Bagaimana Cara Menghitung Kebutuhan Nutrien Untuk Bakteri Aerob ?
Salah satu metode pengolahan air limbah pada Instalasi Air Limbah ( IPAL ) yang sangat lazim digunakan pada saat ini adalah dengan proses biologis. Dimana, dengan proses biologis, zat pengotor dalam air limbah dapat diurai oleh kinerja bakteri dan atau mikroba tertentu sehingga mencapai standard baku mutu yang ditentukan.
Secara garis besar, proses biologis ( bakteri ) yang digunakan dalam pengolahan air limbah berupa :
1. Proses ( bakteri ) Aerobik
Yaitu sekelompok bakteri tertentu yang hanya dapat “bekerja” apabila terdapat kandungan Oksigen yang cukup di dalamnya.
2. Proses ( bakteri ) An-Aerobik
Yaitu sekelompok bakteri tertentu yang hanya dapat “bekerja” apabila ( justru ) tidak terdapat kandungan Oksigen yang cukup di dalamnya.
Dengan berbagai pertimbangan, proses bakteri Aerobik lebih banyak digunakan bila dibandingkan dengan proses An-Aerobik.
Di lapangan, proses bakteri Aerobik biasa daplikasikan dalam bentuk lumpur aktif ( activated sludge ).
Dari berbagai metode pengolahan air limbah dengan lumpur aktif, pada umumnya akan terdiri dari 3 langkah utama :
● Oksidasi dan anabolisme zat organik yang terdapat dalam air limbah oleh kerja mikroba aktif
● Adsorbsi
● Flokulasi
Apabila air buangan mengandung nutrien yang cukup untuk kehidupan mikroba di tangki Aerasi, maka berbagai macam mikroba Aerobik akan tumbuh dengan subur.
Suatu aerasi yang berkelanjutan dan disertai dengan pengadukan akan menyebabkan semua mikroba, zat organik dan zat padat an organik membentuk flok yang disebut “lumpur aktif” yang sangat efektif untuk mengolah air limbah.
Lumpur aktif ini berupa gel-flok yang bersifat sebagai Oksidator kuat, besar daya adsorbsinya terhadap zat organik sehingga dapat meng-koagulasi dan juga bersifat mudah mengendap.
Proses lumpur aktif biasanya dilaksanakan pada sebuah tangki / bak Aerasi.
Dimana dengan proses ini dapat mengurangi kadar COD dan BOD sampai batas yang optimal tergantung dari masing-masing sistem pengolahan limbah yang digunakan.
Sistem ini bisa dipilih jika mutu air limbah yang dubuang cukup baik, ketersediaan lahan yang terbatas dan laju alir air limbah yang cukup besar. Dan juga prosesnya hanya membutuhkan waktu yang relatif singkat.
Hanya saja proses lumpur aktif Aerobik ini memang membutuhkan operasi yang benar-benar teliti.
Sebab prosesnya sangat peka terhadap terjadinya perubahan mendadak. Biasanya berupa sludge bulking. Dan untuk mengatasinya bisa digunakan :
Salah satu aspek yang sangat berpengaruh terhadap keberlangsungan proses lumpur aktif bakteri aerob pada Instalasi Air Limbah ( IPAL ) adalah pemberian nutrient.
Secara sederhana, nutrient merupakan “bahan makanan bergizi ” yang dibutuhkan oleh mikroba aerobik untuk melangsungkan aktivitasnya.
Meski saat ini nutrient sudah banyak yang dijual dalam berbagai variasi dan merk yang memudahkan penanganan, ada yang berbentuk padat atau cair, namun pada dasarnya kandungan utamanya berupa unsur Nitrogen ( N ) dan Phospat ( P ).
Secara sederhana, kebutuhan nutrient bakteri yang berupa unsur Nitrogen dan Phospat dapat dicatu dari penggunaan pupuk.
Yaitu Urea dan Phospat.
Hanya saja senyawa Phospat yang digunakan jangan berupa monobasic Sodium Phospat ( Na3PO4 ), tetapi sebaiknya dipilih di basic Sodium Phospat ( Na2HPO4). Guna meminimalkan korosi yang terjadi pada peralatan.
Perbandingan kebutuhan nutrient yang masih digunakan sebagai patokan umum untuk Aerasi adalah :
BOD : N : P = 100 : 5 : 1
Dengan mengacu perbandingan kebutuhan nutrien bagi mikroba aerobik seperti di atas, maka jumlah ( kuantitas ) nutrien dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut :
●
Menghitung Kebutuhan Nitrogen ( dari Urea )
- Di pasaran, bubuk Urea yang dijual mengandung Nitrogen ± 50 %
- Kebutuhan N terhadap BOD = 5 %
- Konsentrasi dosing
Cu = 0,05 x BOD rata-rata air limbah ( Cu = dalam ppm )
- Jumlah dosing
Qu = Cu x Q x 100 /Cl dalam kg/jam
Qu = jumlah dosing Urea yang dibutuhkan dalam gr/menit
Cu = Konsentrasi dosing
Q = kecepatan aliran air limbah dalam m3/jam
Untuk mengukur debit air limbah secara mudah dapat dilihat disini :
Cl = kandungan nitrogen dalam bubuk urea ( 50 % )
- Dari berbagai praktek, konsentrasi larutan Urea yang paling optimal untuk digunakan sebagai dosing adalah 6 %. Untuk itu sebaiknya juga gunakan larutan Urea 6 % saat digunakan dosing.
- Maka kecepatan larutan Urea yang dibutuhkan adalah
Vu = Qu x 100/S1l dalam liter/menit
S1 = konsentrasi larutan Urea ( 6 % )
●
Menghitung kebutuhan Phospat ( Sodium Phospat )
- Di pasaran, bubuk Sodium Phospat yang dijual mengandung Phospat ± 20 %
- Kebutuhan P terhadap BOD = 1 %
- Konsentrasi dosing
Cp = 0,01 x BOD rata air limbah ( Cp = dalam ppm )
- Jumlah dosing
Qp = Cp x Q x 100/2 ( Qp = dalam kg/jam )
- Dari berbagai praktek, konsentrasi larutan Urea yang paling optimal untuk digunakan sebagai dosing adalah 3 %. Untuk itu sebaiknya juga gunakan larutan Urea 3 % saat digunakan dosing.
- Kecepatan aliran yang dibutuhkan dari pompa
Vp = Qp x 100/S2
S1 = konsentrasi larutan Phospat ( 3 % )
