A. Pengertian

Contact Stabilization merupakan salah satu modifikasi dari proses activated

sludge. Influen dari air limbah dilakukan pencampuran dengan stabilized sludge,

kemudian hasil pencampuran ini diaerasi dalam tanki intial contact dengan waktu

detensi selama 20-40 menit. Selama dalam tanki initial contact, fraksi dari BOD

suspensi dan terlarut dihilangkan oleh biosorption setelah kontak dengan activated

sludge yang telah teraerasi. Campuran efluen dari tanki intial contact selanjutnya

mengalir menuju clarifier. Efluen terklarifikasi dihilangkan dan aliran pada bagian

bawah dari clarifier akan menuju tanki stabilization, dimana akan diaerasi selama 1,5

– 5 jam.

Selama periode stabilisasi, bahan organik biosorbed dihilangkan dengan cara

degradasi aerobik. Stabilized sludge meninggalkan tanki stabilization dalam kondisi

“lapar” dan siap untuk mengadsobsi limbah organik lainnya. Sistem ini menghasilkan

sedikit lumpur.

B. Proses Kerja

Gambar 1. Diagram alir dari sistem contact stabilization

Sumber: Eddy & Metcalf (1991)

Q = QF + QR x QF (1+r)

QF = Debit air limbah (ft3/hr)

QR = Debit stabilized sludge (ft3/hr)

Xv,a = fraksi BOD dari aliran tanki stabilization (mg/liter)

Xv,u = fraksi BOD dari aliran clarifier (mg/liter)

t = waktu detensi (menit)

r= Xv,a/ Xv,u = 0,5

1. Dilakukan pencampuran antara air limbah dan lumpur aktif.

2. Setelah limbah dan lumpur bercampur, kemudian diaerasi dalam bak aerasi atau

tanki initial contact selama 20-40 menit. Proses contact stabilization dapat pula

menyisihkan BOD tersuspensi dan terlarut melalui proses absorbsi di dalam tangki

kontak sehingga tidak diperlukan penyisihan BOD tersuspensi dengan pengolahan

pendahuluan.

3. Campuran efluen dari tanki intial contact selanjutnya mengalir menuju clarifier.

Efluen terklarifikasi dihilangkan dan aliran pada bagian bawah dari clarifier akan

menuju tanki stabilization, dimana akan diaerasi selama 1,5 – 5 jam.

4. Proses dalam tanki stabilization dimaksudkan untuk mengkondisikan

mikroorganisme di dalam lumpur aktif kekurangan makanan sehingga dapat

mendegradasi air limbah secara optimal.

C. Prinsip dan Konsep Proses

Prinsip kerja stabilisasi/solidifikasi adalah pengubahan watak fisik dan

kimiawi bahan berbahaya (limbah B-3) dengan cara penambahan senyawa pengikat

sehingga pergerakan senyawa-senyawa B-3 dapat dihambat atau terbatasi dan

membentuk ikatan massa monolit dengan struktur yang kekar (massive). Proses

stabilisasi/solidifikasi berdasarkan mekanismenya dapat dibagi menjadi 6 golongan,

yaitu:

1. Macroencapsulation, yaitu proses dimana bahan berbahaya dalam limbah

dibungkus dalam matriks struktur yang besar;

2. Microencapsulation, yaitu proses yang mirip macroencapsulation tetapi

bahan pencemar terbungkus secara fisik dalam struktur kristal pada tingkat

mikroskopik;

3. Precipitation;

4. Adsorpsi, yaitu proses dimana bahan pencemar diikat secara elektrokimia

pada bahan pemadat melalui mekanisme adsorpsi;

5. Absorbsi, yaitu proses solidifikasi bahan pencemar dengan

menyerapkannya ke bahan pemadat;

6. Detoxification, yaitu proses mengubah suatu senyawa beracun menjadi

senyawa lain yang tingkat toksisitasnya lebih rendah atau bahkan hilang

sama sekali.

Menurut Roger Spence and Caijun Shi (2006), tata cara kerja stabilisasi/

solidifikasi:

1. Limbah B-3 sebelum distabilisasi/solidifikasi harus dianalisis

karakteristik-nya guna menentukan jenis stabillisasi/solidifikasi yang

diperlukan terhadap limbah B-3 tersebut;

2. Setelah dilakukan stabilisasi/solidifikasi, terhadap hasil olahan tersebut

selanjutnya dilakukan uji kuat tekan (Compressive Strenghth) dengan Soil

Penetrometer Test. Hasil uji tekan harus mempunyai nilai tekanan

minimum sebesar 10 ton/m².

3. Kemudian dilakukan uji TCLP untuk mengukur kadar/konsentrasi

parameter dalam lindi. Hasil uji TCLP sebagaimana dimaksud, kadarnya

tidak boleh melewati nilai ambang batas sebagaimana ditetapkan.

4. Hasil olahan yang telah memenuhi persyaratan kadar TCLP dan nilai uji

kuat tekan, disamping bisa dibuang ke landfill juga dimanfaatkan sebagai

bahan konstruksi. Produk solidifikasi biasanya berupa blok monolitik,

material berbasis lempung, granular, dan bentuk fisik lain yang berupa

padatan.

5. Mekanisme degradasi yang terjad i pada reaktor kontak stabilisasi adalah

sorpsi materi koloid dan tersuspensi yang biodegradable oleh lumpur

aktif. Proses kontak stabilisasi berlangsung pada dua reaktor, reaktor yang

pertama berfungsi untuk sorpsi materi-materi organik dan reaktor kedua

adalah untuk biooksidasi dari materi-materi yang tersorpsi

Pada tangki kontak, dimana waktu kontak adalah 20-60 menit, lumpur aktif

/active biological solids akan menyerap materi organik tersuspensi dan kemudian

lumpur aktif ini akan dipisah dari air limbah pada clarifier. Rasio resirkulasi adalah

25-75% dari jumlah air limbah yang masuk ke dalam reaktor. Kemudian lumpur aktif

akan diaerasi pada tangki stabilisasi dalam jangka waktu 3-6 jam, dan di reaktor ini

materi organik yang tersorpsi akan mengalami biooksidasi menghasilkan produk akhir

dan sel mikroba baru. Kapasitas tangki kontak pada umunya 30-35% dari kapasitas

volume total tangki yang dibutuhkan untuk proses kontak dan stabilisasi. Saat di

tangki stabilisasi, mikroorganisme tidak menerima suplai makanan sehingga selama

masa stabilisasi mikroorganisme akan me ngalami kekurangan makanan. Akibatnya,

lumpur aktif yang sudah distabilisasi akan memiliki kapasitas yang besar untuk

memakan substrat (storage products) pada tangki kontak dan dapat menguraikan

senyawa organik dengan cepat dalam bentuk partikulat, koloid dan terlarut

(Reynolds,1982)

Secara keseluruhan, volume reaktor kontak stabilisasi lebih kecil daripada

kapasitas tangki yang dibutuhkan proses CMAS, karena waktu detensi pada tangki

kontak sangat pendek dan tangki stabilisasi hanya mengolah lumpur yang

terkonsentrasi karena telah dilakukan separasi pada clarifier (Winkler, 1981).

Pada umumnya, reaktor kontak stabilisasi tidak membutuhkan primary sedimentation.

Rasio F/M berada dalam range 0,2-0,6 lb BOD5/lb MLSS hari. Rezim aliran pada

pada tangki kontak diatur sehingga menciptakan kondisi yang competely mixed,

sedangkan untuk tangki stabilisasi rezim aliran bersifat plug flow. Pada proses kontak

stabilisasi, umur lumpur diatur antara 4-18 hari, konsentrasi MLSS pada tangki

kontak bervariasi antara 2000-4000 mg/l dan di tangki stabilisasi konsentrasinya yaitu

6000-10000 mg/l. Proses kontak stabilisasi dapat menyisihkan BOD5 dan suspended

solidss sebesar 85-95% (Reynolds, 1982).

D. Kelebihan dan Keurangan

1. Kelebihan proses kontak stabilisasi

a. Keseluruhan volume tangki yang dibutuhkan pada proses kontak stabilisasi

lebih kecil daripada proses lumpur aktif konvensional dan CMAS (50–60%

dari volume proses lumpur aktif konvensional) (Reynolds,1982).

b. Proses kontak stabilisasi tidak terlalu sensitif terhadap penambahan debit

pengolahan secara tiba-tiba dan kehadiran zat toksik dalam air limbah.

c. Pada jenis limbah dan debit pengo lahan yang sama, beban organik yang dapat

diterima proses ini lebih besar daripada yang diterima pada proses lumpur

aktif konvensional dimana efisiensinya lebih tinggi.

d. Masalah bulking sludge pada lumpur tidak ditmui di proses kontak stabilisasi

cocok digunakan apabila instalasi akan mengalami pengembangan (Metcalf &

Eddy, 2004).

e. Pada umumnya kriteria rancangan yang dapat diterima untuk sistem stabilisasi

kontak menunjukkan bahwa selama rata-rata padatan BOD5 harian yang

diterapkan tidal melebihi 50lb/100 lb, campuran padatan tersuspensi cairan

dalam sistem, maka dapat diharapkan reduksi kira-kira 90 persen atau lebih.

Waktu retensi padatan dari sistem akan sebdanidng dengan sistem lumpur

aktif di dasar.

2. Kelemahan proses kontak stabilisasi

a. Diperlukan studi pilot scale untuk mengetahui kelayakan aplikasi proses ini

untuk air limbah yang akan diolah, sebab pada beberapa jenis limbah, waktu

sorpsi yang disebutkan di atas (20-60 menit) tidak cukup untuk proses sorpsi.

b. Proses kurang peka terhadap muatan yang berfluktuasi atau bermuatan toksik

karena mempunyai konsentrasi padatan mikroba yang tinggi akan kontak

dengan limbah segar.

c. Kerugian besar dari proses ini adalah limbah terlarut dapat kurang menerima

penanganan karena waktu detensi yang singkat dari limbah dan padatan

mikroba dalam tangki kontak.

E. Rumus Perhitungan

Gambar 2. Kriteria perencanaan pengolahan air limbah dengan sistem contact stabilization.

Sumber: Japan Sewage Work Association

Gambar 3. Persamaan yang digunakan dalam sistem pengolahan dengan contact stabilization

Sumber: Eddy & Metcalf (1991)

Persaamaan:

1. Beban BOD

Beban BOD F/M

rasioHRT

Umur Lumpur SVI

Q = Debit influen limbah (m3/hari)

S0 = Konsentrasi BOD dari influen limbah (kg/m3)

V = Volume reactor (m3)

2. F/M Rasio

Q = Debit influen limbah yang masuk ke bak aerasi atau reactor (m3/hari)

S0 = Konsentrasi BOD dari influen limbah yang masuk ke bak aerasi atau reactor

(kg/m3)

S = Konsentrasi BOD dalam efluen (kg/m3)

MLSS = Mixed liquor suspended solid (kg/m3)

V = Volume bak aerasi atau reactor (m3)

3. Hidraulic Retention Time (HRT)

V = Volume bak aerasi atau reactor (m3)

Q = Debit influen limbah yang masuk ke bak aerasi atau reactor (m3/jam)

D = Laju pengenceran (/jam)

4. Umur Lumpur

MLSS = Mixed liquor suspended solid (mg/l)

V = Volume bak aerasi atau reactor (liter)

SSe = Padatan tersuspensi dalam efluen (mg/l)

SSw = Padatan tersuspensi dalam lumpur limbah (mg/l)

Qe = Laju efluen limbah (m3/hari)

Qw = Laju efluen lumpur (m3/hari)

5. Sludge Volume Index (SVI)

SV = Volume endapan lumpur dalam silinder kerucut setelah 30 menit pengendapan

(ml)

MLSS = Mixed liquor suspended solid (mg/l)

F. Perhitungan Desain

G. Referensi

www.kelair.bppt.go.id/Publikasi/.../BAB4PROSES.pdf (diakses tanggal 24

April 2015 Pukul 13.00)

water.lecture.ub.ac.id/files/2012/03/Limbah-modul_3.pdf (diakses tanggal 24

April 2015 Pukul 13.48)

http://www.scribd.com/doc/40794157/pengolahan-biologi-limbah#scribd

(diakses tanggal 24 April 2015 Pukul 14.00)

http://jsal.ub.ac.id/index.php/jsal/article/view/132 (diakses tanggal 24 April

2015 Pukul 14.13)

Eddy & Metcalf (1991) Wastewater Engineering: Treatment and Reuse. Third

Ed. Mc Graw Hill Inc. New York.