PENGOLAHAN AIR LIMBAH SECARA BIOLOGI ANAEROB

PENGOLAHAN AIR LIMBAH SECARA BIOLOGI ANAEROB

Ketut Sumada

Jurusan Teknik Kimia

Universitas Pembangunan Nasional (UPN) “Veteran” Jawa Timur

email : ketutaditya@yaoo.com

Pengolahan air limbah secara biologi anaerob merupakan pengolahan air limbah dengan mikroorganisme tanpa injeksi udara/oksigen kedalam proses pengolahan. Pengolahan air limbah secara biologi anaerob bertujuan untuk merombak bahan organic dalam air limbah menjadi bahan yang lebih sederhana yang tidak berbahaya. Disamping itu pada proses pengolahan secara biologi anaerob akan dihasilkan gas-gas seperti gas CH4 dan CO2. Proses ini dapat diaplikasikan untuk air limbah organic dengan beban bahan organic (COD) yang tinggi  

Pada proses pengolahan secara biologi anaerob terjadi empat (4) tahapan proses yang terlibat diantaranya : 

  

1. Proses hydrolysis : suatu proses yang memecah molekul organic komplek menjadi molekul organic yang sederhana 
2. Proses Acidogenisis : suatu proses yang merubah molekul organic sederhana menjadi asam lemak
3. Proses Acetogenisis : suatu proses yang merubah asam lemak menjadi asam asetat dan terbentuk gas-gas seperti gas H₂, CO₂, NH₄ dan S
4. Proses Methanogenisis : suatu proses yang merubah asam asetat dan gas-gas yang dihasilkan pada proses acetogenisis menjadi gas methane CH₄ dan CO₂
   
   
   Keempat proses tersebut terjadi secara berurutan, ke empat proses tersebut dapat digambarkan seperti berikut
   
   
                                             
   
   
   
   
   
   
   Berdasarkan model pertumbuhan mikroorganisme, pengolahan air limbah secara biologi anaerob dibagi menjadi 2 (dua) model yaitu :
   
   
   
   
   1.    Model Pertumbuhan Mikroorganisme Tersuspensi
   
   
   Model pertumbuhan mikroorganisme tersuspensi, yaitu suatu model pertumbuhan mikroorganisme yang tersuspensi (tercampur merata) didalam air limbah. Model pertumbuhan mikroorganisme tersuspensi pada pengolahan air limbah secara biologi anaerob seperti gambar berikut :
   
   
                                                     
                                                                         Tangki Digester
    
   Pada tangki digester (anaerobic reactor) dilengkapi dengan pengaduk yang bertujuan untuk mensuspensikan mikroorganisme dalam digester. Pada bagian atas tangki terdapat lubang (man hole) agar manusia bisa masuk kedalam tangki digester untuk maintenance (pemeliharaan) dan juga lubang kecil untuk pengukuran tekanan didalam tangki digester. Operasional pengolahan air limbah secara biologi anaerob seperti terlihat dalam gambar berikut 
   
   
   
   
   
   
    
   
   
   
   
   Operasional instalasi pengolahan air limbah secara biologi anaerob dengan model pertumbuhan mikroorganisme tersuspensi seperti berikut  
   
   
   1. Pembiakan mikroorganisme dalam tangki digester, dan lakukan pengadukan agar mikroorganisme tersuspensi
   2.  Alirkan air limbah kedalam tangki digester, besarnya aliran air limbah diatur sesuai dengan waktu tiinggal dalam tangki digester
   3.    Pada proses pengolahan secara biologi anaerob akan dihasilkan gas-gas seperti CH4, CO2 dan NH3, gas-gas ini akan memberikan tekanan pada tangki yang dapat mengakibatkan pecahnya tangki digester akibat tekanan gas. Dalam rangka mengatasi tekanan gas-gas tersebut, maka dibutuhkan pengeluaran gas-gas tersebut secara kontinyu
   4.  Air limbah yang telah diolah, dialirkan kedalam tangki clarifier yang bertujuan untuk memisahkan antara air limbah hasil pengolahan dengan mikroorganismenya, air limbah hasil pengolahan mengalir secara over flow dari bagian atas tangki clarifier sedangkan mikroorganisme yang mengendap pada tangki clarifier dipompa dan dialirkan kembali kedalam tangki digester.
     
   Proses pengolahan dengan metode Anaerobic digestion dapat dioperasikan dengan multi-stage process yaitu dua (2) atau empat (4) tahapan tergantung pada hasil pengolahan yang akan dicapai dan besarnya bahan organic dalam air limbah.
   
   
   
   
   2.    Model Pertumbuhan Mikroorganisme Melekat
   
   
   Model pertumbuhan mikroorganisme melekat, yaitu suatu model pertumbuhan mikroorganisme yang melekat pada suatu media porous.  Model pertumbuhan mikroorganisme melekat pada pengolahan air limbah secara biologi anaerob seperti gambar berikut :
   
   
   
   
                                    
           
    
   Operasional instalasi pengolahan air limbah secara biologi anaerob dengan model pertumbuhan mikroorganisme melekat seperti berikut :
   
   
   1.  Pembiakan mikroorganisme dalam media trickling fliter, pembiakan mikroorganisme dilakukan dengan mengalirkan mikroorganisme kedalam trickiling filter melalui distributor, mikroorganisme akan mengalir dari bagian atas kebawah dan menempel pada media porous, setelah mencapai ketebalan tertentu dan merata pada media porous aliran mikroorganisme dihentikan.
   2.  Alirkan air limbah kedalam trickling filter melalui distributor, pastikan aliran air limbah mengenai media porous secara merata agar terjadi kontak antara air limbah dengan mikroorganismenya.
   3.  Air limbah yang telah berkontak dengan mikroorganisme akan keluar melalui bagian bawah trickling filter, aliran air akan mengandung mikroorganisme dalam jumlah yang kecil, mikroorganisme ini dipisahkan dalam tangki clarifier dan dialirkan kembali ke dalam trickling filter, sedangkan air limbah hasil pengolahan akan mengalir secara over flow dari bagian atas tangki clarifier.
   4.    Pada proses pengolahan secara biologi anaerob akan dihasilkan gas-gas seperti CH4, CO2, NH3, gas-gas ini dikeluarkan dari bagian atas tangki trickling filter.
   5.    Gas-gas yang dihasilkan pada pengolahan air limbah secara biologi anaerob seperti CH4 dan CO2 dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar.
   
   
   
   
   Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam operasional pengolahan air limbah secara biologi anaerob ini adalah :
   
   
   1.    Laju alir air limbah masuk, laju alir air limbah yang masuk perlu dilakukan pengendalian agar waktu kontak antara air limbah dan mikroorganisme terpenuhi, laju alir air limbah yang terlalu besar dapat mengakibatkan lepasnya mikroorganisme yang telah melekat pada media porous
   2. Bahan media porous, bahan media yang dipergunakan harus porous agar mikroorganisme dapat melekat dengan kuat dan tidak mudah lepas akibat aliran air limbah
   3.    Penyusunan media porous, penyusunan media porous akan mempengaruhi waktu kontak antara air limbah dan mikroorganisme. Media porous disusun sedemikian rupa sehingga dapat memberikan waktu kontak yang agak lama.
   
   
   
   
   
   
   Berbagai media porous yang telah dibuat untuk trickling filter seperti berikut : 
   
   
   
   
   
   
   
   
   Media porous yang dibuat sangat diharapkan dapat memberikan waktu tinggal (waktu kontak) yang cukup lama, seperti gambar diatas dibuat bentuk yang berbelok-belok sehingga waktu kontaknya menjadi lebih lama
   
   
   Perbedaan mendasar pengolahan air limbah secara biologi anaerob dengan aerob adalah : 
   
   
    
   Pada pengolahan air limbah secara biologi anaerob, bahan organic (COD) dikonversi menghasil 90% menjadi gas CH₄, dan CO₂ dan 10% nya lumpur. Gas-gas yang dihasilkan dapat dimurnikan dengan proses absorbsi gas CO2, sehingga dihasilkan gas CH4 murni yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar.
   
   
   
   
   
   Pada pengolahan air limbah secara biologi aerob, bahan organic (COD) dikonversi menghasil 50% panas (gas CO₂)  dan 50% nya lumpur. Ini menunjukan pada pengolahan air limbah secara biologi anaerob akan menghasilkan lumpur jauh lebih kecil dibanding pengolahan secara biologi aerob 
   Waktu pengolahan air limbah secara biologi anaerob lebih lama dibandingkan dengan pengolahan air limbah secara 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 CH₄ yang dihasilkan terbuang keudara
   
   
   Beberapa limbah padat organik yang tidak dilakukan pengolahan akan mengalami proses anaerob secara alami sehingga dihasilkan gas-gas seperti CH₄ dan CO₂ yang dapat mencemari udara dan ikut berperan serta dalam peningkatakan pemanasan global.  
   
   
   
   
   
   
   ******** SEMOGA TULISAN INI BERMANFAAT *********