34
Tabel 3 Persentase volume lumpur yang mengendap untuk t=3 menit sampai t=50 menit
MLSS gL
Menit ke- 3 5 10 15 20 25 30 40 50
Volume lumpur yang mengendap
4.0 34 49 59 64 66 68 70 72 74
3.5 42 54
63 67
69 71
73 76 77
3.0 53 61 68 72 72 76 78 79 80
2.8 58 66 71 77 78 80 81 82 82
2.5 63 70 75 78 79 81 82 83 84
2.0 69 76 79 81 83 84 85 86 87
1.8 78 81 82 83 84 85 86 87 88
1.6 83 86 89 90 90 90 91 91 91
1.4 87 89 91 92 92 92 92 92 93
1.0 91 93 94 95 95 95 95 95 95
Tabel 4 Persentase volume lumpur yang mengendap untuk t= 60 menit sampai t=120 menit
MLSS gL
Menit ke- 60 70 80 90 100
110 120
Volume lumpur yang mengendap
4.0 75 76 77 78 79 80 80
3.5
78 78 79 80 81 81 81
3.0 81 82
82 82
83 83 83
2.8 83 83 84 84 84 84 84
2.5 84 84 85 85 85 85 85
2.0 87 87 87 87 87 87 87
1.8 88 88 89 89 89 89 89
1.6
91 91 91 91 91 91 91
1.4 93 93 93 93 93 93 93
1.0
95 95 95 95 95 95 95
IV.2.2. Kondisi 2
Kondisi ini merupakan representasi kondisi sistem pengolahan bila diberlakukan input beban tinggi terhadap sistem. Pengkonsentrasian lumpur
dimaksudkan untuk memperoleh konsentrasi yang lebih tinggi.Konsentrasi awal diperoleh 6.5 gl. Hasil pengamatan terhadap pola pengendapan lumpur kondisi 2
disajikan pada Gambar 17 dan 18.
35
200 400
600 800
1000
20 40
60 80
100 120
140
t menit Vo
lu m
e m
l
x=6.5 gl x=6.0 gl
x=5.5 gl x=5.0 gl
x=4.5 gl
Gambar 17 Grafik volume lumpur yang mengendap berdasarkan waktu pengendapan pada konsentrasi 4.5 gl – 6.5 gl.
200 400
600 800
1000
20 40
60 80
100 120
140
tmenit v
o lu
me m
l
x=4.0 gl x=3.2 gl
x=2.5 gl x= 2.0 gl
x=1.7 gl
Gambar 18 Grafik volume lumpur yang mengendap berdasarkan waktu pengendapan pada konsentrasi 1.7 gl – 4.0 gl.
Pada Gambar 17 dan 18 terlihat fenomena menarik yang sangat berbeda dengan kondisi 1. Konsentrasi tinggi sekitar 5 gl - 6.5 gl penurunannya terlihat
mendekati pola linier, sementara konsentrasi rendah
≤
4.5 gl terlihat polanya lebih eksponensial. Hal ini menarik untuk dikaji lebih jauh karena dalam hal ini
menjadi indikasi terjadi beberapa fenomena yang berhubungan dengan konsentrasi lumpur dan proses yang terjadi didalam sistem pengolahan lumpur
aktif tersebut. Salah satu kemungkinan alasannya adalah terjadinya ketidakseimbangan konsentrasi bakteri dalam sistem lumpur aktif. Faktor
36
dominasi salah satu bakteri pembentuk lumpur aktif bisa menyebabkan kecepatan lumpur menurun tajam.
Kecepatan pengendapan lumpur aktif pada konsentrasi rendah 4.0 gl
tercatat bergerak lebih cepat dibandingkan dengan konsentrasi
≥
4.0 gl. Pada konsentrasi
≥
4.0 gl dibutuhkan waktu 50 menit untuk mencapai volume lumpur 600 ml sementara pada konsentrasi
4.0 gl dapat dicapai dalam waktu 10 menit saja. Ini mengindikasikan bahwa konsentrasi lumpur aktif berbanding terbalik
dengan kecepatan pengendapan. Semakin tinggi konsentrasi lumpur aktif maka kecepatan pengendapan semakin rendah, begitu pula sebaliknya.
Pada Tabel 5 dan 6 dapat dilihat bahwa untuk konsentrasi awal 5- 6.5 gl persentase volume lumpur yang dicapai 50 diperoleh di sepanjang waktu
pengamatan, bahkan pada konsentrasi 6.5 gl tidak mengendap sama sekali pada 3 menit awal. Persentase maksimal yang bisa diperoleh pada konsentrasi 5
gl adalah sekitar 43 saja. Hal ini mengindikasikan lumpur tidak mampu mengendap secara baik. Pada konsentrasi 4-4.5 gl ternyata membutuhkan
waktu 90 menit untuk mencapai persentase volume lumpur aktif 50 . Hasil ini diperoleh karena belum cukup ruang antar partikel yang terbentuk sehingga
butuh waktu yang cukup lama untuk memperoleh persentase tersebut. Sementara pada konsentrasi 4 gl hanya dibutuhkan waktu kurang dari 20
menit saja untuk mampu mencapainya. Hal ini tentu saja semakin menjelaskan bahwa pada konsentrasi yang rendah, partikel-partikel lumpur mempunyai ruang
yang cukup untuk mengendap secara gravitasi. Pada konsentrasi
≥
4.0 gl bahkan hampir tidak teridentifikasi apakah terbentuk fase zona dan fase transisi
di sepanjang waktu pengamatan. Hal ini diduga karena cukup sulitnya lumpur mengandap. Pada konsentrasi di bawah 4.0 gl baru terlihat fase zona mampu
dicapai maksimal selama 10 menit kemudian fase transisi selama 40 menit kemudian menit berikutnya masuk fase pemadatan. Selanjutnya untuk
konsentrasi berikutnya interval fase zona dan fase transisi semakin menurun dan fase pemadatan semakin meningkat. Hal tersebut menjadi indikasi bahwa pada
kondisi ini lumpur cukup sulit mengendap terutama pada konsentrasi tinggi. Pola pengendapan yang terbentuk berbeda dengan kondisi sebelumnya.
Tabel 5 dan 6 merangkum hasil perhitungan persentase volume lumpur aktif di sepanjang waktu pengamatan selama 120 menit pada kondisi ini. Pada
tabel dapat dilihat bahwa pada kondisi 2 penurunan persentase volume lumpur aktif terjadi cukup lambat dibandingkan konsentrasi awalnya.
37
Tabel 5 Persentase volume lumpur aktif yang mengendap dari t= 3 menit sampai t= 50 menit
MLSS gL
Menit ke- 3 5 10 15 20 25 30 40 50
Volume lumpur yang mengendap
6.5 0 0.5 1.5 2 2.5 3 3.5 5 7.5
6 0.5 1 2 2.5 3 4 4.5 7.5 10
5.5 1 2 2.5 3 4 5 6 10
13
5 2 3 4 6 7 9 11
20 22
4.5 4 5 8 12 15 18 22 32.5
35.5
4 6 7 15 20 24 28 32 35 40
3.2 17 25 40 47 51 55 58 62 66
2.5 39 50 61 65 68 69 71 75 77.5
2
62 68 74 77 78.5 80 82 83 83
1.7 79 84 87 89 90 90 90 90 90
Tabel 6 Persentase volume lumpur aktif yang mengendap dari t= 60 menit sampai t= 120 menit
MLSS gL
Menit ke- 60 70 80 90 100
110 120
Volume lumpur yang mengendap
6.5 9 10 11 12 14 15 15.5
6 14 16
18 20
22.5 25 25
5.5 15 17 22 24 25 26 26.5
5 25 29 32 36 39 41 43
4.5
40 44 47 50.5 52 54 55
4 42 44 48 51 65 68.5 69
3.2 68 70 71 72 73 74 74.5
2.5 81 82 83 83.5 84 85 85
2 84.5 84.5 85 85 85.5 86 86
1.7 90 90 90 90 90 90 90
IV.2.3. Kondisi 3
Kondisi ini merupakan representasi kondisi sistem pengolahan bila diberlakukan input beban tinggi terhadap sistem. Dengan tujuan yang sama
dengan kondisi 2 maka dilakukan pengkonsentrasian lumpur selama 2 jam. Waktu tersebut diasumsikan sebagai batas maksimal kendali proses yang
diberlakukan pada sistem. Apabila dilakukan lebih dari batas tersebut proses dianggap tidak efisien dengan dasar pertimbangan performa design operasional
38
tanki. Konsentrasi awal diperoleh 8 gl. Untuk lebih jelas mengenai pola pengendapan pada kondisi 3, dapat dilihat pada Gambar 19 dan 20.
200 400
600 800
1000 1200
20 40
60 80
100 120
140
tmenit v
o lu
m e
m l
x=8 gl x=7.8 gl
x=7.5 gl x=6.7 gl
x=6.0 gl
Gambar 19 Grafik volume lumpur yang mengendap berdasarkan waktu pengendapan pada konsentrasi 6.0 gl – 8.0 gl.
200 400
600 800
1000 1200
20 40
60 80
100 120
140
tmenit v
o lu
me m
l
x=5.6 gl x=5.0 gl
x=3.9 gl x=3.4 gl
x=2.9 gl
Gambar 20 Grafik volume lumpur yang mengendap berdasarkan waktu pengendapan pada konsentrasi 2.9 gl – 5.6 gl.
Gambar 19 dan 20 memperlihatkan pola pengendapan yang lebih melebar dibanding kondisi-kondisi sebelumnya. Gambar 19 memperlihatkan
pada konsentrasi 4.0 – 5.6 gl lumpur mengendap sangat perlahan. untuk mencapai volume 600 ml dibutuhkan waktu 120 menit. Sementara untuk
konsentrasi 1.0 – 3.5 gl hanya membutuhkan waktu 10 menit saja untuk mencapai volume tersebut. Flok bulking yang terjadi pada konsentrasi yang tinggi
mempengaruhi kecepatan mengendapnya.Pada konsentrasi
≥
4.0 gl lumpur
39
bahkan hanya dapat mencapai persentase penurunan volume 50 dalam waktu 2 jam. Hal ini jelas menandakan lumpur sulit mengendap.
Pada Gambar 19 terlihat pada konsentrasi 6.7 – 8 gl l, dalam 60 menit pertama penurunan volume maksimal yang dapat dicapai hanya sekitar 100 ml
saja. Pada t= 120 menit rentang konsentrasi ini hanya mampu mencapai volume 800 ml atau dengan kata lain menurun 200 ml saja 21 nya saja. Terlihat pula
bentuk yang dihasilkan mendekati pola linier. Pada konsentrasi 5-6 gl terlihat untuk mencapai volume 800 ml dicapai dalam waktu maksimal 40 menit.
Sementara konsentrasi 5 gl mampu dicapai hanya dalam waktu 20 menit saja. Pada Konsentrasi 4.0 gl tersebut memperlihatkan pengendapan yang
lebih baik akan tetapi masih sangat lambat dibanding kondisi sebelumnya. Pada Tabel 7 dan 8 dapat dilihat bahwa untuk konsentrasi sekitar 5.6-8.0
gl persentase volume lumpur yang diperoleh bahkan tidak mampu mencapai 50 sampai menit terakhir eksperimen sehingga pada konsentrasi tersebut tidak
teridentifikasi fase zona dan fase transisi. Pada konsentrasi 8.0 gl lumpur bahkan tidak mengendap sama sekali selama 15 menit pertama. Pada
konsentrasi di bawah 4.0 gl terlihat pengendapan yang lebih baik, fase zona dan fase transisi dapat teridentifikasi walaupun dengan rentang waktu yang sangat
pendek serta fase pemadatan yang lebih panjang dibanding dua kondisi sebelumnya. Kondisi ini menjelaskan pada konsentrasi tinggi ruang antar partikel
sudah sangat rapat sehingga tidak memungkinkan terjadi pengendapan secara gravitasi. Kondisi ini yang sering disebut dengan kondisi bulking dan
mengakibatkan lumpur sulit mengendap hingga saat sistem bekerja lumpur terbawa ke outlet carry over. Kondisi ini jelas membuat limbah tidak layak
dibuang ke lingkungan karena masih mempunyai beban kimia yang tinggi dan sulit terdegradasi oleh lingkungan.
Tabel 7 mencatat untuk konsentrasi 5 gl, lumpur yang mengendap mencapai persentase di atas volume 50 mulai menit ke 50, sementara untuk
konsentrasi 4.0 gl persentase tersebut dicapai lebih cepat yaitu mulai menit ke 15. Hasil ini menegaskan kecepatan pengendapan sedikit membaik pada
konsentrasi 4 gl. Tetapi secara keseluruhan kualitas pengendapan yang dicapai pada kondisi ini masih sangat buruk.
Pada ketiga kondisi di atas 1,2 dan 3 dapat dirangkum beberapa fenomena yang menarik. Semakin tinggi konsentrasi awal lumpur maka semakin
lambat lumpur mengendap dan begitu juga sebaliknya. terlihat bahwa pada rata-
40
rata konsentrasi
≤
4.0 gl lumpur mempunyai kecepatan pengendapan yang cukup baik, sementara konsentrasi di atas itu lumpur lambat mengendap. Hasil
pengamatan juga memperlihatkan waktu yang bervariasi untuk mencapai persentase volume pengendapan 50 . Persentase penurunan volume lumpur
tergantung dari konsentrasi awal lumpur tersebut. Hasil perhitungan persentase volume lumpur yang mengendap sangat berguna untuk menentukan acuan SV
Sludge Volume yang biasanya diambil pada t= 30 menit sebagai bagian dari perhitungan SVI sludge Volume Indeks. SVI inilah yang digunakan untuk
menentukan kualitas pengendapan dalam sistem pengolahan lumpur aktif. Dari ketiga kondisi tersebut pada konsentrasi 4.0 gl volume pengendapan 50
tidak mampu di capai sedangkan pada konsentrasi 4.0 gl ternyata mampu dicapai dengan baik. Tabel 7 dan 8 merangkum hasil perhitungan persentase
volume lumpur aktif di sepanjang waktu pengamatan selama 120 menit pada kondisi ini.
Tabel 7 Persentase volume lumpur aktif yang mengendap dari t= 3 menit sampai t= 50 menit
MLSS gL
Menit ke- 3 5 10 15 20 25 30 40 50
Volume lumpur yang mengendap
8 1
1.5 2
