Proses
pengolahan limbah dengan metode Biologi adalah metode yang memanfaatkan
mikroorganisme sebagai katalis untuk menguraikan material yang terkandung di
dalam air limbah. Metode pengolahan lumpur aktif (activated sludge) adalah
merupakan proses pengolahan air limbah yang memanfaatkan proses mikroorganisme
tersebut.
Lumpur
aktif (activated sludge) adalah proses pertumbuhan mikroba tersuspensi yang
pertama kali dilakukan di Ingris pada awal abad 19. Sejak itu proses ini
diadopsi seluruh dunia sebagai pengolah air limbah domestik sekunder secara
biologi. Proses ini pada dasarnya merupakan pengolahan aerobik yang
mengoksidasi material organik menjadi CO2 dan H2O, NH4. dan sel biomassa baru.
Udara disalurkan melalui pompa blower (diffused) atau melalui aerasi mekanik.
Sel mikroba membentuk flok yang akan mengendap di tangki penjernihan
Anna
dan Malte (1994) berpendapat keberhasilan pengolahan limbah secara biologi
dalam batas tertentu diatur oleh kemampuan bakteri untuk membentuk flok,
memudahkan pemisahan partikel dan air limbah. Lumpur aktif adalah ekosistem
yang komplek yang terdiri dari bakteri, protozoa, virus, dan
organisme-organisme lain.
Lumpur
aktif dicirikan oleh beberapa parameter, antara lain, Indeks Volume Lumpur
(Sludge Volume Index = SVI) dan Stirrd Sludge Volume Index (SSVI). Perbedaan
antara dua indeks tersebut tergantung dari bentuk flok, yang diwakili oleh faktor
bentuk (Shape Factor = S).
Pada
kesempatan lain Anna dan Malte (1997) menyatakan bahwa proses lumpur aktif
dalam pengolahan air limbah tergantung pada pembentukan flok lumpur aktif yang
terbentuk oleh mikroorganisme (terutama bakteri), partikel inorganik, dan
polimer exoselular. Selama pengendapan flok, material yang terdispersi, seperti
sel bakteri dan flok kecil, menempel pada permukaan flok.
Pembentukan
flok lumpur aktif dan penjernihan dengan pengendapan flok akibat agregasi
bakteri dan mekanisme adesi. Selanjutnya dinyatakan pula bahwa flokulasi dan
sedimentasi flok tergantung pada hypobisitas internal dan eksternal dari flok
dan material exopolimer dalam flok, dan tegangan permukaan larutan mempengaruhi
hydropobisitas lumpur granular dari reaktor lumpur anaerobik.
Frank
et all (1996) mencoba menggambarkan bahwa dalam sistem pengolah lumpur aktif
baik untuk domestik maupun industri mengandung 1-5% padatan total dan 95-99%
bulk water (liqour). Pembuangan kelebihan lumpur merupakan proses yang mahal,
dilakukan dengan mengurangi volume lumpur melalui proses pengepresan
(dewatering).
Pada
bagian lain dinyatakan pula bahwa konsentrasi besi yang tinggi konsentrasi besi
yang tinggi, 70-90% dalam bentuk Fe (III), ditemukan dalam lumpur aktif.
akumulasi besi dapat berasal dari influent air limbah atau melalui penambahan
FeSO4 yang digunakan untuk menghilangkan fosfor. Jumlah besi dalam lumpur aktif
akan berkurang setelah memasuki kondisi anaerobik dan mungkin berasosiasi
dengan adanya aktifitas bakteri heterotrofik. Berkurangnya fosfor dalam lumpur
aktif dapat menyebabkan fosfor terlepas kedalam air. Jika ini terjadi merupakan
potensi untuk terjadinya eutrofikasi pada perairan.
CARA PENGOLAHAN LIMBAH
Limbah
yang datang dari segala macam aktifitas akan ditampung kedalam bak penyaring.
bak penyaring berfungsi sebagai penyaring kotoran padat dan sampah yang dapat
mengganggu proses peralatan selanjutnya atau peralatan lainnya air yang telah
disaring selanjutnya menuju ke bak equalizing, bak equalizing berfungsi sebagai
penampung dalam proses awal agar kualitas air rata dan teratur. Air kemudian di
pompakan ke flow control box untuk selanjutnya masuk ke bak aerasi, bak ini
dilengkapi dengan air difuser yang berfungsi melarutkan udara kedalam air
sehingga bakteri menjadi aktif.
Di
bak ini air limbah akan diproses dengan cara menambahkan atau melarutkan udara
kedalam air dan menambahkan lumpur aktif yang diperoleh dari bak pengendap atau
sedimentation tank. Bak ini berfungsi untuk mengendapkan lumpur yang datang
dari aerasi dengan tujuan mempercepat pengendapan struktur, sehingga dibuat
seperti limas segi empat.
Lumpur
yang mengendap akan diangkat oleh airlift melalui udara blower kemudian lumpur
ditampung ke setiap distributor box untuk di distribusikan ke bak aerasi, bak
penampungan lumpur dan bak klorinasi atau clorinasi tank. Setelah air
diendapkan proses selanjutnya biasanya menambahkan bahan kimia yang berfungsi
untuk membunuh kuman, namun bisa juga tidak menggunakan bahan kimia, hal
tersebut dapat diatasi dengan menambahkan bakteri aktif pada saat proses
aerasi.
Bak
penampung air olahan atau efluent tank adalah bak yang berfungsi sebagai bak
penampung air olahan yang dihasilkan oleh unit pengolahan limbah untuk
disalurkan ke water tank, air yang masuk ke bak ini adalah air yang sudah diproses
bebas dari kuman
Sludge
thickening adalah alat yang berfungsi untuk mengurangi kadar air (liquid) dalam
lumpur, sehingga menambah kandungan solid (padatan) dalam lumpur. Pabrik
pengolahan air limbah pada umumnya menggunakan perangkat penebalan untuk
meningkatkan konsentrasi padatan pada akhir langkah proses tertentu dalam
proses lumpur aktif. Penebalan meningkatkan kandungan padatan lumpur dan
mengurangi volume air gratis sehingga meminimalkan beban unit pada proses hilir
seperti pencernaan dan dewatering.
Proses
yang digunakan penebalan mencakup penebalan gravitasi, flotasi udara terlarut,
sabuk penebalan gravitasi dan rotary drum penebalan. Jenis penebalan dipilih
biasanya ditentukan oleh ukuran dari pabrik limbah, hambatan fisik dan proses
hilir.
Di
pabrik pengolahan air limbah yang kecil, penebalan biasanya terjadi secara
langsung di dalam tangki penyimpanan lumpur. Lumpur yang dikompersi di bagian
bawah tangki hanya oleh gaya gravitasi, sedangkan di atas lapisan lumpur air
keruh terbentuk, yang diambil dari tangki dan kembali ke inllet.