Makalah aerob anaerob

29
1 Universitas Indonesia PENCEGAHAN PENCEMARAN PENGOLAHAN BIOLOGIS AEROB-ANAEROB DISUSUN OLEH : Fitrah H Harahap/1206212376 Husein Shahab/1206223890 Yusra Yuliana/1106139935 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK APRIL 2015

Transcript of Makalah aerob anaerob

Page 1: Makalah aerob anaerob

1

Universitas Indonesia

PENCEGAHAN PENCEMARAN

PENGOLAHAN BIOLOGIS AEROB-ANAEROB

DISUSUN OLEH :

Fitrah H Harahap/1206212376

Husein Shahab/1206223890

Yusra Yuliana/1106139935

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK

APRIL 2015

Page 2: Makalah aerob anaerob

2

Universitas Indonesia

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan YME, karena berkat rahmat dan hidayah-

Nya kami dapat menyelesaikan makalah ini. Makalah ini berisikan tentang pengolahan air

limbah secara biologis aerob dan anaerob yang banyak digunakan oleh berbagai jenis industri

di Indonesia. Pengolahan air limbah secara biologis aerob dan anaerob sangat penting untuk

mengolah air limbah dari kegiatan industri dengan kadar BOD dan COD tinggi. Oleh karena

itu, makalah ini dibuat agar masyarakat, khususnya pelaku industri, dapat memahami dan

menerapkan proses pengolahan secara biologis aerob dan anaerob ini untuk mendekomposisi

senyawa-senyawa organik yang sangat besar yang terkandung dalam air limbah dari berbagai

jenis kegiatan industri.

Terima kasih kami ucapkan kepada Pak Heri Hermansyah selaku pengampu mata

kuliah pencegahan pencemaran yang telah membimbing kami selama pembuatan makalah

ini; teman-teman Departemen Teknik Kimia khususnya yang mengikuti perkuliahan

pencegahan pencemaran dan semua pihak yang terlibat dalam pembuatan makalah yang tidak

dapat disebutkan satu per satu di sini.

Semua ide dan isi dari karya ini terinspirasi dari keadaan masyarakat Indonesia dan

kami bermaksud untuk meningkatkan kualitas lingkungan di Indonesia. Semoga makalah ini

akan bermanfaat bagi warga Universitas Indonesia pada khususnya dan masyarakat Indonesia

pada umumnya disamping sebagai salah satu tugas mata kuliah Pencegahan Pencemaran.

Depok, April 2015

Penulis

Page 3: Makalah aerob anaerob

3

Universitas Indonesia

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR............................................................................................... .......... 2

DAFTAR ISI............................................................................................................ .......... 3

BAB I PENDAHULUAN........................................................................................... 4

1.1 Latar Belakang.......................................................................................... 4

1.2 Rumusan Masalah...................................................................................... 5

1.3 Tujuan Penulisan....................................................................................... 5

1.4 Manfaat Penulisan...................................................................................... 5

BAB II ISI................................................................................................................ 6

2.1 Pengolahan Air Limbah Secara Biologis Aerobik dengan

Pertumbuhan Tersuspensi (Suspended Growth)............................................ 6

2.1.1 Skema Reaktor Tercampur Sempurna dengan Pengembalian

Sel (Recycle) dan Pencucian............................................................... 8

2.2 Pengolahan Air Limbah Secara Biologis Aerobik dengan

Attached Growth Process........................................................................... 10

2.2.1 Trickling Filter................................................................................. 10

2.3 Pengolahan Limbah Secara Biologis Anaerob............................................... 13

2.4 Perbedaan Pengolahan Air Limbah Secara Biologis Aerob dan Anaerob.......... 18

2.5 Aplikasi Pengolahan Limbah Secara Biologis Aerob-Anaerob

Pada Industri Rumah Sakit.......................................................................... 19

2.5.1 Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit Dengan Proses

Lumpur Aktif................................................................................... 19

2.5.2 Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit Dengan Proses

Reaktor Biologis Putar (Rotating Biological Contactor, RBC)............... 21

2.5.3 Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit Dengan Proses Aerasi Kontak...... 24

2.5.4 Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit Dengan Proses

Biofilter “Up Flow”.......................................................................... 25

2.5.5 Proses Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit Dengan Sistem

Biofilter Anaerob-Aerob.................................................................... 26

BAB III KESIMPULAN............................................................................................. 28

3.1 Kesimpulan................................................................................................ 28

DAFTAR PUSTAKA................................................................................................. 29

Page 4: Makalah aerob anaerob

4

Universitas Indonesia

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Limbah cair atau air limbah adalah air yang tidak terpakai lagi, yang merupakan hasil

dari berbagai kegiatan manusia sehari-hari. Dengan semakin bertambah dan meningkatnya

jumlah penduduk dengan segala kegiatannya, maka jumlah air limbah juga mengalami

peningkatan. Pada umumnya limbah cair dibuang ke dalam tanah, sungai, danau, dan laut.

Jika jumlah air limbah yang dibuang melebihi kemampuan alam untuk menerima atau

menampungnya, maka akan terjadi kerusakan lingkungan.

Berbagai kasus pencemaran lingkungan dan memburuknya kesehatan masyarakat

yang banyak terjadi dewasa ini diakibatkan oleh limbah cair dari berbagai kegiatan industri,

rumah sakit, pasar, restoran hingga rumah tangga. Hal ini disebabkan karena penanganan dan

pengolahan limbah tersebut belum mendapatkan perhatian yang serius. Sebenarnya,

keberadaan limbah cair dapat memberikan nilai negatif bagi suatu kegiatan industri. Namun,

penanganan dan pengolahannya membutuhkan biaya yang cukup tinggi sehingga kurang

mendapatkan perhatian dari kalangan pelaku industri, terutama kalangan industri kecil dan

menengah.

Kegiatan industri merupakan penyumbang limbah cair terbesar yang dapat mencemari

lingkungan. Banyak dari industri-industri ini yang menghasilkan limbah cair atau air limbah

dengan kandungan senyawa-senyawa organik yang sangat besar (tingkat BOD dan COD

tinggi). Untuk menangani atau mengolah limbah dengan kandungan senyawa-senyawa

organik yang sangat besar ini, maka pengolahan limbah secara biologis sangat tepat

dilakukan.

Pengolahan limbah secara biologis merupakan pengolahan air limbah dengan

menggunakan mikroorganisme untuk mendekomposisi bahan-bahan organik yang terkandung

dalam air limbah menjadi bahan yang kurang menimbulkan potensi bahaya seperti misalnya

keracunan, kematian biotik akibat penurunan DO, maupun kerusakan ekosistem.

Mikroorganisme yang berperan dalam mendekomposisi senyawa-senyawa organik ini antara

lain adalah bakteri, protozoa, amoeba, fungi, nematoda dan sesanya merupakan organisme

patogen yang selanjutnya akan dimusnahkan melalui proses disinfeksi. Pengolahan secara

biologis seringkali merupakan pengolahan tahap kedua (secondary treatment) dalam sebuah

Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL). Pengolahan air limbah secara biologi mempunyai

tujuan serta manfaat yaitu degradasi (penguraian) bahan organik, transformasi zat organik

Page 5: Makalah aerob anaerob

5

Universitas Indonesia

menjadi zat kurang berbahaya, nitrifikasi/denitrifikasi, dan menggunakan kembali zat organik

dalam air limbah (misalnya gas metana).

Pengolahan air limbah secara biologis terdiri dari pengolahan air limbah secara

biologis aerob dan pengolahan air limbah secara biologis anaerob. Mengingat pentingnya

pengolahan air limbah secara biologis untuk mendekomposisi senyawa-senyawa organik

yang dapat mencemari lingkungan, maka pada makalah ini akan dibahas mengenai

pengolahan air limbah secara biologis aerob dan anaerob sehingga masyarakat dapat

memahami dan menerapkannya untuk mengolah limbah yang mempunyai kandungan

senyawa-senyawa organik yang sangat besar agar tidak mencemari lingkungan.

1.2 Rumusan Masalah

Pengolahan air limbah secara biologis aerob dan anaerob bertujuan untuk mengurangi

kadar BOD dan COD yang ada pada air limbah dengan jalan mendekomposisi senyawa-

senyawa organik dalam air limbah menggunakan bantuan mikroorganisme. Dengan

mengetahui dan memahami pengolahan air limbah secara biologis aerob dan anaerob, maka

masyarakat, khususnya pelaku industri, diharapkan dapat menerapkannya dalam mengolah

air limbah yang banyak mengandung senyawa-senyawa organik yang dapat mencemarkan

lingkungan. Maka makalah mata kuliah pencegahan pencemaran ini dibuat dalam rangka

menjawab pertanyaan yang menjadi rumusan permasalahan yaitu :

a). Bagaimana proses pengolahan air limbah secara biologis aerob ?

b). Bagaimana proses pengolahan air limbah secara biologis anaerob dan perbandingannya

dengan proses pengolahan air limbah secara biologis aerob ?

c). Bagaimana aplikasi pengolahan air limbah secara biologis aerob dan anaerob pada industri

rumah sakit ?

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk memberikan pemahaman dan

penjelasan mengenai pengolahan air limbah secara biologis aerob dan anaerob serta

aplikasinya pada industri rumah sakit.

1.4 Manfaat Penulisan

Manfaat dari penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui dan memahami

pengolahan air limbah secara biologis aerob dan anaerob dan untuk mengetahui serta

mempelajari aplikasinya dalam industri rumah sakit.

Page 6: Makalah aerob anaerob

6

Universitas Indonesia

BAB II

ISI

2.1 Pengolahan Air Limbah Secara Biologis Aerob dengan Pertumbuhan

Tersuspensi (Suspended Growth)

Suspended Growth Process adalah proses pengolahan dengan pemanfaatan

mikroorganisme pengurai zat organik tersuspensi dalam limbah cair yang akan diolah.

Diantara yang termasuk dalam kelompok tersebut adalah proses lumpur aktif (activated

sludge process) dan kolam stabilisasi atau oksidasi (activated sludge process).

a. Pengolahan lumpur aktif

Lumpur aktif (activated sludge) adalah flok yang terbentuk oleh mikroorganisme

(terutama bakteri), partikel inorganik, dan polimer exoselular yang mengendap di tangki

penjernihan. Lumpur aktif (activated sludge) merupakan proses pertumbuhan mikrobater suspensi.

Lumpur aktif (activated sludge) adalah proses pertumbuhan mikroba tersuspensi yang

pertama kali dilakukan di Ingris pada awal abad 19. Sejak itu proses ini diadopsi seluruh

dunia sebagai pengolah air limbah domestik sekunder secara biologi. Proses ini pada

dasarnya merupakan pengolahan aerobik yang mengoksidasi material organik menjadi

CO2 dan H2O, NH4. dan sel biomassa baru. Udara disalurkan melalui pompa blower

(diffused) atau melalui aerasi mekanik. Sel mikroba membentuk flok yang akan mengendap

di tangki penjernihan (Gariel Bitton, 1994).

Anna dan Malte (1994) berpendapat keberhasilan pengolahan limbah secara biologi

dalam batas tertentu diatur oleh kemampuan bakteri untuk membentuk flok, dengan demikian

akan memudahkan pemisahan partikel dan air limbah. Lumpur aktif adalah ekosistem yang

komplek yang terdiri dari bakteri, protozoa, virus, dan organisme-organisme lain. Lumpur

aktif dicirikan oleh beberapa parameter, antara lain, Indeks Volume Lumpur (Sludge Volume

Index = SVI) dan Stirrd Sludge Volume Index (SSVI). Perbedaan antara dua indeks tersebut

tergantung dari bentuk flok, yang diwakili oleh faktor bentuk (Shape Factor = S).

Anna dan Malte (1997) juga menyatakan bahwa proses lumpur aktif dalam pengolahan

air limbah tergantung pada pembentukan flok lumpur aktif yang terbentuk oleh

mikroorganisme (terutama bakteri), partikel inorganik, dan polimer exoselular. Selama

pengendapan flok, material yang terdispersi, seperti sel bakteri dan flok kecil, menempel

pada permukaan flok. Pembentukan flok lumpur aktif dan penjernihan dengan pengendapan

flok akibat agregasi bakteri dan mekanisme adesi. Selanjutnya dinyatakan pula bahwa

flokulasi dan sedimentasi flok tergantung pada hypobisitas internal dan eksternal dari flok

Page 7: Makalah aerob anaerob

7

Universitas Indonesia

dan material exopolimer dalam flok, dan tegangan permukaan larutan mempengaruhi

hydropobisitas lumpur granular dari reaktor lumpur anaerobik.

Frank et all (1996) mencoba menggambarkan bahwa dalam sistem pengolah lumpur

aktif baik untuk domestik maupun industri mengandung 1-5% padatan total dan 95-99% bulk

water (liqour). Pembuangan kelebihan lumpur merupakan proses yang mahal, dilakukan

dengan mengurangi volume lumpur melalui proses pengepresan (dewatering). Pada bagian

lain dinyatakan pula bahwa konsentrasi besi yang tinggi, 70-90% dalam bentuk Fe (III),

ditemukan dalam lumpur aktif.

Akumulasi besi dapat berasal dari influent air limbah atau melalui penambahan

FeSO4 yang digunakan untuk menghilangkan fosfor. Jumlah besi dalam lumpur aktif akan

berkurang setelah memasuki kondisi anaerobik dan mungkin berasosiasi dengan adanya

aktifitas bakteri heterotrofik. Berkurangnya fosfor dalam lumpur aktif dapat menyebabkan

fosfor terlepas kedalam air. Jika ini terjadi merupakan potensi untuk terjadinya eutrofikasi

pada perairan.

Metode lumpur aktif memanfaatkan mikroorganisme (terdiri ± 95% bakteri dan

sisanya protozoa, rotifer, dan jamur) sebagai katalis untuk menguraikan material yang

terkandung di dalam air limbah. Proses lumpur aktif merupakan proses aerasi (membutuhkan

oksigen). Pada proses ini mikroba tumbuh dalam flok (lumpur) yang terdispersi sehingga

terjadi proses degradasi. Proses ini berlangsung dalam reaktor yang dilengkapi recycle/umpan

balik lumpur dan cairannya.

Pengolahan lumpur aktif merupakan suatu pengolahan dengan cara membiakkan

bakteri aerobik dalam tangki aerasi yang bertujuan untuk menurunkan organik karbon atau

organik nitrogen. Dalam penurunan organik karbon, bakteri yang berperan adalah bakteri

heterotropik. Sumber energi berasal dari oksidasi senyawa organik dan sumber karbon yang

berasal dari organik karbon. BOD dan COD dipakai sebagai ukuran atau satuan yang

menyatakan konsentrasi karbon, yang selanjutnya disebut sebagai substrat. Berikut

merupakan reaksi yang terjadi pada lumpur aktif :

Page 8: Makalah aerob anaerob

8

Universitas Indonesia

Gambar 2.1 Reaksi yang terjadi pada lumpur aktif

Reaksi yang terjadi pada lumpur aktif adalah oksidasi bahan organik COHNS oleh bakteri

yang dikultivasi pada sistem lumpur aktf dengan bantuan oksigen.

b. Kolam Stabilisasi atau Oksidasi

Kolam oksidasi mirip dengan kolam dangkal yang luas, biasanya berbentuk empat

persegi panjang dengan kedalaman hanya 1-1,5 meter. Pada proses ini, seluruh limbah cair

diolah secara alamiah dengan melibatkan ganggang hijau untuk mengolah limbah cair yang

berasal dari rumah tangga. Kolam ini merupakan cara yang paling ekonomis ubntuk

pengolahan limbah car selama luas tanah memungkinkan dan harganya relatif murah.

Keuntungan yang dapat diperoleh dari sistem ini antara lain adalah biaya maintanance yang

cukup rendah dan relatif mudah.

2.1.1 Skema Reaktor Tercampur Sempurna dengan Pengembalian Sel (Recycle) dan

Pencucian

Pada gambar 2.2 berikut ini ditunjukkan persamaan pada pengolahan biologis.

Gambar 2.2 Persamaan pada sistem pengolahan biologis

Page 9: Makalah aerob anaerob

9

Universitas Indonesia

Persamaan pada sistem pengolahan biologis yang ditunjukkan di atas diantaranya :

• Persamaan waktu tinggal hidrolisis

(2.1)

• Waktu tinggal rata-rata sel di reaktor tipe a

(2.2)

• Waktu tinggal rata-rata sel di reaktor tipe b

(2.3)

• Persamaan neraca massa mikroorganisme

(2.4)

• Persamaan neraca massa steady state

(2.5)

• Simplifikasi persamaan dengan subtitusi persamaan

(2.6)

• Terminologi r pada persamaan di atas adalah

(2.7)

• Konsentrasi massa mikroorganisme X di reaktor

(2.8)

Page 10: Makalah aerob anaerob

10

Universitas Indonesia

• Konsentrasi substrat pada effluent tanpa recycle

(2.9)

2.2 Pengolahan Air Limbah Secara Biologis Aerob dengan Attached Growth Process

Attached Growth Process adalah pengolahan yang memanfaatkan mikroorganisme

yang menempel pada media yang membentuk lapsan film untuk mengurangi zat organik.

Proses ini sering disebut juga sebagai fix bed. Influen akan melakukan kontak dengan media

ini sehingga terjadi proses biokimia. Akibatnya bahan organik yang ada pada limbah cair

tersebut dapat diturunkan kandungannya. Beberapa teknik pengolahan limbah cair yang

termasuk di dalam kelompok ini, antara lain : saringan tetes (tricking filter).

2.2.1 Trickling Filter

1. Pengertian trickling filter

Trickling filter merupakan salah satu aplikasi pengolahan air limbah dengan

memanfaatkan teknologi biofilm. Trickling filter ini terdiri dari suatu bak dengan media

permeabel untuk pertumbuhan organisme yang tersusun oleh lapisan materi yang kasar,

keras, tajam dan kedap air. Kegunaannya adalah untuk mengolah air limbah dengan

mekanisme air yang jatuh mengalir perlahan-lahan melalui lapisan batu untuk kemudian

tersaring.

2. Komponen sistem trickling filter

Trickling filter mempunyai 3 komponen utama, yaitu :

a. Distributor air limbah yang didistribusikan pada bagian atas lengan distributor yang

dapat berputar.

b. Pengolahan (pada media trickling filter)

Sistem pengolahan pada trickling filter terdiri dari suatu bak atau bejana dengan

media permeable untuk pertumbuhan bakteri. Bentuk bejana biasanya bundar luas

dengan diameter 6-60 meter, dindingnya biasanya terbuat dari beton atau bahan lain

tetapi tidak perlu kedap air. Di sepanjang dinding diberi ventilasi dengan maksud agar

terjadi pertukaran udara secara baik (aerasi) sehingga proses biologis aerobik dapat

berlangsung dengan baik. Pada beberapa trickling filter, media disusun tanpa dinding

jadi tidak diperlukan ventilasi tetapi konstruksi seperti ini kurang baik.

Page 11: Makalah aerob anaerob

11

Universitas Indonesia

c. Pengumpul filter juga dilengkapi dengan underdrain untuk mengumpulkan biofilm yang

mati, kemudian diendapkan dalam bak sedimentasi. Bagian cairan yang keluar biasanya

dikembalikan lagi ke trickling filter sebagai air pengencer air baku yang diolah.

3. Faktor-faktor yang berpengaruh pada efisiensi penggunaan trickling filter

Agar fungsi trickling filter dapat berjalan dengan baik, diperlukan persyaratan-persyaratan

sebagai berikut :

a. Persyaratan Abiotis, yaitu:

� Jenis media

Bahan untuk media trickling filter harus kuat, keras, tahan tekanan, tahan lama, tidak

mudah berubah dan mempunyai luas permukaan per unit volume yang tinggi. Bahan

yang biasa digunakan adalah kerikil, batu kali, antrasit, batu bara, dan sebagainya.

Akhir-akhir ini telah digunakan media plastik yang dirancang sedemikian rupa

sehingga menghasilkan panas yang tinggi.

� Diameter media

Diameter media trickling filter biasanya antara 2,5-7,5 cm. Sebaiknya dihindari

penggunaan media dengan diameter terlalu kecil karena akan memperbesar

kemungkinan penyumbatan. Makin luas permukaan media, maka makin banyak pula

mikroorganisme yang hidup di atasnya.

� Ketebalan susunan media

Ketebalan media trickling filter minimum 1 meter dan maksimum 3-4 meter. Makin

tinggi ketebalan media, maka akan makin besar pula total luas permukaan yang

ditumbuhi mikroorganisme sehingga makin banyak pula mikroorganisme yang

tumbuh menempel di atasnya.

� Lama waktu tinggal trickling filter

Diperlukan lama waktu tinggal yang disebut dengan masa pengkondisian atau

pendewasaan agar mikroorganisme yang tumbuh di atas permukaan media telah

tumbuh cukup memadai untuk terselenggaranya proses yang diharapkan. Masa

pengkondisian atau pendewasaan yang diperlukan berkisar antara 2-6 Minggu. Lama

waktu tinggal ini dimaksudkan agar mikroorganisme dapat menguraikan bahan-bahan

organik dan tumbuh di permukaan media trickling filter membentuk lapisan biofilm

atau lapisan berlendir. Penelitian yang dilakukan oleh Arum Siwiendrayanti (2004),

pertumbuhan mikroorganisme pada media batu kali mulai terbentuk lapisan biofilm

pada hari ke-3 masa pengkondisian.

Page 12: Makalah aerob anaerob

12

Universitas Indonesia

� pH

Pertumbuhan mikroorganisme khususnya bakteri, dipengaruhi oleh nilai pH. Agar

pertumbuhan baik, diusahakan nilai pH mendekati keadaan netral. Nilai pH antara 4-

9,5 dengan nilai pH yang optimum 6,5-7,5 merupakan lingkungan yang sesuai.

� Suhu

Pertumbuhan mikroorganisme juga dipengaruhi oleh suhu. Suhu yang baik untuk

pertumbuhan mikroorganisme adalah 25-370C. Selain itu suhu juga mempengaruhi

kecepatan reaksi dari suatu proses biologis. Bahkan efisiensi dari trickling filter

sangat dipengaruhi oleh suhu.

� Aerasi

Agar aerasi berlangsung dengan baik, media trickling filter harus disusun sedemikian

rupa sehingga memungkinkan masuknya udara ke dalam sistem trickling filter

tersebut. Ketersediaan udara dalam hal ini adalah oksigen sangat berpengaruh

terhadap proses penguraian oleh mikroorganisme.

Gambar 2.3 Skema tricking filter

4. Prinsip Kerja tricking filler

Air buangan yang diolah dengan trickling filter harus terlebih dahulu diendapkan,

karena pengendapan dimaksudkan untuk mencegah penyumbatan pada distributor dan media

filter. Air limbah diteteskan secara periodik dan terus-menerus ke atas media trickling filter.

Bahan organik yang ada dalamair limbah diuraikan oleh mikroorganisme yang menempel

pada media filter. Bahan organik sebagai substrat yang terlarut dalam air limbah diabsorbsi

biofilm atau lapisan berlendir dan kemudian dilepaskan sebagai bahan suspensi yang

Page 13: Makalah aerob anaerob

13

Universitas Indonesia

berkoagulasi yang kemudian karena massanya lebih berat maka lebih mudah mengendap.

Bahan organik yang ada dalam limbah cair diuraikan oleh mikroorganisme yang menempel

pada media filter. Pada bagian luar biofilm, bahan organik diuraikan oleh mikroorganisme

aerobik. Pertumbuhan mikroorganisme akan mempertebal lapisan biofilm (0,1-0,2 mm).

Oksigen yang terdifusi dapat dikonsumsi sebelum biofilm mencapai ketebalan maksimum.

Pada saat mencapai ketebalan penuh, oksigen dapat mencapai penetrasi secara penuh,

akibatnya bagian dalam atau permukaan media menjadi anaerobik.

Pada saat lapisan biofilm mengalami penambahan ketebalan bahan organik yang

diabsorbsi dapat diuraikan oleh mikroorganisme, namun tidak dapat mencapai

mikroorganisme yang berada dipermukaan media. Dengan kata lain, tidak tersedia bahan

organik untuk sel karbon pada bagian permukaan media sehingga mikroorganisme pada

bagian permukaan akan mengalami fase indigenous (mati). Pada akhirnya, mikroorganisme

sebagai biofilm tersebut akan lepas dari media. Cairan yang masuk akan turut melepas atau

mencuci dan mendorong biofilm keluar. Setelah itu lapisan biofilm baru akan segera tumbuh.

Fenomena lepasnya biofilm dari media disebut juga sloughing.

2.3 Pengolahan Limbah Secara Biologis Anaerob

Pengolahan limbah secara biologis anaerob merupakan pengolahan limbah dengan

mikroorganisme tanpa injeksi udara/oksigen ke dalam proses pengolahan. Pengolahan air

limbah secara biologis anaerob bertujuan untuk merombak bahan organik dalam limbah

menjadi bahan yang lebih sederhana yang tidak berbahaya. Disamping itu pada proses

pengolahan secara biologis anaerob akan dihasilkan gas-gas seperti gas CH4 dan CO2. Proses

ini dapat diaplikasikan untuk limbah organik dengan beban bahan organik (COD) yang

tinggi. Pada proses pengolahan secara biologis anaerob terjadi empat (4) tahapan proses yang

terlibat diantaranya :

1. Proses hydrolysis : suatu proses yang memecah molekul organik komplek menjadi

molekul organik yang sederhana.

2. Proses acidoglenisis : suatu proses yang merubah molekul organik sederhana

menjadi asam lemak.

3. Proses acetogenisis : suatu proses yang merubah asam lemak menjadi asam asetat

dan membentuk gas-gas seperti gas H2, CO2, NH4 dan S.

4. Proses methanogenisis : suatu proses yang merubah asam asetat dan gas-gas yang

dihasilkan pada proses acetogenisis menjadi gas metana CH4 dan CO2.

Page 14: Makalah aerob anaerob

14

Universitas Indonesia

Keempat proses tersebut terjadi secara berurutan, keempat proses tersebut dapat digambarkan

seperti pada gambar 2.4 berikut :

Gambar 2.4 Siklus empat proses dalam proses biologis anaerob

Berdasarkan model pertumbuhan mikroorganisme, pengolahan limbah secara biologis

anaerob dibagi menjadi 2 (dua) model yaitu :

1. Model Pertumbuhan Mikroorganisme Tersuspensi

Model pertumbuhan mikroorganisme tersuspensi, yaitu suatu model pertumbuhan

mikroorganisme yang tersuspensi (tercampur merata) di dalam air limbah. Model

pertumbuhan mikroorganisme tersuspensi pada pengolahan limbah secara biologis anaerob

adalah seperti gambar 2.5 berikut :

Page 15: Makalah aerob anaerob

15

Universitas Indonesia

Gambar 2.5 Tangki digester

Pada tangki digester (anaerobic reactor) dilengkapi dengan pengaduk yang bertujuan

untuk mensuspensikan mikroorganisme dalam digester. Pada bagian atas tangki terdapat

lubang (man hole) agar manusia bisa masuk ke dalam tangki digester untuk maintenance

(pemeliharaan) dan juga lubang kecil untuk pengukuran tekanan didalam tangki digester.

Operasional pengolahan limbah secara biologis anaerob seperti terlihat dalam gambar 2.6

berikut :

Gambar 2.6 Skema pengolahan limbah secara biologis anaerob

Proses pengolahan limbah secara biologis anaerob dengan model pertumbuhan

mikroorganisme tersuspensi adalah seperti berikut :

• Pembiakan mikroorganisme dalam tangki digester, dan melakukan pengadukan agar

mikroorganisme tersuspensi.

Page 16: Makalah aerob anaerob

16

Universitas Indonesia

• Mengalirkan air limbah ke dalam tangki digester, besarnya aliran air limbah diatur

sesuai dengan waktu tinggal dalam tangki digester.

• Pada proses pengolahan secara biologis anaerob akan dihasilkan gas-gas seperti CH4,

CO2 dan NH3, gas-gas ini akan memberikan tekanan pada tangki yang dapat

mengakibatkan pecahnya tangki digester akibat tekanan gas. Dalam rangka mengatasi

tekanan gas-gas tersebut, maka dibutuhkan pengeluaran gas-gas tersebut secara

kontinyu.

• Air limbah yang telah diolah, dialirkan ke dalam tangki clarifier yang bertujuan untuk

memisahkan antara air limbah hasil pengolahan dengan mikroorganismenya, air

limbah hasil pengolahan mengalir secara over flow dari bagian atas tangki clarifier

sedangkan mikroorganisme yang mengendap pada tangki clarifier dipompa dan

dialirkan kembali ke dalam tangki digester.

Proses pengolahan dengan metode anaerobic digestion dapat dioperasikan dengan multi-

stage process yaitu dua (2) atau empat (4) tahapan tergantung pada hasil pengolahan yang

akan dicapai dan besarnya bahan organik dalam air limbah.

2. Model Pertumbuhan Mikroorganisme Melekat

Model pertumbuhan mikroorganisme melekat, yaitu suatu model pertumbuhan

mikroorganisme yang melekat pada suatu media porous. Model pertumbuhan

mikroorganisme melekat pada pengolahan limbah secara biologis anaerob seperti gambar 2.7

berikut :

Gambar 2.7 Model pertumbuhan mikroorganisme melekat pada pengolahan limbah secara

biologis anaerob

Page 17: Makalah aerob anaerob

17

Universitas Indonesia

Proses pengolahan limbah secara biologis anaerob dengan model pertumbuhan

mikroorganisme melekat adalah seperti berikut :

• Pembiakan mikroorganisme dalam media trickling fliter, pembiakan mikroorganisme

dilakukan dengan mengalirkan mikroorganisme ke dalam trickiling filter melalui

distributor, mikroorganisme akan mengalir dari bagian atas ke bawah dan menempel

pada media porous, setelah mencapai ketebalan tertentu dan merata pada media

porous, aliran mikroorganisme dihentikan.

• Mengalirkan air limbah ke dalam trickling filter melalui distributor, memastikan

aliran air limbah mengenai media porous secara merata agar terjadi kontak antara air

limbah dengan mikroorganismenya.

• Air limbah yang telah berkontak dengan mikroorganisme akan keluar melalui bagian

bawah trickling filter, aliran air akan mengandung mikroorganisme dalam jumlah

yang kecil, mikroorganisme ini dipisahkan dalam tangki clarifier dan dialirkan

kembali ke dalam trickling filter, sedangkan air limbah hasil pengolahan akan

mengalir secara over flow dari bagian atas tangki clarifier.

• Pada proses pengolahan secara biologis anaerob akan dihasilkan gas-gas seperti CH4,

CO2, NH3, gas-gas ini dikeluarkan dari bagian atas tangki trickling filter.

• Gas-gas yang dihasilkan pada pengolahan air limbah secara biologis anaerob seperti

CH4 dan CO2 dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar.

Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam operasional pengolahan limbah secara

biologis anaerob ini adalah :

� Laju alir air limbah masuk. Laju alir air limbah yang masuk perlu dilakukan

pengendalian agar waktu kontak antara air limbah dan mikroorganisme terpenuhi, laju

alir air limbah yang terlalu besar dapat mengakibatkan lepasnya mikroorganisme yang

telah melekat pada media porous.

� Bahan media porous. Bahan media yang dipergunakan harus porous agar

mikroorganisme dapat melekat dengan kuat dan tidak mudah lepas akibat aliran air

limbah.

� Penyusunan media porous. Penyusunan media porous akan mempengaruhi waktu

kontak antara air limbah dan mikroorganisme. Media porous disusun sedemikian rupa

sehingga dapat memberikan waktu kontak yang agak lama.

Berbagai media porous yang telah dibuat untuk trickling filter adalah seperti pada gambar 2.8

berikut :

Page 18: Makalah aerob anaerob

18

Universitas Indonesia

Gambar 2.8 Berbagai bentuk media porous yang dibuat untuk trickling filter

Media porous yang dibuat sangat diharapkan dapat memberikan waktu tinggal (waktu

kontak) yang cukup lama, seperti gambar di atas dibuat bentuk yang berbelok-belok sehingga

waktu kontaknya menjadi lebih lama.

2.4 Perbedaan Pengolahan Air Limbah Secara Biologis Aerob dan Anaerob

Perbedaan mendasar pengolahan air limbah secara biologis anaerob dengan aerob

yaitu :

Gambar 2.9 COD balance anaerobic

Pada pengolahan air limbah secara biologis anaerob, bahan organik (COD) dikonversi

menghasilkan 90% gas CH4 dan CO2, 10% nya menjadi lumpur. Gas-gas yang dihasilkan

dapat dimurnikan dengan proses absorbsi gas CO2, sehingga dihasilkan gas CH4 murni yang

dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar.

Gambar 2.10 COD balance aerobic

Page 19: Makalah aerob anaerob

19

Universitas Indonesia

Pada pengolahan air limbah secara biologis aerob, bahan organik (COD) dikonversi

menghasilkan 50% panas (gas CO2) dan 50% nya lumpur. Ini menunjukan pada pengolahan

air limbah secara biologis anaerob akan menghasilkan lumpur jauh lebih kecil dibanding

pengolahan secara biologis aerob. Namun, waktu pengolahan limbah secara biologis anaerob

lebih lama dibandingkan dengan pengolahan limbah secara biologis aerob.

Berdasarkan analisis proses pengolahan limbah secara biologi, dapat diketahui bahwa

pengolahan limbah secara biologi ini memberikan dampak negatif terhadap kualitas udara,

karena banyaknya gas-gas seperti CO2 dan CH4 yang dihasilkan terbuang keudara. Beberapa

limbah padat organik yang tidak dilakukan pengolahan akan mengalami proses anaerob

secara alami sehingga dihasilkan gas-gas seperti CH4 dan CO2 yang dapat mencemari udara

dan ikut berperan serta dalam peningkatakan pemanasan global.

2.5 Aplikasi Pengolahan Limbah Secara Biologis Aerob-Anaerob Pada Industri

Rumah Sakit

Proses pengolahan air limbah yang digunakan untuk mengolah air limbah rumah sakit

pada dasarnya hampir sama dengan proses pengolahan untuk air limbah yang mengandung

polutan organik lainnya. Pemilihan jenis proses yang digunakan harus memperhatikan

beberapa faktor antara lain yaitu kualitas limbah dan kualitas air hasil olahan yang

diharapkan, jumlah air limbah, lahan yang tersedia dan sumber energi yang tersedia.

Beberapa teknologi proses pengolahan air limbah rumah sakit yang sering digunakan antara

lain : proses lumpur aktif (activated sludge process), reaktor putar biologis (rotating

biological contactor, RBC), proses aerasi kontak (contact aeration process), proses

pengolahan dengan biofilter “Up Flow”, serta proses pengolahan dengan sistem “biofilter

anaerob-aerob”.

2.5.1 Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit Dengan Proses Lumpur Aktif

Pengolahan air limbah dengan proses lumpur aktif secara umum terdiri dari bak

pengendap awal, bak aerasi dan bak pengendap akhir, serta bak khlorinasi untuk membunuh

bakteri patogen. Secara umum proses pengolahannya adalah sebagai berikut. Air limbah yang

berasal dari rumah sakit ditampung ke dalam bak penampung air limbah. Bak penampung ini

berfungsi sebagai bak pengatur debit air limbah serta dilengkapi dengan saringan kasar untuk

memisahkan kotoran yang besar. Kemudian, air limbah dalam bak penampung di pompa ke

bak pengendap awal. Bak pengendap awal berfungsi untuk menurunkan padatan tersuspensi

(suspended solids) sekitar 30 – 40 %, serta BOD sekitar 25 %. Air limpasan dari bak

Page 20: Makalah aerob anaerob

20

Universitas Indonesia

pengendap awal dialirkan ke bak aerasi secara gravitasi. Di dalam bak aerasi ini air limbah

dihembus dengan udara sehingga mikro organisme yang ada akan menguraikan zat organik

yang ada dalam air limbah. Energi yang didapatkan dari hasil penguraian zat organik tersebut

digunakan oleh mikrorganisme untuk proses pertumbuhannya. Dengan demikian didalam bak

aerasi tersebut akan tumbuh dan berkembang biomasa dalam jumlah yang besar. Biomasa

atau mikroorganisme inilah yang akan menguaraikan senyawa polutan yang ada di dalam air

limbah.

Dari bak aerasi, air dialirkan ke bak pengendap akhir. Di dalam bak ini lumpur aktif

yang mengandung massa mikroorganisme diendapkan dan dipompa kembali ke bagian inlet

bak aerasi dengan pompa sirkulasi lumpur. Air limpasan (over flow) dari bak pengendap

akhir dialirkan ke bak klorinasi. Di dalam bak kontaktor khlor ini air limbah dikontakkan

dengan senyawa klor untuk membunuh mikroorganisme patogen. Air olahan, yakni air yang

keluar setelah proses klorinasi dapat langsung dibuang ke sungai atau saluran umum. Dengan

proses ini air limbah rumah sakit dengan konsentrasi BOD 250 -300 mg/lt dapat di turunkan

kadar BOD nya menjadi 20 -30 mg/lt. Surplus lumpur dari bak pengendap awal maupun

akhir ditampung ke dalam bak pengering lumpur, sedangkan air resapannya ditampung

kembali di bak penampung air limbah. Keunggulan proses lumpur aktif ini adalah dapat

mengolah air limbah dengan beban BOD yang besar, sehingga tidak memerlukan tempat

yang besar. Proses ini cocok digunakan untuk mengolah air limbah dalam jumlah yang besar.

Sedangkan beberapa kelemahannya antara lain yakni kemungkinan dapat terjadi bulking pada

lumpur aktifnya, terjadi buih, serta jumlah lumpur yang dihasilkan cukup besar.

Gambar 2.11 Diagram alir pengolahan air limbah rumah sakit dengan proses lumpur aktif

Page 21: Makalah aerob anaerob

21

Universitas Indonesia

2.5.2 Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit Dengan Proses Reaktor Biologis Putar

(Rotating Biological Contactor, RBC)

Reaktor biologis putar (rotating biological contactor) disingkat RBC adalah salah

satu teknologi pengolahan air limbah yang mengandung polutan organik yang tinggi secara

biologis dengan sistem biakan melekat (attached culture). Prinsip kerja pengolahan air

limbah dengan RBC yakni air limbah yang mengandung polutan organik dikontakkan dengan

lapisan mikro-organisme (microbial film) yang melekat pada permukaan media di dalam

suatu reaktor.

Media tempat melekatnya film biologis ini berupa piringan (disk) dari bahan polimer

atau plastik yang ringan dan disusun dari berjajar-jajar pada suatu poros sehingga membentuk

suatu modul atau paket, selanjutnya modul tersebut diputar secara pelan dalam keadaan

tercelup sebagian ke dalam air limbah yang mengalir secara kontinyu ke dalam reaktor

tersebut.

Dengan cara seperti ini mikroorganisme misalnya bakteri, alga, protozoa, fungi, dan

lainnya tumbuh melekat pada permukaan media yang berputar tersebut membentuk suatu

lapisan yang terdiri dari mikroorganisme yang disebut biofilm (lapisan biologis).

Mikroorganisme akan menguraikan atau mengambil senyawa organik yang ada dalam air

serta mengambil oksigen yang larut dalam air atau dari udara untuk proses metabolismenya,

sehingga kandungan senyawa organik dalam air limbah berkurang.

Pada saat biofilm yang melekat pada media yang berupa piringan tipis tersebut

tercelup ke dalam air limbah, mikroorganisme menyerap senyawa organik yang ada dalam air

limbah yang mengalir pada permukaan biofilm, dan pada saat biofilm berada di atas

permuaan air, mikroorganisme menyerap okigen dari udara atau oksigen yang terlarut dalam

air untuk menguraikan senyawa organik. Energi hasil penguraian senyawa organik tersebut

digunakan oleh mikroorganisme untuk proses perkembang-biakan atau metabolisme.

Senyawa hasil proses metabolisme mikroorganisme tersebut akan keluar dari biofilm

dan terbawa oleh aliran air atau yang berupa gas akan tersebar ke udara melalui rongga-

rongga yang ada pada mediumnya, sedangkan untuk padatan tersuspensi (SS) akan tertahan

pada pada permukaan lapisan biologis (biofilm) dan akan terurai menjadi bentuk yang larut

dalam air.

Pertumbuhan mikroorganisme atau biofilm tersebut makin lama semakin tebal,

sampai akhirnya karena gaya beratnya sebagian akan mengelupas dari mediumnya dan

terbawa aliran air keluar. Selanjutnya, mikroorganisme pada permukaan medium akan

Page 22: Makalah aerob anaerob

22

Universitas Indonesia

tumbuh lagi dengan sedirinya hingga terjadi kesetimbangan sesuai dengan kandungan

senyawa organik yang ada dalam air limbah.

Keunggulan dari sistem RBC yakni proses operasi maupun konstruksinya sederhana,

kebutuhan energi relatif lebih kecil, tidak memerlukan udara dalam jumlah yang besar,

lumpur yang terjadi relatif kecil dibandingkan dengan proses lumpur aktif, serta relatif tidak

menimbulkan buih. Sedangkan kekurangan dari sistem RBC yakni sensitif terhadap

temperatur.

Gambar 2.12 Proses pengolahan air limbah rumah sakit dengan RBC

Peralatan yang terdapat pada pengolahan air limbah dengan RBC yaitu :

1. Bak Pemisah Pasir

Air limbah dialirkan dengan tenang ke dalam bak pemisah pasir, sehingga kotoran

yang berupa pasir atau lumpur kasar dapat diendapkan. Sedangkan kotoran yang

mengambang misalnya sampah, plastik, sampah kain dan lainnya tertahan pada sarangan

(screen) yang dipasang pada inlet kolam pemisah pasir tersebut.

2. Bak Pengendap Awal

Dari bak pemisah/pengendap pasir, air limbah dialirkan ke bak pengedap awal. Di

dalam bak pengendap awal ini lumpur atau padatan tersuspensi sebagian besar mengendap.

Waktu tinggal di dalam bak pengedap awal adalah 2 – 4 jam, dan lumpur yang telah

mengendap dikumpulkan dan dipompa ke bak pengendapan lumpur.

Page 23: Makalah aerob anaerob

23

Universitas Indonesia

3. Bak Kontrol Aliran

Jika debit aliran air limbah melebihi kapasitas perencanaan, kelebihan debit air limbah

tersebut dialirkan ke bak kontrol aliran untuk disimpan sementara. Pada waktu debit aliran

turun / kecil, maka air limbah yang ada di dalam bak kontrol dipompa ke bak pengendap awal

bersama-sama air limbah yang baru sesuai dengan debit yang diinginkan.

4. Kontaktor (reaktor) Biologis Putar

Di dalam bak kontaktor ini, media berupa piringan (disk) tipis dari bahan polimer atau

plastik dengan jumlah banyak, yang dilekatkan atau dirakit pada suatu poros, diputar secara

pelan dalam keadaan tercelup sebagian ke dalam air limbah. Waktu tinggal di dalam bak

kontaktor kira-kira 2,5 jam. Dalam kondisi demikian, mikro-organisme akan tumbuh pada

permukaan media yang berputar tersebut, membentuk suatu lapisan (film) biologis. Film

biologis tersebut terdiri dari berbagai jenis mikro-organisme misalnya bakteri, protozoa,

fungi, dan lainnya. Mikroorganisme yang tumbuh pada permukaan media inilah yang akan

menguraikan senyawa organik yang ada di dalam air limbah. Lapisan biologis tersebut makin

lama makin tebal dan kerena gaya beratnya akan mengelupas dengan sedirinya dan lumpur

orgnaik tersebut akan terbawa aliran air keluar. Selanjutnya laisan biologis akan tumbuh dan

berkembang lagi pada permukaan media dengan sendirinya.

5. Bak Pengendap Akhir

Air limbah yang keluar dari bak kontaktor (reaktor) selanjutnya dialirkan ke bak

pengendap akhir, dengan waktu pengendapan sekitar 3 jam. Dibandingkan dengan proses

lumpur aktif, lumpur yang berasal dari RBC lebih mudah mengendap, karena ukurannya

lebih besar dan lebih berat. Air limpasan (over flow) dari bak pengendap akhir relaitif sudah

jernih, selanjutnya dialirkan ke bak khlorinasi. Sedangkan lumpur yang mengendap di dasar

bak di pompa ke bak pemekat lumpur bersama-sama dengan lumpur yang berasal dari bak

pengendap awal.

6. Bak Khlorinasi

Air olahan atau air limpasan dari bak pengendap akhir masih mengandung bakteri

coli, bakteri patogen, atau virus yang sangat berpotensi menginfeksi ke masyarakat

sekitarnya. Untuk mengatasi hal tersebut, air limbah yang keluar dari bak pengendap akhir

dialirkan ke bak khlorinasi untuk membunuh mikroorganisme patogen yang ada dalam air. Di

dalam bak khlorinasi, air limbah dibubuhi dengan senyawa khlorine dengan dosis dan waktu

kontak tertentu sehingga seluruh mikroorganisme patogennya dapat di matikan. Selanjutnya

dari bak khlorinasi air limbah sudah boleh dibuang ke badan air.

Page 24: Makalah aerob anaerob

24

Universitas Indonesia

7. Bak Pemekat Lumpur

Lumpur yang berasal dari bak pengendap awal maupun bak pengendap akhir

dikumpulkan di bak pemekat lumpur. Di dalam bak tersebut lumpur di aduk secara pelan

kemudian di pekatkan dengan cara didiamkan sekitar 25 jam sehingga lumpurnya

mengendap, selanjutnya air supernatant yang ada pada bagian atas dialirkan ke bak

pengendap awal, sedangkan lumpur yang telah pekat dipompa ke bak pengering lumpur atau

ditampung pada bak tersendiri dan secara periodik dikirim ke pusat pengolahan lumpur di

tempat lain.

2.5.3 Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit Dengan Proses Aerasi Kontak

Proses ini merupakan pengembangan dari proses lumpur aktif dan proses biofilter.

Pengolahan air limbah dengan proses aerasi kontak ini terdiri dari dua bagian yakni

pengolahan primer dan pengolahan sekunder.

1. Pengolahan Primer

Pada pengolahan primer ini, air limbah dialirkan melalui saringan kasar (bar screen)

untuk menyaring sampah yang berukuran besar seperti sampah daun, kertas, plastik dll.

Setelah melalui screen air limbah dialirkan ke bak pengendap awal, untuk mengendapkan

partikel lumpur, pasir dan kotoran lainnya. Selain sebagai bak pengendapan, juga berfungsi

sebagai bak pengontrol aliran.

2. PengolahanSekunder

Proses pengolahan sekunder ini terdiri dari bak kontaktor anaerob (anoxic) dan bak kontaktor

aerob. Air limpasan dari bak pengendap awal dipompa dan dialirkan ke bak penenang,

kemudian dari bak penenang air limbah mengalir ke bak kontaktor anaerob dengan arah

aliran dari bawah ke atas (Up Flow). Di dalam bak kontaktor anaerob tersebut diisi dengan

media dari bahan plastik atau kerikil/batu split. Jumlah bak kontaktor anaerob ini bisa dibuat

lebih dari satu sesuai dengan kualitas dan jumlah air baku yang akan diolah. Air limpasan

dari bak kontaktor anaerob dialirkan ke bak aerasi. Di dalam bak aerasi ini diisi dengan media

dari bahan plastik (polyethylene), batu apung atau bahan serat, sambil diaerasi 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-organisme yang tersuspensi dalam air maupun yang

menempel pada permukaan media yang mana hal tersebut dapat meningkatkan efisiensi

penguraian zat organik. Proses ini sering di namakan Aerasi Kontak (Contact Aeration).

Page 25: Makalah aerob anaerob

25

Universitas Indonesia

Dari bak aerasi, air dialirkan ke bak pengendap akhir. Di dalam bak ini lumpur aktif

yang mengandung massa mikroorganisme diendapkan dan dipompa kembali ke bagian inlet

bak aerasi dengan pompa sirkulasi lumpur. Sedangkan air limpasan (over flow) dialirkan ke

bak khlorinasi. Di dalam bak kontaktor khlor ini air limbah dikontakkan dengan senyawa

khlor untuk membunuh mikroorganisme patogen. Air olahan, 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), cara

ini dapat menurunkan konsentrasi nutrient (nitrogen) yang ada dalam air limbah. Dengan

proses ini air limbah rumah sakit dengan konsentrasi BOD 250 -300 mg/lt dapat di turunkan

kadar BOD nya menjadi 20 -30 mg/lt. Surplus lumpur dari bak pengendap awal maupun

akhir ditampung ke dalam bak pengering lumpur, sedangkan air resapannya ditampung

kembali di bak penampung air limbah.

Gambar 2.13 Proses pengolahan air limbah rumah sakit dengan aerasi kontak

2.5.4 Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit Dengan Proses Biofilter “Up Flow”

Proses pengolahan air limbah dengan biofilter “up flow” ini terdiri dari bak

pengendap, ditambah dengan beberapa bak biofilter yang diisi dengan media kerikil atau batu

pecah, plastik atau media lain. Penguraian zat-zat organik yang ada dalam air limbah

dilakukan oleh bakteri anaerobik atau facultatif aerobik. Bak pengendap terdiri atas 2

ruangan, yang pertama berfungsi sebagai bak pengendap pertama, sludge digestion (pengurai

lumpur) dan penampung lumpur sedangkan ruang kedua berfungsi sebagai pengendap kedua

dan penampung lumpur yang tidak terendapkan di bak pertama, dan air luapan dari bak

pengendap dialirkan ke media filter dengan arah aliran dari bawah ke atas.

Setelah beberapa hari operasi, pada permukaan media filter akan tumbuh lapisan film

mikroorganisme. Mikroorganisme inilah yang akan menguraikan zat organik yang belum

sempat terurai pada bak pengendap. Air luapan dari biofilter kemudian dibubuhi dengan

Page 26: Makalah aerob anaerob

26

Universitas Indonesia

khlorine atau kaporit untuk membunuh mikroorganisme patogen, kemudian dibuang langsung

ke sungai atau saluran umum. Skema proses pengolahan air limbah dengan biofilter “Up

Flow” dapat dilihat seperti terlihat dalam gambar 2.14 di bawah ini.

Gambar 2.14 Proses pengolahan air limbah rumah sakit dengan biofilter anaerobik

“Up Flow”

2.5.5 Proses Pengolahan Air Limbah Rumah Sakit Dengan Sistem Biofilter Anaerob-

Aerob

Proses pengolahan dengan biofilter anaerob-aerob ini merupakan pengembangan dari

proses proses biofilter anaerob dengan proses aerasi kontak. Pengolahan air limbah dengan

proses biofilter anaerob-aerob terdiri dari beberapa bagian yakni bak pengendap awal,

biofilter anaerob (anoxic), biofilter aerob, bak pengendap akhir, dan jika perlu dilengkapi

dengan bak kontaktor khlor.

Air limbah yang berasal dari rumah tangga dialirkan melalui saringan kasar (bar

screen) untuk menyaring sampah yang berukuran besar seperti sampah daun, kertas, plastik

dan lainnya. Setelah melalui screen, air limbah dialirkan ke bak pengendap awal, untuk

mengendapkan partikel lumpur, pasir dan kotoran lainnya. Selain sebagai bak pengendapan,

juga berfungasi sebagai bak pengontrol aliran, serta bak pengurai senyawa organik yang

berbentuk padatan, sludge digestion (pengurai lumpur) dan penampung lumpur.

Air limpasan dari bak pengendap awal selanjutnya dialirkan ke bak kontaktor anaerob

dengan arah aliran dari atas ke dan bawah ke atas. Di dalam bak kontaktor anaerob tersebut

diisi dengan media dari bahan plastik atau kerikil/batu split. Jumlah bak kontaktor anaerob ini

bisa dibuat lebih dari satu sesuai dengan kualitas dan jumlah air baku yang akan diolah.

Page 27: Makalah aerob anaerob

27

Universitas Indonesia

Penguraian zat-zat organik yang ada dalam air limbah dilakukan oleh bakteri anaerobik atau

facultatif aerobik. Setelah beberapa hari operasi, pada permukaan media filter akan tumbuh

lapisan film mikroorganisme. Mikroorganisme inilah yang akan menguraikan zat organik

yang belum sempat terurai pada bak pengendap.

Air limpasan dari bak kontaktor anaerob dialirkan ke bak kontaktor aerob. Di dalam

bak kontaktor aerob ini diisi dengan media dari bahan kerikil, pasltik (polyethylene), batu

apung atau bahan serat, sambil diaerasi 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 ammonia menjadi lebih

besar. Proses ini sering di namakan Aerasi Kontak (Contact Aeration).

Dari bak kontaktor aerob, air dialirkan ke bak pengendap akhir. Di dalam bak ini

lumpur aktif yang mengandung massa mikroorganisme diendapkan dan dipompa kembali ke

bagian inlet bak kontaktor aerob dengan pompa sirkulasi lumpur. Sedangkan air limpasan

(over flow) dialirkan ke bak khlorinasi. Di dalam bak kontaktor khlor ini air limbah

dikontakkan dengan senyawa khlor untuk membunuh mikroorganisme patogen.

Air olahan, 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 dan COD), dapat juga mengurangi ammonia, deterjen,

padatan tersuspensi (SS), phospat dan lainnya.

Gambar 2.15 Proses pengolahan air limbah rumah sakit dengan biofilter anaerob-

aerob

Page 28: Makalah aerob anaerob

28

Universitas Indonesia

BAB III

KESIMPULAN

3.1 Kesimpulan

• Pengolahan air limbah secara biologis aerob terdiri dari pertumbuhan tersuspensi

(suspended growth) dengan lumpur aktif dan kolam stabilitas atau oksidasi serta

attached growth dengan saringan tetes (tricking filter).

• Pengolahan air limbah secara biologis anaerob dibagi menjadi dua yaitu model

pertumbuhan mikroorganisme tersuspensi dan model pertumbuhan mikroorganisme

melekat.

• Perbedaan antara pengolahan air limbah secara biologis aerob dan anaerob adalah

pengolahan air limbah secara biologis anaerob akan menghasilkan lumpur jauh lebih

kecil dibanding pengolahan secara biologis aerob. Namun, waktu pengolahan limbah

secara biologis anaerob lebih lama dibandingkan dengan pengolahan limbah secara

biologis aerob.

• Proses pengolahan air limbah secara biologis pada industri rumah sakit yang sering

digunakan adalah proses lumpur aktif (activated sludge process), reaktor putar

biologis (rotating biological contactor, RBC), proses aerasi kontak (contact aeration

process), proses pengolahan dengan biofilter “Up Flow”, serta proses pengolahan

dengan sistem “biofilter anaerob-aerob”.

• Proses pengolahan air limbah secara biologis aerob-anaerob terbukti dapat mereduksi

BOD dan COD dari air limbah.

Page 29: Makalah aerob anaerob

29

Universitas Indonesia

DAFTAR PUSTAKA

Hermana, J. (2010). Perencanaan Pengelolahan Air Limbah Domestik. Institut Teknologi

Surabaya (ITS), Surabaya.

Munif, A. (2012). Proses Air Limbah Rumah Sakit Memakai Sistem Biofilter Anaerob-Aerob.

https://environmentalsanitation.wordpress.com/2012/11/20/proses-air-limbah-rumah-

sakit-memakai-sistem-biofilter-anaerob-aerob/, diakses tanggal 29 April 2015 pada

pukul 13.00.