PROSES ACTIVATED SLUDGE

TUGAS RESUMEActivated Sludge, Pengertian, Pengolahan, Masalah dan Solusi

Oleh:

Rizal Wahyu Abdillah

2311100031Pengolahan Limbah Industri - DDosen : Prof. Dr. Ir. Tri WidjayaJURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2015Pendahuluan

Sistem lumpur aktif atau Activated Sludge merupakan sistem yang digunakan untuk mengontrol air limbah cair seperti buangan domestik yang mengandungbahan organik terlarut dan tersuspensi. Activated Sludge menggunakan mikroorganisme daur ulang untuk mengoksidasi komponen organik dengan adanya oksigen yang menghasilkan CO2, air, dan sel baru. Tujuan dasar dari sistem lumpur aktif adalah untuk membangun dan menjaga populasi mikroorganisme yang layak dengan menyediakan makanan (BOD5) dan lingkungan yang tepat. Dalam lingkungan yang tepat mikroorganisme mengubah zat terlarut dan bahan koloid dalam air limbah ke dalam sel-sel baru (lumpur aktif) dan produk akhir (CO2 dan air). Selama siklus hidup mereka, mikroorganisme menjalani siklus secara terus menerus.Di dalam mempelajari activated sludge dikenal berbagai istilah seperti berikut:

a) MLSS/MLVSS

Jumlah mikroorganisme untuk menghilangkan BOD dalam jumlah besar dari solid yang terdapat dalam suatu proses. Dimana mikroorganisme ini merupakan bagian aktif dalam activated sludge. Solid yang dimaksud dalam hal inilah yang merupakan Mixed Liquor Suspended Solids (MLSS). Sedangkan yang dimaksud dengan Mixed Liquor Volatile Suspended Solids (MLVSS) merupakan MLSS yang dipanaskan pada 600oC sehingga zat yang lebih volatile teruapkan.

b) Detention time

Detention time merupakan lamanya waktu yang dibutuhkan selama aerasi MLSS, dibedakan berdasarkan tipe dari proses activated sludge.

c) RAS/WAS

Activated sludge yang masuk ke dalam secondary clarifier mengendap ke dasar tangki, kemudian dihilangkan. Dimana ketebalan activated sludge yang terdapat disini tidak setebal activated sludge yang terdapat dalam primary clarifier. Konsentrasi solid normalnya antara 0.5-0.8% atau 5,000-8,000 mg/L. Beberapa hal terjadi pada activated sludge, sebagian besar kembali ke aeration basins untuk menjaga BOD yang masuk. Inilah yang dimaksud dengan Return Activated Sludge (RAS). Sementara itu sebagian kecil yang di-remove dari sistem disebut sebagai Waste Activated Sludge (WAS).

d) F/M Ratio

Salah satu parameter yang dapat digunakan untuk mengontrolacctivated sludge adalah Food-to-Microorganism ratio atau F/M ratio. Merupakan dasar yang menjelaskan berapa banyak makanan yang dimakan oleh mikroorganisme setiap harinya. Dimana setiap pound dari mikroorganisme dapat memakan hingga 0.05-0.6 pounds makanan per hari berdasarkan proses. e) MCRT/Sludge Age

Parameter lainnya yang digunakan dalam mengontrol activated sludge ialah MCRT(Mean Cell Residence Time)/ umur sludge. Apabila dalam sebuah sistem engandung solid sebesar 5% per hari, MLSS rata-rata yang tersisa dalam sistem akan bertahan selama sekitar 20 hari (100% / 5% per hari = 20 hari). Waktu selama 20 hari inilah yang dimaksud dengan MCRT.

Berikut adalah The Bug Chart yang merupakan salah satu indikator juga untuk umur sludge :

f) SVI

Sludge volume index (SVI) merupakan pengukuran seberapa baik activated sludge mengendap dalam clarifier. Pengendapan yang baik berada dalam range 80-120. Semakin besar volume maka SVI juga meningkat.

Gambar 1. Ideal Growth Curve Activated Sludge Batch Operation

Macam-macam Activated Sludge

1. Conventional Activated Sludge

Sistem lumpur aktif konvensional terdiri dari sebuah tangki aerasi air limbah yang diikuti dengan secondary settler dan garis recycle solid. Parameter desainproses untuk proses konvensionaldiberikan dalamtabel6-3Sundstrom dan beberapakonstantakinetic untukair limbahpada tabel6-2.Untuk ketepatananalitis, persamaan desainuntuk proses konvensional sering didekati oleh merekauntuk satumixed reaktor sempurnadengan recycle diberikan dalam tabel6-1 Sundstrom.

Gambar 2 Conventional Activated Sludge

2. High Rate And Extended Aeration

High Rate And Extended Aeration adalah proses activated sludge secara konvensional yang dioperasikan secara ekstrim berlawanan dari kedua waktu tinggal hidrolik dan umur lumpur. Karena volume tangki aerasi besar per unit, proses ini biasanya dibatasi untuk aplikasi kecil. Persyaratan oksigen sering dalam jumlah yang cukup dari lumpur. Tipe dari parameter desain untuk extended aeration ditunjukkan di tabel dibawah ini.

Gambar 4. High Rate And Extended Aeration

3. Contact Stabilization

Proses kontak stabilisasi memanfaatkan adsorpsi yang cepat dari bahan organik terlarut dan partikulat oleh activated sludge dan oksidasi lambat dari bahan organik oleh biomassa. Dalam proses sebelumnya, baik adsorpsi dan oksidasi terjadi pada tangki yang sama, sementara dengan proses kontak stabilisasi mereka dipisahkan ke dalam tangki yang berbeda. Karena limbah tersebut sebagian besar terserap dalam waktu satu jam, waktu tinggal tersisa dalam proses konvensional meningkatkan kualitas air hanya sedikit saat menggunakan sebagian besar volume tangki. Proses kontak stabilisasi air limbah selama kurang lebih satu jam untuk langkah adsorpsi, kemudian memisahkan lumpur dari air limbah dan pemekatan lumpur untuk tambahan waktu 3-6 jam di dalam tangki terpisah untuk langkah oksidasi. Proses dari contact stabilization dapat dilihat di gambar di bawah ini :

Gambar 5. Contact Stabilization

Berikut adalah kriteria dan parameter yang terjadi pada Contact Stabilization :a. Detention time di Contact Basin : 0.5-2 jamb. Detention time di stabilization basin : 4-8 jamc. MLSS akan hilang hingga : 1200-2000 mg/L di Contact basind. MLSS di stabilization basin akan hilang : 4000-6000 mg/l

e. F : M ratio : 0.6Table 1 : Perbedaan Tipe Proses Activated SludgeConventional Activated SludgeHigh Rate and Extended AerationContact Stabilization

TangkiAerasi dan Klarifier terpisahAerasi dan Klaridier (bukan klarifier primer)Aerasi dan Klarifier terpisah

detention time4-8 jam 16-24 jamContact Tank : 0.5-2 jam

Stabilisation Tank : 4-8 jam

MLSS1100-3000 mg/L 3000-5000 mg/LContact Tank : 1200-2000 mg/L

Stabilisation Tank : 4000-6000 mg/L

F : M ratio0.2-0.60.05-0.20.6

RASRAS : ke aerationrecycle sludge : ke primary influentReturn Sludge : ke Stabilisation Basin

Waste sludge : dibuang ke luar system CASwaste sludge : jarang ada pembuanganRAS : ke primary effulent dari primary clarifier

Lagoons

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

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 AktifPond

Beberapa macam pond yang umum digunakan, antara lain adalah:

- Facultative pondDalam kolam fakultatif, bagian permukaan lagoon mengalami aerasi dengan angin sehingga suplai oksigen di permukaan terpenuhi dan terjadi proses aerobik hingga kedalaman tertentu. 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 pondsPada 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 washout

Hitung Pt

Hitung kebutuhan Oksigen

_1048172207.unknown

_1048169888.unknown

_1048170013.unknown

_1048168857.unknown