Pintar Pelajaran Prosedur Kerja Lumpur Aktif, Proses, Sistem, Manfaat, Kandungan, Sistem Teknologi, Aplikasi Reaksi Redoks

Mekanisme Kerja Lumpur Aktif, Proses, Sistem, Manfaat, Kandungan, Sistem Teknologi, Aplikasi Reaksi Redoks - Kemajuan industri tekstil, pulp, kertas, materi kimia, obat-obatan, dan industri pangan di samping membawa dampak kasatmata juga berdampak negatif. Dampak negatif yang ditimbulkan antara lain menghasilkan air limbah yang membahayakan lingkungan, alasannya yaitu mengandung bahan-bahan kimia dan mikroorganisme yang merugikan.

Cara mengatasi air limbah industri yaitu dengan melaksanakan pengolahan air limbah tersebut sebelum dibuang ke lingkungan. Pengolahan air limbah pada umumnya dilakukan dengan metode biologi. Metode ini merupakan metode paling efektif dibandingkan metode kimia dan fisika. Salah satu metode biologi yang kini banyak berkembang yaitu metode lumpur aktif.

Skema prosedur kerja Lumpur aktif. [1]

Metode lumpur aktif memanfaatkan mikroorganisme (terdiri ± 95% kuman dan sisanya protozoa, rotifer, dan jamur) sebagai katalis untuk menguraikan material yang terkandung di dalam air limbah. Proses lumpur aktif merupakan proses aerasi (membutuhkan oksigen). Pada proses ini mikroba tumbuh dalam flok (lumpur) yang terdispersi sehingga terjadi proses degradasi. Proses ini berlangsung dalam reaktor yang dilengkapi recycle/umpan balik lumpur dan cairannya. Lumpur secara aktif mereduksi substrat yang terkandung di dalam air limbah. Reaksi:

Organik + O₂ → CO₂ + H₂O + Energi

Tahapan-tahapan pengolahan air limbah dengan metode lumpur aktif secara garis besar yaitu sebagai berikut:

1. Tahap awal

Pada tahap ini dilakukan pemisahan benda-benda absurd menyerupai kayu, bangkai binatang, pasir, dan kerikil. Sisa-sisa partikel digiling semoga tidak merusak alat dalam sistem dan limbah dicampur semoga laju aliran dan konsentrasi partikel konsisten.

2. Tahap primer

Tahap ini disebut juga tahap pengendapan. Partikel-partikel berukuran suspensi dan partikel-partikel ringan dipisahkan, partikel-partikel berukuran koloid digumpalkan dengan penambahan elektrolit seperti FeCl₃, FeCl₂, Al₂(SO₄)₃, dan CaO.

3. Tahap sekunder

Tahap sekunder mencakup 2 tahap yaitu tahap aerasi (metode lumpur aktif) dan pengendapan. Pada tahap aerasi oksigen ditambahkan ke dalam air limbah yang sudah dicampur lumpur aktif untuk pertumbuhan dan berkembang biak mikroorganisme dalam lumpur. Dengan agitasi yang baik, mikroorganisme sanggup melaksanakan kontak dengan materi organik dan anorganik lalu diuraikan menjadi senyawa yang gampang menguap seperti H₂S dan NH₃ sehingga mengurangi kedaluwarsa air limbah.

Tahap selanjutnya dilakukan pengendapan. Lumpur aktif akan mengendap lalu dimasukkan ke tangki aerasi, sisanya dibuang. Lumpur yang mengendap inilah yang disebut lumpur bulki.

4. Tahap tersier

Tahap ini disebut tahap pilihan. Tahap ini biasanya untuk memisahkan kandungan zat-zat yang tidak ramah lingkungan menyerupai senyawa nitrat, fosfat, materi organik yang sukar terurai, dan padatan anorganik. Contoh-contoh perlakuan pada tahap ini sebagai berikut:

a. Nitrifikasi/denitrifikasi

Nitrifikasi yaitu pengubahan amonia (NH₃ dalam air atau NH₄⁺) menjadi nitrat (NO₃^–) dengan tunjangan kuman aerobik. Reaksi :

2 NH₄⁺(aq) + 3 O₂(g) → 2 NO₂^–(aq) + 2 H₂O(l) + 4 H⁺(aq)

2 NO₂^–(aq) + O₂(g) → 2 NO₃^–(aq)

Denitrifikasi yaitu reduksi nitrat menjadi gas nitrogen bebas seperti N2, NO, dan NO2. 

Senyawa NO₃^– → gas nitrogen bebas

b. Pemisahan fosfor

Fosfor sanggup dipisahkan dengan cara koagulasi/penggumpalan dengan garam Al dan Ca, lalu disaring.

Al₂(SO₄)₃.14H₂O(s) + 2 PO₄^3–(aq) → 2 AIPO₄(s) +3 SO₄^2–(aq) + 14 H₂O(l)

5 Ca(OH)₂(s) + 3 HPO₄^–2(aq) → Ca₅OH(PO₄)₃(s) +6 OH^–(aq) + 3 H₂O(l)

c. Adsorbsi oleh karbon aktif untuk menyerap zat pencemar,pewarna, dan kedaluwarsa tak sedap.

d. Penyaringan mikro untuk memisahkan partikel kecilseperti kuman dan virus.

e. Rawa buatan untuk mengurai materi organik dan anorganik yang masih tersisa dalam air limbah.

5. Desinfektan

Desinfektan ditambahkan pada tahap ini untuk menghilangkan mikroorganisme menyerupai virus dan materi organik penyebab kedaluwarsa dan warna. Air yang keluar dari tahap ini sanggup dipakai untuk irigasi atau keperluan industri, contoh Cl₂.

Reaksi : 

Cl₂(g) + H₂O(l) → HClO(aq) + H⁺(aq) + Cl^–(aq)

6. Pengolahan padatan lumpur

Padatan lumpur dari pengolahan ini sanggup diuraikan kuman aerobik atau anaerobik menghasilkan gas CH4 untuk materi bakar dan biosolid untuk pupuk. Akan tetapi dalam pelaksanaannya metode lumpur aktif menemui kendala-kendala seperti:

1. Diperlukan areal instalasi pengolahan limbah yang luas, alasannya yaitu prosesnya berlangsung lama.
2. Menimbulkan limbah gres yakni lumpur bulki jawaban pertumbuhan mikroba berfilamen yang berlebihan.
3. Proses operasinya rumit alasannya yaitu membutuhkan pengawasan yang cukup ketat.

Berdasarkan banyak sekali penelitian, kelemahan metode lumpur aktif tersebut sanggup diatasi dengan cara:

1. Menambahkan biosida, yaitu H₂O₂ atau klorin ke dalam unit aerasi. Penambahan 15 mg/g sanggup menghilangkan sifat bulki lumpur sampai dihasilkan air limbah olahan cukup baik. Klorin sanggup menurunkan kegiatan mikroba yang berpotensi dalam proses lumpur aktif. Metode ini hasil penelitian Sri Purwati, dkk. dari Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Industri Selulosa, Bandung.

2. Memasukkan karbon aktif ke tangki aerasi lumpur aktif (mekanisme bioregenerasi). Cara ini efisien untuk mengurangi kandungan warna maupun organik dengan biaya yang lebih ekonomis. Metode ini diperkenalkan oleh Rudy Laksmono Widajatno dalam disertasinya di Department of Environmental Engineering pada bulan Juni 2006.

3. Emulsi zero

Metode ini dipakai untuk mereduksi endapan lumpur bulki dengan teknologi ozon (ozonisasi). Proses ozonisasi bisa membunuh kuman (sterilization), menghilangkan warna (decoloration), menghilangkan kedaluwarsa (deodoration), dan sanggup menguraikan senyawa organik (degradation).

Proses ini lebih menguntungkan dibanding memakai klorin yang hanya bisa membunuh kuman saja. Metode ini diperkenalkan oleh Hidenari Yasui dari Kurita Co, Jepang dalam Jurnal International Water Science Technology tahun 1994.

Anda kini sudah mengetahui Lumpur Aktif. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Harnanto, A. dan Ruminten. 2009. Kimia 1 : untuk SMA/MA Kelas X. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 194.

Referensi Lainnya :

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Activated_sludge