Lima Proses Pengolahan Air Limbah yang Khas

Proses Sequencing Batch Reactor (SBR), juga dikenal sebagai proses lumpur aktif intermiten, terdiri dari satu atau lebih tangki SBR. Selama pengoperasian, air limbah memasuki tangki secara bertahap, secara berurutan melalui lima tahap independen: influen, reaksi, sedimentasi, efluen, dan idle. Influen dan efluen dikendalikan oleh ketinggian air, sedangkan reaksi dan sedimentasi dikendalikan oleh waktu. Durasi satu siklus operasi bervariasi tergantung pada beban dan kebutuhan limbah, umumnya berkisar antara 4 hingga 12 jam, dengan reaksi mencapai 40%. Volume tangki efektif adalah jumlah volume influen dan volume lumpur yang dibutuhkan dalam siklus tersebut.

Dibandingkan dengan metode aliran kontinu, metode SBR menawarkan kecepatan reaksi yang lebih cepat, efisiensi pengolahan yang lebih tinggi, dan ketahanan yang lebih kuat terhadap guncangan beban. Karena konsentrasi substrat yang tinggi dan gradien konsentrasi yang besar, keadaan anoksik dan aerobik yang bergantian menghambat perkembangbiakan berlebihan bakteri aerob obligat, sehingga mendorong pembuangan nitrogen dan fosfor secara biologis. Selain itu, umur lumpur yang lebih pendek mencegah bakteri berfilamen menjadi dominan, sehingga mengurangi penggemburan lumpur. Dibandingkan dengan metode aliran kontinyu, proses SBR memiliki jalur aliran yang lebih pendek dan struktur yang lebih sederhana. Ketika volume air kecil, hanya diperlukan satu reaktor intermiten, sehingga menghilangkan kebutuhan akan tangki sedimentasi dan pemerataan khusus serta resirkulasi lumpur, sehingga menurunkan biaya pengoperasian.

Metode ini sepenuhnya memanfaatkan kapasitas pembuangan awal lumpur aktif. Dalam waktu singkat (10-40 menit), bahan organik tersuspensi dan koloidal dalam air limbah dihilangkan melalui adsorpsi. Pemisahan cairan-padatan kemudian memurnikan air limbah, menghilangkan sekitar 85%–90% BOD5. Dari lumpur aktif jenuh, sebagian yang memerlukan resirkulasi dimasukkan ke dalam tangki regenerasi untuk oksidasi dan dekomposisi lebih lanjut guna memulihkan aktivitasnya; lumpur yang tersisa dibuang ke sistem pengolahan lumpur tanpa oksidasi dan dekomposisi lebih lanjut. Proses ini dilakukan dalam dua tangki terpisah (tangki adsorpsi dan tangki regenerasi) atau dalam dua bagian tangki yang sama. Ia memiliki kemampuan yang kuat untuk menahan guncangan beban dan dapat menghilangkan kebutuhan akan tangki sedimentasi primer. Keuntungan utamanya adalah penghematan yang signifikan dalam investasi infrastruktur. Ini paling cocok untuk mengolah air limbah yang mengandung zat tersuspensi dan koloidal tingkat tinggi, seperti air limbah penyamakan kulit dan air limbah kokas, dan menawarkan fleksibilitas proses. Namun karena waktu adsorpsi yang lebih singkat, efisiensi pengolahannya tidak setinggi metode tradisional.

Parit oksidasi adalah jenis khusus dari metode aerasi yang diperluas. Denahnya menyerupai arena pacuan kuda, dengan dua sikat (cakram) berputar aerasi dipasang di dalam parit. Aerator permukaan, aerator jet, atau perangkat aerasi tipe riser-juga digunakan. Ketika peralatan aerasi bekerja, itu mendorong cairan parit mengalir dengan cepat, mencapai pasokan oksigen dan pengadukan.

Dibandingkan dengan metode aerasi biasa, saluran oksidasi memiliki keunggulan seperti investasi infrastruktur yang lebih rendah, pemeliharaan dan pengelolaan yang lebih mudah, efek pengolahan yang stabil, kualitas limbah yang lebih baik, produksi lumpur yang lebih sedikit, pembuangan nitrogen dan fosfor yang lebih baik, dan kemampuan beradaptasi yang lebih kuat terhadap guncangan beban.

Reaktor ICEAS memiliki zona pra{0}}reaksi (menempati 10% volume tangki) di bagian depan. Tangki reaksi terdiri dari zona pra-reaksi dan zona reaksi utama, yang menghasilkan aliran masuk terus menerus dan aliran keluar terputus-putus. Zona pra-reaksi umumnya berada dalam keadaan anaerobik dan anoksik, di mana bahan organik diserap oleh lumpur aktif. Zona ini juga memiliki fungsi seleksi biologis, menghambat pertumbuhan bakteri berserabut dan mencegah penggumpalan lumpur. Bahan organik yang teradsorpsi dioksidasi dan diurai oleh lumpur aktif di zona reaksi utama.

Pengaruh berkelanjutan memecahkan kontradiksi antara pengaruh yang berpengaruh dan pengaruh yang terputus-putus. Namun, proses ini memiliki efek sedimentasi dan pemurnian yang buruk, rentan terhadap penggumpalan lumpur, memiliki beban lumpur yang rendah, waktu reaksi yang lama, memerlukan volume peralatan yang lebih besar, dan memerlukan investasi yang lebih tinggi.

Air limbah pertama-tama memasuki tangki anaerobik dan bercampur dengan lumpur yang kembali. Di bawah aksi bakteri fermentasi anaerobik fakultatif, bahan organik molekul besar-yang mudah terbiodegradasi dalam air limbah diubah menjadi bakteri pengumpul-polifosfat (PAB). PAB diserap oleh PAB dan disimpan di dalam bakteri, dengan energi yang dibutuhkan berasal dari penguraian rantai PAB. Selanjutnya, air limbah memasuki zona anoksik, dimana bakteri denitrifikasi memanfaatkan matriks organik dalam air limbah untuk melakukan denitrifikasi NO3- yang dibawa oleh cairan campuran yang dikembalikan. Ketika air limbah memasuki tangki aerobik, konsentrasi bahan organiknya rendah. PAB terutama memperoleh energi dengan menguraikan PAB di dalam tubuhnya untuk perkembangbiakan bakteri. Secara bersamaan, mereka menyerap fosfor terlarut dari lingkungan sekitar dan menyimpannya sebagai rantai PAB, yang kemudian dibuang dari sistem sebagai lumpur berlebih. Konsentrasi bahan organik yang rendah di zona aerobik sistem kondusif bagi pertumbuhan bakteri nitrifikasi autotrofik di zona ini.

Kombinasi organik dari tiga kondisi lingkungan yang berbeda-anaerobik, anoksik, dan aerobik-dan berbagai jenis komunitas mikroba dapat menghilangkan bahan organik, nitrogen, dan fosfor secara bersamaan. Prosesnya sederhana, dengan waktu retensi hidrolik yang singkat. SVI umumnya kurang dari 100, sehingga mencegah penggemburan lumpur. Lumpur tersebut memiliki kandungan fosfor yang tinggi, biasanya di atas 2,5%. Dalam tangki anaerobik-anoksik, hanya diperlukan pengadukan perlahan untuk mencampur lumpur tanpa meningkatkan oksigen terlarut. Tangki sedimentasi harus menghindari kondisi anaerobik-anoksik untuk mencegah bakteri pengumpul polifosfat melepaskan fosfor, yang akan menurunkan kualitas limbah, dan denitrifikasi menghasilkan N2, yang akan mengganggu sedimentasi. Efek penghilangan nitrogen dipengaruhi oleh rasio resirkulasi cairan campuran, sedangkan efek penghilangan fosfor dipengaruhi oleh oksigen terlarut (DO) dan oksigen nitrat yang dibawa dalam lumpur yang kembali. Oleh karena itu, tidak mungkin meningkatkan efisiensi penyisihan nitrogen dan fosfor.