Pemilihan Media Biofilter

Pemilihan Media Biofilter

Kriteria pemilihan media biofilter adalah merupakan bagian yang terpenting dari biofilter, oleh karena itu pemilihan media harus dilakukan dengan seksama disesuaikan dengan kondisi proses serta jenis air limbah yang akan diolah.

Untuk media biofilter dari bahan organik banyak yang dibuat dengan cara dicetak dari bahan tahan karat dan ringan misalnya PVC dan lainnya, dengan luas permukaan spesifik Pemilihan Media Biofilteryang besar dan volule rongga (porositas) yang besar, sehingga dapat melekatkan mikroorganisme dalam jumlah yang besar dengan resiko kebuntuan yang sangat kecil. Dengan demikian memungkinkan untuk pengolahan air limbah dengan beban konsentrasi yang tinggi serta efisiensi pengolahan yang cukup besar. Di dalam prakteknya ada beberapa kriteria media biofilter ideal yang perlu diperhatikan antara lain yakni :

  • Mempunyai Luas Permukaan Spesifik Besar

Luas permukaan spesifik adalah ukuran seberapa besar luas area yang aktif secara biologis tiap satuan volume media. Satuan pengukuran adalah meter persegi per meter kubik media. Luas permukaan spesifik sangat bervariasi namun secara umum sebagian besar media biofilter mempunyai nilai antara 30 sampai dengan 250 sq.ft/cu,ft atau 100 hingga 820 m2/m3.

Satu hal yang penting adalah membedakan antara total luas permukaan teoritis dengan luas permukaan yang tersedia sebagai substrate untuk pertumbuhan mikroorganisme. Luas permukaan yang terdapat pada pori-pori yang halus tidak selalu dapat membuat mikroorganisme hidup. Pada saat biofilter sudah stabil/matang, biomasa bakteri akan bertambah secara stabil dan lapisan bakteri yang menutupi permukaan media menjadi tebal. Selama organisme yang berada pada bagian dalam lapisan hanya mendapat makanan dan oksigen secara difusi, maka bakteri ini memperoleh makanan dan oksigen semakin lama semakin sedikit sejalan dengan bertambah tebalnya lapisan. Secara umum hanya bakteri yang berada dilapisan paling luar yang bekerja secara maksimal.

Apabila lapisan bakteria sudah cukup tebal, maka bagian dalam lapisan menjadi anaerobik. Jika hal ini terjadi, lapisan akan kehilangan gaya adhesi terhadap substrat dan kemudian lepas. Apabila bakteri yang mati terdapat dalam celah kecil, maka tidak dapat lepas dan tetap berada dalam biofilter. Hal ini akan menambah beban organik (BOD) dan amoniak dalam biofilter.

Luas permukaan total yang tersedia untuk pertumbuhan bakteri merupakan indikator dari kapasitas biofilter untuk menghilangkan polutan. Luas permukaan spesifik merupakan variabel penting yang mempengaruhi biaya reaktor biofilter dan mekanisme penunjangnya. Apabila media tertentu A mempunyai luas permukaan per unit volume dua kali lipat dari media B, maka media B memerlukan volume reaktor dua kali lebih besar untuk dapat melakukan tugas yang sama yang dilakukan media A. Ditinjau dari sudut ekonomi maka lebih baik menggunakan reaktor yang lebih kecil. Jadi secara umum makin besar luas permukaan per satuan volume media maka jumlah mikroorganisme yang tumbuh dan menempel pada permukaan media makin banyak sehingga efisiensi pengolahan menjadi lebih besar, selain itu volume reaktor yang diperlukan menjadi lebih kecil sehingga biaya reaktor juga lebih kecil.

  • Mempunyai Fraksi Volume Rongga Tinggi

Fraksi volume rongga adalah prosentasi ruang atau volume terbuka dalam media. Dengan kata lain, fraksi volume rongga adalah ruang yang tidak tertutup oleh media itu sendiri. Fraksi volume rongga bervariasi dari 15 % sampai 98 %. Fraksi volume rongga tinggi akan membuat aliran air atau udara bebas tidak terhalang. Untuk biofilter dengan kapasitas yang besar umumnya menggunakan media dengan fraksi volume rongga yang besar yakni 90 % atau lebih.

  • Diameter Celah Bebas Besar (Large free passage diameter)

Cara terbaik untuk menjelaskan pengertian diameter celah bebas adalah dengan membayangkan suatu kelereng atau bola yang dijatuhkan melalui media. Ukuran bola yang paling besar yang dapat melewati media adalah diameter celah bebas.

  • Tahan terhadap Penyumbatan

Parameter ini ini sangat penting namun sulit untuk diangkakan. Penyumbatan pada biofilter dapat terjadi melalui perangkap mekanikal dari partikel dengan cara sama dengan filter atau saringan padatan lainnya bekerja. Penyumbatan dapat juga disebabkan oleh pertumbuhan biomasa dan menjembatani ruangan dalam media. Kecenderungan penyumbatan untuk berbagai macam media dapat diperkirakan atau dibandingkan dengan melihat fraksi rongga dan diameter celah bebas. Diameter celah bebas merupakan variabel yang lebih penting.

Penyumbatan merupakan masalah yang serius pada sistem biofilter. Masalah yang paling ringan adalah masalah pemeliharaan yang terus menerus, dan yang paling buruk adalah hancurnya kemampuan filter untuk bekerja sesuai dengan disain. Penyebab lain penyumbatan adalah ketidak-seragaman volume rongga dari media. Apabila sebagian dari unggun media mempunyai volume rongga yang lebih kecil dari yang lainnya maka dapat menyebabkan terjadinya penyumbatan sebagian di dalam unggun media. Unggun media yang lebih padat dapat terjadi penyumbatan dan sebagian unggun media yang lainnya terdapat celah yang dapat mengalirkan aliran air limbah. Hal ini dapat menurunkan kinerja biofilter.

Oleh karena itu di dalam pemilihan jenis media biasanya dipilh media yang mempunyai luas permukaan spesifik yang besar serta mempunyai fraksi volume rongga yang besar. Dengan demikian jumlah mikroba yang dapat tumbuh menempel pada permukaan media cukup besar sehingga efisiensi biofilter juga menjadi lebih besar. Selain itu, karena fraksi volume rongga media besar maka sistem biofilter menjadi tahan terhadap penyumbatan. Media yang digunakan untuk biofilter juga harus mudah diangkat, dibersihkan dan dapat diganti dengan usaha dan tenaga kerja yang minimal.

Pilihan lain adalah media yang dapat diangkat sebagian. Sebagian kecil media dapat diangkat dan diganti dengan media yang baru, sementara itu bagian yang tersumbat dibersihkan. Apabila hanya sebagian kecil dari seluruh sistem yang diangkat, pengaruhnya terhadap sistem biofilter akan sangat kecil.

  • Dibuat Dari Bahan Inert

Kayu, kertas atau bahan lain yang dapat terurai secara biologis tidak cocok digunakan untuk bahan media biofilter. Demikian juga bahan logam seperti besi, alumunium atau tembaga tidak sesuai karena berkarat sehingga dapat menghambat pertumbuhan mikro-organisme. Media biofilter yang dijual secara komersial umumnya terbuat dari bahan yang tidak korosif, tahan terhadap pembusukan dan perusakan secara kimia. Namun demikian beberapa media dari plastik dapat dipengharuhi oleh radiasi ultraviolet. Plastik yang tidak terlindung sehingga terpapar oleh matahari akan segera menjadi rapuh. Masalah ini dapat diatasi dengan menggunakan penghalang UV yang dapat disatukan dengan plastik pelindung UV.

  • Harga per Unit Luas Permukaannya Murah

Seperti telah diterangkan di atas, media biofilter pada hakekatnya adalah jumlah luas permukaan yang menyediakan tempat untuk bakteri berkembang biak. Oleh karena itu untuk media biofilter sedapat mungkin dipilih jenis media yang mempunyai harga per unit satuan permukaan atau per unit satuan volume yang lebih murah.

  • Mempunyai kekuatan mekaniknya yang baik

Salah satu syarat media biofilter yang baik adalah mempunyai kekuatan mekaniknya yang baik. Untuk biofilter yang berukuran besar sangat penting apabila media mampu menyangga satu atau dua orang pekerja. Disamping untuk mendukung keperluan pemeliharaan, media dengan kekuatan mekanik yang baik berarti mempunyai stabilitas bentuk baik, mengurangi keperluan penyangga bejana atau reaktor dan lebih tahan lama.

  • Ringan

Ukuran berat media dapat mempengaruhi biaya bagian lain dari sistem. Semakin berat media akan memerlukan penyangga dan bejana atau reaktor yang lebih kuat dan lebih mahal. Apabila media dari seluruh biofilter harus dipindahkan maka akan lebih baik jika medianya ringan. Secara umun makin ringan media biofilter yang digunakan maka biaya konstruksi reaktor menjadi lebih rendah.

  • Fleksibilitas

Karena ukuran dan bentuk reaktor biofilter dapat bermacam-macam, maka media yang digunakan harus dapat masuk kedalam reaktor dengan mudah, serta dapat disesuaikan dengan bentuk reaktor.

  • Pemeliharaan mudah

Media biofilter yang baik pemeliharaannya harus mudah atau tidak perlu pemeliharaan sama sekali. Apabila diperlukan pemeliharaan sehubungan dengan penyumbatan maka media harus mudah dipindahkan dengan kebutuhan tenga yang sedikit. Selain itu media juga harus dengan cepat dapat dipindahkan dan dibersihkan.

  • Kebutuhan energi kecil

Proses biofilter mengkonsumsi energi secara tidak langsung, namun secara keseluruhan diperlukan pompa untuk mengalirkan air. Energi diperlukan juga untuk mensuplai oksigen kepada bakteri. Sejalan dengan semakin canggihnya teknologi biofilter maka biaya energi merupakan salah satu faktor utama dari keseluruhan perhitungan keuntungan. Oleh Karena itu disain biofilter yang memerlukan tenaga kerja dan energi minimum akan menjadi standar industri.

  • Reduksi Cahaya

Bakteri nitrifikasi sensitif terhadap cahaya. Oleh kerena itu untuk biofilter yang digunakan untuk penghilangan senyawa nitrogen (nitrifikasi) maka media yang digunakan sebaiknya berwarna gelap dan bentuknya harus dapat menghalangi cahaya masuk ke dalam media.

  • Sifat Kebasahan [wetability)

Agar bakteri atau mikroorganisme dapat menempel dan berkembang biak pada permukaan media, maka permukaan media harus bersifat hidrophilic (suka air). Permukaan yang berminyak, permukaan yang bersifat seperti lilin atau permukaan licin bersifat hidrophobic (tidak suka air) tidak baik sebagai media biofilter.

Media biofilter yang ideal adalah media yang harganya murah namun memberikan solusi bagi pemenuhan kebutuhan proses biofilter. Hal ini karena :

  • Diperoleh luas permukaan yang besar dengan harga yang murah.
  • Diperoleh biaya konstruksi reaktor yang lebih rendah karena luas permukaan spesifik tinggi, ringan, kekuatan mekanikal baik dan kemampuan menyesuaikan dengan bentuk reaktor baik.
  • Biaya pemeliharaan rendah karena tidak ada penyumbatan.
  • Biaya pompa dan energi lain rendah karena disainnya fleksibel.
Posted in pengolahan limbah cair | Tagged , , | Leave a comment

PENGOLAHAN AIR LIMBAH DENGAN PROSES BIOFILTER

PENGOLAHAN AIR LIMBAH DENGAN PROSES BIOFILTER

Seluruh air limbah dialirkan masuk ke bak pengumpul atau bak ekualisasi, selanjutnya PENGOLAHAN AIR LIMBAH DENGAN PROSES BIOFILTERdari bak ekualisasi air limbah dipompa ke bak pengendap awal, untuk mengendapkan partikel lumpur, pasir dan kotoran organik tersuspensi. Selain sebagai bak pengendapan, juga berfungsi sebagai bak pengontrol aliran, serta bak pengurai senyawa organik yang berbentuk padatan, pengurai lumpur (sludge digestion) dan penampung lumpur. Skema proses pengolahan air limbah dengan sistem biofilter anaerob-aerob dapat dilihat pada Gambar.

Air limpasan dari bak pengendap awal selanjutnya dialirkan ke reaktor biofilter anaerob. Di dalam reaktor biofilter anaerob tersebut diisi dengan media dari bahan plastik tipe sarang tawon. Reaktor biofilter anaerob terdiri dari dua buah ruangan. Penguraian zat-zat organik yang ada dalam air limbah dilakukan oleh bakteri anaerobik atau fakultatif aerobik. Setelah beberapa hari operasi, pada permukaan media filter akan tumbuh lapisan film mikro-organisme. Mikroorganisme inilah yang akan menguraikan zat organik yang belum sempat terurai pada bak pengendap.

Air limpasan dari reaktor biofilter anaerob dialirkan ke reaktor biofilter aerob. Di dalam reaktor biofilter aerob ini diisi dengan media dari bahan plastik tipe sarang tawon, sambil diberikan aerasi atau dihembus dengan udara sehingga mikro organisme yang ada akan menguraikan zat organik yang ada dalam air limbah serta tumbuh dan menempel pada permukaan media. Dengan demikian air limbah akan kontak dengan mikro-orgainisme yang tersuspensi dalam air maupun yang menempel pada permukaan media yang mana hal tersebut dapat meningkatkan efisiensi penguraian zat organik, deterjen serta mempercepat proses nitrifikasi, sehingga efisiensi penghilangan amonia menjadi lebih besar. Proses ini sering di namakan Aerasi Kontak (Contact Aeration).

Dari bak aerasi, air dialirkan ke bak pengendap akhir. Di dalam bak pengendap akhir sebagian air limbah dipompa kembali ke bagian inlet bak aerasi dengan pompa sirkulasi lumpur.

Sedangkan air limpasan (over flow) dialirkan ke bak biokontrol dan selanjutnya dialirkan ke bak kontaktor khlor untuk proses disinfeksi. Di dalam bak kontaktor khlor ini air limbah dikontakkan dengan senyawa khlor untuk membunuh mikro-organisme patogen. Air olahan/efluen, yakni air yang keluar setelah proses khlorinasi dapat langsung dibuang ke sungai atau saluran umum. Dengan kombinasi proses anaerob dan aerob tersebut selain dapat menurunkan zat organik (BOD, COD), amonia, deterjen, padatan tersuspensi (SS), phospat dan lainnya.

PENGOLAHAN AIR LIMBAH DENGAN PROSES BIOFILTER

Gambar: diagram proses pengolahan air limbah dengan sistem Biofilter

Proses pengolahan air limbah dengan Proses Biofilter Anaerob-Aerob mempunyai beberapa keunggulan antara lain yakni :

  • Adanya air buangan yang mengalir melalui media rascig ring / piramid yang terdapat pada biofilter mengakibatkan timbulnya lapisan lendir yang menyelimuti media atau yang disebut juga biological film. Air limbah yang masih mengandung zat organik yang belum teruraikan pada bak pengendap bila melalui lapisan lendir ini akan mengalami proses penguraian secara biologis. Efisiensi biofilter tergantung dari luas kontak antara air limbah dengan mikro-organisme yang menempel pada permukaan media filter tersebut. Makin luas bidang kontaknya maka efisiensi penurunan konsentrasi zat organik (BOD) makin besar. Selain menghilangkan atau mengurangi konsentrasi BOD dan COD, cara ini juga dapat mengurangi konsentrasi padatan tersuspensi atau suspended solids (SS), deterjen (MBAS), ammonium dan posphor.
  • Biofilter juga berfungsi sebagai media penyaring air limbah yang melalui media ini. Sebagai akibatnya, air limbah yang mengandung suspended solids dan bakteri E-coli setelah melalui filter ini akan berkurang konsentrasinya. Efisiensi penyaringan akan sangat besar karena dengan adanya biofilter up flow yakni penyaringan dengan sistem aliran dari bawah ke atas akan mengurangi kecepatan partikel yang terdapat pada air buangan dan partikel yang tidak terbawa aliran ke atas dan akan mengendap di dasar bak filter. Sistem biofilter anaerob-aerb ini sangat sederhana, operasinya mudah dan tanpa memakai bahan kimia serta tanpa membutuhkan banyak energi. Proses ini cocok digunakan untuk mengolah air limbah dengan kapasitas yang tidak terlalu besar.
  • Dengan kombinasi proses “Anaerob-Aerob”, efisiensi penghilangan senyawa phospor menjadi lebih besar bila dibandingankan dengan proses anaerob atau proses aerob saja. Selama berada pada kondisi anaerob, senyawa phospor anorganik yang ada dalam sel-sel mikrooragnisme akan keluar sebagai akibat hidrolisa senyawa phospor. Sedangkan energi yang dihasilkan digunakan untuk menyerap BOD (senyawa organik) yang ada di dalam air limbah.. Selama berada pada kondisi aerob, senyawa phospor terlarut akan diserap oleh bakteria/mikroorganisme dan akan sintesa menjadi polyphospat dengan menggunakan energi yang dihasilkan oleh proses oksidasi senyawa organik (BOD). Dengan demikian kombinasi proses anaerob-aerob dapat menghilangkan BOD maupun phospor dengan baik. Proses ini dapat digunakan untuk pengolahan air limbah dengan beban organik yang cukup besar.

Beberapa keunggulan proses pengolahan air limbah dengan biofilter anaerob-aerob yang lain antara lain yakni :

  • Tidak perlu lahan yang luas.
  • Biaya operasinya rendah.
  • Dapat menghilangkan nitrogen dan phospor yang dapat menyebabkan euthropikasi.
  • Suplai udara untuk aerasi relatif kecil.
  • Dapat digunakan untuk air limbah dengan beban BOD yang cukup besar.
  • Dapat menghilangan padatan tersuspensi (SS) dengan baik.
  • Mutu output terjamin
  • Kebutuhan lahan minimal
  • Maintenance & perawatan mudah
  • Volume lumpur kecil
  • Kebisingan & bau minimal
  • Bisa dipindah ke lokasi baru
  • Waktu start up lebih cepat
  • Tahan fluktuasi debit & polutan
  • Dari segi estetika menarik
  • Tidak mengganggu saat pemasangan
Posted in pengolahan limbah cair | Tagged , , , , | 2 Comments

Limbah Cair dan Permasalahannya

Limbah Cair dan Permasalahannya

Permasalahan Limbah cair ,mengingat pembangunan nasional, maupun pembangunan daerah banyak didominasi oleh kegiatan yang menghasilkan air limbah baik kegiatan di sektor industri, pelayanan kesehatan & institusional/domestik, maka yang harus dicermati

Limbah Cair dan Permasalahannya

adalah dampak dari kegiatan tersebut. Limbah padat atau cair yang dihasilkan harus ditangani secara benar agar tidak memberikan dampak negatif, baik bagi alam lingkungan, maupun bagi manusia dan mahluk hidup yang lain. Karena itu dalam pengelolaan dan pengolahan air limbah segala sesuatunya harus dipersiapkan sedini dan sebaik mungkin.

Diketahui dalam pengolahan air limbah digunakan tiga macam metode, yaitu proses fisika, kimia dan biologi. Masing-masing metode proses itu mempunyai keuntungan dan kerugiannya masing-masing. Dalam praktek di lapangan banyak dijumpai penggabungan proses fisika dan kimia dalam pengolahan air limbah dan selanjutnya baru proses secara biologi, tergantung kondisi dan menyesuaikan karakteristik air limbah yang akan diproses dan standar baku mutu yang diinginkan. Pada dasarnya adalah pengolahan limbah yang dibangun memenuhi standar baku mutu sesuai peraturan pemerintah yang berlaku, sebagai acuan standar adalah Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia No 5 Tahun 2014 tentang Baku mutu air limbah. Atau menyesuaikan peraturan daerah misalnya di Jawa Timur perihal standar baku mutu pengolahan air limbah diatur dalam Peraturan Gubernur Jawa Timur Nomor 72 Tahun 2013 Tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Industri Dan/Atau Kegiatan Usaha Lainnya dan perubahannya yaitu Peraturan Gubernur Jawa Timur Nomor 52 Tahun 2014 Tentang Perubahan Atas Peraturan Gubernur Jawa Timur Nomor 72 Tahun 2013 Tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Industri Dan/Atau Kegiatan Usaha Lainnya.

ini dilakukan sebagai langkah  dalam menanggulangi dampak lingkungan akibat kegiatan pelayanan kesehatan berupa puskesmas. Dapat memilih metode teknologi pengolahan air limbah yang paling sesuai, sehingga hasil keluaran IPAL nantinya bisa memenuhi baku mutu air limbah yang dipersyaratkan pemerintah. Continue reading

Posted in pengolahan limbah cair | Tagged , , | Leave a comment