03 bab ii pengantar pengolahan limbah cair

7/24/2019 03 Bab II Pengantar Pengolahan Limbah Cair

1/15

BAB II

DASAR-DASAR PENGOLAHAN LIMBAH CAIR

2.1. Pengolahan Limbah Secara Fisika

Bahan tersuspensi berukuran besar, mudah mengendap atau terapung harus

disisihkan lebih hadulu, agar tidak mengganggu tahap pengolahan berikutnya.

Screening (penyaringan) dapat dipilih sebagai cara penyisihan padatan paling murah

dan efisien. Penyisihan terhadap bahan mudah mengendap digunakan teknik

pengendapan. Parameter utama desain pengendapan adalah kecepatan partikel

mengendap dan waktu detensi hidrolis dalam bak pengendap. Teknik flotasi dipakai

untuk menyisihkan bahan mengapung (misal; minyak). Flotasi juga dipakai

menyisihkan bahan-bahan tersuspensi (clarification) dan pemekatan lumpur (sludge

thickening) dengan menghembuskan udara ke atas (air flotation).

Proses filtrasi dalam pengolahan limbah, biasanya untuk mendahului proses

adsorbsi atau reverse osmosis. Diharapkan filtrasi mampu menyisihkan sebanyak

mungkin partikel tersuspensi di dalam limbah, agar tidak mengganggu proses adsorbsi

atau menyumbat membran osmosa. Proses adsorbsi dengan karbon aktif, untuk

menyisihkan senyawa aromatik (contoh; fenol) dan senyawa organik lain. terutama

jika diinginkan untuk menggunakan kembali air limbah tersebut. Aplikasi teknologi

membran (reverse osmosis) biasanya untuk pengolahan skala kecil. Kualitas hasil

pengolahan reverse osmosisrelatif lebih baik, sehingga dapat dimanfaatkan kembali,

namun biaya instalasi dan operasinya sangat mahal.


2/15

PemisahanCair

Padatan

Penapisan

Presipitasi

Tipebertekanan

Tipegravitasi

Tiperesirkulasiberlumpur

Tipepalletselimutlumpur

Tipeselimutlumpur

Tipekonvensional

Presipitasisentrifugasi

Dehidrasisentrifugasi

Filtrasi

Flotasi

Centrifugasi

Filtrasi

Filtermembran

Dewatering

Klarifier

Pemekatan

Filtrasiprecoat

Filtrasi

Filtrasilambat

Filtrasicepat

Mikrofilter

Ultrafilter

Reverseosmosis

Dialisiselektris

Filtertekan/press

Beltpress

Filtervacuumrotasi

Gambar 2. 1. Diagram Pemisahan Bahan Padat.

Sumber :http://www.dephut.go.id/informasi/setjen/pusstan/info_5_1_0604/isi_5.htm,2004.

2.2.

Pengolahan Limbah Secara Kimia

Penggunaan bahan kimia, untuk menyisihkan koloid, logam berat, bahan

organik beracun dan senyawa fosfor. Bahan kimia bekerja dengan merubah sifat, dari

sulit mengendap menjadi mudah diendapkan; flokulasi-koagulasi, baik dengan atau

tanpa reaksi oksidasi-reduksi, dan juga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi.

Larutan bahan tersuspensi biasanya sulit mengendap. Pembubuhan elektrolit yang

mempunyai muatan berlawanan dengan muatan koloid menjadikan muatan koloid

netral, sehingga dapat diendapkan.
http://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_5.htmhttp://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_5.htmhttp://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_5.htmhttp://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_5.htmhttp://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_5.htm


3/15

Penyisihan logam berat dan senyawa fosfor dengan menaikan pH (pembubuhan

larutan alkali misal; air kapur) sehingga terbentuk endapan hidroksida logam-logam

tersebut atau endapan hidroksiapatit. Endapan logam lebih stabil jika pH air > 10,5

dan untuk endapan hidroksiapatit pada pH air > 9,5. Terhadap krom heksavalen,

sebelum diendapkan sebagai krom hidroksida [Cr(OH)3], terlebih dahulu direduksi

menjadi krom trivalent dengan membubuhkan reduktor (FeSO4, SO2, atau Na2S2O5).

Penyisihan bahan organik beracun seperti fenol dan sianida pada konsentrasi

rendah dapat dioksidasi dengan chlor (Cl2), kalsium permanganat, aerasi, ozon serta

hidrogen peroksida. Sebenarnya pengolahan secara kimia memberi tingkat efisiensi

penyisihan yang tinggi, tetapi biaya pengolahan menjadi mahal karena memerlukan

bahan kimia (Raharjo, 2002).

Pengolahan Kimia Fisika

Netralisasi

Penukar ion

Koagulasi & Flokulasi

Alumina aktif

Karbon aktif

Adsorbsi

Oksidasi dan atau Reduksi

Aerasi

Ozonisasi

Elektrolisis

Oksidasi kimia/reduksi

UV

Resin penukar anion

Resin penukar kation

Zeolite

Gambar 2. 2. Diagram Jenis Pengolahan Kimia Fisika.

http://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_5.htmhttp://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_5.htmhttp://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_5.htmhttp://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_5.htmhttp://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_5.htmhttp://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_5.htm


4/15

2.3. Pengolahan Limbah Secara Biologi

Semua limbah biodegradabledapat diolah secara biologis. Pengolahan biologis

menggunakan aktifitas mikroorganisme untuk melakukan perombakan substrat bahan

pancemar. Pengolahan biologis berlangsung dalam lingkungan :

a. Anaerob, yakni kondisi DO (oksigen terlarut) dalam air tersedia cukup

banyak, sehingga oksigen bukan sebagai faktor pembatas.

b.

Anoksik, yakni kondisi konsentrasi oksigen terlarut dalam air rendah.

c. Anaerob, yakni kondisi tidak terdapat oksigen terlarut dalam air.

PengolahanBiologi

Aerobtreatment

Anaerobictreatment

Pencernaanaerobic

ProsesUASB

Proseslumpuraktif

Aerasi

Saluranoksidasi

Prosesbebasbulki

Metodestandar

Prosesnitrifikasidandenitrifikasi

PengolahanfilmBiologis

KombinasiAnaerob-AerobdanJenisLagoon

Cakrambiologi

Prosesfilterbiologidiaerasi

Aerasikontak

Filtertrikling

Prosesmediaunggunbiologi

Gambar 2. 3. Diagram Jenis Pengolahan Biologis.


Berdasarkan jenis reaktor, sebagai media dimana mikroorganisme tumbuh dan

berkembangbiak melakukan proses pengolahan, dibedakan (Marsono, 2000) :

a.

Reaktor terlekat (attached growth reactor), yakni mikroorganisme yang

berperan dalam proses biologis tumbuh dan berkembang biak secara terlekat

pada suatu media dengan membentuk lapisan lendir (biofilm). Contoh

trickling filter, cakram biologi, filter terendam danfludized bed.

b. Reaktor tersuspensi (suspended growth reactor), yakni mikroorganisme

yang berproses, tumbuh dan berkembang biak secara tersuspensi contohnya
http://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_5.htmhttp://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_5.htmhttp://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_5.htmhttp://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_5.htmhttp://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_5.htm


5/15

proses lumpur aktif. Modifikasi pengolahan tersuspensi, antara lain kolam

oksidasi (oxidation ditch), kontak-stabilisasi, modified aeration, dan pure

oxygen proces.

Selain dua jenis diatas, ada jenis pengolahan lagoon atau kolam. Yaitu

pengolahan limbah dengan cara menampungnya dalam kolam yang luas dalam waktu

lama. Reduksi bahan pencemar diperoleh dari aktifitas mikroorganisme yang

menggunakan sumber carbon dan energi dari bahan polutan. Supaya waktu tinggal

dan proses lebih cepat, pada lagoondapat dilakukan aerasi. Pengolahan secara biologi

dipandang sebagai pengolahan paling murah dan efisien.

2.3.1.

Mikroorganisme pengolahan biologis

Mikroorganisme atau mikroba berperan penting dalam proses pengolahan

biologis. Mikroorganisme adalah substansi bersel satu, berkelompok, membentuk

koloni yang saling berinteraksi, dalam pertumbuhanya memerlukan energi, karbon

dan nutrien. Berdasarkan kebutuhan nutrisinya dikenal jenis mikroorganisme :

a. Autotrof, sumber karbon dari CO2, dan HCO3.

b. Heterotrof, sumber karbon dari karbon organik.

c.

Facultatif, sumber karbonya dapat karbon organik, CO2, dan HCO3.Berdasar sumber energi yang digunakan mikroorganisme untuk melakukan

aktivitasnya, dikenal jenis :

a).

Phototroph, sumber energi dari cahaya. Mikroorganisme phototroph dapat

merupakan mikrorganisme heterotrof (misal bakteri sulfur) dan organisme

aututrof(misal alga dan bakteri fotosintesis).

b).

Chemotroph, sumber energi dari reaksi kimia (reduksi dan oksidasi bahan

organik). Mikroorganisme chemotroph, dapat merupakan mikrorganisme

heterotrof (misal protozoa, fungi, dan bakteri) dan mikroorganisme aututrof

(misal bakteri nitrifikasi).

Berdasar temperatur yang cocok untuk tumbuhnya mikroorganisme, dikenal :

a). Psycrophilic, mikroorganisme dapat tumbuh pada -10 oC hingga 30 oC tetapi

optimum pada suhu 12 oC hingga 18oC.

b).Mesophilic, mikroorganisme dapat tumbuh pada 20 oC hingga 50 oC tetapi



6/15

c).

Thermophilic, mikroorganisme dapat tumbuh pada 35 oC hingga 75 oC tetapi


2.3.2.

Proses anaerob

Mikroorganisme jenis bakteri fakultatif dan anaerob (seperti Bacteroides,

Bifidobacterium, Clostridium, Lactobacillus, Streptococcus) lebih dominan meski

ditemukan pula jamur dan protozoa. Identifikasi terhadap degradasi asam benzoat

yang ditemukan hanya jenis Clostridium sp. (Djajadiningrat dan Wahyuni, 1994).

Hasil akhir degradasi anaerob terhadap bahan pencemar organik komplek (golongan

karbohidrat, protein, lemak) adalah gas methan, karbon dioksida, hirogen, amoniak

dan sulfida.

Gas-gas tersebut adalah produk dari beberapa jenis mikroorganisme yang

bekerja saling sinergis. Ada empat kelompok mikroorganisme yang berperan (Archer

dan Kirsop, 1991; Barnes dan Fitzgerald, 1987; Sahm, 1984; Sterrit dan Lester, 1988;

Zeikus, 1980 dalam Said dan Ineza, 2002) yaitu :

Zat Organik Komplek

(polisakarida, protein, lemak)

Monomer (misal monosakarida,asam amino, peptida, gliserin)

Asam lemak, alkohol, ketone

Asetat, CO2, H2

Methane

1 Bakteri Hydrolitik

2 Bakteri Acidogenik Fermentatif

3 Bakteri Acetogenik

TahapHidrolisis

TahapAcidogenesis

TahapAcetogenesis

TahapMetanogenesis

4 Bakteri Methanogenik

Gambar 2. 4. Penguraian Bahan Organik Secara Anarob.

Sumber : Said dan Ineza, 2002.

1). Kelompok bakteriHidrolitik

Pemecahan bahan organik komplek (misal karbohidrat, protein, lemak, lignin,

lipid) menjadi monomer sederhana (monosakarida, asam amino, peptida, gliserin)

oleh bakteri anaerob jenis Hidrolitik. Bakteri Hidrolitik memproduksi enzim

hidrolase (sellulase, protease, dan lipase) sebagai katalisator ektra selluler. Meski

Senyawa organik CH4+ CO2+ H2+ NH3+ H2S


7/15

CH3CH2OH + CO2 CH3COOH + 2 H2Etanol Asam asetat

CH3CH2COOH + 2 H2O CH3COOH + 2 CO2+ 3 H2Asam Propionat Asam asetat

CH3CH2CH2COOH + 2 H2O 2 CH3COOH + 2 H2Asam butirat Asam asetat

dibantu enzim proses penguraian tergolong lambat terutama terhadap limbah

sellulolitik yang yang mengandung lignin.

2). Kelompok bakteriAcidogenik fermentatif

Akaktifitas bakteri Acidogenik (pembentuk asam) fermentatif misalnya

Clostridiummerubah gula, monosakarida, asam amino, gliserin, peptida menjadi

asam lemak (low fatty acids), asam organik (asam asetat, propionik, formic, lactic,

butirik, suksinik), alkohol keton (misal; etanil, metanol, gliserol, aseton), asetat,

CO2 dan H2. Fermentasi karbohidrat produk utamanya asetat yang dipengaruhi

bakteri, kondisi kultur, pH serta potensial redok.

3).

Kelompok bakteriAcetogenik

BakteriAcetogenik(contoh; Syntrobacter wolinii, Syntrophomonas wolfeisebagai

bakteri produsen asetat dan H2) merubah asam lemak (asam propionat, asam

butirat) dan alkohol menjadi asetat, hidrogen dan karbon dioksida. Produk bakteri

ini (asam volatil dan alkohol sederhana) sangat berguna bagi bakteri anorganik

obligat sepertiMethanogensebagai sumber karbon atau energi. Sebaliknya bakteri

Methanogen menghasilkan ikatan hidrogen rendah sangat berguna bagi bakteri

Acetogenik. Proses perubahan etanol, asam propionat, dan asam butirat menjadi

asam asetat oleh bakteriAcetogenikadalah :

Pertumbuhan bakteri Acetogenik jauh lebih cepat (max mendekati 1 per jam)

dibandingMethanogensekitar 0,04 perjam.

4). Kelompok bakteriMethanogen

Gas metan yang dilepas ke atmosfer 500800 juta ton/tahun, ini menempati

proporsi 0,5% dari semua bahan organik di alam. Sekitar 2/3 methan dihasilkan

dari konversi asetat oleh Methanogen asetotropic. Sisanya (1/3) hasil reduksi

karbon dioksida oleh hidrogen (Mackie dan Bryant, 1984 dalam Said dan Ineza,

2002). Neraca masa pembentukan gas methan dapat dibaca pada diagram berikut :


8/15

AsamPropionat

13% 15%

15%

Senyawa

HasilAntara

AsamAsetat

ZatOrganikKomplek

[COD100%]

GASMETHANE

15% 65%

20%

17% 20%

72%

Gambar 2. 5. Neraca Masa Proses Penguraian Secara Anarob.

Sumber : Schroeder, 1977 dalam Jenie dan Rahayu, 1993.

Gas methan terbentuk dari aktifitas kelompok bakteri Methanogen baik gram

positif atau negatif, berasal dari sedimen dalam atau pencernaan herbivora. Waktu

tumbuh sekitar 3 hari pada 35 oC atau 50 hari pada 10 oC.

Bakteri methan yang berhasil diidentifikasi adalah :

a). Methanobacterium, bakteri berbentuk batang tidak membentuk spora.

b).Methanobacillus, bakteri berbentuk batang dan membentuk spora.

c).

Methanococcus, bakteri berbentuk kokus dan membelah diri.

d).Methanosarcina, bentuk sarcinae 90o, tumbuh dalam kotak terdiri 8 sel.

Tabel 2.1. Hasil Identifikasi Dan Klasifikasi BakteriMethanogen.

ORDE FAMILI GENUS SPECIES

Methanobacteriales Methanobacteriaceae Methanobacterium M. formicicum

M. byranti

M. thermoautotrophicum

M. ruminantium

M. arboriphilus

Methanobrevibacter M. smithii

M. vannielli

Methanococcales Methanococcaceae Methanococcus M. voltae

Methanomicrobium M. mobile


9/15

Lanjutan Tabel 2.1

ORDE FAMILI GENUS SPECIES

Methanomicrobiales Methanomicrobiaceae Methanogenium M. cariaciM. marisnigri

M. hungatei

Methanospillum M. barkeri

Methanosarcinales Methanosarcinaceae Methanosarcina M. mazei

Sumber : Balch et al, 1979 dalam Said dan Ineza, 2002.

Beberapa keunggulan proses pengolahan secara anaerobik dibanding proses aerobik

adalah :1).

Proses anaerobik mampu memecah senyawa Xenobiotik (misal; Chlorinated

aliphatic hydrocarbons, trichlorethylene, trihalomethane) dan senyawa alami

recalcitrant seperti lignin.

2).

Proses anaerobik dapat segera menggunakan CO2 sebagai penerima elektron.

Proses tidak menggunakan oksigen, sehingga lebih hemat.

3). Menghasilkan lumpur lebih sedikit (320 kali lebih sedikit dibanding aeribik).

Secara aerobik 50% karbon organik dirubah menjadi biomasa tetapi proses

anaerobik hanya 5% karbon organik yang dirubah. Lumpur proses anaerobik tiap

1 metrik ton COD tinggal 20150 kg biomasa, tetapi proses aerobik lumpurnya

400600 kg biomasa (Speece, 1983 dalam Said dan Ineza, 2002).

4). Gas methan, hasil proses anaerobik bermanfaat, karena 90% methan adalah energi

dengan nilai kalor 9.000 kkal/m3.

5).

Bakteri anaerobik lebih sedikit menggunakan energi.

6). Proses anaerobik cocok untuk limbah dengan kandungan organik tinggi.

7). Memungkinkan diterapkan pada limbah dalam skala besar.

Kelemahan proses pengolahan secara anaerobik :

1). Lebih lambat dibanding pengolahan aerobik.

2). Sensitif terhadap senyawa toksik

3). Start up membutuhkan waktu lama


10/15

2.3.3. Proses aerobik

Mikroorganisme aerobik memecah senyawa organik komplek menjadi CO2

(karbon dioksida), amonium, H2S dan air. Kemudian amonium dirubah menjadi nitrat,dan H2S dioksidasi menjadi sulfat. Proses pengolahan secara aerobik hanya mampu

menerima beban pengolahan lebih rendah dibanding secara anaerob.

Menurut Said dan Ineza, (2002), beberapa faktor yang mempengaruhi proses

penguraian bahan secara aerobik adalah :

1). Temperatur, untuk proses pengolahan aerobik tidak berbeda dengan proses

anaerobik. Berada dalam kisaran mesophilic 25 40 oC optimumnya 35 oC.

Kecepatan dokomposisi meningkat pada kisaran suhu 5 oC 35 oC. Terjadi

peningkatan dua kali lipat proses dekomposisi dan konsumsi oksigen setiap

peningkatan 10oC (Effendi, 2003).

2). Derajat keasaman. pH adalah faktor kunci kehidupan mikroorganisme. Ada

beberapa mikroorganisme dapat hidup pada pH diatas 9,5 atau di bawah 4,0

umumnya mikroorganisme hidup optimum pada pH 6,57,5.

3).

Waktu tinggal hidrolis, adalah waktu tinggal air limbah dalam reaktor. Makin

lama waktu tinggalnya maka penyisihan makin optimum. Waktu tinggal rata-rata

bervariasi antara 1 jam hingga berhari-hari.

4).

Nutrien, bagi mikroorganisme untuk sumber kebutuhan energi pertumbuhan.

Kira-kira 0,11 lb nitrogen dilepas dari oksidasi 1 lb sel mikroorganisme.

Pendekatan umum yang dipakai adalah BOD : N : P pada nisbah 100 : 5 : 1. Studi

Reaksi pemecahan bahan organik :

OksigenSenyawa Polutan Organik CO2+ H2O + NH4+ Biomasa

Heterotropic

Reaksi Nitrifikasi :

NH4+ + 1,5 O2 NO2

- + 2 H+ + H2O

NO2- + 0,5 O2 NO3-

Rekasi Oksidasi Sulfur :

S2- + O2 + 2 H+ S0 + H2O

2 S + 3 O2 + 2 H2O 2 H2SO4


11/15

dengan limbah defisien nutrien menetapkan 34 lb N dapat dihilangkan oleh 100

lb BOD dimana 0,50,7 lb/100 lb BOD yang dihilangkan dapat mencegah kondisi

defisien nutrien. Sehingga nisbah BOD : N : P bisa menjadi 100 : 3 : 0,6 (Jenie

dan Rahayu, 1993).

2.3.4. Kombinasi proses anaerobik - aerobik

Menurut Said dan Herlambang (2001), Apabila COD air limbah tidak melebihi

4.000 mg/l, proses aerob lebih ekonomis sedangkan pada COD lebih tinggi dari 4.000

mg/l, proses anaerob adalah pilihan yang tepat. Gabungan proses pengolahan secara

anaerobik dan aerobik dipandang sebagai solusi. Biological film adalah

mikroorganisme yang tumbuh membentuk lapisan lendir.

Media terlekat digunakan sebagai sarana menumbuhkan mikroorganisme. Bahan

organik limbah, dicerna oleh mikroorganisme yang terlekat biological film. Dengan

pertumbuhan terlekat proses anaerob dan aerob lebih mudah dilaksanakan karena

mikroorganisme tidak terbawa aliran effluent.

O2

ZONAANAEROB

ZONAANOKSIK

LAPISANUDARA

BOD, N, P dan Nutrien lain

NH4-N

H2S

H2O

N2

CO2

Senyawa hasil metabolisme yang lain

NO3NO2

SO4

ZONAAEROB

Gambar 2. 6. Mekanisme Kombinasi Proses AnaerobAerob

Sumber : Said dan Herlambang, 2001.

Pada lapisan biofilm yang tebal, terjadi proses anaerob di bagian dalam dan

diluarnya proses aerob. Misalnya H2S hasil proses anaerob dioksidasi secara aerob

menjadi SO4. Pada lapisan biofilm terjadi kondisi anaerob dan aerob secara bersamaan

sehingga proses reduksi senyawa nitrogen menjadi lebih mudah. Pada kondisi aerob

nitrogen amonium dirubah menjadi nitrit dan nitrat. Kemudian pada kondisi anaerob,

nitrit dan nitrat mengalami denitrifikasi menjadi nitrogen. Secara grafis dapat

digambarkan (Herlambang, et al,, 2002) sebagai berikut :


12/15

ZONA

ANAEROB

ZONA

AEROB

LA

PISAN

U

DARA

NO3- NO2

-

NO3-Nitrifikasi

N2O N2

NH4+

NO2-

N2O

NH4+

Denitrifikasi

Amoniadalamairlimbah

Gambar 2. 7. Mekanisme Proses Penghilangan Amonia.

Sumber : Herlambang, et al, 2002.

Kombinasi proses anaerob-aerob memberi efisiensi yang lebih baik. Tingkat

efisiensi proses yang menggunakan media terlekat dapat didekati dengan luas

permukaan biological film. Semakin luas bidang kontak maka tingkat efisiensi

semakin besar. Metode pengolahan ini dapat mengolah air limbah dengan konsentrasi

pencemar yang tinggi serta tahan terhadap fluktuasi debit, konsentrasi dan suhu air

limbah. Kelebihan lain, adalah lumpur yang dihasilkan jauh lebih sedikit. Metode

lumpur aktif menghasilkan lumpur sebesar 30% 60% dari BOD yang dihilangkan.

Sedangkan metode ini hanya menghasilkan lumpur 10% 30% (Herlambang, et al,,

2002).

2.3.5. Kenetika penyisihan bahan pencemar

Efisiensi reduksi bahan pencemar dihitung dengan formula pendekatan, sebagai

berikut :

Keterangan :

(%) = prosentase penyisihan.

C in = konsentrasi zat pencemar pada influen

C ef = konsentrasi zat pencemar pada effluen

Persamaan kinerja pengolahan limbah cair secara biologis banyak yang

mengikuti laju reaksi orde satu. Proses penghilangan polutan sangat spesifik

%100(%) xCin

CefCin


13/15

tergantung dari karakteristik air limbah, koloni mikroorganisme, karakteristik reaktor,

dan kedalaman reaktor (Said dan Ineza, 2002).

Persamaan dasar yang dikembangkan :

Keterangan :

So = konsentrasi Subtrat influent (masa/volume).

St = konsentrasi Subtrat setelah waktu kontak t (masa/volume).

k = konstanta laju reaksi.

X = jumlah biomassa.

t = waktu tinggal hidrolis atau waktu kontak (hari).

2.3.6. Kendala Dalam Pengolahan Biologis

Beberapa kendala yang sering terjadi dalam pengolahan air limbah secara

biologis (Said dan Herlambang, 2001) :

a. Sludge Bulking; yakni warna lumpur menjadi keputih-putihan serta sulit

mengendap akibatnya efluent tetap kekeruh. Penyebab rendahnya oksigen terlarut

(disolved oxigen), nutrienttidak cukup, organic loadingbervasi, serta F/M rasio

terlalu rendah atau tinggi.

b. Terbentukjellyatauslimeadalah gejala viscous bulking, nonfilamentous bulking.

Organisme filamentous seperti Spahaerotilus sp, Thiotrix sp pada bak clarifier

menggangu pengendapan. SVI>100 sehingga bioflok lumpur ikut aliran keluar.

Fenomena ini dapat dicegah dengan khlorinasi.

c.

Dispersed growth (pertumbuhan terdispersi). Dalam proses lumpur aktif normal,

bakteri yang tidak membentuk flok, akan dikonsumsi protozoa. Kadang terjadi

ledakan pertumbuhan bakteri ini, akibatnya efluen keruh. Hal ini terjadi akibatkurang berfungsinya bakteri pembentuk flok (floc foaming bacteria).

Penyebabnya beban (organic loading) terlalu tinggi, suplai oksigen kurang, atau

mungkin terdapat racun misal; logam berat.

d.

Pintpoint floc; gejala pecahnya flok-flok besar menjadi flok-flok halus dan ikut

keluar sehingga efluen keruh. Adalah akibat bakterifilamentous.

[ St / So ] = e kXt


14/15

e.

Foaming or scum formation (pembentukan buih / busa). Terjadi akibat adanya

surfactant yang tidak dapat terurai serta tumbuhnya Nocardia dan Microtic

parvicella.

f.

Rissing sludge(lumpur mengambang); terjadi akibat terperangkapnya gelembung-

gelembung gas nitrogen hasil proses denitrifikasi yang berlebihan. Dapat dicegah

dengan menaikkan debit resirkulasi lumpur dari bak sehingga waktu tinggal

lumpur (sludge) berkurang.

g. Dalam proses RBC(rotating biological contactor), sering terjadi kondisi anaerob

(timbulnya gas H2S), lapisan mirkroorganisme mudah terkelupas, atau ada

gumpalan warna merah melayang-layang dalam reaktor. Dapat dicegah dengan

pengaturan pH, kontrol beban BOD, mengatur keseimbangan nutrien maupun

penambahan oksigen.


15/15

Tabel 2.2. Proses Pengolahan Biologis Yang Umum Digunakan.

Sumber : Said dan Herlambang, 2001

03 bab ii pengantar pengolahan limbah cair

Documents