Aerated Lagoon

AERATED LAGOON

Reaksi oksidasi oleh bakteri

Bahan Organik

CO2 +H2O +NO3 +PO3 +SO3

Dalam air senyawa tersebut akan menjadi H2CO3,HNO3,H3PO4, dan H2SO4 yang mengakibatkan pH cenderung turun berdasarkan kandungannya.

Syarat Tumbuh Bakteri adalah :

Sumber energi (cahaya atau reaksi kimia) Carbon untuk sintesa sel baru Nutrient Lingkungan yang mendukung (Suhu, pH, DO, Kontak dengan nutrient)

Nutrient

Makro : Nitrogen dan Phosphor

Rasio BOD : N : P = 100 : 4,3 : 0.6 (Helmers)

Mikro : Mn, Cu, Zn, Mo, Se, Mg, Co, Ca, Na, K, Fe, CO3 sekitar 10-4 sampai 10-3

Bakteri

Ukuran : 1 – 1000 µm Multiple : Umumnya 20-40 Menit, Nitrifiying bakteri 10-30 jam

Syarat Pengolahan Biologis

Ada campuran populasi dari mikroorganisme aktif. Ada Kontak bagus antara ,limbah dan mikroorganisme Kondisi optimum

Suhu : 25-30oC DO : Minimal 2 ppm Aerasi : 0.3-0.6 kg O2/m3/hari Nutrient : Cukup pH, Umum : 6.5-8.5

Nitrifikasi : 7.2-8.4

Denitrifikasi : 7.0-8.5 Toksisitas

Garam : Maksimal 5 %,

Efek Garam : Settling bakteri sulit karena berat jenis naik

Logam Berat :

Menurut G. Martin, 1979 Batas Minimal Kandungan Logam Berat dalam Limbah untuk Proses Aerated Lagoon adalah sebagai berikut :

Logam Berat Kandungan Minimal (ppm)

Copper (Cu) 0.4

Nikel (Ni) 0.1

Chromium (Cr) 1

Beberapa Sumber lain menyebutkan, Batas Minimal Kandungan Logam Berat dalam Limbah untuk Proses Aerated Lagoon adalah sebagai berikut :

Logam Berat Kandungan Minimal (ppm)

Copper (Cu) 3

Nikel (Ni) 10

Chromium (Cr) 10

Kedalaman Untuk Aerated Lagoon adalah 2.4 sampai 4.9 m Penggunaan buffer dalam menunjang pH sangat menunjang

kerja bakteri Kemampuan penurunan BOD dalam range 85-95% Nilai Optimal Lagoon

Diukur dengan MLSS (Mix Liquor Suspended Solid) : 3000-4000 ppm

Aklitimasi

Bertingkat dari 10%→35%→50%→70%→90%→100%

Syarat dapat dilakukan aklitimasi adalah sebagai berikut :

MLSS tetap 3000-4000 ppm Penurunan COD per tahap ≈ 90% Pengolahan Nitrogen

Organic Nitrogen NO2 NO3 N2

Nitrifikasi 1 mg NH3 Perlu 4.6 mg O2 Saat proses memerlukan tambahan ≈ 7.14 mg

CaCO3/mg NH3 ─N yang dioksidasi menjadi NO3. Reaksi :

* 2 NH4+ + 4 H2O 2 NO2

- + 4 H+ + 12 H + 297 KJ/mol* NO2

- + ½ O2 NO3- + 80 KJ/ mol

 

Denitrifikasi

Reaksi

NO3- + 5 H + 5 e- ½ N2 + 2 H2O + 6 H- + 360

KJ/mol

NO3- + 1.08 CH3OH + H+ 0.065 C5H7O2N +

0.76 CO2 + 4 N2 + 2.44 H2O Memerlukan sumber carbon seperti metanol,

etanol, asetat, aseton, gula pH akan naik, secara teori memproduksi ≈

3.6 mg CaCO3 /mg transfer dari NO3

menjadi N2

Kolam Aerasi Aerobik (Pengolahan Air Limbah)Kolam yang berfungsi menguraikan bahan organik yang terdapat lumpur tinja dengan menggunakan bakteri pengurai aerob yang dibiakkan dan dengan tekanan udara yang dihasilkan oleh komposer guna memasukkan oksigen (secara mekanis maupun alami).

LAPORAN KOLAM AERASI

A.    Tujuan 

Untuk mengamati penurunan angka pencemaran dengan memanfaatkan oksigen yang dialirkan pada air limbah.

Untuk menganalisa COD pada air limbah

Untuk mengetahui kwalitas air tersebut

B.     Teori Dasar

JENIS TEKNOLOGI PENGOLAHAN AIR LIMBAH BIOLOGIS AEROBIC

Kolam Oksidasi

Kolam oksidasi adalah bentuk reaktor pengolahan air limbah secara biologis aerobic yang paling sederhana. Reaktor berbentuk kolam biasa, dari tanah yang digali dan air limbah dimasukkan kedalamnya dengan suatu waktu tinggal tertentu (sekitar 7-10 hari. Kedalaman kolam tidak lebih dari 1,0 m (0,4 – 1,0 m).

Pemenuhan oksigen dapat diperoleh dari :

Absorpsi ke permukaan air di kolam melalui proses difusi

Adanya mixing/pengadukan pada permukaan kolam akibat pengaruh angin dan permukaan kolam yang cukup luas

Photosyntesa dari keberadaan algae

Permasalahan dari Kolam Oksidasi antara lain :

Membutuhkan lahan yang luas

Efisiensi penurunan zat organik sangat terbatas, (influen + 200 mg/lt BOD, efluen + 50 mg/l BOD) dan masih mengandung zat padat tersuspensi yang tinggi dari adanya algae (100 – 200 mg/l).

Efisiensi tidak stabil (menurun pada malam hari) karena proses photosyntesa terhenti.

Kolam oksidasi ini biasanya digunakan untuk proses pemurnian air limbah setelah mengalami proses pendahuluan. Fungsi utamanya adalah untuk penurunan kandungan bakteri yang ada dalam air limbah setelah pengolahan.

Kolam tanamanSistem pengolahan air limbah secara biologis aerobic, dapat dilakukan juga

dengan memanfaatkan tanaman air. Seperti halnya kolam oksidasi, kolam tanaman ini juga digunakan untuk pengolahan tahap ke-II , karena terbatasnya kemampuan mengolah beban organik yang tinggi. Suplai oksigen juga dari proses photosyntesa. Seringkali juga ditambahkan aerasi mekanis dengan kapasitas terbatas.

Kolam aerasi

Kolam aerasi secara kontruksi masih mendekati kolam oksidasi. Tetapi kedalamannya jauh lebih besar, yaitu 3-4 m. waktu tinggal lebih pendek (2-5 hari). Kolam aerasi ini ada yang dioperasikan secara aerobic penuh, tetapi juga ada yang secara fakultatif yaitu lumpur yang merupakan pertumbuhan massa mikroba dibiarkan mengendap di dalam kolam itu sendiri dan mengalami degradasi secara proses anaerobic. Sementara yang dioperasikan secara aerobic penuh dibutuhkan kolam tambahan yang terpisah untuk mengendapkan lumpur. Suplai oksigen diperoleh dari aerator mekanis.

Permasalahan dalam kolam aerasi antara lain : Masih membutuhkan lahan yang luas, walaupun lebih kecil jika dibandingkan dengan

kolam oksidasi

Membutuhkan energi yang besar, karena disamping untuk suplai oksigen juga untuk pengadukan secara sempurna, khususnya yang aerobic penuh.

Proses lumpur aktif Merupakan proses pengolahan secara biologis aerobic dengan mempertahankan

jumlah massa mikroba dalam suatu reaktor dan dalam keadaan tercampur sempurna. Suplai oksigen adalah mutlak dari peralatan mekanis, yaitu aerator dan blower, karena selain berfungsi untuk suplai oksigen juga dibutuhkan pengadukan yang sempurna. Perlakuan untuk memperoleh massa mikroba yang tetap adalah dengan melakukan resirkulasi lumpur dan pembuangan lumpur dalam jumlah tertentu.

Pengaturan jumlah massa mikroba dalam sistem lumpur aktif dapat dilakukan dengan baik dan relatif mudah karena pertumbuhan mikroba dalam kondisi tersuspensi sehingga dapat terukur dengan baik melalui analisa laboratorium. Tetapi jika dibandingkan dengan sistem sebelumnya operasi sistem ini jauh lebih rumit. Khususnya untuk limbah industri dengan karakteristik khusus.

 

 

 

Permasalahan dalam lumpur aktif antara lain : Membutuhkan energi yang besar

Membutuhkan operator yang terampil dan disiplin dalam mengatur jumlah massa mikroba dalam reaktor

Membutuhkan penanganan lumpur lebih lanjut.

Proses dengan pertumbuhan melekat

Proses dengan pertumbuhan melekat juga dikenal dengan metode bio-filter. Massa mikroba tumbuh berkembang melekat pada media. Media ini bisa berupa batu atau media artifisial berupa plastik atau PE. Suplai oksigen dapat dilakukan melalui aliran udara alami dengan metode aliran yang menetes (trickling) kebawah atau melalui peralatan mekanis (submersible aerator atau diffuser yang disuplai oleh blower). Dengan mengandalkan aliran udara alami media selalu dalam keadaan kering (tidak terendam air), sedangkan dengan peralatan mekanis media dalam keadaan terendam (submerged).

Massa mikroba yang mengalami kematian akan terlepas dari media dan terbawa aliran effluen. Dengan demikian pada metode bio-filter ini juga diperlukan tangki pengendapan untuk memisahkan bio-solid yang terbawa aliran efluen.

Dari segi operasional metode bio-filter ini lebih sederhana dari pada metode lumpur aktif dan membutuhkan area yang lebih kecil jika dibandingkan dengan kolam aerasi.

Tetapi problem yang utama sulit adalah sulit mengendalikan jumlah massa mikroba di reaktor (media bio-filter), terutama jika terjadi perubahan beban organik dari air limbah yang diolah.

Penentuan COD

COD /KOK adalah jumlah O2 yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organis yang ada dalam 1 l sampel air, dengan pengoksidasi K2Cr2O7 sebagai sumber oksigen (oxidizing agent). Angka COD juga merupakan ukuran bagi pencemaran air dan mengakibatkan berkurangnya O2 dalam air.

COD (Chemical Oxygen Demand) sama dengan BOD, yang menunjukkan jumlah oksigen yang digunakan dalam reaksi kimia oleh bakteri. Pengujian COD pada air limbah memiliki beberapa keunggulan dibandingkan pengujian BOD. Analisa COD berbeda dengan analisa BOD, tapi dapat ditetapkan perbandingannya sebagai alat kontrol uji COD dan BOD.

Keunggulan itu antara lain :

Sanggup menguji air limbah industri yang beracun yang tidak dapat diuji dengan BOD karena bakteri akan mati.

Waktu pengujian yang lebih singkat, kurang lebih hanya 3 jam

Jenis Air BOD/CODAir limbah penduduk 0,40-0,60Air limbah penduduk setelah pengendapan I 0,60Air limbah penduduk setelah pengolahan secara biologi 0,20Air sungai 0,10

Prinsip analisa

Zat organis dioksidasi oleh larutan K2Cr2O7 dalam suasana asam yang mendidih dengan katalisator Ag2SO4 untuk mempercepat reaksi dan penambahan HgSO4 untuk menghilangkan gangguan klorida.

Untuk memastikan zat organis habis teroksidasi, maka pengoksidasi K2Cr2O7 ditambahkan berlebihan. Kelebihan K2Cr2O7 digunakan untuk menentukan berapa O2 yang telah terpakai melalui titrasi dengan Ferro Amm sulfat. Indikator feroin digunakan untuk menentukan t.a.t dari warna hijau-biru menjadi merah coklat. Untuk analisa COD ini dilakukan uji larutan blangko, karena blangko nilai awal tidak mengandung zat organik yang dapat dioksidasi K2Cr2O7 .

Gangguan, keuntungan dan kekurangan tes COD

Gangguan

1) Kadar klorida < 2000 ppm mengganggu kerja AgSO4, tapi dapat dihilangkan dengan HgSO4 (dengan jumlah yang sebanding)

2) NO2- juga akan teroksidasi menjadi NO3-. Bila konsentrasi NO2- > 2 mg/l maka perlu penambahan 10 mg Asam sulfamat per mg NO2-, baik dalm sampel maupun blangko.

Keuntungan

- Tes COD lebih singkat dari tes BOD - Tidak selalu butuh pengenceran- 2-3x lebih teliti- Gangguan yang sifatnya racun terhadap zat organis tidak berpengaruh

Kekurangan

merupakan analisa suatu reaksi oksidasi kimia yang meniru oksidasi biologis, sehingga merupakan pendekatan, tidak dapat membedakan zat inert dan zat yang teroksidasi secara biologis. Pengawetan sampel air dengan penambahan H2SO4 pekat SP pH = 2.

C.    Prosedur kerja

Alat

Erlemeyer

Buret

Klem dan standar

Alat kolam aerasi

Kertas ph

Pipet gondok

Pipet tetes

Bahan

KMnO4

HgSO4

Amilum

KI

H2SO4

Thio sulfat

Cara Kerja

1. Air limbah dimasukan kedalam wadahnya sebanyak 500 ml

2. Sebelum lakukan pengukuran kualitas air meliputi COD, ph

3. Dialirkan oksigen yang berasal dari aerator kedalam air buangan tersebut melalui selang selama 3 jam

4. Setelah aerasi lakukan pengukuran kualitas air seperti prisedur no. 2

5. Bandingkan hasil pengukuran kualitas air tersebut sebelum dan sesudah pengolahan

D.    Reaksi dan Pengamatan

Reaksi

C2HO5 + MnO4 + H+ → CO2 + H2O + MnO4-

MnO4- sisa + KI → Mn+2 + I2

I2 + S2O3 2- → I- + S4O6 2-

Pengamatan

Sampel

Sampel 50 ml + KMnO4 5 ml + HgSO4 → bewarna ungu kemudian dipanaskan

selama 1jam, setelah dipanaskan + amylum + KI 5 ml + H2SO4 10 ml

→ bewarna coklat , dititrasi dengan larutan Thio sulfat sampai warna biru hilang.

Blanko

Aquadest 50 ml + KMnO4 5 ml + HgSO4 → bewarna ungu kemudian dipanaskan

selama 1jam, setelah dipanaskan + amylum + KI 5 ml + H2SO4 10 ml

→ bewarna coklat , dititrasi dengan larutan Thio sulfat sampai warna biru hilang.

3. Aerated lagoons (kolam aerasi)Lagun Aerasi merupakan unit penanganan biologic dimana kebutuhan oksigen dipenuhi dengan peralatan aerasi mekanik. Suplai oksigen secara kontinyu mendukung lagun aerasi untuk menangani air limbah per unit volume per hari. Lagun adalah sebuah kolam yang dilengkapai dengan aerator, sistem lagun mirip dengan kolam oksidasi. Lagoon adalah sejenis kolam tertentu dengan ukuran yang luas dan mampu menampung limbah cair dalam volume besar juga karena terjadinya proses oksidasi alamiah dan fotosintesa algae.Reaktor ini berupa lagun ( kolam ) yang diatur supaya suasana aerobik dengan jalan pengadukan mekanis ataupun penggelembung udara. Kelebihan : Biaya pemeliharaan rendah, Effluent yang dihasilkan baik, Biaya instalasi awal rendah dan tidak menimbulkan bau. Kekurangan : Masih membutuhkan lahan yang luas, walaupun lebih kecil jika dibandingkan dengan kolam oksidasi dan membutuhkan energi yang besar, karena disamping untuk suplai oksigen juga untuk pengadukan secara sempurna, khususnya yang aerobic penuh.

laguna aerasi

Aerated lagoon atau bak aerasi adalah induk dan / atau perawatan kolam disediakan dengan aerasi buatan untuk mempromosikan oksidasi biologis air limbah . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Ada banyak proses biologis lainnya untuk pengobatan air limbah , misalnya lumpur aktif , trickling filter , berputar biologi kontaktor dan biofilter . Mereka semua memiliki kesamaan penggunaan oksigen ( atau udara ) dan tindakan mikroba untuk biotreat polutan dalam air limbah .isi

1 Jenis laguna aerasi atau cekungan 1.1 Suspensi laguna campuran 2 Metode mengaerasi laguna atau cekungan 2.1 aerator permukaan Mengambang 2.2 Submerged aerasi tersebar 3 Lihat juga 4 Referensi 5 Pranala luar

Jenis laguna aerasi atau cekungan

Suspensi laguna campuran , di mana ada sedikit energi yang disediakan oleh peralatan aerasi untuk menjaga lumpur dalam suspensi . [ 4 ] Fakultatif laguna , di mana ada energi cukup disediakan oleh peralatan aerasi untuk menjaga lumpur dalam suspensi dan padatan mengendap di lantai laguna . Padatan biodegradable dalam lumpur diselesaikan kemudian menurunkan anaerob . [ 4 ]

Suspensi laguna campuran

Suspensi campuran laguna mengalir melalui sistem lumpur aktif dimana limbah memiliki komposisi yang sama dengan minuman keras dicampur di laguna . Biasanya lumpur akan memiliki waktu tinggal atau lumpur usia 1 sampai 5 hari . Ini berarti bahwa kebutuhan oksigen kimia ( COD ) dihapus relatif sedikit dan limbah karena itu tidak dapat diterima untuk dibuang ke perairan menerima . [ 4 ] Tujuan dari Laguna karena itu bertindak sebagai flokulator dibantu biologis yang mengubah organik biodegradable larut dalam yang berpengaruh terhadap biomassa yang dapat menyelesaikan sebagai lumpur . [ 4 ] Biasanya limbah ini kemudian dimasukkan ke dalam sebuah kolam kedua di mana lumpur dapat menetap . Efluen kemudian dapat dihapus dari atas dengan COD rendah , sementara lumpur terakumulasi di lantai dan mengalami stabilisasi anaerobik . . [ 4 ]Metode mengaerasi laguna atau cekungan

Ada banyak metode untuk mengaerasi laguna atau baskom :

Motor- didorong terendam atau mengambang aerator jet Motor- didorong aerator permukaan mengambang Bermotor tetap di tempat aerator permukaan Injeksi udara terkompresi melalui diffusers terendam

Aerator permukaan mengambangA Typical Permukaan - Aerasi Basin ( menggunakan aerator floating motor-driven )

Ponds atau cekungan menggunakan aerator permukaan mengambang mencapai 80 sampai 90 % dari penghapusan BOD dengan waktu retensi 1 sampai 10 hari [ 5] kolam atau cekungan mungkin berkisar di kedalaman 1,5-5,0 meter . [ 5 ] .

Dalam sistem permukaan -aerasi , aerator menyediakan dua fungsi : mereka mentransfer udara ke dalam cekungan yang diperlukan oleh reaksi oksidasi biologis , dan mereka memberikan pencampuran yang dibutuhkan untuk penyebaran udara dan untuk menghubungi reaktan ( yaitu, oksigen , air limbah dan mikroba ) . Biasanya, aerator permukaan mengambang dinilai untuk memberikan jumlah setara udara 1,8-2,7 kg O2/kWh . Namun, mereka tidak memberikan sebaik pencampuran biasanya dicapai dalam sistem lumpur aktif dan karena cekungan aerasi tidak mencapai tingkat kinerja yang sama sebagai unit lumpur aktif . [ 5 ]

Proses oksidasi biologis yang sensitif terhadap suhu dan , antara 0 ° C dan 40 ° C , laju reaksi biologis meningkat dengan suhu. Kebanyakan kapal aerasi permukaan beroperasi pada antara 4 ° C dan 32 ° C. [ 5 ]Submerged aerasi tersebar

Terendam udara menyebar pada dasarnya adalah bentuk grid diffuser dalam laguna . Ada dua jenis utama terendam sistem aerasi menyebar untuk aplikasi laguna : mengambang lateral dan terendam lateral. Kedua sistem ini memanfaatkan halus atau menengah diffusers gelembung untuk menyediakan aerasi dan pencampuran dengan air proses . Diffusers bisa ditunda sedikit di atas lantai laguna atau mungkin beristirahat di bagian bawah. Fleksibel penerbangan atau selang udara tertimbang mensuplai udara ke unit diffuser dari udara lateral (baik mengambang atau terendam ) .

Kegunaan bak Ekualisasi/Balance tank

  Kegunaan Bak Aerasi

Fungsi pertama; diharapkan polutan air limbah dapt stabil sebelum masuk ke bak Aeresi, dengan kata lain, fungsi nya adalah untuk menghomogenkan air buanganyg akan masuk ke bak aerasi,

Fungsi Kedua: untuik mengatur kwantitas air yang masuk ke bak aerasi, agar dapat dibuat secara stabil.Hal ini biasanya terjadi pada waktu waktu tertentu saja( Peak Hour)