Activated sludge • The activated sludge process is a biological waste water treatment method in which micro-organisms are bunched together to form sludge flocs. The flocs develop spontaneously when the waste water is aerated. • The waste water and the sludge flocs are mixed in the aeration tank. Most of the impurities in the waste water are suitable nutrients for the bacteria in the flocs. They take up the nutrients in their cells. When the treatment process is completed, sludge flocs and clean water are separated by settling of the flocs in the final clarifyer. • The activated sludge process is a biological waste water treatment method in which micro-organisms are bunched together to form sludge flocs. The flocs develop spontaneously when the waste water is aerated. • The waste water and the sludge flocs are mixed in the aeration tank. Most of the impurities in the waste water are suitable nutrients for the bacteria in the flocs. They take up the nutrients in their cells. When the treatment process is completed, sludge flocs and clean water are separated by settling of the flocs in the final clarifyer.
An activated sludge floc is a conglomerate of:
• • • • •
living and dead bacterial cells. Protozoa and higher organisms inorganic particles (e.g. sand) and organic fibres precipitated salts It is held together by chemical forces and a slime matrix surrounding the cells. The composition of the floc is dynamic, not static, and can be changed through alterations in the process conditions.
• Bacteria constitute the major componenet of activited sludge flocs, reponsable for oxydation of organic matter and for nutrient transformation, and produce polysaccharides and other polymeric materiaol that aid in the flocullation of microbial biomass. • The major genera found: Zooglea, pseudomonas, Plavobacterium, Alcaligenes, Bacillus, filamentous bacteria (Sphaerothilus) etc • Fungi: filamentous fungal as Geotrichum, Penicillium • Protozoa: Cilliata, Flagellata, and rhizopoda(Amoeba) • Rotifers
Microorganisms in Sewage Treatment
• sewage treatment is a controlled process that strives to eliminate the excess organic material, thus diminishing the BOD – most of the removal of organic matter is done by microorganisms
LUMPUR AKTIF
2 NH4+ + 3O2 → 2NO2- + 4H+ + 2H2O + energy Nitrosomonas 2NO2 + O2 → 2NO3- + energy Nitrobacter
C6H12O6 + 2 ADP + 2 phosphate → 2 lactic acid + 2 ATP C6H12O6 + 2 ADP + 2 phosphate → 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP
TRICKLING FILTER
Proses Pengolahan
• Fisik • Penyariangan kasar • Proses pengendapan
Primer
Sekunder • Biologi • Tersuspensi & Terlarut • Mengurangi BOD & TSS
• Biologi & Kimia • Eliminasi nitrogen • Eliminasi Fosfor
Tersier
Trickling filter [1]
25 August 2016
Sandia Primeia 253.09.306
Trickling filter [2] Sistem pengolahan dengan proses pelekatan untuk tumbuh (attachedgrowth) bagi mikroorganisme Faktor-faktor: Muatan organik (komposisi & konsentrasi NH4) Ketersediaan O2 Hidrolik muatan, tipe, dan konfigurasi alat pH & temperatur
Air 1. Influen 2. Efluen
Biodegradasi (Mikroorganisme)
Rotary distributor
Bed media filter
Skematis trickling filter [1]
Skematis trickling filter [2]
25 August 2016
Jenis trickling filter Single-stage • Oksidasi karbon dan nitrifikasi terjadi pada unit single
Two- (separate-) stage • Reduksi dari materi organik tahap pertama • Nitrifikasi tahap kedua 25 August 2016
Single - stage DAUR ULANG
INFLUEN
PRIMARY CLARIFIER
FILTER
CLARIFIER
EFLUEN
DAUR ULANG
INFLUEN
25 August 2016
PRIMARY CLARIFIER
FILTER
CLARIFIER
EFLUEN
Two- (separate-) stage
INFLUEN
PRIMARY CLARIFIER
DAUR ULANG
DAUR ULANG
FIRST-STAGE FILTER
SECOND-STAGE FILTER
DAUR ULANG
INFLUEN
PRIMARY CLARIFIER
25 August 2016
FIRST-STAGE FILTER
CLARIFIER
EFLUEN
DAUR ULANG
CLARIFIER
SECOND-STAGE FILTER
CLARIFIER
EFLUEN
Sandia Primeia 253.09.306
Mikroorganisme dalam trickling filter • Bakteri (aerob, anaerob, fakultatif) • Fungi • Alga • Protozoa • Hewan tingkat tinggi (cacing, larva, siput) 25 August 2016
Proses biologis
25 August 2016
Keuntungan
Kerugian
25 August 2016
• Simpel dan tidak mahal • Efektif mengolah materi organik konsentrasi tinggi • Performansi tinggi (daya tahan, proses, teknis)
• Penyumbatan • Muatan yang dapat masuk terbatas • Keadaan tidak efektif bau • Terbatas fleksibilitas dan kontrol
PROSES PENGOLAHAN LIMBAH MENGGUNAKAN KOLAM OKSIDASI
PENGOLAHAN LIMBAH Pengolahan
fisik BIOLOGI, salah satunya menggunakan kolam
oksidasi
(oxidation pond)
OXYDATION POND Oxydation pond atau kolam stabilisasi (lagoon) merupakan bentuk reaktor pengolahan air limbah secara biologis yang paling sederhana dan banyak diminati karena biaya (cost) operasional yang dikeluarkan lebih murah daripada treatment lainnya
DESIGN OF OXYDATION POND
Keterlibatan mikroorganisme • Organisme fotoautotrof • Organisme Heterotrof aerob • Organisme Heterotrof anaerob
METABOLISME ORGANISME FOTOAUTOTROF
Proses fotosintesis menggunakan cahaya, air dan CO2 untuk menghasilkan KH
METABOLISME MIKROORGANISME HETEROTROF aerob vs anaerob • aerob: Katabolisme bahan organik dengan akseptor elektron terminal berupa O2; dan donor elektron berupa bahan organik, misalnya katabolisme gula . Contoh: Nitrosococcus, Nitrosomonas dan Nitrobacter C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energi • anaerob: Katabolisme dengan akseptor elektron terminal berupa NO3, SO4, senyawa organik fumarate, dan CO2; dan donor elektron berupa bahan organik, misalnya, bakteri metanogen
4H2 + CO2 → CH4 + 2H2O
Pengertian
“self purification”
Merupakan proses alami dimana sungai mempertahankan kondisi asalnya melawan bahan-bahan asing yang masuk kedalam sungai
Diagram “Self Purification”
1. Clean Zone (Zona Bersih)
• Konsentrasi oksigen 8 ppm • BOD rendah
• Hewan dan Tumbuhan air hidup dengan baik
2. Decomposition Zone
• Pencemar memasuki badan air • BOD meningkat, konsentrasi oksigen menurun • Terjadi dekomposisi bahan organik oleh bakteri • Populasi bakteri meningkat • Hewan yang dapat tumbuh adalah hewan dengan kebutuhan oksigen yang rendah, seperti beberapa jenis ikan dan lintah.
3. Septic Zone
• Konsentrasi oksigen << 2 ppm • Populasi Bakteri anaerob meningkat • Ikan akan menghilang atau pindah dari zona ini karena ketidaksesuaian dengan kebutuhan oksigennya • Kehidupan yang terdapat pada zona ini adalah cacing lumpur, jamur dan bakteri anaerobik
4. Recovery Zone
• Oksigen di Sungai meningkat karena penangkapan udara oleh air, aerasi dan tanaman air • Kandungan bahan organik dan BOD menurun • Populasi bakteri menurun • Hewan – hewan air dapat tumbuh kembali dengan baik • Seiring waktu dan jarak terjadi kembali “Clean Zone”
PENGOMPOSAn (Composting) Oleh: Mia Mardiah NIM: 25309310
Gambar 4. Material Bulking
Material bulking berfungsi untuk memberikan bentuk struktural dan aerasi yang baik selama proses pengomposan
80
Temperature (ºC)
70
intensive decomposition
curing
60 50
thermophilic stage
40
mesophilic stage
30 20 10
pasteurised or stable Gambar 5. Suksesi Mikroba dalam Composting fresh compost & mature compost Time
4. Faktor Yang Mempengaruhi Proses Pengomposan
5. Tipe Utama Sistem Pengomposan A. Metode Aerated Static Pile
limbah padat atau sampah organik + material bulking ditutup oleh kompos untuk menghilangkan bau dan menjaga temperatur yang tinggi udara diinjeksikan ke dalam campuran dengan blower.
Gambar 9. Metode Aerated Static Pile
Gambar 11. Metode Windrow
Gambar 12. Metode Enclosed
Gambar 9. Metode Aerated Static Pile
Model dekomposisi
Rasio C:N
Food organics C:N ~ 15:1
Garden organics C:N ~ 50 - 80:1
Wood chips C:N ~ 200 300:1
Manure C:N ~ 5 - 10:1
Rasio C:N Feedstock
Moisture
Structure
C:N
%N
Mixed tree and shrub prunings
dry to moist
good
70-90
0.5-1
Eucalyptus bark
dry
good
250
0.2
Eucalyptus sawdust
dry
average
500
0.1
Pinus radiata bark
dry
good
500
0.1
Pinus radiata sawdust
dry
average
550
0.09
Grass clippings
moist to wet
poor
9-25
2-6
Food organics
moist to wet
average
14-16
1.9-2.9
Vegetable produce
wet
poor
19
2.7
Fruit
wet
poor
20-49
0.9-2.6
Fish
moist to wet
poor
2.6-5
6.5-14.2
Mixed solid waste
-
average
34-80
0.6-1.3
Biosolids
moist to wet
poor
5-16
2-6.9
poor poor
13.8
0.81
(2) raw flocculated sludge
moist moist
19
1.61
Tannery waste (hair)
dry to moist
average
3.1-4.3
11.7-14.8
Mixed abattoir wastes
moist to wet
poor
2-4
7-10
Chicken manure (layers)
dry to moist
poor
3-10
4-10
Chicken manure (broiler)
dry to moist
poor
12-15
1.6-3.9
Newsprint
dry
poor
398-852
0.06-0.14
Paper
dry
poor
127-178
0.2-0.25
Wheaten straw
dry
good
100-150
0.3-0.5
Seaweed (kelp)
dry to moist
average
25
1.5
Sawdust
dry
poor
200-750
0.06-0.8
Wool scour waste: (1) raw decanter sludge
Table 1. Susceptibility of organic compounds found in compost feedstock to decomposition. Organic compound
Susceptibility
Sugars
Very susceptible
Starches, glycogen, pectin Fatty acids, lipids, phospholipids Amino acids Protein
Usually susceptible
Hemicellulose Cellulose Lignocellulose Lignin
Resistant
