Pengolahan Air Limbah

Air limbah sebagaian besar adalah pengobatan yang tepat Pengolahan limbah bertujuan untuk menetralkan air dari bahan-bahan tersuspensi dan terapung, menguraikan bahan organic biodegradable, meminimalkan bakteri patogen, serta memperhatikan estetika dan lingkungan. Pengolahan air limbah dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu secara alamiah dan buatan.

Dalam hal ini akan dijabarkan mengenai proses pengolahan air limbah secara alami. Pengolahan air limbah secara alamiah dapat dilakukan dengan pembuatan kolam stabilisasi. Kolam stabilisasi yang umum digunakan adalah kolam anaerobic, kolam fakultatif (pengolahan air limbah yang tercemar bahan organic pekat) dan kolam maturasi (pemusnahan mikroorganisme patogen).

Kolam Stabilisasi :

Kolam stabilisasi atau biasa disebut dengan stabilization ponds memiliki bermacam-macam fungsi, antara lain :

1. Sebagai reservoir2. Sebagai pengendap pertama3. Penguraian bahan organic secara alami (natural biodegradasi) baik

secara aerobik maupun anaerobic4. Penurunan bakteri pathogen (karena adanya sinar matahari, maka

akan terjadi penurunan substrat sehingga akan terjadi mekanisme kekurangan makanan)

Sistem Kolam Stabilisasi :

Menurut laporan Bank Dunia (Shuval et al. 1986) mendukung konsep kolam stabilisasi sebagai pengolahan limbah yang paling cocok untuk digunakan, terutama dalam Negara berkembang karena lahan yang digunakan untuk membangun kolam stabilisasi sangat beralasan untuk mendatangkan keuntungan dan kolam sabilisasi tidak membutuhkan banyak tenaga kerja.

Sistem kolam stabilisasi dirancang untuk menerima berbagai macam bentuk pengolahan yang berbeda-beda hingga mencapai tiga jenis, tergantung pada kekuatan limbah orgnik yang masuk hingga nanti keluar.Untuk memudahkan dalam hal pemeliharaan dan fleksibilitas operasi, setidaknya dua saluran dalam masing-masing kolam stabilisasi digabungkan menjadi satu design. BOD5 air limbah dengan konsentrasi

lebih dari 300 mg / liter, sering akan diperkenalkan ke tahap pertama kolam anaerobic, yang mencapai tingkat volumetric tinggi penghapusan limbah, dimana kolam anaerobic yang dapat diterima lingkungan, bahkan limbah berbahaya (katakanlah hingga 1000 mg/Liter BOD5) dapat dibuang langsung ke kolam fakultatif primer. Efluen dari tahap pertama kolam anaerobic akan meluap e dalam kolam fakultatif sekunder yang terdiri dari tahap kedua pengolahan biologis. Setelah kolam fakultatif sekunder atau primer, jika pengurangan patogen lebih lanjut diperlukan, kolam pematangan akan diperkenalkan untuk memberikan pengolahan tersier. Konfigurasi system kolam secara khusus pada Gambar 1 .

Gambar. 1 konfigurasi kolam Stabilisasi: AN anaerob = kolam; F = kolam fakultatif; M = kolam Maturasi (Pescod dan Mara, 1988).

Jenis dan fungsi kolam stabilisasi :

Kolam stabilisasi dapat diklasifikasikan sehubungan dengan jenis (s) aktivitas biologis yang terjadi di kolam:. Tiga jenis dibedakan, fakultatif

dan kolam maturasi anaerobik. Biasanya sistem WSP terdiri dari serangkaian tunggal dari kolam tersebut tiga jenis atau beberapa seri tersebut secara paralel (lihat Bagian 2). Pada intinya, dan kolam anaerobik fakultatif dirancang untuk menghilangkan BOD (Biological Oksidasi-lihat Bagian Permintaan 3.1.1) dan kolam pematangan untuk menghilangkan patogen, meskipun beberapa removal BOD terjadi di kolam pematangan dan beberapa removal patogen dan kolam anaerobik fakultatif. Dalam banyak kasus hanya dan kolam anaerobik fakultatif diperlukan. Secara umum, kolam pematangan yang dibutuhkan hanya jika kuat air limbah (BOD> 150 mg / l) harus diperlakukan sebelum permukaan debit air dan ketika air limbah diperlakukan akan digunakan untuk irigasi terbatas (irigasi untuk tanaman sayuran),. Umumnya di WSP sistem, arus air buangan dari kolam anaerobik ke kolam fakultatif dan akhirnya, jika perlu, untuk kolam pematangan. Namun, untuk hasil yang lebih baik air limbah mengalir ke dalam kolam anaerobik harus diperlakukan awal untuk menghilangkan padatan kasar dan bahan besar lainnya sering ditemukan pada air limbah mentah. operasi perlakuan pendahuluan biasanya meliputi penyaringan kasar, penghapusan grit dan, dalam beberapa kasus, kominusi objek besar.

% Kolam anaerobik

kolam anaerobik kolam perawatan mendalam yang mengeluarkan oksigen dan mendorong pertumbuhan bakteri, yang memecah limbah. Hal ini di kolam anaerobik bahwa limbah mulai melanggar bawah tanpa adanya oksigen "anaerob". Kolam anaerob bertindak seperti sebuah tangki septik terungkap. bakteri anaerobik memecah bahan organik dalam melepaskan, metana dan karbon dioksida efluen. Lumpur dititipkan di bagian bawah dan sebuah bentuk kerak di permukaan seperti ditunjukkan pada Gambar. 2.

Gambar. 2 Operasi Pond anaerobik.

kolam anaerobik umumnya 2-5 m dalam dan menerima seperti beban organik tinggi (biasanya> 100 Direksi g / m 3 setara d untuk> 3000 kg / ha / d untuk kedalaman 3 m). Mereka mengandung beban organik yang sangat tinggi relatif terhadap jumlah oksigen masuk kolam, yang mempertahankan kondisi anaerobik ke permukaan kolam. kolam anaerobik tidak mengandung alga, meskipun kadang-kadang film tipis terutama Chlamydomonas dapat dilihat di permukaan. Mereka bekerja dengan sangat baik di iklim hangat (dapat mencapai 60-85% removal BOD) dan memiliki waktu retensi relatif singkat (untuk Direksi hingga 300 mg / l, satu hari sudah cukup pada suhu> 20 o C).

kolam anaerobik mengurangi N, P, K dan mikroorganisme patogen oleh lumpur formasi dan pelepasan amonia ke udara. Sebagai suatu proses lengkap, kolam anaerob berfungsi untuk:

proses fermentasi ini dan aktivitas oksidasi anaerobik seluruh kolam menghapus sekitar 70% dari 5 BOD efluen. Ini adalah metode yang sangat efektif biaya untuk mengurangi BOD 5. Biasanya, kolam anaerobik tunggal pada setiap kereta api pengobatan cukup jika kekuatan influen air limbah kurang dari 1000 mg / l BOD 5. Untuk limbah industri kekuatan tinggi, sampai dengan tiga kolam anaerobik dalam seri mungkin dibenarkan tetapi waktu retensi dalam kolam ini tidak boleh kurang dari 1 hari (McGarry dan Pescod, 1970). Desainer telah di masa lalu terlalu takut untuk memasukkan kolam anaerobik dalam kasus mereka menimbulkan bau tak sedap. Pembentukan bau sangat tergantung pada jenis limbah yang akan diolah di pabrik, terutama sulfat nya (SO 4)

konsentrasi dan laju beban volumetrik, masing-masing. SO 4 direduksi menjadi sulfida hidrogen (H 2 S) dalam kondisi anaerobik. H 2 S adalah senyawa terutama bertanggung jawab untuk bau menjengkelkan. Komponen lain selain H 2 S dan berasal dari dekomposisi anaerobik karbohidrat dan protein dapat menyebabkan bau menjengkelkan juga.

Namun, bau tidak masalah jika pembebanan desain yang direkomendasikan adalah tidak melebihi dan jika konsentrasi sulfat dalam air limbah mentah kurang dari 300 mg SO 4 / l (Gloyna dan Espino, 1969). Sejumlah kecil sulfida adalah menguntungkan karena akan bereaksi dengan logam berat untuk membentuk sulfida logam larut, yang mengendap. Dalam kasus limbah kota khas, secara umum diterima bahwa kolam anaerobik loading maksimum 300 g BOD 5 / m 3 d di 20 0 C akan mencegah gangguan bau (Mara et al 1992.). Namun, hasil yang diperoleh dari sebuah studi baru-baru ini lebih di Brazil utara dilakukan oleh Pearson et al. (1996) menyatakan bahwa desain volumetrik beban maksimum bisa meningkat sampai 350 g BOD 5 / m 3 d pada 25 ° C lebih yang membatasi untuk 300 g BOD 5 / m 3 d pada 20 ° C. Selain itu, Mara dan Pearson (1986) mengusulkan sebuah loading volumetrik tingkat sulfat maksimum 500 g SO 4 / m 3 d (setara dengan 170 g S / m 3 d) untuk menghindari gangguan bau.

% 3.2. Kolam fakultatif

kolam Fakultatif (1-2 m dalam) terdiri dari dua jenis: kolam fakultatif primer, yang menerima limbah cair baku, dan kolam fakultatif sekunder, yang menerima diselesaikan air limbah (biasanya limbah dari kolam anaerobik). Mereka dirancang untuk dihapus Direksi berdasarkan permukaan loading relatif rendah (BOD 100-400 kg / ha d pada suhu antara 20 ° C dan 25 ° C) untuk memungkinkan pengembangan populasi alga sehat sebagai oksigen untuk menghilangkan BOD oleh bakteri kolam sebagian besar dihasilkan oleh fotosintesis alga,. Karena fakultatif ganggang kolam berwarna hijau gelap meskipun mereka kadang-kadang mungkin tampak merah atau merah muda (terutama ketika sedikit kelebihan beban) karena adanya anaerob-oksidasi sulfida bakteri fotosintetik ungu. Ganggang yang cenderung mendominasi di perairan keruh dari kolam fakultatif adalah genera motil (seperti Chlamydomonas, Pyrobotrys dan Euglena) karena ini mengoptimalkan posisi vertikal bisa di kolom air kolam dalam kaitannya dengan intensitas cahaya dan suhu insiden lebih mudah dibandingkan non -bentuk motil (seperti Chlorella, meskipun hal ini juga cukup umum di kolam

fakultatif). Konsentrasi ganggang di kolam fakultatif sehat tergantung pada beban dan temperatur, tetapi biasanya dalam kisaran 500-2000 mg klorofil a per liter.

% Bagaimana Kolam Fakultatif Bekerja?

Limbah memasuki kolam fakultatif dari kolam anaerobik (kolam fakultatif sekunder) diubah menjadi karbon dioksida, air dan sel bakteri dan ganggang baru dalam kehadiran oksigen, yaitu aerobik.

Alga populasi dalam kolam aerobik membutuhkan sinar matahari. Mereka mengembangkan dan memproduksi oksigen yang melebihi kebutuhan mereka sendiri. Ini adalah kelebihan dari oksigen yang digunakan oleh bakteri untuk lebih memecah bahan organik dalam efluen. Alga Produksi oksigen terjadi di dekat permukaan kolam aerobik untuk kedalaman yang cahaya dapat menembus (yaitu biasanya sampai dengan 500 mm) bisa. juga Oksigen diperkenalkan oleh angin.

kolam aerobik adalah lebih akurat disebut "fakultatif", seperti dalam praktek kolam biasanya memiliki lapisan atas aerobik dan anaerobik lapisan bawah. Fakultatif Kondisi ini terjadi karena kadar oksigen tinggi tidak dapat dipertahankan dengan total kedalaman kolam aerobik. Jadi lapisan permukaan aerobik sepenuhnya berkembang, bersama dengan anaerob / lapisan menengah aerobik, dan lapisan anaerobik sepenuhnya di dasar tambak. Oksigen tidak dapat dipertahankan pada lapisan bawah jika:

kolam ini terlalu dalam, dan warna terlalu gelap, untuk memungkinkan cahaya untuk menembus sepenuhnya. Permintaan oksigen dalam lapisan bawah lebih tinggi dari penawaran. Permintaan meningkat dengan kadar bahan organik yang tinggi. Lapisan anaerob akan lebih dalam kolam aerobik mana ada kandungan bahan organik sangat tinggi efluen pemasukan. Lapisan permukaan, kaya oksigen, tidak cukup

Sebagai hasil dari kegiatan fotosintesis dari ganggang kolam, ada variasi diurnal dalam konsentrasi oksigen terlarut. Untuk kolam fakultatif khas, kolom air akan didominasi aerobik pada saat puncak radiasi matahari dan didominasi anaerobik saat matahari terbit. Setelah matahari terbit, tingkat oksigen terlarut secara bertahap naik ke maksimum pada sore hari pertengahan, setelah itu jatuh ke minimum pada malam hari. Posisi oxypause (kedalaman di mana konsentrasi oksigen terlarut mencapai nol) juga perubahan, sebagai apakah pH karena pada aktivitas alga puncak ion karbonat dan bikarbonat bereaksi untuk memberikan lebih banyak karbon dioksida untuk ganggang, jadi meninggalkan kelebihan ion hidroksil dengan hasil bahwa pH dapat naik di atas 9 yang membunuh bakteri tinja. Angin memiliki efek yang penting pada perilaku kolam fakultatif, karena menyebabkan vertikal pencampuran cairan kolam. Pencampuran yang baik memastikan distribusi yang lebih seragam Direksi, oksigen terlarut, bakteri dan ganggang dan karenanya tingkat yang lebih baik stabilisasi sampah. Dengan tidak adanya angin yang disebabkan pencampuran, populasi alga cenderung stratifikasi di sebuah band sempit, beberapa tebal 20cm, selama siang hari. Band ini terkonsentrasi alga bergerak naik dan turun melalui 50 cm atas kolam dalam menanggapi perubahan intensitas cahaya insiden, dan menyebabkan fluktuasi besar dalam kualitas limbah (terutama BOD dan padatan tersuspensi) jika mengambil limbah-off point ada di dalam ini zona. Operasi dari kolam fakultatif ditunjukkan pada Gambar. 3

Kolam fakultatif akan menghilangkan bau dan membunuh mikroorganisme yang paling patogen. Sebagai suatu proses lengkap, kolam fakultatif berfungsi untuk: Selanjutnya memperlakukan limbah anaerobik melalui pemisahan, larut dan pencernaan bahan organik. Memecah aerobik yang paling padat organik yang tersisa di dekat permukaan kolam. Mengurangi jumlah mikroorganisme penyebab penyakit. Biarkan kehilangan 20% sampai 30% dari amonia, yang terkandung dalam limbah, ke udara. Store residu dari pencernaan, serta padat non-degradable, sebagai lumpur bawah. Biarkan diperlakukan efluen untuk lulus keluar ke saluran air atau sistem pengobatan tambahan (yaitu kolam tambahan, sistem lahan basah atau untuk aplikasi lahan).

Kadang-kadang dua atau lebih berturut-turut kolam fakultatif kecil dibangun bukan besar yang sangat. Hal ini mungkin lebih praktis untuk efektif penyedotan dan aduk atau ketika kolam terlalu panjang untuk situs dan mengganggu dengan struktur yang ada.

Di kolam fakultatif primer (orang-orang yang menerima air limbah mentah) fungsi di atas sekunder anaerobik fakultatif kolam dan digabungkan. Sekitar 30% dari BOD influen daun kolam fakultatif primer dalam bentuk metana (Marais, 1970). Jenis kolam dirancang umumnya untuk pengolahan limbah lemah dan di lokasi sensitif mana kolam anaerobik bau akan diterima.