tugas rangkum pli
Post on 21-Dec-2015
19 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
ACTIVATED SLUDGE
Sistem lumpur aktif merupakan sistem yang digunakan untuk mengontrol air limbah
cair seperti buangan domestik yang mengandung kedua bahan organic terlarut dan
tersuspensi. Di Activated Sludge (AS) menggunakan mikroorganisme daur ulang untuk
mengoksidasi komponen organik dengan adanya oksigen molekular untuk CO2 , air, dan sel
baru. Beberapa variasi dari proses konvensional telah menjadi standar dan akan disajikan
dalam bagian ini.
Lumpur aktif adalah proses biologis yang digunakan untuk menghilangkan senyawa
organik dari air limbah. Seperti trickling filter, proses lumpur aktif yang digunakan untuk
menumbuhkan biomassa organisme aerobik yang akan dikeluarkan sebagai limbah dan
mengubahnya padatan tersuspensi. Hal ini dilakukan dalam tangki aerasi besar. Proses
lumpur aktif mengendap di cekungan aerasi untuk mempertahankan jumlah mikroorganisme
yang memakan substrat yang masuk. "Free Range" merupakan organisme dalam aliran akhir
memiliki efisiensi removal yang tinggi dalam proses lumpur aktif (95-98%) dibandingkan
dengan trickling filter (80-85%).
Istilah Pada Activated Sludge : MLSS/MLVSS (Mixed-Liquor Suspended Solids)/(Mixed-Liquor Volatile Suspended
Solids)Organisme yang bekerja untuk menghilangkan BOD make up yang mempunyai kandungan solid besar yang terkandung dalam proses, dan MLSS dan MLVSS merupakan bagian “aktif” dari activated sludge. MLSS adalah Jumlah total dari padatan tersuspensi yang berupa material organic dan mineral termasuk mikroorganisme, dan solid berada dibawah bak aerasi. Sedangkan MLVSS berisi material organic yang bukan mikroba hidup dan hancuran sel yang berada di atas permukaan bawah bak aerasi.
RAS/WSMerupakan campuran pada clarifiers kedua yang memiliki Konsentrasi padatan biasanya akan antara 0,5-0,8 persen atau sekitar 5,000-8,000 mg / L. Sebagian besar akan kembali ke cekungan aerasi untuk menjaga padatan dalam tangki untuk menangani BOD yang masuk. Proses tersebut lebih dikenal sebagai Lumpur Aktif Kembali atau RAS. Sedangkan, sebagian kecil dari lumpur akan hilang dan terbentuk endapan. Hal ini disebut sebagai Limbah Lumpur Aktif atau WS
Waktu DetentionWaktu yang diperlukan untuk MLSS berada dibagian bawah bak aerasi. Aliran RAS dapat digunakan untuk memanipulasi waktu penahanan dalam tangki aerasi. Untuk
meningkatkan RAS dapat dilakukan pada malam hari karena dapat membantu menjaga waktu penahanan yang tepat sebagai influen yang dapat menurunkan aliran.
F:M Ratio Salah satu parameter proses yang digunakan untuk mengontrol padatan lumpur aktif dan persediaan makanan dikenal sebagai rasio Makanan-to-Mikroorganisme atau F:M rasio. Ini merupakan dasar yang ditetapkan untuk menentukan berapa banyak makanan yang dikonsumsi organisme setiap hari. Satu pound mikroorganisme akan makan antara 0,15 - 0,6 kg makanan per hari tergantung pada proses.
MCRT (Sludge Age)Parameter kontrol lain adalah lamanya waktu mikroorganisme hidup dalam proses. Jika limbah 5% dari padatan dalam sistem setiap hari, maka MLSS hanya akan tetap berada dalam sistem rata-rata sekitar 20 hari (100% / 5% per hari = 20 hari).
SVI (Sludge Volume Index)pengukuran seberapa baik lumpur aktif mengendap di clarifier. Pengendapan lumpur sebagian besar tergantung pada kondisi organisme. Lumpur akan memiliki SVI antara 80 dan 120. Sebagai lumpur menjadi lebih ringan dan volume meningkatkan SVI juga akan meningkat. SVI dapat digunakan untuk menghitung jumlah galon yang harus dipindahkan untuk menghilangkan satu pound padatan.
Proses Activated SludgePada dasarnya ada tiga jenis proses lumpur aktif. Salah satu parameter kontrol adalah
berbagai oksigen terlarut dari 2,0-4,0 mg / L. Persyaratan DO minimum adalah 1-2 mg / L. Kadar oksigen terlarut dikontrol oleh peralatan aerasi menggunakan blower dan diffusers atau aerator mekanis.
Tiga tipe tersebut :– Conventional Activated Sludge Process
Lumpur aktif convensional memiliki waktu penahanan dalam bak aerasi selama 4-6 jam. Sebagian besar BOD dari limbah primer akan dipisahkan atau sebagian partikel tersuspensi. Konsentrasi MLSS biasanya dijalankan dari 2000-3500 mg / L. sedangkan F: M rasio harus antara 0,2-0,5. MCRT atau umur lumpur bervariasi dari 5-15 hari.
– Contact Stabilization ProcessContact stabilization menggunakan 2 proses aerasi yang terpisah. Pertama
effluent masuk ke contact chamber dimana mikroba mulai menghancurkan BOD
dan meningkatkan kemampuan untuk mengendap secara keseluruhan. Tapi sebelum masuk ke contact basin, RAS (Return Activated Sludge) akan dilewatkan ke stabilization basin. Disini, RAS akan diaerasi sampai organik dimakan atau distabilkan oleh mikroba.
Detention time dalam Contact basin ini adalah dari 0.5-2 jam. Detention time dalam stabilization basin ini adalah dari 4-8 jam. Konsentrasi MLSS biasanya ada pada 1200-2000 mg/L di contact chamber dan akan menjadi 4000-6000 mg/L di stabilization basin. F:M ratio sebesar 0.6 – 0.75.
– Extentended Aeration Process Detention time dalam Contact basin ini adalah dari 16 - 24 jam.
Konsentrasi MLSS biasanya ada pada 3000-5000 mg/L. Sedangkan F:M ratio sebesar 0.15 – 0.25.
Completely Mixed Reactor
Beberapa proses mengganti reaktor tangki panjang persegi panjang dari proses
konvensional dengan agitated vessel circular di mana konsentrasi limbah dan
lumpur adalah seragam di seluruh reactor. Modifikasi ini membuat reaktor lebih tahan
terhadap lonjakan BOD dan senyawa beracun dalam inlet air limbah dimana
reaktor juga bertindak sebagai dilutting vessel. Karena sistem konvensional lebih
dekat dengan plug flow, bahan beracun bisa melewati reactor dan membunuh senyawa
biologis dalam reaktor. Persamaan desain untuk proses pencampuran sempurna
diberikan dalam tabel 6-1 Sundstrom. Penggantian tangki reaktor yang berbentuk
persegi panjang (sistem konvensional) tangki berpengaduk mekanis adalah :
Step Aeration
Tidak seperti plan secara konvensional, langkah dari sistem aerasi
memperkenalkan feed air limbah di beberapa titik di sepanjang tangki aerasi. Feed
untuk metode ini, dimana biasa disebut step loading, menjaga faktor proses loading,
U, dan kebutuhan oksigen di dalam tangki lebih seragam daripada proses
konvensional. Langkah plan aerasi biasanya dirancang untuk beban padatan yang
sama tetapi beban volumetrik lebih tinggi dari plan konvensional, karena efisiensi
biologis meningkat dimungkinkan oleh konsentrasi limbah lebih seragam. sebuah
flowsheet ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar 3. Step Aeration
Dalam proses konvensional konsentrasi padatan hampir konstan sepanjang
reaktor, dalam langkah proses aerasi, menurun tajam setelah setiap titik influen.
Mengasumsikan misalnya bahwa langkah plan aerasi berjalan dengan recycle
konsentrasi solid dari 10.000 mg / l, Return Sludge Rate, R, sebesar 25%, dan lokasi
feed berpengaruh pada awal tangki dan di tengah. Konsentrasi solid dalam paruh
pertama tangki akan menjadi 3333 mg/l sedangkan pada paruh kedua akan lebih 2000
mg / l, memberikan konsentrasi rata-rata tangki 2667 mg/l. Meskipun rata-rata
konsentrasi solid dalam reaktor lebih tinggi, konsentrasi solid limbah adalah sama
dengan sistem konvensional yang memungkinkan clarifiers konvensional akhir yang
akan digunakan.
Gambar 1. Ideal Growth Curve – Activated Sludge Batch Operation
Gambar 1 menunjukkan bahwa kurva pertumbuhan yang ideal dibagi menjadi
3 fase utama : pertumbuhan fase logaritmik, fase pertumbuhan menurun, dan fase
endogen.
Fase pertama ditunjukkan pada Gambar 1, fase pertumbuhan logaritmik,
menunjukkan bahwa populasi mikroorganisme meningkat pesat selama periode awal
kontak dengan limbah. Ada peningkatan proporsional dalam tingkat oksigen yang
dikonsumsi oleh mikroorganisme dan jumlah makanan yang hadir dalam air limbah
berkurang dengan cepat.
Selama fase pertumbuhan logaritmik ada ketersediaan makanan yang tinggi
terhadap mikroorganisme (F/M). Artinya, konsentrasi BOD 5 diukur dalam sistem ini
jauh lebih besar dari konsentrasi MLSS. Pada fase pertumbuhan penekanannya pada
produksi bahan selular baru mikroba (peningkatan massa lumpur aktif). Persyaratan
oksigen total selama fase ini tetapi terus meningkat.
Tahap kedua ditunjukkan pada Gambar 1 adalah bahwa pertumbuhan
menurun. Sebagai mikroorganisme terus memanfaatkan pasokan makanan, tercapai
suatu titik dimana jumlah batas sisa makanan laju pertumbuhan mikroorganisme.
Pada dasarnya ada mikroorganisme terlalu banyak dan makanan tidak cukup untuk
mempertahankan mereka. Fase ini dimulai pada titik perubahan kelengkungan pada
kedua makanan dan kurva mikroorganisme. Pada titik ini F/M adalah persis sama
dengan 1. Laju pertumbuhan mikroorganisme serta pemanfaatan oksigen mereka
mulai berkurang. Fase ini menandai awal suatu masa di mana organisme hidup yang
tersisa mulai mengambil nutrisi yang tersedia di tetangga mereka yang mati.
Organisme hidup harus bekerja lebih keras untuk mendapatkan makanan,
membutuhkan lebih banyak energi, sehingga produk akhir lebih banyak diproduksi.
Tahap akhir ditunjukkan pada Gambar 1 adalah fase endogen yang dimulai
ketika jumlah makanan yang digunakan dalam memproduksi energi dan membentuk
produk akhir lebih besar dari jumlah yang digunakan dalam membentuk bahan selular
baru. Makanan untuk rasio mikroorganisme jauh lebih kecil dari 1 dan menunjukkan
awal kelaparan untuk mikroorganisme yang tidak cukup kuat untuk mendapatkan
kebutuhan makanan mereka.
Produk akhir lebih dan lebih sedang diproduksi sedangkan produksi massal sel
lumpur aktif berada pada tingkat minimum. Tingkat pemanfaatan oksigen menurun
pada fase ini sementara jumlah total oksigen yang dikonsumsi jelas mencapai nilai
terbesar total.
Lagoons And Ponds
Bila lahan yang tersedia cukup luas dan lingkungan sekitar tidak terlalu
terpengaruh dengan bau yang dihasilkan dari instalasi pengolahan limbah, maka dapat
digunakan reaktor biologis berupa bak besar yang terbuka, yang biasa disebut lagoon
atau kolam.
Lagoon berupa bak dengan kedalaman 1,5 – 7 meter dengan fresh feed
residence time antara 2- 20 hari. Sistem ini bergantung pada sistem aerasi di
permukaan. Lagoon memiliki beberapa perbedaan dibandingkan proses lumpur aktif,
antara lain tidak adanya lumpur yang direcycle karena lagoon berfungsi sebagai
reaktor dan clarifier. Limbah dan padatan biologis dalama air akan dihilangkan
dengan adanya respirasi endogenous dan waktu tinggal yang relatif panjang.
Konsentrasi padatan yang tersuspensi dalam lagoon juga relatif lebih rendah yaitu
sekitar 100- 300 mg MLSS/ liter.
Beberapa macam lagoon yang umum digunakan antara lain adalah:
Completely mixed lagoon
Gambar 6. Completely Mixed Lagoon
Pada lagooon jenis ini, daya pengaduk yang digunakan cukup besar sehingga
konsentrasi padatan dan oksigen terlarut dalam lagoon cukup seragam.
Facultative lagoon
Pada lagoon fakultatif, input daya pada pengaduk lebih rendah
dibandingkan completely mixed lagoon sehingga sebagian padatan
terakumulasi di dasar lagoon dan mengalami dekomposisi anaerobik, sedangkan
padatan di permukaan mengalami dekomposisi aerobik. Kolam lumpur aktif
umumnya memiliki kedalaman sekitar 1- 2 meter dan memiliki waktu tinggal
yang relatif lebih lama, antara 10 – 30 hari. Biasanya ditanami algae yang dapat
berfotosintesis dan memenuhi kebutuhan oksigen dalam proses degradasi.
Gambar 7. Proses Pada Kolam Lumpur Aktif
Beberapa macam pond yang umum digunakan, antara lain adalah:
Facultative pond
Dalam kolam fakultatif, bagian permukaan lagoon mengalami aerasi dengan
angin sehingga suplai oksigen di permukaan terpenuhi dan terjadi proses aerobik
hingga kedalaman tertentu. Pada kedalaman yang lebih dasar terjadi proses
anaerobik akibat rendahnya tingkat oksigen terlarut. Pada siang hari,
mikroorganisme dan algae di permukaan kolam akan berfotosintesis
sehingga tingkat O2 yang terlarut dalam air akan mengalami peningkatan.
Kolam jenis ini tidak dapat memproses air limbah dengan tingkat warna
yang tinggi, misalnya limbah tekstil, karena proses degradasi dalam kolam
bergantung penetrasi cahaya
Anaerobic ponds
Pada kolam anaerobik, suplai oksigen sangat rendah sehingga terjadi reaksi
anaerobik menghasilkan gas metana dan H2S.
Baik lagoon maupun kolam lumpur aktif umunya dimodelkan sebagai tangki
yang mengalami pengadukan sempurna dan tanpa recycle. Dengan asumsi
kondisi aliran steady-state serta konsentrasi buangan sangat rendah ( S<< Km),
sehingga oksidasi berjalan pada orde satu, maka konsentrasi keluaran dari lagoon
dapat dihitung dengan persamaan berikut:
SS0
= 11+k p θ
Dengan S0 = Total inlet BOD5
S = Total outlet BOD5
θ = fresh feed residence time
kp = konstata kinetika (hr-1)
Sedangkan untuk N lagoon seri, BOD total keluaran dapat dihitung dengan:
SN
S0=∏ ¿
j=1
N
( 11+k pθ j
)≃ 1
(1+k pθ τ
N )N
¿
dengan θτ=Σ
j=1
N
θ j
Waktu tinggal yang relatif lama pada lagoon dan kolam lumpur aktif
menyebabkan sebagian besar BOD pada effluent berasal dari padatan yang
tersuspensi, sehingga perlu dikontrol melalui laju respirasi endogenous. Dari
tabel, didapat konsentrasi biomass dalam reaktor tanpa recycle yang menjadi
yield adalah:
Pure Oxygen Activated Sludge
Sistem ini terdiri dari beberapa tangki yang teraduk sempurna dan disusun
secara seri dengan oksigen dan air limbah yang bergerak bersamaan. Dalam setiap
tangki, terdapat pencampur mekanik untuk menyemburkan oksigen ke dalam air dan
menyamakan konsentrasi. Alasan penggunaan oksigen murni adalah kemampuan
transfer oksigen yang lebih besar dibandingkan udara biasa, sehingga dapat
mempertahankan konsentrasi oksigen terlarut di atas 2 ppm.
Loading rate dalam sistem oksigen lebih besar dibandingkan pada sistem
udara sehingga jumlah lumpur yang dihasilkan juga lebih besar. Tingginya tingkat
oksigen yang terlarut pada sistem oksigen murni mendorong pertumbuhan bakteri
nitrifikasi sehingga tingkat oksidasi ammonia meningkat.
X
X0+( S0−S )Y= 1
1+kd θ
Gambar 8. Pure Oxygen Activated Sludge
Nitrification And Denitrification
Gambar 9 Proses Nitrifikasi dan Denitrifikasi
Kadar senyawa nitrogen dan fosfor dapat diturunkan melalui proses
pengolahan kimia, fisika maupun biologi. Dibandingkan dengan sistem kimia atau
fisika, sistem biologi mempunyai keunggulan karena efisiensinya cukup tinggi,
prosesnya stabil, kontrol proses realatif mudah, dibutuhkan area yang tidak terlalu
luas, dan cukup ekonomis. Proses perombakan nitrogen (ammonia) secara biologi
melibatkan dua tahapan reaksi, yaitu nitrifikasi dan denitrifikasi.
Nitrifikasi adalah proses oksidasi ion ammonium menjadi nitrat dengan
bantuan bakteri Nitrosomonas dan Nitrobacter. Bakteri nitrifikasi tumbuh sangat
lambat dan sangat sensitif terhadap berbagai faktor lingkungan, seperti pH, oksigen
terlarut (DO), temperatur dan berbagai senyawa toksik. Konsentrasi DO di atas 1 mg/l
merupakan salah satu prasyarat untuk terjadinya proses nitrifikasi.Reaksi nitrifikasi
berjalan seperti berikut:
2 NH 4++3O2⃗ Nitrosomonas2NO 3
−+2 H 2 O+4 H+
2 NO3−+O2⃗ Nitrobacter 2NO3
−
Sebagian ion ammonium akan dikonsumsi untuk proses sintesis sel. Dalam proses
nitrifikasi tidak terjadi akumulasi nitrit karena laju pertumbuhan spesifik Nitrobacter
lebih cepat dibandingkan Nitrosomonas dan konstanta Michaelis kedua reaksi tersebut
sangat kecil. Oleh karena itu, konversi amonia ke nitrit dibatasi laju reaksi. Namun
pada konsentrasi oksigen di atas 2 mg/l, proses nitrifikasi juga dibatasi oksigen dan
mengikuti kinetika Monod.
Denitrifikasi adalah reduksi nitrat menjadi nitrogen oleh bakteri, misalnya
pseudomonas, melalui reaksi berikut:
6 NO3−+2CH 3OH →6 NO2
−+2CO2+4 H2O
6 NO2−+3CH 3OH →3 N 2+3CO2+3H2O+6OH−
Proses denitrifikasi berlangsung dalam kondisi anoksik, dimana bakteri yang
bersifat heterotrof memanfaatkan senyawa nitrogen teroksidasi nitrat, nitrit dan sulfat
sebagai aseptor elektron dalam proses metabolisme dan sintesa sel. Dalam proses
denitrifikasi, laju reaksi dibatasi substrat nitrogen dan perlu ditambahkan sumber
karbon untuk memungkinkan terjadinya sintesa sel. Kebutuhan karbon dapat dipenuhi
dari dua sumber, yaitu sumber internal, berasal dari air limbah yang akan diolah dan
material sel (respirasi endogenus), dan sumber eksternal, berasal dari penambahan air
limbah atau sumber karbon yang lain (methanol), yang digunakan bila air limbah
yang diolah tidak mampu menyuplai kebutuhan karbon dengan baik.
Pada proses denitrifikasi anaerobik, nitrat berperan sebagai sumber oksigen
dan nitogen sebagai penerima elektron. Konstanta Michaelis pada proses denitrifikasi
lumpur aktif sangatlah kecil sehingga reaktor biasanya dijalankan pada orde 0 pada
tingkat nitrat-nitrogen 1-2 mg/l
Beberapa macam sistem pengambilan nitrogen adalah sebagai berikut:
Preanoxic : sebagian feed nitrat hasil nitrifikasi pada tangki aerobik dikembalikan
ke tangki anoksik, dimana terjadi proses denitrifikasi, dan masuk bersama recycle
activated sludge ke dalam tangki anoksik.
Postanoxic : recycle activated sludge dikembalikan ke dalam tangki anoksik yang
terletak setelah tangki aerobik
Simultaneous : secara umum, sistem ini mirip dengan preanoxic, hanya saja
terjadi dalam 1 tanki
Sistem Kelebihan Kekurangan
Preanoxic
BOD dihilangkan sembelum
zona aerobik sehingga ergi
yang dibutuhkan sedikit
Alkalinitas dihasilkan sebelum
nitrifikasi
Simultaneous
Dapat digunakan untuk tingkat
N rendah (<3 mg/L)
Hemat energi
Volume reaktor besar
Perlu kontrol operasi
Postanoxic
Perlu waktu tinggal lama untuk
mencapai efisiensi tinggi karena
proses denitrifikasi berjalan saat
respirasi endogenous
Design Prosedure Activated Sludge
Di bawah ini akan ditunjukkan proses desain untuk berdasarkan seleksi dari residence
time :
a. Masukkan informasi yang diperlukan untuk mengolah data. (So, Qo, S), data
kinetik(ko, kd, Km, Y). Jika data kinetik tidak tersedia disediakan, asumsi dari tabel
ini adalah di chapter 12,13 (sundstrom).
b. Ambil nilai dari sludge age, atau proses loading factor U dengan pertimbangan :
tingkat larut karbon dari limbah, suspended solid di effluent, karakteristik settling dari
solid biologis, nutrient removal, stabilitas proses untuk mencegah washout. Sludge
age biasa nya 3-14 hari dan U antara 0.2-0.6 kgBOD/kgMLSS.day.
c. Hitung effluent dari keluaran air limbah dengan pilihan sludge age daari persamaan-
persamaan yang terdapat dalam table 6.1 (buku sandstorm) untuk memastikan bahwa
S akan kurang dari nilai input desain. Gunakan nilai S untuk perhitungan selanjutnya.
d. Pilih nilai dari θ lalu hitung nilai V, lalu selanjutnya dapat dilihat pada gambar di
bawah ini.
Oxidation DitchesOxidation Ditch adalah salah satu bentuk dari extended aeration process. Wastewater
masuk ke ditch dan disirkulasikan mengelilingi “lintasan” yaitu brush/rotor horizontal besar. Sebagian dari rotor tenggelam di ditch, selama rotornya berputar, campuran liquid terdorong mengelilingi “lintasan”. Rotor juga memberikan aerasi yang dibutuhkan untuk menjaga DO pada 2 mg/L. BOD pada oxidation ditch dapat bervariasi antara 10-50 lbs/1000 cuft/day. Effluent dari Oxidation ditch yang melewati secondary clarifier dan RAS dikembalikan menuju ditch. Level dari DO dan kecepatan dapat di atur dengan mengubah kecepatan dari rotor dan kedalaman operasi. Kecepatan yang tepat dari oxidation ditch sekitar 1 fps.
Sequenced Batch Reactor (SBR) Sequenced Batch Reactor
merupakan proses yang digunakan untuk plant kecil dan bukan proses yang kontinyu. Yaitu dengan cara, Reactor diisi kemudian di aerasi untuk periode waktu tertentu, biasanya 1-3 jam. Setelah aerasi selesai, kemudian diendapkan didalam reaktor dan effluent dikeluarkan dari unit bagian atas. Ketika pemisahan selesai, reaktor diisi kembali dan proses terulang kembali.
Biological Growth Rate
Laju Respirasi atau level metabolisme dari biomass akan menentukan seberapa banyak mikroba makan tiap hari dan seberapa cepat biomass tersebut tumbuh. Mikroba bekerja pada efisiensi maksimum saat level metabolisme endogenous respiration. Endogenous Respiration ditentukan dengan pengukuran jumlah DO yang hilang dari sebuah sampel mixed liquor selama 15 menit (Oxygen Uptake Rate). Umumnya endogenous respiration terjadi pada OUR 15 – 30 mg/L per jam. Kemampuan mikroba untuk mengkonsumsi makanan akan turun drastis dari waktu ke waktu jika terdapat pada basins aeration. Sedangkan pertumbuhan biomassa tergantung pada F : M rasio dan suhu.
Influent Flow Pattern Pola aliran plug menempatkan beban organik yang tinggi dalam tahap pertama proses
dan terjadi penurunan BOD secara berturut-turut. Karena jumlah udara yang dibutuhkan secara langsung berhubungan dengan BOD, ini berarti bahwa lebih banyak oksigen yang dibutuhkan pada tahap pertama dibandingkan yang kedua. Masalah yang mungkin terjadi adalah mempertahankan tingkat DO.
“Complete mix “ biasanya terjadi pada extended aeration plants. Influent masuk ke center of a single stage aeration basin dan keluar melalui edge.
Process Control Terdapat 3 faktor utama yang mempengaruhi efisiensi proses dari activated sludge
yaitu Oxygen Level, RAS flow, dan WAS flow. Ketika Aerator bertipe diffuser digunakan. DO level ditentukan oleh jumlah airflow ke tiap basin. Jika DO terlalu tinggi, airflow dapat ditutup melalui valve yang ada pada air header pipes. Keseimbangan airflow di tiap basin diperlukan untuk menjaga efisiensi operasi.
RAS merupakan faktor utama karena mikroorganisme harus dikembalikan ke aeration tank sebelum mereka kehabisan DO. Untuk mengimbangi hal tersebut RAS flow perlu dinaikkan untuk mengurangi detention time nya. Yang nantinya kenaikan dari RAS flow juga akan berdampak pada pengurangan kedalaman sludge dalam clarifier.
Pengontrolan WAS flow juga diperlukan untuk menjaga F:M Ratio yang diinginkan. Biasanya, laju WAS flow berkisar 1 – 2 % dari influent flow. Excess harus dihilangkan untuk menjaga level MLSS tetap konstan. Ketika MLSS naik maka MCRT juga ikut naik, sehingga untuk menjaga nya diharuskan untuk menaikkan WAS flow menghilangkan solid berlebih dari sistem.
Activated Sludge Microorganisms Hampir semua pengurangan BOD dalam lumpur aktif adalah hasil dari aktivitas
bakteri aerobic. Macam- macam mikroorganisme pada aktif sludge:
1. AmoeboidsAmuba adalah organisme bersel tunggal yang pertama berkembang di lumpur. mikrorganisme ditemukan dalam lumpur dan tidak berpengaruh pada kondisi lumpur.
2. FlagelataFlagelata adalah organisme yang memiliki tubuh sel besar dengan cambuk seperti embel disebut flagela. mikroorganisme ini dominan, dengan amoeboids, ketika lumpur masih sangat muda. Lumpur muda memiliki settleability rendah dan SVI tinggi.
3. Free swimming Ciliatesberbentuk oval dengan rambut kecil atau ciliates. Ciliates ini bergerak dalam gerakan seperti gelombang untuk mendorong di dalam air dan membawa makanan. Jumlah mikroorganisme tersebut meningkat ketika lumpur mencapai kedewasaan dan mencapai settleability yang terbaik dan kemudian drop off sebagai umur lumpur terus meningkat.
4. Stalked CiliatesStalked Ciliates terlihat seperti sekelompok bunga yang melekat pada partikel lumpur. Stalked Ciliates berbentuk tulip yang memiliki silia dan digunakan untuk membawa makanan. Para ciliates makan bakteri dan partikel organik sangat kecil. Mikroorganisme juga dapat memindahkan partikel mikroskopis menjadi partikel flok yang lebih besar untuk membantu meningkatkan menetap dan kejelasan limbah
5. RotifersRotifera adalah organisme yang termasuk kelompok kompleks. Mereka memiliki sembilan sel dan lebih besar dari organisme lain. Mereka memiliki tubuh panjang dan telescoping dapat menempel pada partikel flok atau bergerak melalui air
seperti ulat
Adanya jenis-jenis mikroorganisme menandakan kondisi sludge tersebut berusia muda atau tua. Sebagai contoh, bila flagellates atau free swiming ciliates mendominasi maka kondisi sludge termasuk pada “Young Sludge” sedangkan bila fase rotifer dan stalked ciliates yang mendominasi maka kondisi sludge termasuk dalam kondisi “Old Sludge”. Sludge yang diharapkan adalah yang memiliki fase flagellates, free swiming ciliates dan stalked ciliates karena memiliki kondisi yang tidak terlalu muda dan tidak terlalu tua.
The “BUG” ChartBakteri filamen adalah bakteri benang panjang yang
terdapat dalam lumpur aktif. Mereka bermanfaat dalam jumlah kecil. Dalam jumlah besar mereka menciptakan kondisi yang dikenal sebagai bridging partikel dan mengurangi settleability dari lumpur. Bulking sludge berwarna coklat gelap. Nocardia adalah jenis filamen yang dapat menyebabkan bulking dan berbusa dalam lumpur aktif. Mereka memiliki metabolisme yang lebih rendah dan biasanya menjadi masalah bila terdapat BOD yang tidak dapat dikeluarkan dengan baik. Penambahan 1,0-1,5 mg / L klorin terhadap aliran RAS sering digunakan dalam sistem lumpur aktif untuk mengontrol filamen.
Beban hidrolik dapat menyebabkan washout atau ledakan dari dalam lumpur. Ketika kecepatan clarifier mengalami kenaikan tiba-tiba dan melebihi kecepatan pengendapan lumpur, padatan dapat keluar dari atas tangki. Selain kehilangan padatan dari sistem, kondisi ini berarti “bug” tidak melakukan proses dengan baik.
Aeration Tank FoamBioaktivitas di basins aerasi akan selalu
menghasilkan beberapa penumpukan busa di basins. Jika tidak ada busa di basins aerasi biomassa kemungkinan mati. Warna busa merupakan indikator usia dan kondisi lumpur. Busa putih merupakan indikasi dari lumpur muda. Busa yang banyak merupakan indikasi lumpur dapat mengendap dengan baik. Busa gelap berminyak dan berwarna coklat dapat merupakan indikasi di lumpur tua. Hal ini sering terjadi pada
digester aerobik, tetapi bukan pertanda baik dalam basin aerasi. Ini adalah hasil dari masalah bakteri berserabut
Problem pada Activated Sludgea. Dispersed Growth
Mikroorganisme tidak dapat membentuk flok dan tetap terurai (hanya membentuk rumpun kecil atau sel tunggal). Bakteri yang tidak membentuk flok umumnya dikonsumsi oleh protozoa. akibatnya antara lain effluent tetap keruh, tidak terbentuk daerah pengendapan sludge
b. Non-filamentous bulkingDisebut juga “zoogleal bulking” dan disebabkan oleh pembentukan exopolysaccharida yang berlebihan oleh Zooglea dalam activated sludge. Akibat yang terjadi antara lain menurunkan kemampuan pengendapan dan flok kurang padat. Bulking tipe ini agak jarang ditemui dan dikoreksi oleh khlorinasi. (Chudoba, 1989)
c. Rising sludgeSludge naik ke permukaan sebagai akibat dari denitrifikasi berlebihan, sebagai hasil dari kondisi anoxic dalam tangki sedimentasi. Partikel sludge mengikat gelembung nitrogen dan membentuk sludge blanket di permukaan clarifier. Sludge lolos ke effluent sehingga menjadi keruh dan meningkatkan kembali kadar BOD5. Salah satu solusi problem ini adalah mengurangi waktu tinggal sludge seperti dengan menaikkan kapasitas sirkulasi sludge.
d. Terbentuknya foam dan scumProblem ini disebabkan oleh tidak terurainya surfactan serta adanya mikroorganisme Nocardia sp dan kadang-kadang juga disebabkan oleh adanya Microthhrix parvicella. Solusi :1. Menggunakan antifoam2. Menghilangkan busa secara mekanis sebelum masuk Clarifier
e. Filamentous bulkingBulking merupakan problem berupa lambatnya pengendapan dan tidak kompaknya padatan di clarifier. Filamentous bulking umumnya disebabkan oleh pertumbuhan yang berlebihan dari mikroorganisme filamentous seperti Thiothrix sp
f. Pinpoint-flocAdalah suatu keadaan dimana flok yang dihasilkan sangat tipis. Hal ini disebabkan karena kurangnya bakteri filamentous yang berfungsi ibaratnya sebagai “tulang belakang” dalam proses pembentukan flok sehingga flok kehilangan strukturnya, serta mempunyai kemampuan pengendapan yang rendah, akibatnya effluent tetap keruh.
Efek Pertumbuhan Filamentous Bakteri
Pengendalian Filamentous Bakteri Group I – Zona Aerobik dengan Konsentrasi DO rendah
Terjadi pada substrat yang mudah termetabolasi, pada substrat dengan konsentrasi DO yang rendah, pada rentang waktu tinggal sludge yang lebar.Organisme yang berpengaruh :
Pengendalian :• Menggunakan aerobik, anoxic, atau anaerobik selektor• Meningkatkan waktu tinggal sludge• Meningkatkan konsentrasi DO pada tangki aerasi
Group II - Zona Mixotropic dan Aerobic Terjadi pada substrat yang mudah termetabolasi, terutama pada substrat dengan asam-asam organik dengan berat molekul yang rendah. Sulfida teroksidasi menjadi butiran-butiran sulfur. Terjadi pada waktu tinggal sludge dari sedang hingga tinggi. Tingkat penyerapan nutrisi yang yang cepat.Organisme yang berpengaruh :
Pengendalian :• Menggunakan aerobik, anoxic, atau anaerobik selektor• Menambahkan jumlah nutrien• Menghilangkan sulfida dengan menggunkan asam organik konsentrasi tinggi
Group III - Zona Aerobik lainnya Terjadi pada substrat yang mudah termetabolasi, pada waktu tinggal sludge dari sedang hingga tinggiOrganisme yang berpengaruh :
Pengendalian :• Menggunakan aerobik, anoxic, atau anaerobik selektor• Mengurangi waktu tinggal sludge
Group IV - Zona Aerobik, Anoxic, dan Anaerobik
Type 1851 N.Limicola Sp.
Type 021 N Thiotrix Sp.
H.hydrossisType 1701Sphaerotilus natans
Terjadi pada sistem yang aerobik, anoxic, atau anaerobic, pada waktu tinggal sludge yang lama, memungkinkan terjadinya pertumbuhan pada partikulat produk hidrolisisOrganisme yang berpengaruh :
Pengendalian :• Menjaga keseragaman konsentrasi DO yang cukup pada zona aerobik
Type 0041 Type 0092 M.Parvicella
top related