PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI

Anastasia Ayu P. 2312100001Garry Surya P. T. 2312100012Desy Ayu P. 2312100069Hermansyah Citra 2312100106

KARAKTERISTIK ACTIVATED SLUDGE

ACTIVATED SLUDGE Pengolahan limbah secara biologis yang terjadi dengan reduksi kandungan bahan organik dalam air limbah dengan menggunakan “jasa” mikroorganisme

KARATERISTIK ACTIVATED SLUDGE1. Warna Sludge2. Zone Settling Velocity3. Volume of Settled Sludge (Sludge Volume Index/SVI)4. Sludge Age (Umur Sludge)5. F/M Ratio6. MLSS/MLVSS

WARNA SLUDGE YANG SEHAT Berwarna kehitaman hingga coklat dan berbau khas tanah Supernatant berwarna jernih dengan tanpa sedikitpun partikel floc

WARNA SLUDGE YANG BAIK

ZONE SETTLING VELOCITY (ZSV) Representasi laju maksimum sedimentasi Nilai ZSV berbanding lurus dengan kualitas activated sludge Ditunjukkan oleh slope dari bagian linear kurva sedimentasi

KURVA SEDIMENTASI

TABEL KARATERISTIK SLUDGE BERDASARKAN NILAI ZSVTipe Sludge ZSV pada 3.5 g/L (m/h)Well settling >3Light 2-3Bulking <1.2

SLUDGE VOLUME INDEX (SVI)

Tipe Sludge SVI ( mL/g )Well Settling <100Light (encer) 100-200Bulking >200

SVI menunjukkan kemampuan sludge untuk settling

SVI ,mL /g= Settled S ludge V olume / Sample V olume setelah30menit ,mL /LSuspended Solids Concentration ,mg /L x 1,000mggram

PENGUKURAN SLUDGE VOLUME INDEX

SLUDGE AGE Nama lain: Sludge (atau Solids) Retention Time (SRT), Mean Cell Residence Time (MCRT) Ukuran lama sludge berada di bawahaerasi

F/M RATIO Rasio makanan (BOD) yang masuk ke sludge dan mikroorganisme (MLVSS) di tangki aerasi Setiap jenis proses activated sludge memiliki range nilai F/M tertentu

MLSS/MLVSS MLSS (Mixed Liqiuor Suspended Solids) mengandung sebagian besar mikroorganisme yang bertugas untuk mengolah limbah MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspended Solids) jumlah dari organik dan volatile solid tersuspensi Sludge yang sehat memiliki nilai MLSS antara 1000-4000 mg/L

FILAMENTOUS BULKING AND

FOAMING

MIKROORGANISME BERFILAMEN

Bentuk panjang dan tipis Membantu pembentukan flok (dalam konsentrasi kecil) Mengganggu pengendapan di secondary clarifier (dalam konsentrasi besar) Penyebab Filamentous Bulking dan Foaming

KARAKTERISTIK FILAMENTOUS BULKING SVI tinggi Gumpalan besar namun tidak dapat mengendap Bila terdapat supernatant, biasanya jernih Sifat settling dipengaruhi jenis mikroorganisme filamen

ACTIVATED SLUDGEStruktur Floc yang Baik Struktur Floc yang Buruk

HUBUNGAN SVI DENGAN PANJANG

FILAMENPalm, J.C.; Jenkins, D.; and Parker, D.S. 1980. Relationship between organic loading, dissolved oxygen concentration and sludge settleability in the completely-mixed activated sludge process. Journal of the Water Pollution Control Federation. 52(10):2484-2506.

Jumlah dan panjang filamen dihitung menggunakan mikroskop electron oleh Palm.

PENYEBAB TUMBUHNYA BAKTERI BERFILAMEN F/M ratio rendah (< 0,2-0,3) DO rendah (< 2mg/L) Defisiensi nutrisi (N dan P) SVI tinggi (>150mL/g) Kandungan sulfide, karbohidrat, dan asam lemak tinggi

JENIS FILAMEN (MODEL CHIESA AND IRVINE)• Fast Growing zoogleal (floc forming) bacteria• Resisten terhadap kurangnya makanan• Aktivitas metabolism berkurang pada DO rendah

• Slow growing starvation resistant filament• Nilai afinitas substrat tinggi• Nilai Ks rendah

• Fast growing starvation susceptible filament• Afinitas untuk DO tinggi• Resisten tehadap nilai DO yang rendah

JENIS FILAMENTipe Filamen Kondisi yang BerkaitanYang umum:Thiothrix II Busuk; kandungan nutrisi rendah (N)Thiothrix I Busuk; Busuk; kandungan nutrisi

rendah (N)Nostocoida limicola II BusukTipe 0914 BusukH. Hydrossis Oksigen terlarut rendahNostocoida limicola III Busuk, kandungan nutrisi rendah (P)Tipe 1851 Organik Loading rendah (F/M rendah)Tipe 1701 Oksigen terlarut rendahTipe 021N Busuk; kandungan nutrisi rendah (N)

JENIS FILAMEN

Tipe Filamen Kondisi yang BerkaitanKurang Umum:Tipe 0092 BusukTipe 0411 BusukTipe 0675 Organik Loading rendah (F/M

rendah)Sphaerotilus natans Oksigen terlarut rendahTipe 0041 Organik Loading rendah (F/M

rendah)Tipe 0581 BusukTipe 0803 Organik Loading rendah (F/M

rendah)Tipe 0211 Busuk

PENYELESAIAN JANGKA PENDEK Membantu settling pada secondary clarifier dengan:• Polymer• Lime• Ferric Chloride

Menambah Toxic Agents Zat Oksidan (klorin/hipoklorit, peroksida)2 – 10 lb Cl2 /hari/1000 lb MLSS pH shock (penambahan zat asam)

Mengatur debit RAS

PENYELESAIAN JANGKA PANJANG Menghilangkan penyebabnya Mengatur DO, F/M ratio, septisitas, nutrisi

FILAMENTOUS FOAMING   Masalah Penyebab Aksi KorektifFoam tebal berminyak berwarna gelap menutupi permukaan aeration basin dan terbawa hingga clarifier

Organisme berfilamen (Nocardia, M. parvicella)

Meningkatkan laju WAS (tidak lebih dari 10% per hari) untuk mengurangi MCRT. Pengendalian filament normal dengan klorin atau peroksida harus menyertakan treatment (di semprotan air) dan penghilangan buih di permukaan. Periksa MLVSS dan F/M ratio untuk optimasi parameter proses.

Foam berbusa berwarna coklat gelap (hampir hitam) dengan bau busuk atau asam. Mixed liquor juga berwarna coklat gelap ke hitam

a) Kondisi anaerob di aeration basin

b) Limbah mengandung pewarna atau tinta

a) Periksa tingkat DO di basin, dan tingkatkan aerasi/pencampuran. Mengurangi organic loading jika dimungkinkan.

b) Periksa ulang strategi pre-treatment

Foam berwarna coklat muda dalam jumlah rendah

Ini merupakan tanda dari proses yang berjalan dengan baik.

Masalah Penyebab Aksi KorektifFoam putih, kaku, mengepul atau berbuih yang melingkupi sebagian besar atau seluruh aeration basin

a) Shock akibat start up atau BOD tinggi sehingga F/M menjadi tinggi dan MCRT rendah

b) Wasting yang berlebihan atau hydraulic washout

c) Limbah beracun atau temperature shock

d) RAS terlalu rendahe) Lemak dairy, deterjen atau

bahan foaming lain berlebih

a) Meningkatkan RAS atau menurunkan WAS. Pertahankan DO level (1-3 mg/L)

b) Mengurangi wasting dan mengatur RAS hingga kondisi normal. Mengalihkan aliran yang berlebih ke collection basin untuk treatment selanjutnya. Menambah hydraulic equalization basin.

c) Membentuk kembali organisme activated sludge. Melakukan bioaugmentasi. Mengembalikan suhu normal atau mengatur kondisi MCRT.

d) Mengatur ulang laju RASe) Pre-treatment dengan anti-foam atau

DAF. Menghilangkan minyak. Mempertimbangkan bioaugmentasi untuk mendegradasi limbah secara agresiif

FILAMENTOUS FOAMING

FILAMENTOUS FOAMINGMasalah Penyebab Aksi KorektifFoam mengkilat, tipis, coklat gelap di sebagian besar permukaan aeration basin

Aeration basin menuju ke kondisi under loaded (F/M rendah) karena kurang sludge wasting

Meningkatkan WAS hingga proses kembali ke parameter kontrol normal dan hanya sedikit foam coklat muda yang tersisa. Cek MLVSS, F/M dan MCRT untuk dioptimalkan.

Foam tebal berminyak berwarna coklat gelap melingkupi hamper seluruh permukaan aeration basin

Aeration basin secara kritis under loaded (terlalu banyak solid)

Meningkatkan WAS hingga kelebihan solid terbuang dari sistem dan mencapai kesetimbangan. Cek MLVSS, F/M dan MCRT untuk dioptimalkan.

PENANGANAN FILAMENTOUS FOAMING Metode Non-spesifik Metode Spesifik

PENANGANAN SECARA NON-SPESIFIK Pengaturan operasional ( menurunkan MCRT) Penambahan Struktur ( Penggunaan Selector) Pengaturan konsentrasi DO pada pre-oxidation reactor Pengukuran non spesifik – aplikasi steam Skimming system Penggunaan Water Sprays Pump Inlet system

• PENGATURAN OPERASIONAL (MENURUNKAN MCRT)

PENANGANAN SECARA NON-SPESIFIKPenurunan pada MCRT (Mean Cell Residence Time) adalah salah satu metode paling efektif untuk menekan pertumbuhan mikroorganisme filamentous (M.Parvicella).

Pengaturan operasional pada MCRT berbeda-beda, tergantung pada jenis mikroorganisme yang ditangani. M.Parvicella Penurunan MCRT 8-10 hariNocardia Penurunan MCRT <3hari

• PENAMBAHAN STRUKTUR (PENGGUNAAN SELEKTOR)

PENANGANAN SECARA NON-SPESIFIKSelektor adalah tangki berpengaduk dimana RAS dan limbah masuk (Influent) dicampur sebelum diteruskan ke tangki aerasi.

Mekanisme selektor adalah dengan menseleksi organisme pembentuk flok dengan mikroorganisme penyebab foam.Selektor dibagi atas 3:• Selektor Anoksi• Selektor Aerobic• Selektor Anaerobic

• Selektor AnoksiPada keadaan tanpa oksigen (O2) dimana nitrat

sebagai pengganti oksigen dalam akseptor elektron.• Selektor Aerob

Memanfaatkan Oksigen sebagai akseptor elektron.

• Selektor AnaerobKondisi dimana tidak adanya zat kimia yang terlarut

maupun berikatan dengan unsur O .

PENANGANAN SECARA NON-SPESIFIK

• PENGATURAN KONSENTRASI DO

PENANGANAN SECARA NON-SPESIFIKMenurunnya konsentrasi DO dapat memicu tumbuhnya bakteri penyebab foaming maupun bulking.

Penambahan sejumlah konstrasi DO dapat dilakukan dengan melakukan injeksi pada bagian tangki Aerasi.

• PENGUKURAN NON-SPESIFIK (APLIKASI STEAM)

PENANGANAN SECARA NON-SPESIFIK

Hoyle et al., 2006

• SKIMMING SYSTEM

PENANGANAN SECARA NON-SPESIFIKSistem Skimming merupakan salah satu bagian dari proses Activated Sludge sehingga lapisan foam yang terbentuk di bagian atas tangki aerasi dapat dipisahkan.

Pemisahan dengan sistem skimming hanya efektif apabila foam yang terbentuk memiliki ketebalan tidak lebih dari 3cm.

• PENGGUNAAN WATER SPRAYS (SURFACE OVERFLOWS)

PENANGANAN SECARA NON-SPESIFIKMenyemprotkan sejumlah air ke dalam tangki aerasi dari bagian bawah hingga overflow dan dilakukan skimming untuk membuang foam yang terbentuk di bagian atas liquid.

• PUMP INLET SYSTEM

PENANGANAN SECARA NON-SPESIFIKPompa digunakan untuk memindahkan sejumlah material yang terdapat di permukaan liquid dan meneruskannya ke tangki pembuangan.

Desain dari pompa harus terintegrasi dengan peralatan pengendalian pompa, dimana pompa harus dapat memindahkan benda terapung (floating material), dan mencegah terbentuknya vortex.

• PENGGUNAAN BAHAN KIMIA (CHEMICAL METHODS)

PENANGANAN SECARA SPESIFIKPenggunaan bahan kimia pada pengendalian foaming bertujuan untuk membunuh sejumlah mikroorganisme penyebab foaming.

Penggunaan dosis bahan kimia haruslah tepat dimana dosis bahan kimia tersebut hanya dapat membunuh mikroorganisme penyebab foaming tanpa membunuh mikroorganisme penyebab flok.

Penggunaan bahan kimia tidak ada yang mencapai efektivitas 100%.

• JENIS BAHAN KIMIA YANG SERING DIGUNAKAN

PENANGANAN SECARA SPESIFIK

• KEKURANGAN METODE KIMIAWI

PENANGANAN SECARA SPESIFIK• Naiknya kelarutan COD karena chlorination treatment• Meningkatnya yield Trihalomethanes (THM) ketika raw

water bereaksi dengan Chlorine• Tingginya Chlorine dapat mempengaruhi kinerja bakteri

autotrophic dan heterotrophic• Penggunaan dosis kimia seperti NaClO dan (SO4)3Al2 tidak

efektif untuk pengendalian jangka pendek.• Tidak Efektif untuk pengendalian Nocardia• Susah dalam menentukan dosis bahan kimia

PENANGANAN SECARA SPESIFIK

• SECARA MIKROBIOLOGIS Dilakukan dengan cara menurunkan jumlah sel mycolata dengan fase litik.

Sangat efektif karena hanya merusak mikroorganisme penyebab foaming tanpa mempengaruhi kinerja mikroorganisme pembentuk flok

Masih dalam skala laboratorium, untuk skala industri masih belum dapat diaplikasikan