Mekanisme 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, bahan kimia, obat-obatan, dan industri pangan di samping membawa dampak positif juga berdampak negatif. Dampak negatif yang ditimbulkan antara lain menghasilkan air limbah yang membahayakan lingkungan, karena mengandung bahan-bahan kimia dan mikroorganisme yang merugikan.Cara mengatasi air limbah industri adalah dengan melakukan 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 sekarang banyak berkembang adalah metode lumpur aktif.

Skema mekanisme kerja Lumpur aktif. [1]

Metode lumpur aktif memanfaatkan mikroorganisme (terdiri ± 95% bakteri 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 + EnergiTahapan-tahapan pengolahan air limbah dengan metode lumpur aktif secara garis besar adalah sebagai berikut:1. Tahap awalPada tahap ini dilakukan pemisahan benda-benda asing seperti kayu, bangkai binatang, pasir, dan kerikil. Sisa-sisa partikel digiling agar tidak merusak alat dalam sistem dan limbah dicampur agar laju aliran dan konsentrasi partikel konsisten.

2. Tahap primerTahap 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 sekunderTahap sekunder meliputi 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 dapat melakukan kontak dengan materi organik dan anorganik kemudian diuraikan menjadi senyawa yang mudah menguap seperti H2S dan NH3 sehingga mengurangi bau air limbah.Tahap selanjutnya dilakukan pengendapan. Lumpur aktif akan mengendap kemudian dimasukkan ke tangki aerasi, sisanya dibuang. Lumpur yang mengendap inilah yang disebut lumpur bulki.4. Tahap tersierTahap ini disebut tahap pilihan. Tahap ini biasanya untuk memisahkan kandungan zat-zat yang tidak ramah lingkungan seperti senyawa nitrat, fosfat, materi organik yang sukar terurai, dan padatan anorganik. Contoh-contoh perlakuan pada tahap ini sebagai berikut:a. Nitrifikasi/denitrifikasiNitrifikasi adalah pengubahan amonia (NH3 dalam air atau NH4

+) menjadi nitrat (NO3–)

dengan bantuan bakteri 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 adalah reduksi nitrat menjadi gas nitrogen bebas seperti N2, NO, dan NO2. Senyawa NO3

– → gas nitrogen bebasb. Pemisahan fosforFosfor dapat dipisahkan dengan cara koagulasi/penggumpalan dengan garam Al dan Ca, kemudian disaring.

Al2(SO4)3.14H2O(s) + 2 PO43–(aq) → 2 AIPO4(s) +3 SO42–(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 bau tak sedap.d. Penyaringan mikro untuk memisahkan partikel kecilseperti bakteri dan virus.

e. Rawa buatan untuk mengurai materi organik dan anorganik yang masih tersisa dalam air limbah.5. DesinfektanDesinfektan ditambahkan pada tahap ini untuk menghilangkan mikroorganisme seperti virus dan materi organik penyebab bau dan warna. Air yang keluar dari tahap ini dapat digunakan untuk irigasi atau keperluan industri, contoh Cl2.Reaksi : Cl2(g) + H2O(l) → HClO(aq) + H+(aq) + Cl–(aq)6. Pengolahan padatan lumpurPadatan lumpur dari pengolahan ini dapat diuraikan bakteri aerobik atau anaerobik menghasilkan gas CH4 untuk bahan bakar dan biosolid untuk pupuk. Akan tetapi dalam pelaksanaannya metode lumpur aktif menemui kendala-kendala seperti:

1. Diperlukan areal instalasi pengolahan limbah yang luas, karena prosesnya berlangsung lama.

2. Menimbulkan limbah baru yakni lumpur bulki akibat pertumbuhan mikroba berfilamen yang berlebihan.

3. Proses operasinya rumit karena membutuhkan pengawasan yang cukup ketat.

Berdasarkan berbagai penelitian, kelemahan metode lumpur aktif tersebut dapat diatasi dengan cara:1. Menambahkan biosida, yaitu H2O2 atau klorin ke dalam unit aerasi. Penambahan 15 mg/g dapat menghilangkan sifat bulki lumpur hingga dihasilkan air limbah olahan cukup baik. Klorin dapat menurunkan aktivitas 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 zeroMetode ini digunakan untuk mereduksi endapan lumpur bulki dengan teknologi ozon (ozonisasi). Proses ozonisasi mampu membunuh bakteri (sterilization), menghilangkan warna (decoloration), menghilangkan bau (deodoration), dan dapat menguraikan senyawa organik (degradation).Proses ini lebih menguntungkan dibanding menggunakan klorin yang hanya mampu membunuh bakteri saja. Metode ini diperkenalkan oleh Hidenari Yasui dari Kurita Co, Jepang dalam Jurnal International Water Science Technology tahun 1994.

Anda sekarang 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.