MAKALAH KIMIA PENGOLAHANA AIR LIMBAH DENGAN LUMPUR AKTIF

MAKALAH KIMIA

PENGOLAHANA AIR LIMBAH DENGAN LUMPUR AKTIF

SMK TUNAS BANGSA TAWANGSARI

Jl.Raya Tawangsari,Banmati,Sukoharjo,kode pos (57561)

Telp/fax.(0272)8119

 

Di Susun OLeh    :

1)     Cahyono  Dwi  Saputra      (  7  )

2)     Candra  Apri  Kusuma        (  8  )

3)     Rezky Aditya  Permadi      (24)

4)     Rizal Adi  Pratama                 (26)

       5 Rosit  Duwi  Haryanto        (28)

Ø  PENDAHULUAN

Pengolahan air limbah pada umumnya dilakukan dengan menggunakan metode Biologi. Metode ini merupakan metode yang palingefektif dibandingkan dengan metode Kimia dan Fisika. Proses pengolahanlimbah dengan metode Biologi adalah metode yang memanfaatkanmikroorganisme sebagai katalis untuk menguraikan material yang terkandungdi dalam air limbah. Mikroorganisme sendiri selain menguraikan danmenghilangkan kandungan material, juga menjadikan material yang teruraitadi sebagai tempat berkembang biaknya.Dalam pengolahan air limbah secara aerobik mikroorganismemengoksidasi dan mendekomposisi bahan-bahan organik dalam limbah airlimbah dengan menggunakan oksigen yang disuplai oleh aerasi denganbantuan enzim dalam mikroorganisme. Pada waktu yang samamikroorganisme mendapatkan energi sehingga mikroorganisme baru dapatbertumbuh. Proses pengolahan secara biologi yang paling sering digunakanadalah proses pengolahan dengan menggunakan metode lumpur aktif.Lumpur aktif (activated sludge) adalah proses pertumbuhan mikrobatersuspensi. Proses ini pada dasarnya merupakan pengolahan aerobik yangmengoksidasi material organik menjadi CO2dan H2O, NH4,dan sel biomassabaru. Proses ini menggunakan udara yang disalurkan melalui pompa blower(diffused) atau melalui aerasi mekanik. Sel mikroba membentuk flok yangakan mengendap di tangki penjernihan. Kemampuan bakteri dalammembentuk flok menentukan keberhasilan pengolahan limbah secara biologi,karena akan memudahkan pemisahan partikel dan air limbah.Dengan menerapkan sistem ini didapatkan air bersih yang tidak lagimengandung senyawa organik beracun dan bakteri yang berbahaya bagikesehatan. Air tersebut dapat dipergunakan kembali sebagai sumber air untuk kegiatan industri selanjutnya. Diharapkan pemanfaatan sistem daur ulang airlimbah akan dapat mengatasi permasalahan persediaan cadangan air tanahdemi kelangsungan kegiatan industri dan kebutuhan masyarakat akan air.

Metode pengolahan lumpur aktif (activated sludge) adalah merupakan prosespengolahan air limbah yang memanfaatkan proses mikroorganisme tersebut.Air tersebut dapat dipergunakan kembali sebagai sumber air untuk kegiatan industri selanjutnya. Air daur ulang tersebut dapat dimanfaatkandengan aman untuk kebutuhan konsumsi air seperti cooling tower, boilerlaundry, toilet flusher, penyiraman tanaman, general cleaning, fish pond carwash dan kebutuhan air yang lainnya.Dalam hal ini metode lumpur aktif merupakan metode pengolahan airlimbah yang paling banyak dipergunakan, termasuk di Indonesia, hal inimengingat metode lumpur aktif dapat dipergunakan untuk mengolah airlimbah dari berbagai jenis industri seperti industri pangan, pulp, kertas,tekstil, bahan kimia dan obat-obatan.Teknik Pengolahan air limbah banyak ragamnya. Salah satu dariteknik Air limbah adalah proses lumpur aktif dengan aerasi oksigen murni.Pengolahan ini termasuk pengolahan biologi, karena menggunakan bantuanmikroorganisma pada proses pengolahannya.Proses lumpur aktif merupakan proses pengolahan secara biologisaerobic dengan mempertahankan jumlah massa mikroba dalam suatu reaktordan dalam keadaan tercampur sempurna. Suplai oksigen adalah mutlak dariperalatan mekanis, yaitu aerator dan blower, karena selain berfungsi untuk suplai oksigen juga dibutuhkan pengadukan yang sempurna. Perlakuan untuk memperoleh massa mikroba yang tetap adalah dengan melakukan resirkulasilumpur dan pembuangan lumpur dalam jumlah tertentu.

Tujuan PenulisanMakalah ini ditulis bertujuan untuk:

1.Mengetahui defenisi lumpur aktif

2.Mengetahui proses lumpur aktif tersebut berlangsung

BAB II.

Ø  Pengertian Lumpur Aktif

Lumpur aktif (activated sludge) adalah proses pertumbuhan mikrobatersuspensi yang pertama kali dilakukan di Ingris pada awal abad 19. Sejak itu prosesini diadopsi seluruh dunia sebagai pengolah air limbah domestik sekunder secarabiologi. Proses ini pada dasarnya merupakan pengolahan aerobik yang mengoksidasimaterial organik menjadi CO2

dan H2O, NH4, dan sel biomassa baru. Udaradisalurkan melalui pompa blower (diffused ) atau melalui aerasi mekanik. Selmikroba membentuk flok yang akan mengendap di tangki penjernihan.Pengolahan air limbah pada umumnya dilakukan dengan menggunakanmetode Biologi. Metode ini merupakan metode yang paling efektif disbanding kan  dengan  metode Kimia dan Fisika. Proses pengolahan limbah dengan metode Biologiadalah metode yang memanfaatkan mikroorganisme sebagai katalis untuk menguraikan material yang terkandung di dalam air limbah. Mikroorganisme sendiriselain menguraikan dan menghilangkan kandungan material, juga menjadikanmaterial yang terurai tadi sebagai tempat berkembang biaknya. Metode pengolahanlumpur aktif (activated sludge) adalah merupakan proses pengolahan air limbah yangmemanfaatkan proses mikroorganisme tersebut.Dengan menerapkan sistem ini didapatkan air bersih yang tidak lagimengandung senyawa organik beracun dan bakteri yang berbahaya bagi kesehatan.Air tersebut dapat dipergunakan kembali sebagai sumber air untuk kegiatan industriselanjutnya. Diharapkan pemanfaatan sistem daur ulang air limbah akan dapatmengatasi permasalahan persediaan cadangan air tanah demi kelangsungan kegiatanindustri dan kebutuhan masyarakat akan air.Air tersebut dapat dipergunakan kembali sebagai sumber air untuk kegiatanindustri selanjutnya. Air daur ulang yang kami kerjakan dapat dimanfaatkan denganaman untuk kebutuhan konsumsi air seperti cooling tower, boiler laundry, toiletflusher, penyiraman tanaman, general cleaning, fish pond car wash dan kebutuhan airyang lainnya

Ø  Proses Pengolahan Air Limbah

Proses pengolahan air limbah terbagi menjadi tiga tahap pemrosesan, yaitu :                                                                                                               1.Proses primer, Proses primer merupakan perlakuan pendahuluan yangmeliputi :

a). Penyaringan kasar

b). Penghilangan warna

c). Ekualisasi

d). Penyaringan halus

e). Pendinginan

2.Proses sekunder ( Proses biologi dan sedimentasi ).

3.Proses tersier ( merupakan tahap lanjutan setelah proses biologi dansedimentasi ).

A. Proses (primer)

• Penyaringan kasarAir limbah dari hasil proses produksi dibuang melalui saluranpembuangan terbuka menuju pengolahan air limbah. Saluran tersebut terbagimenjadi dua bagian, yakni saluran air berwarna dan saluran air tidak berwarna. Untuk mencegah agar sisa-sisa kotoran padat dan sampah dalamair limbah terbawa pada saat proses, maka air limbah disaring denganmenggunakan saringan kasar berdiameter 50 mm dan 20 mm.

• Penghilangan warnaLimbah cair berwarna yang berasal dari proses produksi setelahmelewati tahap penyaringan ditampung dalam dua bak penampungan, airtersebut kemudian dipompakan ke dalam tangki koagulasi pertama yangterdiri atas tiga buah tangki, yaitu : Pada tangki pertama ditambahkankoagulasi FeSO4(Fero Sulfat) konsentrasinya 600 - 700 ppm untuk pengikatan warna. Selanjutnya dimasukkan ke dalam tangki kedua denganditambahkan kapur (lime) konsentrasinya 150 - 300 ppm, gunanya untuk menaikkan pH yang turun setelah penambahan FeSO4

. Dari tangki kedualimbah dimasukkan ke dalam tangki ketiga pada kedua tangki tersebutditambahkan polimer berkonsentrasi 0,5 - 0,2 ppm, sehingga akan terbentuk gumpalan-gumpalan besar (flok) dan mempercepat proses pengendapan

Setelah gumpalan-gumpalan terbentuk, akan terjadi pemisahan antarapadatan hasil pengikatan warna dengan cairan secara gravitasi dalam tangkisedimentasi. Meskipun air hasil proses penghilangan warna ini sudah jernih,tetapi pH-nya masih tinggi yaitu 10, sehingga tidak bisa langsung dibuang keperairan. Untuk menghilangkan unsur-unsur yang masih terkandungdidalamnya, air yang berasal dri koagulasi I diproses dengan sistem lumpuraktif. Cara tersebut merupakan perkembangan baru yang dinilai lebih efektif dibandingkan cara lama yaitu air yang berasal dari koagulasi I digabungdalam bak ekualisasi.c)

EkualisasiBak ekualisasi atau disebut juga bak air umum yang menampung duasumber pembuangan yaitu limbah cair tidak berwarna dan air yang berasaldari mesin pengepres lumpur. Kedua sumber pembuangan pengeluarkan airdengan karakteristik yang berbeda. Oleh karena itu untuk memperlancarproses selanjutnya air dari kedua sumber ini diaduk dengan menggunakanblower hingga mempunyai karakteristik yang sama yaitu pH 7 dan suhunya32

C. Sebelum kontak dengan sistem lumpur aktif, terlebih dahulu airmelewati saringan halus dan cooling tower, karena untuk proses aerasimemerlukan suhu 32

C. Untuk mengalirkan air dari bak ekualisasi ke bak aerasi digunakan dua buah submerble pump atau pompa celup.d)

Penyaringan halusAir hasil ekualisasi dipompakan menuju saringan halus untuk memisahkan padatan dan larutan, sehingga air limbah yang akan diolah bebasdari padatan kasar berupa sisa-sisa serat benang yang masih terbawa.e)

PendinginanKarakteristik limbah produksi tekstil umumnya mempunyai suhuantara 35-40

C, sehingga memerlukan pendinginan untuk menurunkan suhuyang bertujuan mengoptimalkan kerja bakteri dalam sistem lumpur aktif.Karena suhu yang diinginkan adalah berkisar 29-30

B. Proses sekunder

Proses BiologiPada umumnya dalam proses biologi ini membutuhkan tiga bak aerasi, yang pertama berbentuk oval mempunyai beberapa kelebihandibandingkan dengan bentuk persegi panjang. Karena pada bak oval tidak memerlukan blower sehingga dapat menghemat biaya listrik, selain ituperputaran air lebih sempurna dan waktu kontak bakteri dengan limbah lebihmerata serta tidak terjadi pengendapan lumpur seperti layaknya terjadi padabak persegi panjang.. Pada masing-masing bak aerasi ini terdapat sparatoryang mutlak diperlukan untuk memasok oksigen ke dalam air bagi kehidupanbakteri. Parameter yang diukur dalam bak aerasi dengan sistem lumpur aktif adalah DO, MLSS, dan suhu. parameter-parameter tersebut harus terus dijagasehingga penguraian polutan yang terdapat dalam limbah dapat diuraikansemaksimal mungkin oleh bakteri. Oksigen terlarut yang diperlukan berkisar0,5

Proses SedimentasiBak sedimentasi II biasanya mempunyai bentuk bundar pada bagianatasnya dan bagian bawahnya berbentuk kronis yang dilengkapi denganpengaduk (agitator) dengan putaran 2 rph. Desain ini dimaksudkan untuk mempermudah pengeluaran endapan dari dasar bak. Pada bak sedimentasi iniakan terjadi settling lumpur yang berasal dari bak aerasi dan endapan lumpurini harus segera dikembalikan lagi ke bak aerasi (return sludge=RS), karenakondisi pada bak sedimentasi hampir mendekati anaerob. Besarnya RSditentukan berdasarkan perbandingan nilai MLSS dan debit RS itu sendiri.Pada bak sedimentasi ini juga dilakukan pemantauan kaiment (ketinggianlumpur dari permukaan air) dan MLSS dengan menggunakan alat MLSSmeter.C. Proses tersier

tersuspensi yang masih terdapat dalam air. Tahap lanjutan ini diperlukan untuk memperoleh kualitas air yang lebih baik sebelum air tersebut dibuang ke perairan.Air hasil proses biologi dan sedimentasi selanjutnya ditampung dalam bak interdiet yang dilengkapi dengan alat yang disebut inverter untuk mengukur level air,kemudian dipompakan ke dalam tangki koagulasi dengan menggunakan pompasentrifugal. Pada tangki koagulasi ditambahkan alumunium sulfat (konsentrasi antara150 – 300 ppm) dan

polimer (konsentrasi antara 0,5 – 2 ppm),  sehingga terbentuk flok yang mudah mengendap. Selain kedua bahan koagulan tersebut jugaditambahkan tanah yang berasal pengolahan air baku (water teratment) yangbertujuan menambah partikel padatan tersuspensi untuk memudahkan terbentuknyaflok.Pada tangki koagulasi ini terdapat mixer (pengaduk) untuk mempercepatproses persenyawaan kimia antara air dan bahan koagulan, juga terdapat pH kontrolyang berfungsi untuk memantau pH effluent sebelum dikeluarkan ke perairan.Setelah penambahan koagulan dan proses flokulasi berjalan dengan sempurna, makagumpalan-gumpalan yang berupa lumpur akan diendapkan pada tangki sedimentasiIII. Hasil endapan kemudian dipompakan ke tangki penampungan lumpur yangselanjutnya akan diolah dengan belt press filter machine.

3.3 Sistem Lumpur Aktif

Di dalam limbah yang mengandung bahan organik terdapat zat-zat yangmerupakan makanan dan kebutuhan-kebu-tuhan lain bagi mikroorganisme yang akandigunakan dalam proses lumpur aktif. Proses lumpur aktif adalah salah satu prosespengolahan air limbah secara biologi, dimana air limbah dan lumpur aktif dicampurdalam suatu reaktor atau tangki aerasi. Padatan biologis aktif akan mengoksidasikandungan zat di dalam air limbah secara biologis, yang di akhir proses akandipisahkan dengan sistem pengendapan. Proses lumpur aktif mulai dikembangkan diInggris pada tahun 1914 oleh Ardern dan Lockett dan dinamakan lumpur aktif karenaprosesnya melibatkan massa mikroorganisme yang aktif, dan mampu menstabilkanlimbah secara aerobik. Istilah lumpur aktif diterapkan baik pada proses maupunpadatan biologis di dalam unit pengolahan.

Proses lumpur aktif terdiri dari dua tangki (gambar 2), yaitu :- Tangki aerasi : di dalam bak ini terjadi reaksi penguraian zat organik olehmikroorganisme dengan bantuan oksigen terlarut.- Bak pemisah (Clarifier): yaitu tempat lumpur aktif dipisahkan dari cairan untuk dikembalikan ke tangki aerasi, kelebihannya dibuang.

Ø  Gambar 1 : Kegiatan dan alat proses sistem lumpur aktif

3.4 Deskripsi Proses Lumpur Aktif

Aliran umpan air limbah/ subtrat, bercampur dengan aliran lumpur aktif yangdikembalikan sebelum masuk rektor. Campuran lumpur aktif dan air limbahmembentuk suatu campuran yang disebut cairan tercampur (mixed liquor ).Memasuki aerator, lumpur aktif dengan cepat memanfaatkan zat organik dalamlimbah untuk men-degradasinya.Kondisi lingkungan aerobic diperoleh dengan memberikan oksigen ke tangkiaerasi. Pemberian oksigen dapat dilakukan dengan penyebaran udara tekan, aerasipermukaan secara mekanik, atau injeksi oksigen murni. Aerasi dengan difusi udaratekan atau aerasi mekanik mempunyai dua fungsi, yaitu pemberi udara danpencampur agar terjadi kontak yang sempurna antara lumpur aktif dan senyawaorganik di dalam limbah.Pada tangki pengendapan (clarifier ), padatan lumpur aktif mengendap danterpisah dengan cairan sebagai effluent. Sebagian lumpur aktif dari dasar tangkipengendap dipompakan kembali ke reaktor dan dicampur dengan umpan (subtrat)yang masuk, sebagian lagi dibuang.Dalam reactor mikroorganisme mendegradasi bahan-bahan organik denga npersamaan stoikiometri pada reaksi di bawah ini (Metcalf dan Eddy,1991):

CARA KERJANYAN

Ø  KESIMPULAN

Lumpur aktif (activated sludge) adalah proses pertumbuhan mikrobatersuspensi. Proses ini pada dasarnya merupakan pengolahan aerobik yangmengoksidasi material organik menjadi CO 2 dan  H 2 O, NH

4.1 dan sel biomassa baru.Proses ini menggunakan udara yang disalurkan melalui pompa blower (diffused) ataumelalui aerasi mekanik. Sel mikroba membentuk flok yang akan mengendap ditangki penjernihan. Kemampuan bakteri dalam membentuk flok menentukankeberhasilan pengolahan limbah secara biologi, karena akan memudahkan pemisahanpartikel dan air limbah.Proses pengolahan air limbah terbagi menjadi tiga tahap pemrosesan, yaitu :1.

Proses primer, Proses primer merupakan perlakuan pendahuluan yang meliputi :a). Penyaringan kasarb). Penghilangan warnac). Ekualisasid). Penyaringan haluse). Pendinginan2.

Proses sekunder ( Proses biologi dan sedimentasi ).3.

Proses tersier (merupakan tahap lanjutan setelah proses biologi dan sedimentasi).

4.2 Saran

Untuk mendapatkan hasil yang lebih maksimal pada pengolahan limbah cairperlu dilakukan perbaikanperbaikan terhadap penelitian lanjutan yaitu:1. Penempatan sistem aerasi yang merata dengan meletakkan aerator pada posisidimana udara bisa terdistribusikan ke seluruh bak aerasi agar pengadukanberlangsung secara sempurna.2. Penentuan intensitas pengembalian lumpur aktif yang teratur dan efektif agarmikroorganisme tidak terlalu lama dalam bak pengendapan

Ø  DAFTAR PUSTAKA

Anonim

1. Pengolahan Limbah Dengan Metode Lumpur Aktif.

http://www.scribd.com/doc/27085719/Pengolahan-Limbah-Dengan-Metode-Lumpur-Aktif-Pengolahan

Diakses tanggal 16-10-2012Anonim

2. Makalah Lumpur Aktif

http://www.scribd.com/doc/76996397/Final-Makalah-Lumpur-Aktif 

Diakses tanggal 16-10-2012Anonim

3. Lumpur Aktif

http://www.scribd.com/doc/78487584/TUGAS-2-LUMPUR-AKTIF 

Diakses tanggal 16-10-2012C.A. Papadimitriou. 2006. Coke Oven Wastewater Treatment By Two ActivatedSludge Systemshttp://www.gnest.org/journal/Vol8_No1/paper_3_Papadimitriou_346.pdf Diakses tanggal 16-10-2012Dini Mardini. 2004. Penggunaan Metode Lumpur Aktif Sebagai Salah SatuPengolahan Sekunder Terhadap Limbah Cair Industri Tekstil Pt. CagmDengan Sistem Flow Skala Laboratorium.

http://repository.upi.edu/operator/upload/pro_2004_kimia_mardini_penggunaan_metode_lumpur_aktif.pdf 

Diakses tanggal 15-10-2012Ignasius DA. Sutapa.1999. LUMPUR AKTIF : ALTERNATIF PENGOLAHLIMBAH CAIR

http://www.scribd.com/doc/100744182/Alternatif-Pengolah-Limbah-Cair 

Diakses tanggal 15-10-2012