PENJELASAN TEKNIS SEWAGE TREATMENT PLANT ( STP ) BIO FILTRATION- ANAEROB-AEROB PT. BESTINDO AQUATEK SEJAHTERA I.
PENDAHULUAN : Masalah air limbah di Indonesia baik limbah domestik maupun air limbah
industri sampai saat ini masih menjadi masalah yang serius. DAlam hal ini Bestindo ikut berperan aktif dalam hal mengupayakan pengolahan air limbah dengan menggunakan
teknologi
secara
biologis
yakni
memberdayakan
aktifitas
mikro-organisme untuk menguraikan senyawa pultan organic. Proses biologis yang dikembangkan oleh BESTINDO adalah BIAKAN MELEKAT, yakni proses pengolahan limbah dimana mikro-organisme yang digunakan dibiakkan pada suatu media sehingga mikro-organisme tersebut melekat pada permukaan media. Sering juga proses ini disebut dengan proses Film mikrobiologis atau BIO FILM. Sedangkan system yang digunakan oleh BESTINDO adalah BIO FILTER ANAEROB AEROB. II.
PRINSIP KERJA BIAKAN MELEKAT/BIO FILM/BIO FILTER Pada dasarnya prinsip kerjanya adalah sebagai berikut bahwa lapisan biofilm
yang melekat pada medium akan menguraikan senyawa senyawa polutan yang ada di dalam air limbah misalnya BOD, COD, ammonia, phosphor dan lainnya. Pada saat bersamaan dengan menggunakan oksigen yang terlarut di dalam air senyawa polutan tersebut akan diuraikan oleh mikro-organisme menjadi biomasa. Dalam hal ini BESTINDO mensuplai oksigen oleh blower dan dilewatkan melalui diffuser yand ada dibagian dasar air. Untuk lebih singkatnya dibawah ini dijelaskan mengenai aliran diagram untuk proses Bio Filter Anaerob-aerob adalah sebagai berikut : Blower equal. Air Limbah masuk Æ Tangki Anaerobik 1Æ Equalisasi aliran ÆTangki Anaerobik 2 Tangki Bio Filter Æ Tangki Pengendapan akhir Æ Khlorinasi Æ Air hasil olahan Blower aerasi
Back wash blower
KEUNGGULAN PROSES BIAKAN MELEKAT/BIO FILM/BIO FILTER Pengolahan air limbah dengan proses biofim mempunyai beberapa keunggulan antara lain: A. Pengoperasian mudah Di dalam proses pengolahan air limbah dengan sistem biofilm, tanpa dilakukan sirkulasi Lumpur, tidak terjadi masalah “bulking” seperti pada proses lumpur aktif
(Activated sludge process). Oleh karena itu pengelolaaannya sangat mudah. B. Lumpur yang dihasilkan sedikit Dibandingkan dengan proses Lumpur aktif, Lumpur yang dihasilkan pada proses biofilm lebih kecil. Di dalam proses Lumpur aktif antara 30 – 60 % dari BOD yang dihilangkan (removal BOD) diubah menjadi Lumpur aktif (biomasa) sedangkan pada proses biofilm hanya sekitar 10 – 30 %. Hal ini disebabkan karena pada proses biofilm rantai makanan lebih panjang dan melibatkan aktifitas mikroorganisme dengan orde yang lebih tinggi di bandingkan pada proses Lumpur aktif. C. Dapat digunakan untuk pengolahan air limbah dengan konsentrasi rendah maupun konsentrasi tinggi. Oleh karena itu di dalam proses pengolahan air limbah dengan sistem biofilm mikroorganisme atau mikroba melekat pada permukaan medium penyangga maka pengontrolan terhadap mikroorganisma atau mikroba lebih mudah. Proses biofilm tersebut cocok digunakan untuk mengolah air limbah dengan konsentrasi rendah maupun konsentrasi tinggi. D. Tahan terhadap fluktuasi jumlah air limbah maupun fluktuasi konsentrasi. E. Pengaruh penurunan suhu terhadap efisiensi pengolahan kecil. Jika suhu air limbah turun maka aktifitas mikroorganisme juga berkurang, tetapi oleh karena didalam proses biofilm substrat maupun enzim dapat terdifusi sampai ke bagian dalam lapisan biofilm dan juga lapisan biofilm bertambah tebal maka pengaruh penurunan suhu (suhu rendah) tidak begitu besar.
III.
PENJELASAN TEKNIS MASING MASING TANGKI
III.1 TANGKI ANAEROBIC 1 Sebagai gambaran bahwa pada ruangan ini ada suatu media tercelup yang biasa disebut bio film/ bio filter. Gas Scum/Lap. buih Lap. Jernih/supernatan Media Anaerob Tangki Anaeobic 1
Lumpur
Equipment : -
Media Anaeorob : PVC + Poly urethane foam
-
Support Atas dan bawah : FRP net
-
Weir/buffle : FRP
Fungsi serta manfaat tangki anaerobic 1 : -
Proses anaerobic dapat segera menggunakan CO2 yang ada sebagai penerima electron. Proses tersebut tidak membutuhkan oksigen dan pemakaian oksigen didalam proses penguraian limbah akan menambah biaya pengoperasian.
-
Penguraian anaerobic menghasilkan lebih sedikit Lumpur (3-20 kali lebih sedikit dari pada aerobik), energi yang dihasilkan bakteri anaerobic relatif rendah. Sebagian besar energi didapat dari pemecahan subtrat yang ditemukan dalam hasil akhir, yaitu CH4 Dibawah kondisi aerobik 50 % dari karbon organic dirubah menjadi biomassa, sedangkan dalam proses anaerobic hanya 5 % dari karbon organic yang dirubah biomassa. Dengan proses anaerobic satu metrik ton COD tinggal 20 – 150 kg biomassa, sedangkan proses aerobik masih tersisa 400 – 600 kg biomassa (Speece, 1983; Switzenbaum, 1983).
-
Proses anaerobic menghasilkan gas yang bermanfaat, metan. Gas metan mengandung sekitar 90 % energi dengan nilai kalori 9.000 kkl/m3 , dan dapat dibakar ditempat proses penguraian atau untuk menghasilkan
listrik. Sedikit energi terbuang menjadi panas (3-5%). Produksi metan menurunkan BOD dalam penguraian Lumpur limbah. -
Energi untuk penguraian limbah kecil.
-
Penguraian anaerobic cocok untuk limbah industri dengan konsentrasi polutan organic yang tinggi.
-
Memungkinkan untuk diterapkan pada proses Penguraian limbah dalam jumlah besar.
-
Sistem anaerobic dapat membiodegradasi senyawa xenobiotik (seperti chlorinated
aliphatic
hydrocarbons
seperti
trichlorethylene,
trihalomethanes) dan senyawa alami recalcitrant seperti lignin. III.2 EQUALIZATION Equalization ini berfungsi untuk menyetarakan debit aliran air agar dalam proses mikrobiologis tidak terjadi fluktuasi aliran yang akan berakibat kurang optimalnya proses biologis oleh mikro-organisme. III.3 TANGKI ANAEROBIC 2 Pada dasarnya fungsi serta manfaat tangki ini hampir sama dengan tangki anaerobic 1, yang membedakan hanyalah bahwa pada tangki ini terjadi proses biologis yang lebih komplek, yakni kumpulan mikroorganisme, umumnya bakteri, terlibat dalam transformasi senyawa komplek organic menjadi metan. Lebih jauh lagi, terdapat interaksi sinergis antara bermacam-macam kelompok bakteri yang berperan dalam penguraian limbah. Keseluruhan reaksi dapat digambarkan sebagai berikut (Polprasert, 1989) :
Senyawa Organik
CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S
Meskipun beberapa jamur (fungi) dan protozoa dapat ditemukan dalam penguraian anaerobic, bakteri bakteri tetap merupakan mikroorganisme yang paling dominan bekerja didalam proses penguraian anaerobic. Sejumlah besar bakteri anaerobic dan fakultatif (seperti : Bacteroides, Bifidobacterium, Clostridium,
Lactobacillus, Streptococcus) terlibat dalam proses hidrolisis dan fermentasi senyawa organic. Tanki anaerobic dibagi 2 dan total volumenya sbb: n <5 V = 1.5 6< n<10 V = 1.5 + 0.4 ( n - 5 ) 11< n <50 V = 3.5 + 0.2 ( n- 10 ) Keterangan n : V : effective volume (m3)
III.4.TANGKI BIO FILTRATION Di dalam proses pengolahan air limbah organic secara biologis aerobic, senyawa komplek organik akan terurai oleh aktifitas mikroorganisme aerob. Mikroorganisme tersebut dalam aktifitasnya memerlukan Oksigen atau udara untuk memecah senyawa organic yang komplek menjadi CO2 (karbon dioksida)dan air serta ammonium, selanjutnya ammonium akan diubah menjadi nitrat dan H2S akan dioksidasi menjadi sulfat. Sementara itu teknologi yang dikembangkan oleh BESTINDO sebagai media bio filtration adalah menggunakan STYRENE FOAM SPHERICAL ( diameter 3-4mm), Technologi ini pertama kali dikembang di Perancis oleh Perusahaan OTV kemudian diperkenalkan ke Jepang dan selanjutnya di Inovasi oleh BESTECH Co.LTD sebagai suatu technologi pengolahan air limbah yang sangat baik karena kebutuhan listriknya sangat rendah. Model list of BM series ( Bio-flirtation System) Systems scale
PE 1
BESTECH CO.,LTD
Capacity m3/D
Discharge water quality BOD15mg/L
models
5-10 persons
1m3 - 2m3/D
Small scale 2 of CST
5 -10 pe
1m3 - 2m3/D
BOD10mg/L Ｎ20mg/L
BMS
3
11-50 pe
2.2m3 -10m3/D
BOD
20mg/L
BMM
51-500 pe
10.2 - 45.2m3/D
BOD
20mg/L
BMX
51-500 pe
10.2 - 100m3/D
BOD
20mg/L
BM
501-3000 pe
101- 600m3/D
BOD
20mg/L
BMRC
Middle scale 4 of CST 5 RC made big 6 scale CST
BMSS
Treatment process diagram 1- 4 Anaerobic Contact media – Bio-filtration Methods 5,6 Screen, Equalization, Bio-filtration >Prinsip kerja Bio Filtration Tank< Tangki ini terisi oleh Styrene Foam dengan diameter 3-4 mm sebanyak 60% dari total efektif volume tangki. Air limbah mengalir dari bawah ke atas ( Down Up Flow) menembus kumpulan rapat styrene foam yang disuplai udara sebagai diffuser. Selama air bersentuhan dengan permukaan media styrene foam terjadi proses biologis dimana proses tersebut bisa mengurangi kadar BOD dan SS.
Inflow
outflow
Aeration air
Filter media Polystyrene form 3-4 mmφ
blower Biological membrane
>Keunggulan System Bio Filtration< -
Tidak memerlukan Sedimentation Tank karena Sistem filtrasinya mempunyai kapasitas untuk mengurangi kadar SS.
-
Auto Backwashnya bisa beroperasi lama karena menggunakan system pemampatan udara melalui blower, sehingga bloking terhadap media bisa diantisipasi
-
Mempertimbang linear Velocity (LV/kecepatan air) dalam menentukan volume filtration tank, sehingga penggunaan O2 oleh microorganisme didalam air bisa maksimum.
-
Volume media celup lebih banyak dibandingkan dengan system lain.
-
Kebutuhan listriknya sangat rendah dibanding system lain. Sebagai perbandingan lihat table berikut ini.
Air required for Aeration／electric power comparison table Scale Air volume Electric power Air volume Electric power Air volume Electric power
10m3/D 20 m3/D 30 m3/D
Bio-filtration 49 L/min 52 W 98 L/min 95 W 147 L/min 160 W
Contact Aeration 133 L/min 160 W 267 L/min 400 W 400 L/min 750 W
Condition of Comparison : Inflow BOD 200mg/L :
water depth 2 M
- Efisiensi Penurunan BOD sangat baik, lihat table perbandingan di bawah ini Performance comparison BOD removal rate/ tank volume kg/m3 Waste water Bio-filtration Contact aeration 1.0 -2.0m3/D 0.6 kg/m3/D 0.74 2.2-10 m3/D 1.2 0.3 10.5-100m3/D 1.5 0.3 -
KAdar Ammonia yang diolah oleh Biofiltration sangat efisien, lihat table perbandingan di bawah ini. Ammonia-N remained in treated water Bio-filtration Contact Aeration (average of 5 house) (average of 6 house) mg/L (2002) mg/L (1990) November 1.2 7.24 December 0.79 2.42 January 0.85 6.97
