Pengolahan Air Limbah Secara Biologi Anaerob

(1)

PENGOLAHAN AIR LIMBAH SECARA BIOLOGI ANAEROB PENGOLAHAN AIR LIMBAH SECARA BIOLOGI ANAEROB

PENGOLAHAN AIR LIMBAH SECARA BIOLOGI

ANAEROB

Ketut Sumada

Jurusan Teknik Kimia Jurusan Teknik Kimia Universitas Pembangunan Nasional (UPN)

Universitas Pembangunan Nasional (UPN) “Ve“Veteran” Jawa Timur teran” Jawa Timur email :

email : ketutadityayaoo!"oketutadityayaoo!"omm

Pengola#an air limba# se"ara biologi anaerob meru$akan $engola#an air limba# Pengola#an air limba# se"ara biologi anaerob meru$akan $engola#an air limba# dengan mikroorganisme tan$a in%eksi udara&oksigen kedalam $roses $engola#an! dengan mikroorganisme tan$a in%eksi udara&oksigen kedalam $roses $engola#an! Pengola#an air limba# se"ara biologi anaerob bertu%uan untuk merombak ba#an Pengola#an air limba# se"ara biologi anaerob bertu%uan untuk merombak ba#an or

orgaganini" " dadalalam m aiair r lilimbmba# a# memen%n%adadi i baba#a#an n yyanang g lelebibi# # sesededer#r#anana a yayang ng titidadakk berba#aya! 'isam$ing itu $ada $roses $engola#an se"ara biologi anaerob akan berba#aya! 'isam$ing itu $ada $roses $engola#an se"ara biologi anaerob akan di#asilkan gasgas se$erti gas *+ dan ,-! Proses ini da$at dia$likasikan untuk di#asilkan gasgas se$erti gas *+ dan ,-! Proses ini da$at dia$likasikan untuk air limba# organi" dengan beban ba#an organi" (,') yang tinggi

air limba# organi" dengan beban ba#an organi" (,') yang tinggi

Pada $roses $engola#an se"ara biologi anaerob ter%adi em$at (+) ta#a$an $roses Pada $roses $engola#an se"ara biologi anaerob ter%adi em$at (+) ta#a$an $roses yang terlibat diantaranya :

yang terlibat diantaranya :

1.

1. Proses hydrolysisProses hydrolysis : suatu $roses yang meme"a# molekul organi" kom$lek : suatu $roses yang meme"a# molekul organi" kom$lek men%adi molekul organi" yang seder#ana

men%adi molekul organi" yang seder#ana 2.

2. Proses AcidogenisisProses Acidogenisis : suatu $roses : suatu $roses yang meruba# molekul organi"yang meruba# molekul organi" seder#ana men%adi asam lemak

seder#ana men%adi asam lemak 3.

3. Proses AcetogenisisProses Acetogenisis : suatu $roses : suatu $roses yang meruba# asam lemak men%adiyang meruba# asam lemak men%adi asam asetat dan terbentuk gasgas se$erti gas *

asam asetat dan terbentuk gasgas se$erti gas *--. ,. ,--. N*. N*++ dan / dan / 4.

4. Proses MethanogenisisProses Methanogenisis : suatu : suatu $roses yang meruba# asam asetat dan gas$roses yang meruba# asam asetat dan gas gas yang di#asilkan $ada $roses a"etogenisis men%adi

gas yang di#asilkan $ada $roses a"etogenisis men%adi gas met#ane *gas met#ane *++ dan dan ,

,-

-Keem$at $roses tersebut ter%adi se"ara berurutan. ke em$at $roses tersebut Keem$at $roses tersebut ter%adi se"ara berurutan. ke em$at $roses tersebut

da$at digambarkan se$erti berikut da$at digambarkan se$erti berikut

(2)

0erdasarkan model $ertumbu#an mikroorganisme. $engola#an air limba# se"ara biologi anaerob dibagi men%adi - (dua) model yaitu :

Pada $roses $engola#an se"ara biologi anaerob ter%adi em$at (+) ta#a$an $roses yang terlibat diantaranya :

1. Proses hydrolysis : suatu $roses yang meme"a# molekul organi" kom$lek men%adi molekul organi" yang seder#ana

2. Proses Acidogenisis : suatu $roses yang meruba# molekul organi" seder#ana men%adi asam lemak

3. Proses Acetogenisis : suatu $roses yang meruba# asam lemak men%adi asam asetat dan terbentuk gasgas se$erti gas *-. ,-. N*+ dan /

4. Proses Methanogenisis : suatu $roses yang meruba# asam asetat dan gas gas yang di#asilkan $ada $roses a"etogenisis men%adi gas met#ane *+ dan

,

-1.

Model Pertumbuhan Mikroorganisme

Tersuspensi

1odel $ertumbu#an mikroorganisme tersus$ensi. yaitu suatu model $ertumbu#an mikroorganisme yang tersus$ensi (ter"am$ur merata) didalam air limba#! 1odel $ertumbu#an mikroorganisme tersus$ensi $ada $engola#an air limba# se"ara biologi anaerob se$erti gambar berikut :

Tangki 'igester

Pada tangki digester (anaerobi" rea"tor) dilengka$i dengan $engaduk yang bertu%uan untuk mensus$ensikan mikroorganisme dalam digester! Pada bagian atas tangki terda$at lubang (man #ole) agar manusia bisa masuk kedalam tangki digester untuk maintenan"e ($emeli#araan) dan %uga lubang

(3)

ke"il untuk $engukuran tekanan didalam tangki digester! ,$erasional $engola#an air limba# se"ara biologi anaerob se$erti terli#at dalam gambar berikut

,$erasional instalasi $engola#an air limba# se"ara biologi anaerob dengan model $ertumbu#an mikroorganisme tersus$ensi se$erti berikut

2! Pembiakan mikroorganisme dalam tangki digester. dan lakukan $engadukan agar mikroorganisme tersus$ensi

-! 3lirkan air limba# kedalam tangki digester. besarnya aliran air limba# diatur sesuai dengan waktu tiinggal dalam tangki digester

4! Pada $roses $engola#an se"ara biologi anaerob akan di#asilkan gasgas se$erti *+. ,- dan N*4. gasgas ini akan memberikan tekanan $ada tangki yang da$at mengakibatkan $e"a#nya tangki digester akibat tekanan gas! 'alam rangka mengatasi tekanan gasgas tersebut. maka dibutu#kan $engeluaran gasgas tersebut se"ara kontinyu

+! 3ir limba# yang tela# diola#. dialirkan kedalam tangki "lari5ier yang bertu%uan untuk memisa#kan antara air limba# #asil $engola#an dengan mikroorganismenya. air limba# #asil $engola#an mengalir se"ara over 5low dari bagian atas tangki "lari5ier sedangkan mikroorganisme yang mengenda$ $ada tangki "lari5ier di$om$a dan dialirkan kembali kedalam tangki digester!

Proses $engola#an dengan metode 3naerobi" digestion da$at dio$erasikan dengan multistage $ro"ess yaitu dua (-) atau em$at (+) ta#a$an tergantung $ada #asil $engola#an yang akan di"a$ai dan besarnya ba#an organi" dalam air limba#!

(4)

2. Model Pertumbuhan Mikroorganisme Melekat

1odel $ertumbu#an mikroorganisme melekat. yaitu suatu model $ertumbu#an mikroorganisme yang melekat $ada suatu media $orous! 1odel $ertumbu#an mikroorganisme melekat $ada $engola#an air limba# se"ara biologi anaerob se$erti gambar berikut :

,$erasional instalasi $engola#an air limba# se"ara biologi anaerob dengan model $ertumbu#an mikroorganisme melekat se$erti berikut :

2! Pembiakan mikroorganisme dalam media tri"kling 5liter. $embiakan mikroorganisme dilakukan dengan mengalirkan mikroorganisme kedalam tri"kiling 5ilter melalui distributor. mikroorganisme akan mengalir dari bagian atas kebawa# dan menem$el $ada media $orous. setela# men"a$ai ketebalan tertentu dan merata $ada media $orous aliran mikroorganisme di#entikan!

-! 3lirkan air limba# kedalam tri"kling 5ilter melalui distributor. $astikan aliran air limba# mengenai media $orous se"ara merata agar ter%adi kontak antara air limba# dengan mikroorganismenya!

4! 3ir limba# yang tela# berkontak dengan mikroorganisme akan keluar melalui bagian bawa# tri"kling 5ilter. aliran air akan mengandung mikroorganisme dalam %umla# yang ke"il. mikroorganisme ini di$isa#kan dalam tangki "lari5ier dan dialirkan kembali ke dalam tri"kling 5ilter. sedangkan air limba# #asil $engola#an akan mengalir se"ara over 5low dari bagian atas tangki "lari5ier! +! Pada $roses $engola#an se"ara biologi anaerob akan di#asilkan gasgas

se$erti *+. ,-. N*4. gasgas ini dikeluarkan dari bagian atas tangki tri"kling 5ilter!

6! 7asgas yang di#asilkan $ada $engola#an air limba# se"ara biologi anaerob se$erti *+ dan ,- da$at diman5aatkan sebagai ba#an bakar!

(5)

0ebera$a 5aktor yang $erlu di$er#atikan dalam o$erasional $engola#an air limba# se"ara biologi anaerob ini adala# :

2! Laju alir air limbah masuk. la%u alir air limba# yang masuk $erlu dilakukan $engendalian agar waktu kontak antara air limba# dan mikroorganisme ter$enu#i. la%u alir air limba# yang terlalu besar da$at mengakibatkan le$asnya mikroorganisme yang tela# melekat $ada media $orous

-! ahan media porous. ba#an media yang di$ergunakan #arus $orous agar mikroorganisme da$at melekat dengan kuat dan tidak muda# le$as akibat aliran air limba#

4! Penyusunan media porous. $enyusunan media $orous akan mem$engaru#i waktu kontak antara air limba# dan mikroorganisme! 1edia $orous disusun sedemikian ru$a se#ingga da$at memberikan waktu kontak yang agak lama!

0erbagai media $orous yang tela# dibuat untuk tri"kling 5ilter se$erti berikut :

1edia $orous yang dibuat sangat di#ara$kan da$at memberikan waktu tinggal (waktu kontak) yang "uku$ lama. se$erti gambar diatas dibuat bentuk yang berbelokbelok se#ingga waktu kontaknya men%adi lebi# lama

Perbedaan mendasar $engola#an air limba# se"ara biologi anaerob dengan aerob adala# :

(6)

Pada $engola#an air limba# se"ara biologi anaerob. ba#an organi" (,') dikonversi meng#asil 89 men%adi gas *+. dan ,- dan 29 nya lum$ur!

7asgas yang di#asilkan da$at dimurnikan dengan $roses absorbsi gas ,-. se#ingga di#asilkan gas *+ murni yang da$at diman5aatkan sebagai ba#an bakar!

Pada $engola#an air limba# se"ara biologi aerob. ba#an organi" (,') dikonversi meng#asil 69 $anas (gas ,-) dan 69 nya lum$ur! ;ni

menun%ukan $ada $engola#an air limba# se"ara biologi anaerob akan meng#asilkan lum$ur %au# lebi# ke"il dibanding $engola#an se"ara biologi aerob

<aktu $engola#an air limba# se"ara biologi anaerob lebi# lama dibandingkan dengan $engola#an air limba# se"ara biologi aerob

Berdasarkan analisis proses pengolahan air limbah secara biologi, dapat diketahui bahwa pengolahan air limbah secara biologi ini memberikan dampak negatif terhadap kualitas udara, karena banyaknya gas-gas seperti CO2 dan CH 4 yang dihasilkan terbuang keudara

Beberapa limbah padat organik yang tidak dilakukan pengolahan akan mengalami proses anaerob secara alami sehingga dihasilkan gas-gas seperti CH 4 dan CO2 yang dapat mencemari udara dan ikut berperan serta dalam

(7)

Pengolahan Limbah Cair dengan Metode Anaerob

Pengolahan limbah cair secara anaerobic berbeda dengan pengolahan lumpur (sludge) secara anaerobic. Alasannya adalah bahwa bagian terbesar bahan organic dalam limbah cair

dilarutkan dalam pengolahan limbah cair anaerobic. Ketika kandungan organic terlarut dalam limbah cair dihilangkan berarti proses pengolahan haruslah merupakan sebuah proses yang sangat baik dan memiliki kontak yang cukup lama antara substansi terlarut dalam limbah dengan mikroorganisme yang beperan dalam proses tersebut. !al ini berarti bahwa untuk pengolahan limbah cair anaerobic terdapat perbedaan antara waktu tinggal hidraulik (!"#)

dengan umur lumpur (sludge age) yang biasanya sama pada pengolahan lumpur secara anaerobic.

Pengolahan limbah cair anaerobic pertama untuk limbah cair industry dibangun pada tahun 1$2$ untuk mengolah limbah produksi ragi di %lagelse &enmark. 'eskipun plant ini telah berusia 3 tahun perkembangannya cukup lambat. Pengembangan proses ini kemudian

muncul ketika diperkenalkannya pengolahan anaerobic dengan menggunakan A%* (p +low anaerobic sludge blanket) pada tahun 1$,.

Pengolahan anaerobic pada umumnya memiliki biaya operasi yang relati-e rendah dan perolehan gas yang cukup banyak. Prosesnya sangat baik diterapkan pada limbah cair

terkonsentrasi di mana pengolahan aerobic untuk oksidasi senyawa organic akan menghabiskan banyak biaya terutama untuk listrik.

(8)

Proses ini akan lebih baik lagi ika kondisi pengolahan bertemperatur cukup hangat karena akan mereduksi -olum reactor. 'etode yang lainnya yang digunakan untuk mengurangi -olum reactor adalah dengan mempertahankan tingginya konsentrasi lumpur di dalam reactor. Perkembangan proses anaerobic yang semakin pesat menyebabkan munculnya

berbagai modi+ikasi proses seperti adanya uasb dan +ilter ter+luidisasi yang kini telah menadi cabang bioteknologi dan teknologi kimia.

Pengolahan anaerobic memeiliki keuntungan lain yaitu mampu menurunkan kandungan organic dengan umlah yang sangat banyak dan hamper tanpa ada nutrisi yang ditambahkan. 'etode ini cocok diadikan sebagai proses pendahuluan atau pretreatment yang diikuti

dengan metode lain untuk menghasilkan unuk kera yang optimal. /amun perlu dicatat

bahwa dalam proses pengolahan anaerobic produksi metana adalah satu0satunya proses yang berkontribusi pada pengurangan & dalam limbah. Pengurangan padatan tersuspensi

misalnya dengan pengendapan hanya seumlah kecil dari & yang bisa dihilangkan setelah proses anaerobic.