentasi

-Pengaturan pH

Proses Biologis

Biakan tersuspensi

dan biakan melekat

-Aerobik

-Anaerobik

- Fakultatif

-Kombinasi

Anaerobik-Aerobik

Proses Fisika

/kimia dan biologis

-Nitrifikasi

-Denitrifikasi

-Ozonasi

-Filtrasi

-Adsorbsi dan

absorbsi

KONTAMINAN SISTEM PENGOLAHAN KLASIFIKASI

Padatan tersuspensi Screening dan communition F

Sedimentasi F

Flotasi F

Filtrasi F

Koagulasi/sedimentasi K/F

Land treatment F

Biodegradableorganics

Lumpur aktif B

Trickling filters B

Rotating biological contactors B

Aerated lagoons (kolam aerasi) B

Saringan pasir P/B

Land treatment B/K/F

Pathogens Khlorinasi K

Ozonisasi K

Land treatment F

Nitrogen Suspended-growth nitrification and denitrification B

Fixed-film nitrification and denitrification B

Ammonia stripping K/F

Ion Exchange K

Breakpoint khlorinasi K

Land treatment B/K/F

Phospor Koagulasi garam logam/sedimentasi K/F

Koagulasi kapur/sedimentasi K/F

Biological/Chemical phosphorus removal B/K

Land treatment K/F

Refractory organics Adsorpsi karbon F

Tertiary ozonation K

Sistem land treatment F

Logam berat Pengendapan kimia K

Ion Exchange K

Land treatment F

Padatan inorganikterlarut

Ion Exchange K

Reverse Osmosis F

Elektrodialisis K

Tabel 1 : Sistem Pengolahan untuk menghilangkan materi pencemar dalam air limbah

TEKNOLOGI PENGOLAHAN AIR LIMBAH

Ditinjau dari urutannya proses pengolahan air limbah dapat dibagi menjadi :

Pengolahan Primer (primer treatment), Pengolahan sekunder (secondary treatment), dan

pengolahan tersier atau pengolahan lanjut (advanced treatmet).

Pengolahan primer merupakan proses pengolahan pendahuluan untuk menghilangkan padatan

tersuspensi, koloid, serta penetralan yang umumnya menggunakan proses fisika atau proses

kimia.

Pengolahan sekunder merupakan proses untuk menghilangkan senyawa polutan organik terlarut

yang umumnya dilakukan secara proses biologis.

Pengolahan tersier, merupakan proses pengolahan lanjut untuk mendapatkan kualitas air olahan

sesuai yang diharapkan. Dapat dilakukan dengan proses biologis, kimia, fisika atau kombinasi

ketiga proses tersebut.

Ditinjau dari jenis prosesnya dapat dikelompokkan :

Proses pengolahan secara fisika,

proses secara kimia,

proses secara fisika-kimia serta

proses pengolahan secara biologis.

Klasifikasi Proses Pengolahan Air Limbah Secara Biologis Aerobik.

Tahapan proses pengolahan air limbah.

BOD - mg/l 353,43

COD - mg/l 615,01

Angka Permanganat 404,7

Ammoniak (NH3) - mg/l 84,76

Khlorida (Cl-) - mg/l 66,735

Sulfat (SO4-) - mg/l 100,96

pH 6,96

Zat padat tersuspensi (SS) mg/l 119,25

Deterjen (MBAS) - mg/l 5,725

Minyal/lemak - mg/l 63

Warna - (Skala Pt-Co) 76

Phenol - mg/l 0,335

TINGKAT

KUALITAS YANG

DIHARAPKAN

MENETUKAN

TEKNOLOGI APA YANG

DIGUNAKAN

Karakterisitik Operasional Proses Pengolahan Air Limbah Dengan

Proses Biologis

PROSES AEROBIK DENGAN BIAKAN TERSUSPENSI

LUMPUR AKTIF (ACTIVATED SLUDGE)

Definisi: (Eckenfelder, 1989).

Proses pengolahan air limbah sistem lumpur aktif (activated sludge)

adalah proses pengolahan polutan organik terlarut maupun tidak

terlarut dalam air limbah menjadi flok mikroba tersuspensi yang dapat

dengan mudah mengendap dengan teknik pemisahan padat cair sistem

gravitasi.

UNIT PERALATAN YANG DIGUNAKAN PADA PROSES

LUMPUR AKTIF (ACTIVATED SLUDGE)

1. Bak pengendap,

Pengendap awal: untuk memisahkan material tersuspensi yang ada

dalam air limbah.

Pengendap akhir: untuk pemisahan air dan lumpur mikroorganisma.

2. Kolam aerasi, tempat bereaksinya air limbah dengan mikroorganisma

pengurai air limbah (lumpur aktif)

3. Peralatan pemasok udara. Sebagai pemasok udara dipakai aerator

dan difuser.

4. Sistem sirkulasi lumpur. Untuk mengembalikan lumpur dari bak

pengendap akhir ke kolam aerasi.

5. Sistem pengadukan. Untuk membuat supaya campuran dalam kolam

aerasi homogen dan tidak menimbulkan “dead space” lumpur.

6. Sistem pengolahan dan pembuangan lumpur. Lumpur timbul akibat

dari pertumbuhan mikroorganisma.

REAKSI PENGURAIAN BAHAN PENCEMAR

DALAM AIR LIMBAH DENGAN PROSES LUMPUR AKTIF

Untuk bahan pencemar karbon organik dengan proses aerobik

terjadi dalam beberapa tahapan reaksi:

-Pembentukan cell (synthesa):

6C6H12O6(karbon organik)+ 4NH3 + 16O2 → 4C5H7O2N (sel) + 16CO2 +

28H2O

- reaksi endogen/ respirasi sel

4C5H7O2N + 20O2 + 28H2O → 20CO2 + 4NH3 + 8H2O

- Nitrifikasi

2NH4+ + 3O2 → 2NO2

- + 2H2O

2NO2- + 2O2 → 2NO3

-

MIKROORGANISMA YANG ADA LUMPUR AKTIF

Bakteri, berperan dalam pembentukan flok

Protozoa, sensitif terhadap perubahan lingkungan

sehingga dapat dipakai sebagai indikator adanya

toxic, kekurangan oksigen, dan perubahan komposisi

limbah

Fungi, tumbuh apabila di kolam aerasi pH terlalu rendah

Rotifer, mengindikasikan kalau sistim lumpur aktif sudah

stabil

Nematoda, mengindikasikan kalau lumpur sudah tua

website : www.kelair.bppt.go.id

AmoebaTeachamoeba Aspisdisca

Bodo Mutabilis Opercularia Epistilis Digitalis

Vorticella

(protozoa)Acineta Tracelopyllum

Rotifier Paramaecium Nematoda

VARIABEL DAN ISTILAH DALAM PROSES PENGOLAHAN AIR LIMBAH

MENGGUNAKAN LUMPUR AKTIF

HRT : Hydraulic retention time, waktu tinggal air limbah

dalam kolam aerasi

MLSS : Mixed Liquor Suspended Solid, jumlah total padatan

tersuspensi dalam campuran lumpur aktif dan air limbah

MLVSS : Mixed Liquor Volatile Suspended Solid, Jumlah material

organik yang ada dalam MLSS

SRT : Sludge Retention Time, waktu tinggal lumpur aktif

dalam kolam aerasi.

F/M: Food to Microorganism Ratio, perbandingan jumlah

organik yang masuk dengan mikroorganisma yang

ada dalam kolam aerasi.

BOD volumetrik loading: jumlah BOD yang masuk dalam kolam

aerasi setiap hari dibagi dengan volume kolam aerasi

SVI : Sludge Volume Index, volume 1 gram lumpur aktif setelah

diendapkan selama 30 menit.

Q

VHRT

CARA PERHITUNGAN/ PENGUKURAN PARAMETER

Hidraulic Retention Time (HRT)

Q = Laju alir air limbah masuk kolam aerasi, m3/hari

V = Volume kolam aerasi, m3

HRT = Waktu Tinggal Air Limbah dalam Kolam Aerasi, hari

Mixed Liquor Suspended Solid (MLSS), mg/l, g/m3

- Timbang cawan porselin, mg

- Masukkan campuran air limbah dan lumpur dari kolam aerasi

kedalam cawan dengan volume tertentu, ml.

- Keringkan dalam oven 105oC.

- Selisih berat awal dan akhir dari Cawan porselin merupakan MLSS

Mixed Liquor Volatile Suspended Solid (MLVSS) mg/l, g/m3

- Timbang cawan porselin, mg

- Masukkan campuran air limbah dan lumpur dari kolam aerasi

kedalam cawan dengan volume tertentu, ml.

- Keringkan dalam oven 600oC -650oC.

- Selisih berat awal dan akhir dari Cawan porselin merupakan MLVSS

MLVSS = (65 – 75%) x MLSS

website : www.kelair.bppt.go.id

Solid Retention Time (SRT)

RweW .XQ)XQ(Q

V.XSRT

V = Volume kolam aerasi, m3

X = Konsentrasi MLVSS dalam kolam aerasi, g/m3

Xe = Konsentrasi MLVSS dalam effluent, g/m3

XR = Konsentrasi MLVSS dari bak pengendap yang di

kembalikan ke dalam kolam aerasi

Q = Laju alir air limbah, m3/hari

Qw = Laju alir padatan yang dibuang dari bak pengendap

SRT = Waktu Tinggal Solid dalam kolam aerasi

Food to Microorganism Ratio (F/M)

HRT.X

S

M

F o

So = Konsentrasi BOD masuk kolam aerasi, g/m3

HRT = Waktu tinggal air limbah dalam kolam aerasi, hari

X = Konsentrasi MLVSS dalam kolam aerasi, g/m3

F/M= rasio food terhadap mikroorganisma, g BOD/gVSS. hari

Pengaruh: - Efisiensi pengolahan

Jumlah lumpur yang dihasilkan

Kesetabilan lumpur aktif

Kebutuhan oksigen

BOD volumetrik loading

V

Q.SBODloading o

Q = Laju alir limbah ke kolam aerasi, m3/hari

So = Konsentrasi BOD dalam influent, g/m3

V = Volume kolam aerasi, m3

BOD loading: Beban BOD, g BOD/m3 hari

website : www.kelair.bppt.go.id

Sludge Volume Index (SVI)

X

SV.1000SVI

SV = Volume lumpur setelah

diendapkan 30 menit, ml

X = konsentrasi MLSS dalam

kolam aerasi, mg/l

SVI = Sludge vol index, ml/g

website : www.kelair.bppt.go.id

Di dalam unit pengolahan air limbah dengan sistem lumpur aktif

konvensional dengan MLSS < 3500 mg/l) nilai SVI yang normal berkisar

antara 50 - 150 ml/g.

JENIS DAN MACAM PROSES LUMPUR AKTIF

Proses lumpur aktif conventional

Proses lumpur aktif dengan aerasi berlanjut

Proses lumpur aktif dengan stabilisasi kontak

Proses lumpur aktif kecepatan tinggi

Proses lumpur aktif dengan extended aerasi

Proses lumpur aktif dengan oksidasi parit

Bak Pengendapan Awal Bak

Parameter desain Aliran Terpisah Aliran Pengendapan

Lumpur Aktif Trickling Filter gabungan Akhir

Waktu Tinggal Hidrolik (Jam) 1,5 2,0 3,0 2,5

Material yang dipisahkan Padatan tersuspensi di dalam air limbah Lumpur biomasa

Overflow rate

( m3/m2.hari)

25 - 30 20 - 30

Weir Loading (m3/m.hari) < 250 < 150

Bentuk Persegi Panjang :

Panjang / Lebar 3 : 1 – 5 : 1 sama

Kedalaman (m) 2,5 – 4,0 sama

Tinggi ruang bebas (cm) 40 -60 sama

Slope dasar (mm/m) Bentuk bulat : 5/100 – 10/100 sama

Bentuk Persegi panjang : 1/100 – 2/100 sama

Diameter pipa lumpur (mm) > 200 sama

Kriteria Disain Bak Pengendapan Awal (Primer) Dan Bak Pengendapan Akhir (Sekunder)

Sumber : Fujita - Gesuidou Kougaku Enshu, 1988.

Diagram proses pengolahan air limbah dengan proses lumpur aktif standar

Activated Sludge

Process

Proses Lumpur Aktif

Standar/Konvensional

Extended Aeration Oxidation ditch

Efisiensi (%) 85 - 95 75 - 85 75 – 85

BOD Loading (Kg/m3 Hari) 0,3 – 0,8 0,15 – 0,25 0,1 – 0,2

MLSS (mg/L) 1500 - 2000 3000 - 6000 3000 - 6000

Kebutuhan Udara

(Q Udara/ Q Air)

3 - 7 > 15 -

Sludge Age/ SRT (hari) 5 - 15 15 - 30 15 - 30

Rasio Sirkulasi Lumpur

(Q Lumpur/ Q Limbah)

20 - 40 50 - 150 50 - 150

Tabel : Kriteria Perencanaan IPAL Dengan Proses Lumpur Aktif.

Keterangan : Standar Japan Water Work Assosiation (JWWA)

KRITERIA PERENCANAAN LUMPUR AKTIF STANDAR

Beban BOD :

BOD – MLSS Loading = 0,2 – 0,4 [kg/kg.hari]

BOD – Volume Loading = 0,3 – 0,8 [kg/m3.hari]

MLSS = 1500 – 2000 mg/l

Sludge Age = 2 - 4 hari

Kebutuhan Udara(QUdara/QAir) = 3 - 7

Waktu Aerasi (T) = 6 - 8 jam

Ratio Sirkulasi Lumpur(QLumpur/QAir Limbah) = 20 - 40 %

Efisiensi Pengolahan = 85 - 95 %

Diagram proses pengolahan air limbah dengan sistem “ Extended

Aeration”

PROSES “EXTENDED AERATION”

KRITERIA PERENCANAAN

Beban BOD :

BOD – MLSS Loading = 0,03 – 0,05 [kg/kg.hari]

BOD – Volume Loading = 0,15 – 0,25 [kg/m3.hari]

MLSS = 3000 – 6000 mg/l

Sludge Age = 15 –30 hari

Kebutuhan Udara (QUdara/QAir) = > 15

Waktu Aerasi (T) = 16 – 24 jam

Ratio Sirkulasi Lumpur (QLumpur/QAir Limbah) = 50 – 150 %

Efisiensi Pengolahan = 75 – 85 %

Keterangan :

Digunakan untuk kapasitas pengolahan yang relatif kecil, pengolahan paket, untuk

mengurangi produksi lumpur.

website : www.kelair.bppt.go.id

Proses

Konvensional

Extended

Aeratio

Oxidation

ditch

Step Aeration Contact

stabilisation

High rate Oksigen

murni

EFISIENSI (%) 85 - 95 75 - 85 75 – 85 90 85 - 90 75 - 95 85 - 95

F/M ratio (g BOD/g VSS

hari)

0,2 –0,4 0,03 – 0,05 0,03 – 0,05 0,2 – 0,4 0,2 –0,6 0,02 – 0,04 0,2 –1,0

BOD loading (kg/m3

hari)

0,3 – 0,8 0,15 – 0,25 0,1 – 0,2 0,4 – 1,4 0,8 – 1,4 0,6 – 2,6 0,6 - 4

MLSS (mg/l) 1500 - 2000 3000 - 6000 3000 - 6000 2000 - 4000 3000 - 6000 3000 -

6000

6000 - 8000

Sludge Age/ SRT (hari) 5 - 15 15 - 30 15 - 30 2 - 4 4 2 - 4 8 - 20

Kebutuhan Udara (Q

udara/ Q air)

3 - 7 > 15 - 3 - 7 > 15 > 12 -

HRT (jam) 6 - 8 16 - 24 24 - 48 4 - 6 5 2 - 3 1 - 3

Rasio sirkulasi lumpur

(Q lumpur/ Q limbah)

20 - 40 50 - 150 50 - 150 20 - 30 40 - 100 50 - 150 25 - 50

PARAMETER DISAIN YANG BIASA DIGUNAKAN UNTUK PROSES LUMPUR AKTIF

Hal-hal yang harus diperhatikan agar supaya proses lumpur aktif stabil

Menjaga kesetabilan beban BOD dan nilai F/M

Menjaga konsentrasi mikroba agar supaya konstan dilakukan

pembuangan sebagian lumpur dari kolam aerasi secara rutin

Menjaga kebutuhan oksigen tercukupi

Menjaga kesetabilan keasaman/ pH ( antara 6 – 9)

Menghindari masuknya senyawa racun ke dalam kolam aerasi :

Amina, proteins, tannins, phenol, alcohol, cyanat, ether, carbamat,

benzen.

PENENTUAN JUMLAH LUMPUR AKTIF YANG

HARUS DIBUANG DARI KOLAM AERASI (P):

Q = laju alir air limbah, m3/hari

Yobs = biomasa yield, g VSS/gBOD

So = konsentrasi BOD inlet, g/m3

S = konsentrasi BOD outlet, g/m3

P = jumlah lumpur aktif yang hrs

dibuang dari klm aerasi, g/ hari

)1000g

1kgS)((SQ.YP 0obs

PERHITUNGAN KEBUTUHAN OKSIGEN PADA

PENGOLAHAN AIR LIMBAH MENGGUNAKAN LUMPUR AKTIF

- Proses lumpur aktif untuk penghilangan BOD dan COD

Roksigen = Q (So – S) – 1,42 (P)

Roksigen = kebutuhan oksigen, g/hari

Q = laju alir air limbah ke dalam kolam aerasi, m3/hari

So = konsentrasi COD inlet, g/m3

S = konsentrasi COD outlet, g/m3

1,42= nilai COD untuk setiap g mikroorganisma, dihitung

dari persamaan reaksi endogenous

P = mikroorganisma/ lumpur aktif yang di buang

dari kolam aerasi setiap hari

BEBERAPA BENTUK SISTEM AERASI DAN DIFUSER

Beberapa Contoh Tipe Aerator Dan Difuser.

fine bubble coarse bubble

Tipe aerator dan

difuser

Kedalaman Air (m) Efisiensi Transfer

Oksigen (%)

Fine bubble

Tube-spiral roll

Domes-full floor coverage

Coarse bubble

Tubes-spiral roll

Spargers-spiral roll

Jet aerators

Static aerators

Turbine

Surface aerator

Low speed

High speed

4,5

4,5

4,5

4,5

4,5

4,5

9

4,5

3,6

3,6

15 - 20

27 – 31

10 – 31

10 – 13

8,6

15 – 24

10 –11

25 – 30

-

-

EFISIENSI DIFUSER PADA KEDALAMAN KOLAM AERASI

INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH DENGAN PROSES LUMPUR AKTIF

BAK AERASI

BAK PENGENDAP AKHIR

INSATALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH PERKOTAAN

DENGAN PROSES LUMPUR AKTIF

KRITERIA PERENCANAAN

Beban BOD :

BOD – MLSS Loading = 0,03 – 0,05 [kg/kg.hari]

BOD – Volume Loading = 0,1 – 0,2 [kg/m3.hari]

MLSS = 3000 – 6000 mg/l

Sludge Age = 15 –30 hari

Kebutuhan Udara (QUdara/QAir) = -

Waktu Aerasi (T) = 24 - 48 jam

Ratio Sirkulasi Lumpur (QLumpur/QAir Limbah) = 50 – 150 %

Efisiensi Pengolahan = 75 – 85 %

Sumber : Gesuidou Shisetsu Sekkei Shishin to Kaisetsu, Nihon GesuidouKyoukai

(Japan Sewage Work Assosiation).

PORSES OKSIDASI PARIT (OXIDATION DITCH)

DIAGRAM ALIR IPAL OXYDATION DITCH

BAK PENGENDAP

AWALOXYDATION DITCH

BAK PENGENDAP

AKHIRSIRKULASI LUMUR

HASIL OLAHAN

WASTEWATER TERATMENT USING OXYDATION DITCH PROCESS

LOCATION : JABABEKA CAPACITY 18,000 M3 PER DAY

PRIMARY

SEDIMENTATION TANK

OXYDATION DITCHFINAL

SEDEMENTATION

TANK

RECYCLE SLUDGE

TREATED

WATER

No Jenis Masalah Penyebab Masalah Pengaruh terhadap Sistem

1 Pertumbuhan terdispersi

(Dispersed Growth)

Mikro-organisme yang ada di dalam

sistem lupur aktif tidak membentuk

flok yang cukup besar, tetapi

terdispersi menjadi flok yang sangat

kecil atau merupakan sel tunggal

sehingga sulit mengendap.

Efluent menjadi tetap keruh. Sludge

yang mengendap pada bak pengendap

akhir kecil sehingga jumlah sirkulasi

lumpur berkurang.

2 Slime (Jelly) ; nonfilamentous

bulking atau viscous bulking

Mikro-orgainsme berada dalam

jumlah yang sangat besar

khususnya zooglea dan membentuk

exo-polysacarida dalam jumlah

yang besar.

Menurunkan kecepatan pengen-dapan

lumpur dan mengurani kecepatn

kompaksi lumpur. Pada kondisi yang

buruk meng-akibatkan terlepasnya

lumpur di bak pengendapan akhir.

3 Pin Flock atau Pinpoint Flock Terbentuknya flok berbentuk bola

kasar dengan ukuran yang sangat

kecil, kompak. Ukran flok yang lebih

besar mempunyai kecepatan

pengendapan yang lebih besar,

sedangkan agregat yang lebih kecil

mengendap lebih lambat.

SVI rendah, dan efluen mempunyai

kekeruhan yang tinggi.

4 Filamentous Bulking Terjadi ekses pertumbuhan mikro-

organisme filamentous dalam

jumlah yang besar.

Mengurangi efektifitas kompaksi lumpur.

5 Rising Sludge (blanket rising) Merupakam ekses proses

denitrifikasi sehingga partikel

lumpur menempel pada gelembung

gas nitrogen yang terbentuk dan

naik kepermukaan.

Efluen yang keruh dan menurunkan

efisiensi penghilangan BOD.

6 Foaming atau pembentukan buih

(scum)

Adanya senyawa surfactant yand

tidak dapat terurai dan akibat

berkembang-biaknya Nocardia dan

Microthrix parvicella

Terjadi buih pada permukaan bak aerasi

dalam jumlah yang besar yang dapat

melampui ruang bebas dan melimpah ke

bak pengendapan akhir.

Masalah yang sering terjadi pada Proses Lumpur Aktif

FILAMENTOUS BULKING

Pertumbuhan Terdispersi (Dispersed Growth)

Di dalam proses lumpur aktif yang beroperasi dengan baik,

bakteria yang tidak berbergabung dalam bentuk flok biasanya

dikonsumsi oleh protozoa. Adanya bakteria dalam bentuk

dispersi sel yang tidak bergabung dalam bentuk flok dalam

jumlah yang besar akan mengakibatkan efluen yang keruh.

Fenonema pertumbuhan terdispersi ini berhubungan

dengan kurang berfungsinya baketeria pembentuk flok

(Floc-forming bacteria) dan hal ini disebabkan karena beban

Organik (BOD) yang tinggi dan kurangnya suplai udara atau

oksigen. Selain itu senyawa racun misalnya logam berat

juga dapat menyebabkan pertumbuhan terdispersi

(dispersed growth) di dalam proses lumpur aktif.

Nonfilamentous Bulking

Fenomena nonfilametous bulking ini juga sering disebut zoogleal

bulking yakni terjadinya ekses produksi exopolysaccharida oleh

bakteria misalnya zooglea. Hal ini menyebabkan mengurangi

efektifitas pengendapan serta kompaksi lumpur. Fenomena

nonfilamentous bulking ini dapat dicegah dengan proses

khlorinasi (Chudoba, 1989).

Nonfilamentous Bulking

Fenomena nonfilametous bulking ini juga sering disebut zoogleal bulking

yakni terjadinya ekses produksi exopolysaccharida oleh bakteria misalnya

zooglea. Hal ini menyebabkan mengurangi efektifitas pengendapan serta

kompaksi lumpur. Fenomena nonfilamentous bulking ini dapat dicegah

dengan proses khlorinasi (Chudoba, 1989).

Lumpur Yang Mengambang (Rising Sludge)

Indikasi yang dapat dilihat adalah terjadinya lumpur yang menggambang pada

permukaan bak pengendapan akhiri. Gangguan ini disebabkan karena terjadinya

ekses denitrifikasi yang berlebihan yang mengakibatkan suasana anoxic di dalam

bak pengendapan akhir. Selain itu gas nitrogen yang terjadi akibat proses

denitrifikasi akan keluar ke atas dan akan mengikat flok lumpur aktif dan lumpur

akan mengambang di permukaan sehingga efluen menjadi keruh. Salah satu cara

untuk mengatasi hal tersebut yakni dengan cara mengurangi waktu tinggal sludge

dengan cara meningkatkan laju sirkulasi lumpur di dalam bak pengendap.

Pembentukan Buih atau Busa (Foaming or scum Formation)

Indikasi yang terlihat adalah terbentuknya buih pada permukaan bak aerasi

dalam jumlah yang besar yang dapat melampui ruang bebas dan melimpah ke

bak pengendapan akhir. Hal ini disebabkan adanya senyawa surfactant yand

tidak dapat terurai dan akibat berkembang-biaknya Nocardia dan Microthrix

parvicella.

PENYEBAB TURUNNYA PH AIR DI DALAM BAK AERASI IPAL LUMPUR AKTIF

Penurunan pH air di dalam bak aerasi kemungkinan disebabkan karena reaksi nitrifikasi yang terjadi di bak aerasi. Reaksi nitrifikasi adalah

reaksi konversi amoniak menjadi nitrat secara biologis oleh bakteria chemoautotrophic yang terjadi dalam dua tahap (Scheible And

Heidman, 1993).

Tahap 1 : Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus dan Nitrosolobus

NH4 + + 1,44 O2 + 0,0496 CO2 0,01 C3H7O2N + 0,990 NO2

- + 0,970 H2O + 1,99 H+

Tahap 2 : Nitrobacter, Nitrospina dan Nitrococcus

NO2- + 0,00619 NH4

+ + 0,50 O2 + 0,031 CO2 + 0,0124 H2O 0,00619 C3H7O2N + 0,984 NO3- + 0,00619 H+

Reaksi Overall :

NH4 + + 1,89 O2 + 0,0805 CO2 0,0161 C3H7O2N + 0,984 NO3

- + 0,952 H2O + 1,98 H+

Proses nitrifikasi menghasilkan asam nitrat dan dalam keadaan kemampuan buffer larutan yang rendah akan dapat menyebabkan

penurunan pH secara drastis (significant). 1 mg NH4-N dapat mereduksi alkalinitas sebesar 7,14 g (sebagai CaCO3).

Pada saat hari kerja maka air limbah mengandung alkalinitas yang cukup sehingga tidak terjadi penurunan pH yang significan di dalam

bak aerasi. Tetapi pada saat, dimana tidak ada air limbah yang masuk ke dalam bak aerasi maka proses nitrifikasi akan menurunkan

alkalinitas, dan pada saat kemampuan buffer hilang maka akan terjadi penurunan pH di dalam bak Areasi.

Untuk mengatasi hal tersebut maka pada hari sabtu dan minggu perlu menambahkan larutan alkali misalnya larutan kapur (lime),

soda ash, NaOH, untuk meningkatkan alkalinitas air di dalam bak aerasi.

Penurunan pH air di dalam bak aerasi kemungkinan dapat juga disebabkan karena reaksi nitrifikasi yang terjadi di bak aerasi. Reaksi nitrifikasi adalah reaksi konversi amoniak menjadi nitrat secara biologis oleh bakteria chemoautotrophic yang terjadi dalam dua tahap (Scheible And Heidman, 1993).

Tahap 1 : Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus dan Nitrosolobus

NH4 + + 1,44 O2 + 0,0496 CO2 0,01 C3H7O2N + 0,990 NO2

- + 0,970 H2O + 1,99 H+

Tahap 2 : Nitrobacter, Nitrospina dan Nitrococcus

NO2- + 0,00619 NH4

+ + 0,50 O2 + 0,031 CO2 + 0,0124 H2O 0,00619 C3H7O2N + 0,984 NO3

- + 0,00619 H+

Reaksi Overall :

NH4 + + 1,89 O2 + 0,0805 CO2 0,0161 C3H7O2N + 0,984 NO3

- + 0,952 H2O + 1,98 H+

Proses nitrifikasi menghasilkan asam nitrat dan dalam keadaan kemampuan buffer larutan yang rendah akan dapat menyebabkan penurunan pH secara drastis (significant). 1 mg NH4-N dapat mereduksi alkalinitas sebesar 7,14 g (sebagai CaCO3).

Pada saat hari kerja maka air limbah mengandung alkalinitas yang cukup sehingga tidak terjadi penurunan pH yang significan di dalam bak aerasi. Tetapi pada saat hari sabtu dan minggu, dimana tidak ada air limbah yang masuk ke dalam bak aerasi maka proses nitrifikasi akan menurunkan alkalinitas, dan pada saat kemampuan buffer hilang maka akan terjadi penurunan pH di dalam bak Areasi.

PENYEBAB PENURUNAN pH AIR DI DALAM BAK AERASI

MOVING BED BIO REACTOR (MBBR)

Penelitian Pengolahan Air Limbah Domestik Dengen Proses MBBR

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

10

20

30

40

50

60

70

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Influen Efluen EFISIENSI

Hari Operasi

Efisie

nsi

Penyisih

an (%

)

Konse

ntr

asi

Am

onia

k(M

g/L)

Waktu Tinggal 12 Jam, Volume Media Bioball 20 %

Grafik penyisihan Amoniak selama proses seeding

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

50

100

150

200

250

300

350

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Influen Efluen EFISIENSI

Hari Operasi

Efisie

nsi

Penyisih

an (%

)

Konse

ntr

asi

CO

D(M

g/L)

Waktu Tinggal 12 Jam, Volume Media Bioball 20 %

Grafik penyisihan COD selama proses seeding

GRAFIK PENYISIHAN AMONIAK DALAM VARIASI WAKTU TINGGAL

GRAFIK PENYISIHAN TOTAL INORGANIK NITROGEN DALAM VARIASI WAKTU TINGGAL

NITROGEN PHOSPHATE REMOVAL (NPR)

1.2 Nutrient Removal

• Principle of Biological Phosphorus Removal

Phosphate

Time

Anaerobic Anoxic Aerobic

• Principle of Biological Nitrogen Removal

NH3 -> NO2- -> NO3- -> N2

Nitrification

(Oxic)Denitrification

(Anoxic)

MOVING BED BIOREACTOR (MBBR)

NITROGEN PHOSPHATE REMOVAL (NPR)

Sludge Recycle (0.5~1Q)

Influent(Q)

Excess

Sludge

Waste

Clarifier

Recycling

Pump

Blower

Effluent

Screen

BioCube

AnaerobicBasin

AnoxicBasin

Aerobic Basin(BioCube filling)

Internal Recycle

(1~2Q)

M M

Influent distribution

(0~0.3Q)

Diagarm of NPR Process

CONTOH APLIKASI SKALAPERKOTAAN

Iriezaki Wastewater Treatment Center

(New West Area), Kawasaki

Iriezaki Wastewater Treatment Center

(New West Area), Kawasaki

TEKNOLOGI BIOFILTER

UNTUK

PENGOLAHAN AIR LIMBAH

DOMESTIK

PENGOLAHAN AIR LIMBAH DENGAN

PROSES BIOFILTER

MIKRO ORGANISME

MEDIA PENYANGGA

AIR LIMBAH AIR OLAHAN

REAKTOR BIOLOGIS

PRINSIP PENGOLAHAN

Kalsifikasi cara pengolahan air limbah dengan proses film mikro-biologis

(proses biofilm)

MEKANISME PENGURAIAN SENYAWA POLUTAN PADA PROSES BIOFILTRASI

Di dalam reaktor biofilter, mikroorganisme tumbuh melapisi keseluruhan permukaanmedia. Pada saat operasi, air yang mengandung senyawa polutan mengalir melalui celahmedia dan kontak langsung dengan lapisan massa mikroba (biofilm). Biofim yangterbentuk pada permukaan media dinamakan zoogleal film, yang terdiri dari bakteri,fungi, alga, protozoa. Mikroorganisme yang ada pada biofilm akan mendegradasi senyawa

organik yang ada di dalam air.

Mekanisme proses di dalam sistem biofilm

(Disesuaikan dari Hikami, 1992)

Sumber : Disesuaikan dari Gouda,1979.

REAKSI BIOKIMIA DI DALAM PROSES BIOFILTER

Model Reaksi Bokimia di dalam

Biofilm dengan Beban Air

Limbah yang berbeda

(Arvin and Harremoes, 1990).

Mekanisne penghilangan Ammonia di dalam proses biofilter.

Pengoperasiannya 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.

KEUNGGULAN PROSES MIKROBIOLOGIS (BIOFILM)

Biofilter as growth media of microbes

ANAEROBIC-AEROBIC BIOFILTER

TECHNOLOGY

Type : Honeycomb, cross flow

Material : PVC sheet

Specific contact areas : 200~225 m2/m3

Size : 30 cm x 25 cm x 30 cm

Whole size : 3 cm x 3 cm

Weight : 30~35 kg/m3

Porosity : 0,98

Color : transparent or black

APPLICATION OF ANAEROBIC-AEROBIC BIOFILTER TECHNOLOGY FOR DOMESTIC WASTE WATER TREATMENT IN INDONESIA

Proses penghilangan phospor oleh mikroorganisme di dalam

proses pengolahan “Anaerob-Aerob”.

website : www.kelair.bppt.go.id

Ada empat grup bakteri yang terlibat dalam transformasi material

komplek menjadi molekul yang sederhana seperti metan dan karbon

dioksida. Kelompok bakteri ini bekerja secara sinergis (Archer dan

Kirsop, 1991; Barnes dan Fitzgerald, 1987; Sahm, 1984; Sterritt dan

Lester, 1988; Zeikus, 1980),

Kelompok Bakteri

Metabolik yang terlibat

dalam penguraian

limbah dalam sistem

anaerobik.

website : www.kelair.bppt.go.id

Proses penguraian

senyawa

hidrokarbon secara

anaerobik menjadi

methan.

website : www.kelair.bppt.go.id

Proses penguraian

senyawa lemak

secara anaerobik

menjadi methan.

website : www.kelair.bppt.go.id

Proses

penguraian

senyawa protein

secara

anaerobik.

website : www.kelair.bppt.go.id

PROSES PROSES PENGOLAHAN SECARA AEROB

Di dalam proses pengolahan air limbah organik secara

biologis aerobik, senyawa komplek organik akan terurai oleh

aktifitas mikroorganisme aerob. Mikroorgnisme aerob tersebut

didalam aktifitasnya memerlukan oksigen atau udara untuk

memecah senyawa organik yang komplek menjadi CO2

(karbon dioksida) dan air serta ammonium, selanjutnya

amonium akan dirubah menjadi nitrat dan H2S akan dioksidasi

menjadi sulfat.

Reaksi Penguraian Organik :

Senyawa Polutan organik CO2 + H20 + NH4 + Biomasa

Heterotropik

Oksigen (O2)

website : www.kelair.bppt.go.id

Reaksi Nitrifikasi :

NH4+ + 1,5 O2 -----> NO2

- + 2 H+ + H2O

NO2- + 0,5 O2 ------> NO3

-

Reaksi Oksidasi Sulfur :

S2 - + ½ O2 + 2 H+ ----- > S0 + H2O

2 S + 3 O2 + 2 H2O ----> 2 H2SO4

website : www.kelair.bppt.go.id

Grafik hubungan antara bebanBOD (BOD Loading)

dengan Efisiensi Penghilangan

70

75

80

85

90

95

100

0 1 2 3 4 5

EF

ISIE

NS

I PE

NG

HIL

AN

GA

N [%

]

LOADING [kg-BOD/m3.hari]

Y = - 2.5945 X + 95.005 R = 0.97068

Grafik Hubungan Antara Beban Organik dengan Efisiensi

(AIR SUNGAI –AIR BAKU AIR MINUM)

0

20

40

60

80

100

0 0.5 1 1.5 2

EFISIENSI PENGHILANGAN [%}

EF

ISIE

NS

I PE

NG

HIL

AN

GA

N [%

}

ORGANIK LOADING (kg/m3.hari)

Y = -27.193 X + 66.866

R = 0.95608

website : www.kelair.bppt.go.id

Grafik hubungan antara Laju Pembebanan amoniak dengan efisiensi

penghilangan amoniak di dalam reaktor biofilter tercelup

(AIR BAKU AIR MINUM – SUNGAI KRUKUT)

0

20

40

60

80

100

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

Efisiensi Penghilangan Amonia (%)

EF

ISIE

NS

I PE

NG

HIL

AN

GA

N

AM

ON

IA,

NH

4-N

[%

]

BEBAN AMONIA (gr/m2.hari)

Y = - 57.896X2+79.859 R

2= 0.7486

website : www.kelair.bppt.go.id

Design consideration - Recirculation

Mengapa perlu resirkulasi air limbah ?

Menjaga agar beban organik tetap konstan atau stabil.

Mengencerkan polutan yang bersifat racun ( toxic waste).

Meningkatkan aliran udara (Oksigen terlarut).

Aliran resirkulasi mengencerkan pulutan yang sulit terurai agar waktu

kontak dengan mikroorganisme menjadi lebih lama, sehingga efisiensi

pengolahan meningkat.

Ratio resirkualsi yg umum berkisar antara 0.5~3.0

TPAL GEOSTECH

DDOMESTIC WASTEWATER TREATMENT

USING ANAEROBIC-AEROBIC BIOFILTER

CAPACITY 100 M3 PER DAY

MEMBRANE BIO

REACTOR (MBR)

Application Of Anaerobic-Aerobic Biofilter and MBR For Domestic

Wastewater Treatment

Anaerobic-Aerobic Biofilter

Biofilter Effluent MBR EffluentInlet

Wastewater

IPAL BIOFILTER

ABAEROB-AEROB

INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH

PT. PENERBITAN SARANA BOBO

Diagram MBR Dengan SistemTercelup Dan MBR Sidestream.Sumber: Malia dan Till (2001)

MEMBRAN BIOREAKTOR

Perbandingan proses pengolahan air limbah dengan proses lumpur aktif (convensional activated sludge,CAS) dan membrane Bioreactor (MBR).

Sumber: Li, Norman N.; Fane, Anthony G.; Ho, W.S. Winston; Matsuura, T. (2008)

Modul MBR Menggunakan Membran Datar (Flat Membrane)

DAUR ULANG AIR LIMBAH DENGAN PROSES (MEMBRANE BIO REACTOR (MBR)

MEMBRANE BIO REACTOR (MBR

PROSES BIIOFILTRASI-REVERSE OSMOSIS UNTUK DAUR ULANG AIR LIMBAH

UNIT REVERSE OSMOSIS UNTUK DAUR ULANG AIR LIMBAH

AIR HASIL DAUR ULANG

AIR GROUND TANK (PAM)

INSTALASI DAUR ULANG AIR LIMBAH INDUSTRI

TERIMA KASIH

THANK YOU

DISINFEKSI : Proses untuk menghancurkan atau mencegah pertumbuhan

mikroba.

Dimaksudkan untuk menonaktifkan (menghancurkan

infektifitas) mikroba secara fisika, kimia atau biologis.

Inaktivasi dicapai dengan cara mengubah atau menghancurkan

struktur atau fungsi penting dalam mikroba.

Proses inaktivasi meliputi denaturasi dari :

• Protein (protein struktural, enzim, protein transport).

• Asam nukleat (DNA genomik atau RNA, mRNA, tRNA, dll).

• Lipid (membran lapisan ganda lipid, lipid lainnya).

FAKTOR YANG BERPENGARUH TERHADAP PROSES DISINFEKSI

Efisiensi disinfektan tergantung pada jenis bahan kmia yang digunakan,

beberapa disinfektan seperti ozon dan khlorine dioksida merupakan oksidator

yang kuat dibandingkan dengan yang lainnya seperti khlorine.

Jenis Disinfektan

Jenis Mikroorganisme

Di alam terdapat banyak sekali variasi mikroba patogen yang resisten terhadap

disinfektan. Bakteri pembentuk spora umumnya lebih resistan terhadap

disinfektan dibandingkan bakteri vegetatif.

Terdapat juga variasi dari bakteri vegetatif yang resisten terhadap disinfektan dan

juga diantara strain yang termasuk dalam spesies yang sama. Sebagai contoh

Legionella pneumophila lebih resisten terhadap khlorine dibandingkan E.coli.

Secara umum resistensi terhadap disinfeksi berurutan sebagai berikut : bakteri

vegetatif < virus enteric < bakteri pembentuk spora spore-forming bacteria) < kista

protozoa.

Nt/No = e-kt

Dimana :

No = Jumlah mikro-organisme pada waktu 0.

Nt = Jumlah mikro-organisme pada waktu t.

k = decay constant atau konstanta pemusnahan (waktu-1) .

t = waktu.

Konsentrasi Disinfektan Dan Waktu Kontak Inaktivasi mikroorganisme

patogen oleh senyawa disinfektan bertambah sesuai dengan waktu

kontak, dan idealnya mengikuti kinetika reaksi orde satu.

Konsentrasi Disinfektan Dan Waktu Kontak

Inaktivasi terhadap waktu mengikuti garis lurus apabila data diplot

pada kertas log-log.

Kurva inaktivasi mikroorganisme di dalam proses

disinfeksi

Kurva C pada Gambar menunjukkan deviasi dari kinetika

orde satu. Bagian ujung kurva merupakan akibat adanya

subpopulasi dari populasi heterogen mikro-organisme

yang resistan terhadap disinfektan.

Kurva A menunjukkan populasi mikroorganisme

homogen yang sensitif terhadap disinfektan,

Kurva B menujukkan populasi mikroorganisme homogen

yang agak resistan terhadap disinfektan.

Efektifitas disinfektan dapat digambarkan sebagai C.t, dimana C adalah konsentrasi disinfektan

dan t adalah waktu yang diperlukan untuk proses inaktivasi sejumlah persentasi tertentu dari

populasi pada kondisi tertentu (pH dan suhu).

Hubungan antara konsentrasi disinfektan dengan waktu kontak diberikan oleh hukum Watson

sebagai berikut (Clark, 1989) :

K = Cnt

Dimana :

K = Konstanta mikro-organisme tertentu yangterpapar disinfektan pada kondisi tertentu.

C = Konsentrasi disinfektan (mg/l).

t = Waktu yang diperlukan untuk memusnahkanpersentasi tertentu dari populasi (menit)

n = Konstanta yang disebut koefisien pelarutan.

HARGA C.t

Cara lain untuk menggambarkan efektifitas disinfektan tertentu adalah

dengan mengetahui koefisien kematian (lethality coefficient), dan

persamaannya ditunjukkan sebagai berikut (Moris, 1975) :

= 4,6 / Ct99

dimana :

4,6 = natural log of 100.

C = konsentrasi sisa disinfektan (mg/l).

t99 = waktu kontak sampai inaktivasi 99 % mikro-organisme.

Nilai untuk menghancurkan 99 % mikro-organisme dengan ozon dalam

waktu 10 menit pada temperatur 10 – 15 oC bervariasi dari 5 untuk

Entamoeba histolytica hingga 500 untuk E. Coli (Chang, 1982).

Kurva khlorinasi “Break Point”

Gas khlor (Cl2) bila dimasukkan ke dalam air akan terhidrolisa, seperti persamaan

berikut :

Cl2 + H2O HOCl + H+ + Cl-

Gas asam

Khlor hipokhlorit

Asam hipokhlorit berdisosiasi dalam air, seperti persamaan berikut :

HOCl H+ + OCl-

Asam ion

hipokhlorit hypokhlorit

Perbandingan HOCl dan OCl- tergantung pada pH air. Khlor sebagai HOCl

atau OCl- disebut sebagai khlorin bebas yang tersedia (free available

chlorine). Dissosiasi asam hipokhlorit (HOCl) akan berkurang pada pH rendah

(suasana asam). Pada pH 5 atau lebih kecil sisa khlor akan berupa HOCl, pada

pH 7,5 sekitar 50 % sisa khlor berupa HOCl dan pada pH 9 sebagian besar

sisa khlor berupa OCl-.

HOCl bergabung dengan amonia dan senyawa organik nitrogen membentuk

khloramin, yang dapat bergabung dengan khlorin yang tersedia.

DISINFEKSI DENGAN SENYAWA KHLOR (KHLORINE)

Dalam larutan, HOCl beraksi dengan amonia dan membentuk khloramin

anorganik, seperti persamaan berikut :

NH3 + HOCl NH2Cl + H2O

Monokhloramin

NH2Cl + HOCl NHCl2 + H2O

Dikhloramin

NHCl2 + HOCl NCl3 + H2O

Trikhloramin

Pembentukan Khloramin

Perbandingan ketiga bentuk khloramin itu sangat tergantung pada pH air.

Monokhloramin lebih dominan pada pH > 8,5. Monokhloramin dan Dikhloramin keduanya ada pada

pH antara 4,5 dan 8,5 dan Trikhloramin terbentuk pada pada pH < 4,5.

Monokhloramin merupakan zat yang dominan yang terbentuk pada suasana pH yang ada dalam

proses pengolahan air dan air buangan (pH = 6 – 9).

Breakpoint saat khloramin dioksidasi menjadi gas nitrogen, terjadi apabila perbandingan khlorin

dengan amonia-N antara 7,5 : 1 dan 11 : 1.

2NH3 + 3HOCl N2 + 3H2O + 3HCl

Penambahan khlorin diluar breakpoint menjamin adanya residual khlor bebas.

Percampuran khlor dan amonia menghasilkan kurva antara dosis khlor dengan residual

khlor seperti terlihat pada Gambar berikut.

Khlorinasi Breakpoint

Dosis khlorin 1 mg/l menghasilkan residu khlorin 1 mg/l. Namun apabila

terdapat amonia di dalam air, residu khlorin mencapai puncak

(pembentukan terutama monokhloramin, pada perbandingan khlorin

dengan amonia-N antara 4:1 dan 6:1) kemudian menurun hingga minimum

yang disebut breakpoint.

Kurva kebutuhan dosis untuk reaksi khlorin

dengan amonia.

Mikroorganisme Konsentrasi khlor

(mg/l)

Waktu Inaktivasi

(menit)

Ct

E. coli 0,1 0,4 0,04

Polivirus 1 1,0 1,7 1,7

E. histolytica Cyst 5,0 18 90

Giardia Lamblia 1,0 50 50

cyst 2,0 40 80

2,5 100 250

Giardia Muris cyst 2,5 100 250

Harga Ct untuk Inaktivasi mikroba dengan disinfektan khlor

(Pada suhu 50 C dan pH = 6,0).

Sumber : Hoof dan Akin (1986) didalam Biton (1994).

KaporitNama lain : Perchloron / HTH (high-test-hypochlorite)

Formula : Ca(OCl)2

Bentuk yang tersedia : Bubuk, butiran atau granulat dalam barrel atau drum,

Karakteristik : Putih (kekuningan), non-higroskopik, KOROSIF, nonbasa, stabil

Konsentrasi : 800 – 900 kg/m3

Kadar khlor aktif : 60 – 70 % umumnya 60% “BUBUK 60” 65% “BUBUK 65

Kadar khlor

(dalam berat) sebesar 65%; hal ini berarti bila 100 gram kalsium hipokhlorit

dibubuhkan kedalam air, berarti hanya 65 gram khlor yang dibubuhkan. Senyawa ini

memerlukan penyimpanan khusus untuk menghindari kontak dengan materi organik,

karena reaksi antara kalsium hipokhlorit dengan organik dapat menghasilkan panas dan

oksigen yang dapat menimbulkan api.

Pada waktu Ca(OCl)2 bercampur dengan air, panas akan dilepas. Oleh karena itu bahan

kimia kering harus dibubuhkan dalam dosis yang tepat ke dalam air dan tidak

membubuhkannya ke dalam bahan kimia.

SODIUM HIPOKHLORITBentuk yang tersedia : Larutan/campuran cair (10 – 15 %)

kontainer 20 – 50 l liter (untuk rumah tangga tersediakontainer lebih kecil)

Karakteristik : Sedikit berbau, kehijauan, KOROSIF

Kadar khlor aktif : 12 – 15 % klor tersedia

Sistem pembubuhan : Diencerkan menjadi 0.5 – 1 % larutan. Hindari dari cahaya matahari dan logam.

Natrium hipokhlorit, NaOCl, bentuknya cairan kuning terang, jernih dengan konsentrasikhlor antara 5-15%. Biasanya digunakan sebagai obat pemutih. Larutan natrium hipokhloritbersifat basa, dengan pH antara 9-11, tergantung pada konsentrasi khlornya. Larutan inisangat korosif, tetapi tidak mudah terbakar. Apabila larutan disimpan terlalu lama, seringkali kadar khlornya berkurang antara 2 – 4% per bulan pada temperatur kamar. Karena kekuatan disinfeksi dari berbagai bentuk khlor sangat bervariasi, maka dipelukanpengertian dari reaksi kimia yang terjadi.

Trihloro isocyanurate/Neoklor/POLIMER (ClNOC)3

Bentuk yang tersedia : Butiran/tablet putih, sedikit berbau, tersedia

dalam beberapa ukuran

Karakteristik : Stabil (di udara kering), Tingkat Korosi rendah, sangat

efektif, mudah digunakan, stabil terhadap sinar matahari

Kadar khlor aktif : 90 % klor tersedia

Sistem pembubuhan : Langsung dalam bentuk tablet atau bubuk

Trichloro Isocyanuric Acid (TCCA)

Bak Sampling Air OlahanDan Khlorinator Tablet.

BAK KONTAKTOR KHLORIN UNTUK PENGOLAHAN AIR LIMBAH

DOMESTIK

Flowmeter-1

Flowmeter-2Bak

Sampling

Outlet Air OlahanAir

Limbah

Air Olahan

KLORINATOR TABLET

INJEKSI KAPORIT DG POMPA DOSING

Cara pengurasan Cara pengisian dan pembuatan larutan kaporit

Cara pengaturan dosis larutan kaporit

Chlorine meter digital

Menetapkan Standar ORP

Setelah instrumen dan metode untuk mengukur ORP dikembangkan pada 1960-an, para

peneliti mulai bekerja menuju menetapkan standar di mana pengukuran ORP dapat

digunakan sebagai pengukur yang akurat kualitas air.

Pada tahun 1972, Organisasi Kesehatan Dunia mengadopsi standar ORP untuk minum

disinfeksi air 650 milivolt. Artinya, WHO menyatakan bahwa ketika potensi oksidasi-reduksi

dalam air 650/1000 (sekitar 2/3) volt, proses disinfeksi di dalam air cukup aktif untuk

menghancurkan organisme berbahaya hampir seketika.

Di Jerman, tingkat ORP dari 750 milivolt telah ditetapkan sebagai standar

minimum untuk kolam renang umum (1982) dan spa (1984).

Dalam standar 1988 untuk kolam renang dan spa komersial, National Spa & Pool Institute

menyatakan bahwa ORP dapat digunakan sebagai “pengukuran tambahan aktivitas sanitizer

yang tepat” ketika klor atau brom digunakan sebagai disinfektan primer.

Minimum yang disarankan membaca di bawah standar NSPI adalah 650 milivolt.