TINJAUAN PUSTAKA
B. Pengolahan Air Limbah
3. Teknologi Pengolahan Air Limbah
Teknologi dalam pengolahan air limbah ada beberapa macam, salah satunya adalah Instalasi pengolahan air limbah komunal dengan sistem anaerobik dan aerobik. Pengolahan secara anaerobik adalah proses yang memanfaatkan reaksi mikroorganisme untuk mengolah air limbah dalam kondisi tanpa oksigen terlarut. Beberapa teknologi yang umum digunakan untuk pengolahan air limbah secara anaerobik antara lain Septic tank, Imhofftank, Anaerobic baffled reactor (ABR), Anaerobic filter, dan UASB. Namun, yang akan dijelaskan adalah anaerobic filter
Air Limbah Saringan Kasar Kolam Pemeriksaan Pembusukan Lumpur Saringan Pasir Pengendapan I Pembentukan Lumpur Pengendapan II Lumpur air Air Limbah Pupuk
karena teknologi ini merupakan yang umum digunakan dalam pengolahan limbah selain itu juga IPAL yang akan diteliti menggunakan sistem ini.
Anaerobic filter adalah proses pengolahan dengan bak yang diisi dengan media agar mikroorganisme dapat melekat/ menempel pada permukaan media tersebut atau diakomodasi di dalam ruangan yang dibentuk oleh medianya. Karena tidak ada pasokan oksigen, mikroba yang aktif pada sistem ini adalah jenis anaerobik. Air limbah dapat mengalir/ lewat di antara media, dan sewaktu dialiri limbah mikroba akan menguraikan bahan organik terlarut dan organik yang terdispersi di dalam limbah, sehingga hasilnya adalah pengurangan kandungan organik pada effluent.
Sebelum masuk ke dalam reaktor jenis ini, air limbah harus mengalami tahap pengolahan pendahuluan berupa penyisihan padatan terlarut (suspended solids, SS) agar nantinya tinggal padatan terlarut (dissolved solids) saja yang diolah di dalam reaktor filter anaerob. Hal ini bertujuan untuk memperlambat terjadinya penyumbatan (clogging) di antara media penyaring. Sebelum dioperasikan, diperlukan adanya proses start up. Proses ini merupakan proses dimana dilakukan seeding (input bakteri ke dalam reaktor) agar diperoleh jumlah mikroorganisme yang stabil dan memadai serta dapat melekat pada media penyangga.
Menurut Kara (2007) Beberapa faktor yang mempengaruhi desain dan performa reaktor filter anaerob antara lain:
a. Faktor fisik (desain reaktor, jenis feeding, jenis material lekat, dan penempatan reaktor)
b. Faktor performa (karakteristik limbah, temperatur, pH, luas area spesifik, organic loading rate, dan biomassa)
c. Faktor hidrolis (waktu retensi hidrolis, mixing, resirkulasi efluen)
Kekurangan anaerobic filter yaitu bertambahnya biaya pembuatan karena adanya media, selain itu ada resiko terjadinya penyumbatan di bagian reaktor yang diisi oleh media jika terlalu banyak mikroba yang tumbuh dan melekat pada medianya, atau jika influen mengandung banyak suspended solid. Untuk mengontrol konsentrasi mikroba dan padatan yang lain dalam bagian media agar menghindari penyumbatan, bisa dilakukan back wash secara periodik. Sedangkan keuntungan dari sistem ini adalah lebih efisien sehingga anaerobic filter dapat menerima organic loading yang lebih tinggi.
Media yang digunakan ada berbagai jenis, tetapi prinsipnya lebih luas permukaannya maka mikroba yang melekat juga akan lebih banyak sehingga sistem pengolahan lebih efisien. Untuk keperluan tersebut biasanya media dibuat khusus dari plastik cetak, tetapi bisa juga dengan bahan/ materi lain yang awet atau tidak mudah membusuk seperti batu koral, pecahan keramik, dan lain sebagainya. Media yang baik luas permukaannya (surface area) kira-kira 100 – 300 m2 per m3 volume yang ditempatinya. Perlu diingat bahwa jika mikroba yang melekat tumbuh semakin tebal, sehingga jika jarak antara sela media terlalu kecil, maka setelah mikrobanya tumbuh akan menyumbat lubang atau sela tersebut dan terjadi blocking dan akibatnya aliran air limbah hanya lewat bagian reaktor yang tidak tersumbat saja, hal tersebut akan mengakibatkan performance/ kinerja dari IPAL menurun secara drastis. Karena demikian memilih surface area-nya cukup luas tetapi tidak sampai tersumbat (blocking clogging). Media biofilter ada beberapa macam seperti bio-ball, sarang tawon, botol dan silinder. Seperti terlihat pada Gambar 2.3 merupakan beberapa
contoh bio-ball yang biasa digunakan.
Gambar 2.3 Bio-ball
Sumber: Manual Teknologi Tepat Guna Pengolahan Air Limbah. 2014
Bila didesain dan dioperasikan dengan baik maka pengurangan (removal) BOD dengan teknologi anaerobik filter dapat mencapai 70% - 90%. Untuk menghindari terjadinya blocking, maka sebelum air limbah masuk ke bak sebaiknya dilakukan proses pengendapan awal, bisa dengan konstruksi imhoff tank.
Imhoff tank mempunyai prinsip kerja yaitu pengendapan dan proses anaerobik. Efisiensi pengurangan COD dengan sistem ini berkisar 25% - 50%. Konstruksi imhoff tank bisa berbentuk silinder maupun kotak. Tangki imhoff terdiri dari 2 ruang yaitu ruang settling atau disebut dengan flowtank, konstruksi dindingnya berbentuk konus dengan celah pada bagian bawah. Ruang kedua berada pada bagian bawah gunanya untuk menyimpan dan mendekomposisi lumpur.
Pada kasus ini sistem yang digunakan merupakan anaerobic fluidized bed biofilter dan imhoff tank. Anaerobic fluidized bed biofilter merupakan pengolahan dengan sistem anaerobic biofilter menggunakan bio-ball sebagai media melekatnya mikroorganisme, yang disusun secara bertingkat untuk mengoptimalkan proses anaerobic. Jadi, komponen dari sistem ini yaitu :
a. Bak inlet untuk menyaring material kasar sebelum masuk unit IPAL dilengkapi dengan screen.
b. Imhoff tank untuk proses pengendapan yang terdiri dari 2 komponen. 1) Komponen I untuk pengendapan dan proses anaerobic
2) Komponen II untuk memisahkan buangan lama dan baru melalui aliran up-flow menuju tanki biofilter.
Gambar 2.4 Imhoff Tank
Sumber: Manual Teknologi Tepat Guna Pengolahan Air Limbah. 2014
c. Anaerobic fluidized bed biofilter dilengkapi dengan media bio-ball sebagai tempat melekat dan pertumbuhan bakteri anaerobic yang disusun secara bertingkat untuk mengoptimalkan proses anaerobik.
Gambar 2.5 Anaerobic Biofilter
Sumber: Manual Teknologi Tepat Guna Pengolahan Air Limbah. 2014
d. Bak outlet berfungsi untuk monitoring kualitas dan pengambilan sampel air dilengkapi dengan penutup grill.
Kelebihan dan kekurangan reaktor jenis filter anaerob adalah sebagai berikut: a. Kelebihan reaktor jenis filter anaerob
1) Tahan terhadap shock loading (organic maupun hydraulic). 2) Produksi lumpur rendah.
3) Kebutuhan energi listrik relatif rendah (karena tidak memerlukan pengadukan).
4) Tidak menimbulkan masalah bau maupun lalat.
5) Sesuai untuk aplikasi onsite dengan menggunakan material yang tersedia (batuan, kerikil, arang).
6) Dapat dibangun dengan struktur tower, sesuai untuk lokasi dengan luas
lahan terbatas.
7) Menyisihkan padatan terlarut secara efektif. b. Kekurangan reaktor jenis filter anaerob
1) Mahalnya harga packing material yang terbuat dari plastik karena media lekat alami (batuan) lebih mudah mengalami penyumbatan.
2) Diperlukan biaya yang besar untuk mengatasi sumbatan pada media penyangga.
3) Hanya sesuai untuk limbah dengan konsentrasi solid yang rendah. 4) Penyisihan patogen dan nutrien rendah.
5) Memerlukan feeding air limbah yang konstan. 6) Membutuhkan start up yang relatif lama.