I. Gambaran Umum Pencernaan Anaerobik
Pencernaan anaerobik adalah teknologi pengolahan biologis yang memanfaatkan reaksi enzimatik bakteri untuk mendegradasi bahan organik. Awalnya, teknologi ini terutama digunakan di instalasi pengolahan air limbah perkotaan untuk mengolah lumpur dari tangki sedimentasi primer dan lumpur aktif berlebih. Dengan kemajuan teknologi, manfaatnya dalam pengolahan air limbah organik dan pemanfaatan sumber daya sedang dinilai ulang.
II. Mekanisme Pencernaan Anaerobik
Pencernaan anaerobik adalah proses biokimia yang kompleks. Dari segi fermentasi dapat dibagi menjadi tiga tahap; dari sudut pandang mikrobiologis, ini terutama dibagi menjadi dua tahap tindakan.
1. Tiga Tahapan Proses Fermentasi
Tahap Fermentasi Asam: Ketika konsentrasi bahan organik dalam air limbah terlalu tinggi dan oksigen terlarut habis, membentuk keadaan anaerobik, karbohidrat cepat terurai, menghasilkan asam lemak rendah seperti asam asetat, asam propionat, dan asam butirat. Pada saat ini, nilai pH dengan cepat turun menjadi 5,0–6,0, dan air limbah mengeluarkan bau busuk yang menyengat.
Tahap Pengurangan Keasaman: Asam organik dan senyawa nitrogen mulai terurai, menghasilkan zat seperti amonia dan amina. PH berangsur-angsur naik menjadi 6,0–6,5, dan BOD mencapai puncaknya, disertai busa dan padatan mengambang.
Tahap fermentasi basa: Ini adalah tahap akhir pencernaan. Akumulasi asam organik terurai menjadi metana, karbon dioksida, dan amonia, dan hampir semua serat dan nitrogen-yang mengandung bahan organik terurai. Pada titik ini, pH naik di atas 7,5, BOD turun tajam, dan proses pencernaan selesai.
2. Dua tahap dalam mikrobiologi
Tahap 1 (Tahap produksi asam): Di bawah pengaruh bakteri penghasil asam (anaerob fakultatif dan obligat yang banyak ditemukan di alam), bahan organik diuraikan menjadi asam lemak rendah, aldehida, alkohol, dll. Bakteri penghasil asam berkembang biak dengan cepat dan sangat mudah beradaptasi terhadap lingkungan.
Tahap 2 (tahap fermentasi metana): Metanogen memanfaatkan produk tahap pertama, menguraikannya menjadi metana dan karbon dioksida. Metanogen merupakan bakteri anaerob obligat dengan laju reproduksi yang sangat lambat dan sangat sensitif terhadap faktor lingkungan (pH, suhu, zat beracun).
Titik kendali utama: Faktor pengendali pencernaan anaerobik adalah laju proliferasi metanogen. Dalam fermentasi berkelanjutan, pencairan dan gasifikasi harus menjaga keseimbangan dinamis. Jika lingkungan terganggu, fermentasi metana terhenti, menyebabkan penumpukan asam lemak rendah dan menyebabkan pencernaan tidak normal.
AKU AKU AKU. Keuntungan dan Kerugian Pencernaan Anaerobik
Meskipun penguraian anaerobik memiliki keterbatasan dalam penerapannya mengingat tren umum saat ini dalam pengolahan limbah organik menuju dehidrasi, pengeringan, atau pembakaran, keunggulan uniknya menjadikannya signifikan dalam lingkungan-langkanya energi saat ini.
1. Analisis Kekurangan
Limbah memerlukan pengolahan sekunder: Konsentrasi bahan organik sisa dalam cairan pemisahan pencernaan tetap tinggi, sehingga memerlukan pengolahan lebih lanjut.
Masalah bau: Air limbah yang mengandung belerang dan nitrogen-menghasilkan hidrogen sulfida dan amonia selama dekomposisi reduktif, sehingga mengeluarkan bau busuk.
Keterbatasan ekonomi: Penguraian anaerobik tradisional tidak ekonomis untuk air limbah dengan konsentrasi{0}}rendah.
2. Analisis Keuntungan
Hemat energi: Biogas yang dihasilkan dapat digunakan sebagai bahan bakar, dengan biaya listrik hanya sepersepuluh dari biaya oksidasi biologis.
Produksi lumpur yang rendah dan stabil: Jumlah kelebihan lumpur kecil, dengan sifat pengental dan dewatering yang sangat baik; lumpur yang dicerna stabil secara higienis dan kimiawi dan dapat digunakan sebagai limbah atau pakan ternak.
Kapasitas pengolahan yang tinggi: Memiliki efek pencairan yang signifikan pada padatan dalam air limbah.
Keunggulan operasional dan peralatan: Peralatan memiliki struktur sederhana, beroperasi dalam sistem tertutup tanpa polusi bau, dan tidak memerlukan keahlian teknis khusus untuk mengoperasikannya.
Perluasan teknologi: Dengan berkembangnya proses lumpur aktif anaerobik dan fluidized bed, teknologi ini secara bertahap mulai dapat diterapkan pada pengolahan air limbah dengan konsentrasi{0}}rendah, dan efisiensi ekonominya diperkirakan akan meningkat.