\ PROSIDINGSEiVIINAR TEKNThKI]VIIASOEIIADIREKSowARDoJo I997 PeruodclarL Simulasi, drn Optimisasi Prosr-s lssN 08)4-7769
SINIULASINTODELPENGOLAIL\}i AII{ LINIBATIDENGAN KOiVIBINASIPROSESLU}IPUR AKTIF. NIENTBRAN PADA KEADAAN TRANSItrN Budiyono') , TjandraSetiadi,dan I G. Wentett TeknikKimiaITB Jurus.rn
-10132 10,Bartdung Jl. Ganesha Abstrak Sinrulasi model pada keadaan transien dilakukan terhadap sistem pengolahan air limbah dengan kornbinasi proses lumpur aktif clon menrbran. '\lodel matcmatika pada keadaan trcnsien disrtsan dengan membuat neraca massa substrat clan neracu massasel. Persarnaan yang riiperoleh diselesaikan secara numerik Beberapa pdrameter yang digunakan untuk penwsltnan model .vaitu konsenrrasi COD umpan 1J.250 mgtl dan waktu tinggal cairan (f{vdraulic Retention Time, HRT) }J jam. l|'aktu tinggal sel (fiolid Retention Time, SIIT) divariosikan dari 8, 16,21, hingga 32 hari. Konsentrasi mikroba (LIixed Liquor Suspended Sotid, -VLSS)awal divariasikon dari 5000, 10.000, 15.000, hingga 20.000 mgil. Subshat terlarat awal di datam bak aerasi divariasikan dari 350,750, 3000, hingga 6000 mgrl. Parameter kinetika -v-angdiganakan .,-aitu laju pertumbuhan nraksimum sps{ik laju kematian spenfk, koeJisien perolehan sel, dan konstanta setengah jenuh nt'ssingmasing 0,589 hai'', 0,]18 hari't, 0.515 (mg sel)/(ng nbsftat), dcn 589mgtl. Hasil sintulasi menunjukkan bahwa waklu vang cliperlukan untuk mencapai keadaan tunak tergantung pada SRT dan I/ISS an'ol di tlalam bak aerasi. Konscntrasi COD terlarut dan,I/ISS di dalam bak aerasi pada keadaan transien tergantung pada -IILSSdon konsentrasi COD terlarut u*-al di dalam bak aerasi dan SRT. Lrji modet tlilakukan dengan percobaan di laboratoriurn. Percoboan menggunakan umpan air limbah tapioka sintetisdengan konsentrasiCOD 11.250nrgll. Prose.therlangnng pada I{RT }J jom dan SRT hen'ariasi dari 8, t6, 21, hingla 32 hari. l{asil percobaan menberikan perilaku !-ang mirip dengan .sinula.si tnodel pada keadoan lransien' Penvintpangan .f/l,SS tian COD antara hasil percobaan dengtnnnndel pada keadoan transien masing-ntasing sebesar 12,7dan 2i,i 94. t
' i ti
Abstract -\iorleting ontl simulation of the combination of activated sltlge antl membrane sepeation tecinologt for wastet+'alertreatment at the fransient condition was studied. .\[athematical models at the ffnnient candilion were derived from sabstrate and cells mass balances.The equationsobtained were solvetl numerically. Several paramercrswere used in the model simulation, namely the inJluentCOD and HRT th;idraulic retenrion titne) werefixed at t1,250 ng./l and 21 hours,respecrivelv. The .<:RT(solid n:tention time) u'asvaried,'i.e.,8' solid) x'asraried from 5000 to 16, Jt, and 32 days.The initiat -\IL<;S (nixed ! luor s-uspended '[he varied were lank aerdtion in dissolved COD initia! frq;n 350 to 6000 mgtl. 20,000mgrl. prnr-r .' were as , k, Y and K, was The kineticparameter t'aluesused in the simulation follovs 0.589 tt,0.218 (tt,0.515mgcell,mgsabstrateand 589n,g/1,respeclively. The simulation resaltsshow that the time needed to achieved steadvshrc condition depended on SRr and initial .I/ZSS. J{oreover, the COD and }ILSS in lhe aeralion tank al tranient condition were dependedon SRT'iniilal IILSS
S"s",,o B,,J.y. d.-."'
ITB, 21 Juo22 Okt"k'
t99?
LIII - 1
PENDAHULUAI{ ' Perlalqnnair timbabdenganmenggunakan lumpurattif mcrupakansalahsatu merodap€ogolahan , + secarabiologis aerob-Padadasamyaproseslumpur aktif terdiri dari bak aerasidan bak sedimetrtasi. Bak .,,!.' '' jl aerasi merupakant€mpatmilcroorganismeunilk meodegradasi [ahnn-fehen organik ]'ang ada dalun air .. ':J limbah. Bak sedimemasimerupakantempatuntuk mengeodapkan lumpur hesil prosesdegndasi di-dalarn it bak aerasi.Lumpur hasil pengendapan di dalambak sedimentasi direskkulasikanke dalarubak aerasiatau 1Ja ,iJ .i a9 Sebagiandilrrengrrnrukmgnsegah aisumulasi lumpur. 'fi Kinerja proses lumpur "L61 5angat dipeugaruhroleh beberapaparameter)'ang saling terkait. . Beberapapafimeter \ang mempengaruhikinerja dari proseslumpur aktif yaitu konseutrasiumpa!, $alnl ( ,'. tinggal lumpur (SRT, sludge rercnrion fime,l, saktu tioggal cairan (HRT, hydraulic rercnrion timer, konsentrasibiomassa(MISS, Mixed Ltquor Suspendedhlid), pembebanenorgadk laju pembu""ge" lumpur, dan l€ralreristik pengendapandi dalam bak sedimentasi.Dari beberapaparameterterscbu! palingpentingadala.hkonsentrasibiomassa.Konsentrasibiomasrl lng tinggi bisadicapai Parameter,vang denganpeningldatr SRT di dalambak aerasi.Dengankousentrasibiomassa]ang tinggi makaakanftlmpu mendegradasi air limbahdeogancepatdan sekaligusmeng,basilkan peralatanproses''ang kompak. Psninglotan konsentrasibiomassadengan€ra mempertingglSRT menimbulkanpermasalahan tersendiri fi delemprosesh:nrpur aktif. PenggunaanSRT 1'angtinggi bisa mempengaruhikarakterisitik lumpur yang akan diendapkandi dalam bak sedimentasi.Lumpr:r )'ang terbetrtuksebagaiakibat dari rlan 5gringdikenaldengi':nbulking sludge.Di p€,lrggunaan SRTlang tinggi biasanyasukarmengendap ,' :! :a.'. :Ji samping itq beberapapermasalahanpengendapan]".og sering muncul di dalam bak sedimentasilaiur jenis peru:mbrrhan p adanla dan akibat bakteriterdispersi, inpointfloc, lvrryw meogap"ng.Scmua lumpu tersebut sukar menggndepsecara grafitasi. Kesularan pemisabanlumpur (biomassa)di dalam bak r,.:'{' ' |..,. sedimentasiakan menl'ebabkansebagianlumpur terbu2ngkeluar, sehinggaakan menunukan kualitas ' ::,'. keluaran. Kehadiran teknologi membran memberikan harapan baru rrntuk men)'elesaikatrbebcrapa permasalehen pcnelitianmcngenai pKtscs kombineci lumtrr lang dibadapipadaproseslumpuraktif. Beberapa alcif membr4n tetahdilakukanantan lain olehYamamoto, dkk (19E9),Bailey,dkk(1994),Trotn'e,dkk(1994), IsiNguro,dkk.(199d), pcnelitiant€rscbut Muller,dklc (1995),danChang,dkk (1996).Dad berbagai mcmberikan hasil yangmenggeobirakanBeberapabasil yangtelahdiperolehantaralain laitu prosesmanpu bcrjdanpada SRT dan MLSStinggi CYamamoto, dkk, 1989;Bailey,dkk. ,1994;Muller, dkk., 1995),kcluarznbcbasdari .lkk , 1994),danprosespcngolahan (Futamura, padatantersuspensi memberikan efisiersip€nyisiha.n CODdi atas 97 lo @uley,'ftk, 1994).Dari beftai pcnelitienterdahuftlmasih relatjf sedikit informasi mcngcoai kelalukan prosespadakeadaantransien. Simulasidan uji modelini dilakukar untuk memperolchinformasi mengenaikelalaranprosespada keadaantransien.FIasil simulasi ini diharapkanbisa digunat€n scbagai garis pedomanunurkmenenilkankondisinmak padaprosespengolahanair limbah. I
.
I,i-j
, . 1 ; '
PENGEMBAT{GANMODEL _
r_ __ __
tersaji padagambarl. Peralatanutamaterdiri dari bak aerasidanmembran Q,' Xr S,
..tr:L
, $.
Q,S,X
Gambar 1. Diagramalir pengolabanak limbah dengankombinasiproseslumpur aktif dan membran Lfit -2
Dengan nrcngambil bak aerasi sebagaivolumc kontrol. nuka ncraca nulssadi sckitar bak aerasi bisa disusundenganpersafiunn l. PersamaanI bisa drgunakanbaik untuk neracasubstratrnaupunneracasel. Ahrmulasi = input umpan + input resirkui;rsi- oufput buanganlumpur - output bak eerasi+ laju reaksi (l) Neracasubstrat
7{
= q " 5 '+ Q , S , . Q " S . Q S -k"s,w
(l a)
)'(Knr+ S)
Bila laju alir resirkuJasidianggapsamadenganlaju alir keluaranbak acrasi,maka Qr samadenganQ, persanuran(l.a) bisa disusunmenjadipersamaan(l.b).
ft .1U' Q"S'-Q*S-:Y(tin + S)
,, clS dt ds dt
Qo.o Il
(l b)
r"5-.Y
Q*. I'
(i c)
Y(Kn = S)
Neraca Sel
- e,X- eX+e,X, eoxn
,#=
*#r-
kdxv
(2)
Bila dianggapaliran umpantidak mengandungnukroba nrakaX" -- 0. dan dranggapkonsentrasi IIILSS pada aliran resirkulasisarnadengankonsentrasi i\ILSS pada kcluaranbak aerasi(Xr = X), maka persam;nn(2) bisadisusunmenjadipenamaan (2.a)
_e."x ,,+ =,t-:s;fr _ -rq.w (,fun- 5) dt k".tr
cLY=
(l3n - S)
dt
_k,x_ 0* .r l'
( 2a ) (l b)
Berdzsar-kamdefinisi rvaktu tinggai cairan (FIRT), 1 Q o= =l ,, HRT I dal rrakru tingal sel (SRT) = B"
SRT=
X'v
(l d)
=V
.Y.Q. O-
t u o uQ * = ,' 0,
( 2c )
Subtitusi persanunn ( l.d) dan (2.c) ke dalampersanuuul( l.c) dan (2.b) mcmberikan
ds s"
-\'
dt
e.
r
k,-sf Y$n+S)
(3)
UII.3
#=ffi-kox-*.x
(4)
Persama'an (3) da! (4)-merupalianpersanuand.iferensial orde satu berpasa'gan.persamaantersebut memberikanhubungans pad,euap r'aktu tertenru.lvlerodepenl,elcsaian 91x 1.angprrir* sedcrhana adalahmenggunakan metodeEuJeiekspliri lRiggr, l ggg). MetodeEulerEkplisit Denganmenggunakan metde EulerEksplisir,persamaan (3) dan(a) bisadisusunmenjadi
=Si*or.f{-{-- k,'s,4 I .t,-, l,r
(-i )
0" Y(Krn + S,)J
x , _=, . i ,+ , . v,.!{: s , x =_, k r x , _ * r , } t(Kn+S,)
e,
)
(6)
= konsentrasi s; dan{ substratterrarutdanMLSS padau.artui S;*1danX;r1 = KonsenrasisubstratdanMLSS setelahi'aktu ke i_l FIASIL DAN PEIVIBATIA.SAN SimulasiModel ' simulasi model dilalrukanuntuk mengetahui pengaruhsRT dan kondisi aq,al erhadap szktu mencapaikeadhantunak. Keadaatrnrnak dicapai biia fonsentrasi tvILSs dan coD relatif konstan. sedangJqnyang dimaksudkondisiasal adalahMLSS dan coD rerlarutawal di dalam bak aerasi.Di tl*.piog itu juga akan dilqji dinalnikaI\'ILSS dan cOD rerlarur sclamakondisi tmnsien. Simulasi dilakukanpadakonsentrasi coD urnpan14.250mgl danHRT 24jam. SRTdivariasikan lairu g, 16,24, dan32 hari' Paramaerkinetika1'angdigunakan t4u pertumbuhan laltu makimum spesifili, laju kematian spesifik"koefisienperolehansel, dan korutantasetengah jenuh masing-masing 0,5g9hari;,;;il'i,'ri;; 0,515(mgsel)i(mgsubstrat),dan599mgn. Pengan:hMLS-s-1wal terhadap"'"ktu@
turak
5000,_101000, r5:00ti, 1,artu dan20.000 ms/r
**.Hf :,*H*:t:":g,s_:,"*"r tetap35g.myl.Simurasi p3ia.c.oDasal juga{:l1sh dilakulenprr"
*.i^i sRT v-!- dari €' 8, v' l;, 'v il"fi; ffi: Flasilsimulasimodeltenaji padagambar2. Dari gambar2(a) dapatdikatahui bahrvapada SRT 8 hari, variasi MLSS awal 1.angdilakukan memberikan u'aktumencapaikeadaantunakyang berbeda-beda. padaMLss awal 5000, 10.000, 15.000, dan20'000mgn"$zktu untukmencapai keadaannrnakbernrrut-turut2s,3 19,2,19,0,rtanE,9bari. pada. SRT 16bari (gambar2.b),r'ariasiMLSS asal. ){9 diiatlkan juga memberikan *'ut ru mencapaikeadaan tunak I'ang berbeda-beda. Pada MLss au,al 5000, 10.000, ts.ooo, dan 20.000 mgfi s.aktu untuk mencapaikeadaa!tunakberturut-turut23,2,24:g, 24,1,d, 2l,6 bui. Fial yangsamaterjadipadaSRT 24 dae 32 hari lainr variasi MLSS as'al akan meo-reba.ian uakru 1,angdiperlukanunok mencapai keadaantunakjuga berbeda.Deogatrdemikiandapariisfur,pullan bahna ,**tu'untuk mencapz1fteilraqrr huraks:rngatdipengaruhi oleh IvfLSSauar di darambak aciasi. Dari gambar2 juga bisa diketahuibahna di samprngMLSS aual, variasiSRTjug3 menlebabkan perbedaanwaktu lzng diperlukanuntuk mencapaikeadaan-tunak.pada ML5S arval 5oo0 mfl, vari,asi SRT dari 8, 16, 24' dan 32 hari memerlul
.tl
'.,'4 .-*t . :, .4{F:
riffi
"'{g " F.t
Dengan nrcngambil bak aerasi sebagaivolumc kontrol, nraka ncraca nulssa di sckjrar bak acrasi bisa disusun denganpcrsanunn l. PersanraanI bisadigunakanbaik untuk neracasubstratm:lupunneraca sel. Akumulasi : input umpan + input resirkuiasi- output buanganlumpur - output bak eerasi+ laju reaksi (l) Neraca substrat
- es- k,s.\7' V =Q"S'+ e,S,- Q*S # f( Kr r + J)
(l a)
Bila laju alir resirkulasidianggapsamadenganlaju alir keluaranbak acrasi,maka Qr samadenganQ, persanuun(l.a) bisa disusunmenjadipersamaan (l.b).
r9=Q"s'-e*s- k'S'YI' dt
(l b)
r(^Ain- 5)
ds _ Qo .o dt Il J
- -
k"J.Y
Q* " I'
(i.c)
Y(Kn + S)
Neraca Sel
,_d Y
QoX'+ e,X,-e.,x- qx - J-'Str-
y - =
dt
(A/rr+.))
- IqJxv
(2)
Bila dianggap aliran umpan tidak mengandung mrkroba maka X" = 0. dan dranggapkonsentrasiillLSS p::rh a[ipa resirkulasi sama dengan konsentrasii\ILSS pada kcluaran baii aerasi (Xr = X), maka persanunn (2) bisa disusunmcnjadipenamaan(2.a)
, ' # = f f i , - ki .w -Q,x k .tf cLY __;_ = ..* (&n + dt
o _kx _:i.i' L'
J)
(2.a) (l b)
Berdasarkandefinisirvakruunggalcairan(FIRT),
g:=
1 =1
L' HRT danrrakrutinggalsel(SRT)= B" v
SRT =
tr
tr '/
(i.d)
;
l/.
.Y Q- Q* t uouo-= ,,' 0"
( 2c )
( l.c) dan (2.b) mcmberikan Subtitusi persanunn ( l.d) dan (2.c) ke dalampersam:uur
ds so
-\'
k,-sx
dt
e.
Y( Kn+ S)
r
(3)
uil-3
'n'aktumencapaikeadaaltunak bcrnrrut-turutIg.?, 24,g. 22,2-d^n 23,2 han.Waktu yang diperlukan ntcncapai keadaartunakpadabcrbagaiSRf da:rNILSSarvalsclcngkapnva tersajipadatabcl l.
::s.0
2!000 20000
200c
q
-
l
E rgmo trt n
tsmo o I - . 1
j
romo i
roooo
I
o 3ooo
5om
t0m0
i
I I
l I
25000 -
25@0
|
20@0
la I
2oooo i" 3 -. 1
rmo E E
$ rsoo i
,o* 3o
J
E
t0mo 1o@
I
I
o
I
ilt
50q,
7,.,
10
15
20
WAXTU. H!8I
(a) SRT 8 hari
(b) SRT 16hari :0000 r 8000 16000 ta00o 12000 t I 0€o0 80@ 3000 | 000 2000
t0
1!
WAKru,
:0 HARI
c
5
(c) SRT 24 han
r0 t! .f/AXTU,
a0
2t
30
T{ARJ
(d)SRI'i2 lnri
Gambar2. Pcngaruh\tLSS aual tcrhadaprralitumcncapaikcadaa.rr runak.COD a*al 350 mg/I. (l) 5.000 mg,4(2) 10.000mgr'l(3) 15.000mgy'I. (l) 10.000m_orl Dari tabel I depat dil<euhui balrrra variasi SRT akan menvebabkrnperbedaanrrakru lang diperlukant,truk mencapaikeadaantunak. Dengandenlrkrandaoat disimpulkanbahrvadi sampingMLSS, rvaktu mencapai keadaantunak juga sangatdipengaruhiolch SRT. Pada simulasi dan pcrnbahasandi atas masih dilal-ukan pada COD au'al tetap. Simulasi seianjumva diarairkan unruk mengjcajipengamh COD aual terhadaprvaktu mencapaikeaciaantunak. Tabel l. Wak-ruuntuk menc NILSS a*al, meI
COD anal.
5 000
t50
I. -t. -r, s1 r
i keadaln tunak
i
I
-
SRTShari
berbasai SP.T Waktu mencapaikeadarn tunak h.ari
I Snr 16han I Snr 2.1hariI Snr 32hari
r0.000 l5 000
|
:r.o
I
le,2 i
zo.+
|
LIII.5
simulasi pcngaruhcoD a*'ai terhadap""ktu@ dilalelan denganmembuat . variasiCOD atal dari 350,750, 3000.dan6000mgnpadaMLSS arval5000 dan 10.000"-.'" mg/I.----€i Simulasi dilakukanpadaSRT 8 dan24 bari. Hasil simulasisetLgLpnl'a tersajipad" garnbar3 Dari gambar3(a) dapatdiketabuibahrvapadaSRT a U-i au" MLSS asal 5000mg//1.rariasi COD a$'al vang dilat-ul€r tidak memberikanpengaruhterhadapn'altu untuk mencapar keadaanruak. pada variasi COD asal 350, 750, 3000,rl"n 6000mg/l memerlulanrral-tu ).angsamauntukmencapaikeadaan tunak laitu 25 hari. PadaSRT 8 bari dan tvIISS asal 10.000*yf gu-U- 3.b). rariasi COi a*al 350, 750, 3000,dan 6000mgi{ mernerluliann'aktumencapaikeadaantuna}i 1'angsarnayaitu 19 hari.}Ial }ang sama terjadi pada SRT 24 hari dan MLSS 5000 dar 10.000 mgn .aitu variasi COD asal tidak mempenganrhisaktu mencapaikeadaantunak. Kesimpulanakhir dapat diambil dari simulasi ini 1'ang adalah bahrvasaktu mencapaikeadaannmak tidak dipengaruhioleh COD arral. Waktu I'arg diperlukan untukmencapaikeadaangunakhenls dipengaruhiolehSRT dan]IILSS arr-ald.idalambak aerasi. 25000
2560
20000
20@0
o E rcooo ti o
t:ooo !
,'*o I
t rmoo
o
5fiO
5000
0
0
0
5
t
0
t t 2 0 WAKTU, H,ARI
2
3
3
0
2000 18000 te000 E l/o00
t@0 t000 7000 aoo <
E rzooo !i rmoo t rmo
soooI {00
d
mo8
6000 4000 2m0 0
2000 1@0 0 0
5
1
0
1 5 2 0 WAKTU.HARI
2
5
3
0
(a) MLSSa*al5000mg/l (b) IvILSSarral10.000 mg/l Gambar3. PenganrhCOD arvalterhadapu'aktumencapai keadaantunalqCOD as.al350, 750.3000,6000 mg/I, SRT E hari
DinarnilGmerupakanperubahan(baik Daih turuq maupunterap)COD dan MLSS sebagaifungsi nakru pengamatanpada keadaantransien.Dari beberapagambarterdahulu memberikandinamika COD darl MLSS padakeadaantransienberbeda-bedaSemuadinamila yang terjadi menujukepadasuatuharga tertentu1'aituhargaMLSS dao COD padakeadaanrunak. Dari gambar2(a), dinamikaCOD 1'angterjadidapatdijelaskansebagaiberikut.PadaSRT 8 bari, dicapai COD dan MLSS padakeadaantunak sebesar1000 dan 18.400rngA. S.iriog dengankenaikan $?ktu, MLSS naik dari 5000mgn sarnpaidi at"s MLSS keadaantunak. Selanjutnl'amengalanripenurunan hinggadicapaikeadaantu.naksebesar18.400mdl. FIal ini berbedadengandinamik:, iaog terjaai pada MLSS aw'al10.000,15.000,dan 20.000 mgn. PadaberbagaiMLSS awal tersebu! secaraum-t te.iaai kenaikanMLSS seiring dengankenaikanualar sampaitercapait erdaqn runak. KenaikanMLSS d"di tanpa inelampauiMLSS keadaannmak. Pada MLSS as'al 5000 mfl, COD sebagaifungsi t*'uktu mengalamipeningkatan )"ng sangattajam dari 350 sampai21.000dalamrlaliru sekitar4 had,,sclanjuurya tcrjadipenururuusampaitercapaiCOD runaki.aitu 1000mgfl. Dari gambar 2 juga bisa diketahui bahsa besarnyadinamikakenaikan LSS dan COD pada berbagaiSRT juga berbeda-beda. Pada MLSS arval 5000 mg/I, MLSS tening 1'angdicapaisebelurn keadaantuak padaSRT 8, 16,?4, dan 32 hari bernrrur-turusebesar22.000,25. ir, Z?.OOo, dan2E.000 mgn. PadaMLSS atral 5000mgn, COD teninggiI'angdicapaisebelumkeadaan nak padaSRT 8, 16, 24, don32 hari bernrrut-rurur sebesar 21.000,20.000,i9.500,dan19.000mgn. . Dari gambar3 dan 4 juga dapat diketahui bahna variasi COD arral mcmbcrikandinamika I'ang bervariasi.Kesimpulanyang bisa diambil dari gambar2, 3, .tau 4 adalahbah*a dinamika ],a'g te;adi selanrakeadaantransiensangattergantungpad.rSRT sertaIU.LSSdanCoD arval. LriI - 6
I
:l i
l
{
li " '
300@
250@
1*"
I00
200co
25000
@
25@ 9 2OO@ c
S rrot
rcoo E
.
'.ocoI
J
t00q,
c)
5000
t@o
0
r0 t3 20 WAXTU,t{AR'
0
23
j000 ms/t (a) MLSSarvatJwvv 'tyt
Gambar 4' Pengaruh:H,3I+;lfft
3{r
7r,@ 6000
P 2OOOO
€ rop
ftw
J
:E
.{n ci lm8
t000(, 5000
20qt t000
o f
0 t ! wAtfiu, HlRl
a
a
0
j
(b) IvtLSSasal 10.000^g/l-
rvaktu mencapai keadaan runahcoD a*aI350,'750, 3000,
Uii Keabsahan illodel uji keabsalranmodeldiialt-ukandengan percobaan di laboratorium.pada uji ini dikembangkan peralatenpenelitianfte'linesi proses lurnpurak* denganmembran.Bak aerasinrbuat dzriptexi grass denganI'olumekerja 9 liter' r\tembranyang.digunakan-*.*p*1-r konfigurasihollowfber,terb,at dari polietersulfone'dan mempunyai.luas perpin-dahl* * o,ijis m:. Limbah l.angdigunakanartatehlimbah., tapiokasintetisrhn mempunyaikonsentr'asi 14.250.gzi. tror., progohb; &rungsungpada HRT .. 24 jam dan sRT bervariasiy"iu a, 16,24, 90? dan 32luri. p;garnaran coD danMLSS dilalarkan tiap bari sampai tercapaikeadaantuxak' Flasilpengamahn coD aan-ivtt-ssselamakeadaan transien dibandingkan denganbasilsimulasi padaberbagr snr t.rsaiip"a. gr-u* s. l*:t .Dari garnbar5 bisa diketahuii.t*" irasil iercoiil q* berbagaisRl secaraumumtcrjadi peningkatanlulss seiringdengankenaikan pingo*.trn. Kenaikanrvirss ,rt'urir,"i",,, lqt" terjadi paaz., sRT 8' 16' dan21 hari'^{ena*an yangrelatif ttl*, *fug; t.,ladi padahasilsimJasimodel. sedangkan, kenaikanMLSS pada sRT 32bart ielatif tecit oan n"r^f*s^^t.o juga terjadi pada simulasi modcl-,,.,. Perbedaanini, diperkirakan'disebabkanoren . r,o*rnuJ iiits or'i 6"ru"a" b1a i-g dibandingkan,i-: dengankonsentrasiivllss padakeadaan"ry{ pad.r sRT lang bersangkuun.padasRT E, 16, dan24 hari' MLss a*al berturut-turutsebesar10.200, io.l3,t,d il.t_r1ml..MLSS padakeadaantunakpada sRT 8' 16' 'l'n 24 hari bernrrut-rurut18-400, 22.900,oun z+.:oo mg/l. SedatrgJon padasRT 32 hari, -'. IvtLSSa*'al sebesar23'000myl dan MLSS p"o" t*0"t*ut sebesar2s.50omgn.Dari databerb4gai.,:l lvlLSS alval dan NILss keadaannrnaktersebut menunjukk* ugy padapercobaaadengansRT 32 bari, .l r\ILSS a*al relatif mendekati keadaantunakbila ouaar"gr.:n snr g, 16, t dan zrhari.
Darigambar 5 jugabisad'iketahyltrf n^i p.*"-J-n;ilffi*t
SRT,seiring dengan kenaikanrvaktrl terjadi kenaikankonsentrasi coD keluarankemudiandiikuti denganperururun sampai diperolehCOD relatif konstan.Kenaikandan penurunn COD yang terjadipadaSRT E, 16, dnr,24 ban lebih tajam bila dibandingkandengansRT 32 hari. Hal ini *r, denganperilakuyangterjadipadahasi! simulasimodel'Perbedaan ini diperkirakan juga disebabk- "il toruentrasl coD airat di dalambakaera;. yangberbeda'KonsentrasicoD arvalpada-sRT 8, 16,a"" i+ Lri bernrru-turutz37,lz, 146,7dar,391,4 mfi' KeadaantunakpadasRT E, 16,dan24 i.r."pr p"ao koruentrasicoD kelua.ran 1000,650,rrarr ry 625 mg/l' sedangkan padasRT 32 hari dengan konsenrrasi coD a*al sebesar76g,9mgldicapaikea.r"^,., tunakpada500 mg/l' Dari berbagaikonsentrasi coD arvalrersebutmenrurjukkan L*r*.u coD a*al pad.r sRT 8' 16' dan 24 hari jauh di barvahkonsentrasi coD keluaran;rd. ;1;d.r";rr.y". scdangl€n konsentrasi coD a*al padaSRT 32 hari benda di atas konse'rasi coD keluaranpadakeadaantunak. FIal lain vang bisa drketahuidari sarnbar5 adatahbahw'arlaktu ,vangdiperlukanuntuk meucapai f6s3daen tunakberbedaqaf befasar sRi. w'akru*,-,k ;;;par keadaantunakpadasRT g, 16,24,,1^n 32 hari bernrrut-rurut adalah27,43' -il, dan 16hari. Hal ini samadengankesimpulan dari l.angdiperoleb simulasimodel.
LtLt-7
t@
2looo
0@o
2@OO
a@o
a@ --
a a
'
50@
a ' a " "
a a a t
. I. h..al . . ' . . . t o o d .Fcoton l -q mod.l ^ S, lral Frcgb.rn -__;T:-
;' '
i I I i
.ar e ted
E
o 2mu
C o t@o €
! r*oo v; J 10000 E
t@
2oo
Is
imo
so0
0 0
1
1
0
1
5
2
0
,
5
!
o
0
0
WAKIU,hrtl
0
1
0
2
0 1 0 WATCTU,h.tl
1
0
5
0
(b) SRT 16hari
(a) SRT 8 hari
i:;
..."
c60 .o0 a
rro E E
r*S
c F
g
{
rso
o !
0 0
5
1
0
t
6
2
0
2
'
WAKIU. h.ti
(d) SRT 32 han (c) SRT 24 hari dengansimulasimodclpadakeadaantraluicn hasilpercobaan Gambar-i. Perbandingan Dari gambar5 bisa
i#f .':;
Dari pembahasantcrsebut di atas menunjukkanbahrva model yang t€tah disusun cukup ", menggambarkan data hasil percobaan.PadaSRT 8, 16, 24, dur 32 bari rcrdapatpenyimpangan MLS3 antaramodel denganhasil percobaanmasing-masing26,5, 10,3, 8,2, dan 5,9 o/o,at"u p4impangan ' ,' rata-rata12,7yo. PadaSRT 8,'16, 24, dan32 hari terdapatpenyimpangan MLSS anurfirmodetdcngn i,, basil percobra" masing-masing13,4, 22,5,40,5, dan 16,7 %o,atiu penvimpangannur-ftua scbcsar . 23,3 Yo. { KESIMPI.JLAI\ Dari pembahasan dapatdisimpulkanbahrvawaktu 1'angdiperlukanuntuk mencapaikeadaantunak tidak tergantungpadakonsentrasiCOD terlarut a*al di dalam bak aerasitetapi tergannrngpada SRT dan MLSS arval.Dinamikapro.ses pengolahan padakeaCarntransientergantung padaCOD danMLSS awaldi ' dalarnbali aerasidan SRT. Model yang disusuncukup menggambarkan dinamikaprosesyang sebenarrya pada percobaanpengol:henlimbah keadaantransien. Penyimpangan MLSS dan COD antar4simulasi denganhrsil percobaan masing-masing sebesarLZ,7drrn 23,3oA.
DAFTAR PUSTAKA 'The tU Bailey, A.D., G.S.Ftansford,dan P.L. Dold, Useof CrossflowMicrofi.ltratieqto fnhenceThe ' i Performance of an ActivatedSludgeReactor",llater Research,(1994),28(Z),297-3Ol "Cbaracteristics of lvlembraneBiofouling tn Membranet2l Qhrng, J.S., J.S. KinL dan C.H. L€e, Activated Sludge Svstem", Intemational Conggresson ivlembraneand lVlembranePr@ess, YokohamaJapan,(1996) t3] Davis, M.E., NumericalMethodsand Modetingfor ChemicalEngineers,JohnWiley & Sons,lnc., NervYork,(1984) ,,i, "Org"nig WastewaterTreatrnent [4]. Futarnrrr4O., M. IGtob, dan K. Takeuchi, by Activatcd Sludgc ProcessUsingIntegratedT1peMembraneSeparation',,Desalination,(l994)'98(l-3), "Effect of Biological Conditionson PermeateFlur of ItF: ' [5]. Ishiguro,K., Imai, K., dan S. Sarvada, Menrbranein a lvlernbrane / Activated-sludge WastewaterTreatrnentSystem",Desalinarion,(1994), '1 98(l-3),t 19-126 "Aerobic Domcstic [6] . Muller, E.8., A.H. Stouthbamer,H.W. van Verseveld,dan D.H. Eikelboorn, Waste Water TreatrnentIn A Pilot Plant With CompleteSludgeRstentionTime By Cross-Flow Filtration",WaterResearch.( 1994),29(4),1179-l189 Riggt, LB, Intoduction to Mrmerical lv{ethodsfor ChemicalEngineers.Texas Tcch Univcrsiy . t7l (19E8) Press, t8l Scugerl,K., Bioreactionengineenlg, Volumel, JohnWiley & Sons,Inc.,NcrvYorh (19E5) I91Sundstrorn'D.w.danKlei'H.E.'WastewaterTreatment,Prenticellall,Inc.,I.ondorr'(l9 P.S.,HFS dan industriubi kay lainnya,PenerbitPT. GramediEJahrte (19E6)1 [10] liokroadikoesoemo, E.,V. Urbain, dan J. Manenr, 'Trqrtment of Municipal WasrcwarcrTrearnrcntby A [ll].Trouve, iVlembrane Bioreactor: Resultof A Semi-Industrial Pilot-ScaleStudy'",l{ater Science& Technology, ( 1 9 9 4 ) , 3(04 ) ,l 5 l - 1 5 7 "Direct Solid-Liquid SepararionUsing [2].Yamamoto, K., M. Hiasa T. Mahmoo4 dan T. Matsuo, Hollorv Fiber Membraneln An Activarcd SludgeAeration Tatk', Water &ience Technologt, (1989),2I,43-54 Notasi
c q
a x
ko L
= konsentrasi ku = korstantasetengah jenuh S = laju alir voluruetris V = konsentra: omlss€ di &lam bak aerasi Y = laju pert| then makimun spsifik 0" = waktu ti
= laju kematianspcsi5k = konscnlrasisubstrat = r'olumcbak aerasi = koefisienpcrolehansel = waknl dnegd rl 1= 5Pn
.al cairan (= HRT)
LIII.9
Superskrip o Subskrip w r
= ltr:ngan lumpur = resirkulasi
LIU - 10
