II.4.1 Proses Lumpur Aktif Activated Sludge
Salah satu proses biologi yang banyak digunakan adalah lumpur aktif. Pengolahan lumpur aktif adalah sistem pengolahan dengan menggunakan bakteri
aerobik yang dibiakkan dalam tangki aerasi yang bertujuan untuk menurunkan organik karbon atau organik nitrogen. Bakteri yang tumbuh merupakan bakteri
tersuspensi tercampur. Dalam hal menurunkan organik karbon bakteri yang berperan adalah heterotropik. Sumber energi berasal dari oksidasi senyawa oeranik dan sumber
karbon adalah organik karbon. BOD atau COD dipakai sebagai ukuran atau satuan yang menyatakan konsentrasi organik karbon dan selanjutnya disebut sebagai
substrat. 4 proses penting dalam proses lumpur aktif yaitu : 1. Proses Stabilisasi
Zat dan kebutuhan nutrisi diuraikan secara perlahan melalui metabolisme mikroorganisme.
2. Proses mineralisasi Saat proses stabilisasi sebagian nutrient dioksidasi menjadi materizat yang
sederhana berupa karbondioksida. 3. Proses Asimilasi
Merubah sampai terjadi mikroba baru 4. Proses respirasi Endogenous
Keadaan dimana jumlah mikroba mengalami penurunankematian
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Proses oksidasi melengkapi energi yang didapat untuk proses operasi adsobsi dan asimilasi. Persamaan biokimia untuk proses resipilasi dan sintesis dalam proses
lumpur aktif Bakteri
Bahan organik + O
2
Sel baru + CO
2
+ H
2
O + energi + Produk akhir
Beberapa produk akhir seperti NH
4 ,
NO
2
, NO
3 ,
PO
4
serta produk lain berupa lumpur. Bakteri melakukan repirasi dan melakukan sintesa untuk
kelangsungan hidupnya. Proses lumpur aktif dirancang untuk mendapatkan kualitas air limbah hasil
pengolahan effluent yang spesifik sedangkan tujuan dalam mengatur dan mengendalikan kondisi operasional adalah untuk memastikan bahwa kualitas effluent
terjaga dengan biaya operasional yang minimal Wardhani, 2005. Kualitas effluent pada proses lumpur aktif dipengaruhi oleh beberapa faktor,
diantaranya adalah : a. Variasi Laju Alir
BOD, COD dan padatan tersuspensi pada air limbah yang diolah besar kecilnya laju alir limbah mempengaruhi waktu detensi dalam proses pengolahan yang akan
berpengaruh terhadap kualitas effluent limbah. b. Flokulasi dalam Parameter Operasional yaitu Umur Lumpur
Umur lumpur dalam proses pengolahan sangat mempengaruhi kualitas effluent sehingga pada umumnya umur lumpur ditetapkan antara 3 – 15 hari untuk
mendapatkan hasil yang effektif.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
c. Perbandingan Jumlah Substrat dengan Masa Mikroba FM ratio Rasio FM umumnya digunakan sebagai konsentrasi substrat yang masuk dalam
proses per unit biomassa dalam tangki aerasi per waktu.beberapa literatur menyebutkan bahwa besarnya nilai FM bervariasi mulai 0,05 – 1 untuk umur
lumpur aktif konvensional. Kriteria FM 0.2 – 0.5 dan umur lumpur 6 – 15 hari akan menghasilkan kondisi stabil, effluent yang bagus dan pengendapan biosollid
yang cepatWardhani, 2005. d. Kondisi Umur Lumpur
Merupakan salah satu faktor penting karena dalam lumpur aktif tersebut terdapat mikroorganisme yang membantu proses pengolahan lumpur aktif.
e. Perbandingan Umpan Balik recyle ratio Umpan balik digunakan untuk membantu memperpanjang waktu detensi.
f. Kebutuhan Suplai Oksigen Jika effisiensi oksigen trasfer sistem aerasi diketahui maka kebutuhan udara dapat
ditentukan. Supply udara dalam tangki aerasi harus mencukupi untuk besarnya BOD dalam air buangan, respirasi endogeneous mikroorganisme, menghasilkan
pencampuran yang memadai serta menjaga kebutuhan oksigen dalam tangki aerasi Wardhani, 2005.
Proses lumpur aktif activated sludge mampu mengubah hampir semua bahan organik terlarut dan koloid tersisa dimetabolisme oleh mikroorganisme menjadi
karbondioksida dan air. Dan fraksi terbesar diubah menjadi massa selular yang dapat
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
dipisahkan dari aliran air melalui pengendapan secara gravitasi. Pemanfaatan bahan organik oleh mikroorganisme melalui tiga proses, yaitu :
1. Molekul substrat berkontak dengan dinding sel 2. Molekul substrat ditransport ke dalam sel
3. Metabolisme molekul substrat oleh sel Untuk menghasilkan effluen yang berkualitas tinggi, biomassa harus dapat
dipisahkan dari aliran liquid melalui secondary clarifier, dan setelah itu biomassa dikembalikan lagi ke tangki aerasi.Secara garis besar, proses-proses yang berlangsung
dalam activated sludge ialah: 1. Aerasi air limbah untuk menghadirkan suspensi mikrobial.
2. Pemisahan solid-liquid setelah aerasi. 3. Discharge effluen ke clarifier.
4. Membuang exess biomassa dan mengembalikan yang tersisa ke dalam tangki aerasi
Adapun beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam proses activated sludge adalah:
a. Faktor fisik : temperature dan dissolved oksigen
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
b. Faktor kimia : pH 6.5 – 9, kehadiran asam atau basa tertentu, adanya oksidator, adanya ion atau garam dari logam berat, adanya bahan kima tertentu
Kebutuhan oksigen dapat dipenuhi dengan cara mengalirkan udara atau oksigen murni ke dalam reaktor sehingga jumlah oksigen terlarut dalam reaktor lebih
besar dari 2 mgl. Jumlah ini merupakan kebutuhan minimum yang diperlukan mikroorganisme di dalam lumpur aktif Fahamsyah, 2004.
Mikroorganisme yang hidup dalam sistem ini akan membentuk koloni-koloni ini berupa flok-flok yang mudah terendapkan. Dalam keadaan tersuspensi. Koloni ini
menyerupai lumpur sehingga disebut lumpur aktif Fahamsyah, 2004. Reaktor lumpur aktif terdiri dari dua kompartemen. Kompartemen pertama
untuk proses aerasi sedangkan kompartemen kedua untuk sedimentasi lumpur. Lumpur terkonsentrasi sebagian diresirkulasi ke kompartemen pertama dan sebagaian
lagi dibuang. Penguraian bahan-bahan pencemar dalam proses ini berlangsung menurut
reaksi berikut : CH
2
On + O
2
+ Nutrien CO
2
+ H
2
O + Sel baru
Influent Efluent
Resirkulasi Pembuangan Lumpur Gambar II.2. Diagram Lumpur Aktif
Tangki Aerasi
Clarifier
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Dalam sistem lumpur aktif terdapat dua aliran : a. Air buangan : Konsentrasinya tergantung karakteristik air buangan dan
pengolahan sebelumnya. b. Lumpur terkonsentrasi yang mengandung mikroorganisme dari pengendap,
konsentrasinya tergantung konsentrasi air yang masuk pengendap rate resirkulasi. Dalam reaktor mikroorganisme menghilangkan substrat terlarut dengan asimilasi
sehingga tersedia karbon dan energi untuk pertumbuhan mikroorganisme. Partikel organik ditangkap dalam flokulen biomassa dan dicapai oleh enzim eksoseluler
sehingga terlarut dan bisa diasimilasi mikroorganisme. Campuran mikroorganisme dan partikel organik yang terdegradasi tersebut Mixed Liquor
Suspended Solid MLSS. Mikroorganisme yang berperan pada degradasi organik secara aerob adalah
bakteri aerob yang berada dalam bentuk flok. Protozoa yang berada dalam bentuk lumpur sering memakan bakteri sebagai sumber tenaga. Bakteri nitrifier autrotoph
juga ada jika kondisi baik. Tetapi bakteri tersebut mengoksidasi amonia sehingga penting dalam kualitas effluent. Suplai oksigen harus mencukupi kebutuhan
kedua tipe bakteri tersebut. Menurut Grady,1980 Karakteristik Lumpur aktif Fahamsyah, 2004:
1. Umur Lumpur 5 – 15 hari 2. Waktu detensi reaktor 4 – 8 jam
3. Resirkulasi 10 – 30
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Ada beberapa keuntungan yang diperoleh dari proses Lumpur aktif adalah : 1. Pada proses Lumpur aktif dapat menghasilkan effluet yang baik.
2. Menurut Grady Lim, 1980 Sistem terkontrol melalui penyesuaian jumlah lumpur yang dibuang operator bisa mengontrol umur lumpur untuk mencapai
kualitas effluent yang diinginkan Fahamsyah, 2004.
II.4.2. Faktor-faktor Yang Berpengaruh Pada Proses Lumpur Aktif
Kategori