Limbah Organik Cair - limbah cair merupakan sisa pembuangan yang dihasilkan dari suatu proses yang sudah tidak dipergunakan lagi. Kegiatan-kegiatan yang berpotensi sebagai penghasil limbah cair antara lain kegiatan industri rumah tangga, peternakan, dan pertanian. Saat ini, kegiatan rumah tangga, peternakan, dan pertanian. Saat ini, kegiatan rumah tangga mendominasi jumlah limbah cair dengan persentase sekitar 40% dan diikuti oleh limbah industri (30%) dan sisanya limbah rumah sakit, pertanian, peternakan, dan juga limbah lainya.
MEKANISME PENGURAIAN LIMBAH CAIR ORGANIK
SECARA AEROB
Limbah adalah buangan yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomi dan dapat merusak lingkungan itu sendiri. Bila ditinjau secara kimiawi, limbah digolongkan atas limbah organik dan limbah anorganik.
Pengolahan limbah secara mikrobiologis telah diterapkan dengan luas terutama terhadap limbah cair yang berasal dari buangan industri dan rumah tangga dan lain-lain. Limbah industri adalah hasil samping dari kegiatan suatu industri yang dibuang karena sulit diproses ataupun jika diproses kembali maka biaya operasionalnya menjadi tidak ekonomis.
Keterkaitan komponen dalam proses pembentukan limbah ditunjukkan dalam gambar berikut ini.
Bahan baku primer Produk
Bahan baku sekunder
Limbah Pengguna
Gbr.1.1. Proses Pembentukan Limbah
Adapun yang akan kita bahas adalah mengenai limbah cair organik. Di mana limbah cair organik dapat diartikan sebagai gabungan atau campuran dari air dan bahan-bahan organik yang terbawa oleh air, baik dalam keadaan terlarut maupun tersuspensiyang terbuang dari sumber domestik, industri dan sebagainya.
Ø Aktivitas manusia (Human Sources)
Beberapa jenis aktivitas manusia yang menghasilkan limbah cair adalah aktivitas dalam bidang rumah tangga, perkantoran, perdagangan, perindustrian, dan pelayanan jasa. Aktivitas dalam bidang perindustrian juga sangat bervariasi. Variasi kegiatan bidang perindustrian dipengaruhi oleh faktor jenis bahan baku yang diolah/ diproses, jenis bahan jadi yang dihasilkan, kapasitas produksi, teknik/jenis proses produksi yang diterapkan, dan sebagainya.Berikut beberapa jenis industri yang menghasilkan limbah cair.
Tabel.1.1. Komponen limbah cair dari berbagai jenis industri
Ø Natural Sources
Hujan merupakan aktivitas alam yang menghasilkan limbah cair yang disebut air larian. Air hujan yang mengalir di atas permukaan tanah akan menjadi air permukaan yang dapat masuk ke saluran limbah cair rumah tangga, sebagai air luapan.
Sesuai dengan sumbernya maka limbah cair mempunyai komposisi yang sangat bervariasi dari setiap tempat dan proses. Akan tetapi, secara garis besar zat-zat yang terkandung dalam limbah cair dapat dikelompokkan seperti pada skema dibawah ini :
Air Limbah
Air Bahan Padat
Organik Anorganik
- Protein – Butiran-butiran
- Karbohidrat – Garam-garam
- Lemak – Logam-logam
- Amoniak
- Senyawa nitrit dan nitrat
- Dan asam-asam organik
Air limbah yang berasal dari suatu industri sangat ditentukan oleh jenis-jenis industri itu sendiri. Untuk mengetahui kadar dan zat yang terkandung dalam air limbah tersebut, maka ada beberapa parameter yang perlu mendapat perhatian dari setiap jenis industri.
Ø Karakteristik Limbah Cair Organik
Karakteristik limbah cair diketahui dari berbagai parameter kualitas limbah cair tesebut. Parameter kualitas limbah cair yang penting diketahui adalah :
1.Bahan Padat Tersuspensi
Bahan padat tersuspensi adalah bahan padat yang dapat dihilangkan pada penyaringan (filtration) melalui media standar halus dengan diameter 1 mikron. Badan padat tersuspensi dikelompokkan lagi menjadi bahan padat yang tetap (fixed solids) dan yang menguap (volatile solids). Bahan padat yang menguap merupakan bahan yang bersifat organik yang diharapkan dapat dihilangkan melalui penguraian biologis atau pembakaran. Bahan padat tetap merupakan bahan padat yang sifatnya tetap. Bahan padat tersuspensi juga dapat dikelompokkan menjadi bahan padat yang dapat diendapkan (settleable solids) dan bahan padat yang tidak dapat diendapkan (nonsettleable solids) secara normal.
2.Bahan Padat Terlarut
Bahan padat terlarut adalah bahan padat yang terdapat dalam filtrat yang diperoleh setelah penghilangan bahan padat tersuspensi. Bahan ini mewakili garam-garam dalam larutan, termasuk garam-garam mineral dari penyediaan bagian air. Bahan padat terlarut penting terutama apabila limbah cair akan digunakan kembali setelah pengolahan. Bahan padat terlarut tidak dapat dihilangkan melalui pengolahan konvensional.
3.BOD ( Biochemical Oxygen Demand )
BOD (Kebutuhan Oksigen Biokimia) adalah ukuran kandungan bahan organik dalam limbah cair. BOD ditentukan dengan mengukur jumlah oksigen yang diserap oleh sampel limbah cair akibat adanya mikroorganisme selama satuperiode waktu tertentu, biasanya lima hari, pada satu temperatur tertentu, umunya 200 C. BOD merupakan ukuran utama kekuatan suatu limbah. BOD juga merupakan petunjuk dari pengaruh yang diperkirakan terjadi pada badan air penerima berkaitan dengan pengurangan kandungan oksigennya. Secar umum, derjat pengolahan yang dicapai oleh bangunan pengolahan harus sipilih sedemikian rupa sehingga BOD efluent tidak akan menurunkan derajat kandungan oksigen sampai tingkat tertentu pada badan air penerima agar badan air dapat tetap berfungsi sesuai peruntukannya.
4.COD ( Chemical Oxygen Demand )
Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD) merupakan ukuran persyratan kebutuhan oksidasi sampel yang beada pada kondisi tertentu, yang ditentukan dengan menggunakan suatu oksidan kimiawi. Pada suatu sistem tertentu terdapat hubungan COD dengan BOD, tetapi bervariasi antara yang satu dengan yang lain.
5.TOC ( Total Organic Carbon )
Karbon Orga nik Total (TOC) mengukur semua bahan yang bersifat organik. TOC diukur dengan konversi karbon organik dalam air limbah secara oksidasi, katalitik, pada suhu 9000 C, menjadi karbondioksida.
6.TOD ( Total Oxygen Demand)
Kebutuhan Oksigen Total (TOD) dari suatu bahan, didefenisikan sebagai jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran semua bahan pada suhu 9000 C menggunakan katalis Platinum.
7.pH
pH limbah cair adalah ukuran keasaman (acility) atau kebasaan (alkilinity) limbah cair. pH menunjukkan perlu atau tidaknya pengolakhan pendahuluan (pretreatment) untuk mencegah terjadinya gangguan pada proses pengolahan limbah cair secara konvensional. Secara umum dapat dikatakan bahwa pH limbah cair domestik adalah mendekati netral.
8.DO ( Dissolved Oxygen)
Oksigen Terlarut (DO) penting dalam pengoperasian sistem saluran pembuangan maupun bangunan pengolahan limbah cair. Derajat kandungan oksigen pada limbah cair sangat bervariasi dan sama sekali tidak stabil. Tujuan pengelolaan limbah cair sebelum diolah adalah memelihara kandungan oksigen terlatut dan cukup untuk mencegah terjadinya kondisi anaerobik. Pada efluen yang telah diolah, derajat kandunagan oksigen 1 atau 2 mg per liter dapat dicapai.
9.Kandungan Nitrogen
Dalam bahan limbah Nitrogen dapat berda dalam bentuk-bentuk amonia tereduksi sampai senyawa nitrat teroksidasi. Konsentrasi tinng dari berbagai bentuk nitrogen beracun terhadap fauna dan flora tertentu. Bentuk yang paling umum dari nitrogen yang ditemukan dalam air limbah adalah amoniak, protein, nitrit, dan nitrat. Polutan ini dapat diukur dengan metode nitrogen Kjeldahl total.
4. Mekanisme Pengurain Limbah Cair Organik Secara Aerob
Proses pengolahan air limbah secara mikrobiologis aerob adalah pemanfaatan aktivitas mikroba aerob dalam kondisi aerob untuk menguraikan zat organik yang terdapat dalam air limbah menjadi zat inorganik yang stabil dan tidak memberikan dampak pencemaran terhadap lingkungan. Mikroba aerob ini sebenarnya sudah terdapat di alam dalam jumlah yang tidak terbatas dan selalu diperoleh dengan sangat mudah. Dalam kapasitas yang terbatas, alam sendiri sudah mampu menetralisir zat organik yang ada dalam limbah. Namun, dalam kuantitas limbah yang sangat banyak diproduksi sebagai hasil sampingan dari sekian banyak industri, perlu diadakan usaha pengolahan limbah untuk menjaga kelestarian alam di samping mendapatkan produk baru yang mempunyai nilai yang ekonomis.
Mikroba aerob yang berperan dalam proses mikrobiologis aerob antara lain :
1. Bakteri
Dalam air dan penanganan air limbah bakteri penting karena kultur bakteri dapat digunakan untuk menghilangkan bahan organik dan mineral-mineral yang tidak diinginkan dari air limbah. Kebanyakan bakteri adalah kemoheterotrofik yaitu menggunakan bahan organik sebagai sumber energi dan karbon. Beberapa spesies mengoksidasi senyawa-senyawa anorganik tereduksi seperti NH untuk energi dan menggunakan CO2 sebagai sumber karbon. Bakteri kemoheterotrofik merupakan bakteri terpenting dalam pengolahan air limbah karena bakteri ini akan memecah bahan-bahan organik, mengoksidasi amoniak nitrogen menjadi nitrogen nitrat terutama oleh bakteri nitrifikasi.
Bagian reaktif dari sel bakteri adalah membran sitoplasmik. Semua bahan organik atau anorganik yang akan dimetabolisme oleh sel harus melalui membran. Mekanisme transport dari sebagian besar molekul yang melalui membran diduga disebabkan karena reaksi-reaksi dengan sistem enzim spesifik yang disebut permease. Molekul-molekul yang tidak mempunyai sistem permease tidak dapat memasuki sel dan oleh karenanya tidak dimetabolisme. Hal ini menjelaskan bahwa bakteri menggunakan nutrien secara selektif dan alasan mengapa diperlukan kultur campuran dalam penanganan air limbah.
Jenis-jenis bakteri yang berperan penting dalam penguraian limbah organik secara aerob antara lain: Zooglea ramigera, Escherichia coli, Alcaligenes sp, Bacillus sp, Corynebacterium sp, Nocardia sp.
2. Kapang / Jamur
Kapang adalah mikroorganisme nonfotosintetik, bersel jamak, aerob, bercabang, berfilamen yang memetabolisme makanan yang tidak terlarut. Komposisi sel kapang dapat dinyatakan secara empiris dengan C10H17O6N. Kapang tidak aktif dalam proses anaerob. Karena sel kapang berisi lebih sedikit nitrogen dari ada sel bakteri, kapang akan berkompetisi lebih baik dalam limbah yang mempunyai kadar nitrogen yang rendah daripada yang dibutuhkan untuk sintesis bakteri. Sifat filamen dari kapang membuat organisme ini kurang diinginkan dalam unit penanganan limbah secara biologis karena tidak mengendap dengan baik.
3. Protozoa
Protozoa yang ditemukan dalam sistem penanganan aerobik termasuk flagelata, ciliata yang bebas bergerak dan ciliata batang yang terikat pada partikel padatan. Protozoa penting dalam penanganan limbah karena organisme ini akan memakan bakteri sehingga jumlah sel bakteri yang ada tidak berlebihan. Di samping itu, protozoa akan mengurangi bahan organik yang tidak dimetabolisme dalam sistem penanganan dan membantu menghasilkan efluen dengan mutu yang lebih tinggi dan jernih.
Unit lumpur aktif yang bebas dari protozoa menghasilkan efluen yang lebih keruh. Kekeruhan ini disebabkan oleh adanya sejumlah besar bakteri yang terdispersi. Sebagai hasilnaya, BOD dan padatan yang tidak terendapkan dari efluen tinggi. Penambahan protozoa ciliata akan meningkatkan mutu efluen dan menurunkan jumlah bakteri.
4. Ganggang
Komposisi sel ganggang dapat dinyatakan dengan C106H180O45N16P. Dalam proses penguraian limbah secara mikrobiologis, ganggang bersimbiosis dengan bakteri, dimana ganggang memperoleh energi dari sinar matahari dan menggunakan bahan anorganik yang digambarkan sebagai berikut :
CO2 + H2O + NO3 + PO4 + energi cahaya C106H180O45N16P + O2
Oksigen dilepas ke lingkungan dan digunakan oleh bakteri pada waktu metabolisme bahan-bahan organik.
Pengolahan Air Limbah Secara Mikrobiologis
Sejalan dengan perkembangan kehidupan manusia dan kegiatannya, maka timbul pula berbagai jenis dan jumlah bahan sisa dalam waktu yang relatif sangat singkat, senyawa organik tadi secara aeorob maupun secara anaerob. Denan adanya oksigen, mikroba aerob akan mengoksidasi senyawa organik senyawa membentuk sel-sel baru dan bentuk yang lebih stabil disamping menghasilkan CO2, NH3, dan H2O, sedangkan mikraoba anaerob dengan tidak adanya oksigen akan mengoksidasi senyawa organik menjadi sel-sel baru dan senyawa akhir seperti CH4, CO2, NH3 dan lain-lain.
Secara aerob :
Sel baru
Senyawa organik + Mikroba + O2
CO2, NH3, H2O
Sedangkan secara anaerob :
Sel baru
Senyawa organik + Mikroba Sel baru
Asinogen Alkohol + mikroba
metanogen CH4, H2O, H2S
NH3, CO2
Kecepatan reaksi mikrobilogis ini dikontrol oleh adanya enzim sebagai katalis biologis yang dihasilkan oleh mikroba. Enzim mempunyai spesifik yang tinggi, mengkatalisanya hanya reaksi yang khusus dan dipengaruhi oleh beberapa faktor lingkungan : suhu, pH, dan lain sebagainya. Macam-macam enzim yang sering dijumpai dalam proses mikrobiologis antara lain : hidrolase, reduktase, oksidase, lipase, amilase, fosfatase dan lain-lain.
Pada proses aerob dimana oksigen merupakan faktor yang harus ada. Ada tiga tipe proses aerob, yaitu :
1. Tricking Filter ( Saringan Tetes )
Tricking filter merupakan salah satu aplikasi pengolahan limbah cair dengan menggunakan teknologi biofilm. Proses biologis yang terjadi pada biofilm adalah pseudo steady state, yaitu pengabaian reaksi pertumbuhan biofilm dan difusi substrat pada suatu skala waktu tertentu
Saringan tetes dirancang untuk menangani limbah cair yang encer. Saringan tetes bukan filter tetapi unit-unit oksidasi aerob yang menyerap dan mengoksidasi bahan organik dalam limbah yang melalui media filter. Media yang dalam saringan tetes umumnya adalah hancuran batu atau karang dengan ukuran besar, umumnya 2 sampai 4 inci, atau media plastik dengan berbagai konfigurasi.
Bakteri fakultatif heterotrofik merupakan populasi mikroorganisme terbesar dalam saringan tetes Protozoa dan bentuk-bentuk kehidupan hewan yang lebih tinggi terdapat dalam saringan dan ganggang akan tumbuh dalam permukaan saringan yang muatannya tidak berlebihan, tetapi tidak akan tumbuh dibawah permukaan karena sinar matahari tidak dapat tembus. Bahan organik di dalam air limbah akan merangsang pertumbuhan biologik pada permukaan media. Bahan organik tersebut akan diuraiakan oleh mikroorganisme yang menempel pada media filter. Bahan organik sebagai substrat yang terlarut dalam limbah cair diabsorbsi biofilm (lapisan berlendir). Pada bagian luar lapisan biofilm, bahan organik diuraikan mikroorganisme aerob. Pertumbuhan mikroorganisme akan mempertebal lapisan biofilm. Oksigen yang terdifusi dapat dikonsumsi sebelum biofilm mencapai ketebalan maksimium. Apabila mencapai ketebalan penuh, oksigen tidak mencapai penetrasi secara penuh, sehingga bagian dalam atau permukaan media menjadi anaerob.
Pada saat lapisan biofilm mengalami penambahan ketebalan, bahan organik yang diabsorbsi dapat diuraikan oleh mikroorganisme, namun tudak dapat mencapai mikroorganisme yang berada di permukaan media. Dengan kata lain, tidak tersedia bahan organik untuk sel karbon pada bagian permukaan media, sehingga organisme pada bagian permukaan akan mengalami fase indegenous (mati). Pada akhirnya, mikroorganisme sebagai biofilm tersebut akan lepas dari media dan cairan yang masuk akan turut melepas dan mendorong biofilm keluar. Setelah itu, lapisan biofilm baru akan segera tumbuh. Penting diperhatikan agar pertumbuhan mikroba tidak dibunuh oleh kondisi toksik dalam limbah karena penyaring tidak akan berfungsi pada efisiensi yang telah dirancang sampai prtumbuhan mapan kembali yang dapat memakan waktu yang lama.
2. Activated Sludge ( Lumpur Aktif)
Sistem pengolahan lumpur aktif adalah pengolahan dengan cara membiakkan bakteri aerobik dalam tangki aerase yang bertujuan untuk menurunkan organik karbon atau organik nitrogen. Dalam penurunan organik karbon, bakteri yang berperan adalah bekteri heterotrifik. Sumber energi berasal dari oksidasi senyawa organik dan sumber karbon yang bersal dari organik karbon. BOD atau COD dipakai sebagai ukuran atau satuan yang menyatakan konsentrasi organik karbon yang selanjutnya disebut substrat.
Proses activated sludge didasarkan atas pengguanaan sejumlah mikroba yang terdapat dalam bentuk flog tersuspensi akibat agitasi, sehingga akan terjadi kontak dengan senyawa organik dalam air limbah dalam frekuensi yang sering. Agitasi ini dapat dilakukan dengan agitasi mekanik dengan turbin atau dengan mengalirkan udara (aerasi).
Pada proses lumpur aktif terdiri atas 2 tangki yaitu, tangki aerasi dimana terjadi reaksi penguraian zat organik secara biokimia oleh mikroba dalam keadaan cukup oksigen dan tangki biosolid tempat lumpur aktif dipisahkan dari cairan.
Air limbah bersama lumpur aktif masuk ke dalam tangki aerasi, dimana dilakukan aerasi terus-menerus untuk memberikan oksigen. Di dalam tangki aerasi ini, terjadi reaksi penguraian zat organik yang terkandung di dalam air limbah secara biokimia oleh mikroba yang terkandung di dalam lumpur aktif menjadi gas CO2 dan sel baru. Jumlah mikroba dalam tangki aerasi akan bertambah banyak dengan dihasilkannya sel-sel baru.
Reaksi oksidasi dan sintesis sel yang terjadi adalah sebagai berikut:
Reaksi Oksidasi
CHONS + O2 + Nutrien BAKTERI CO2 + NH3 + C5H7NO2
biomassa
Sintesis/ Respirasi BAKTERI
C5H7NO2 + 5O2 5 CO2 + H2O + NH3 + Energi
3. Waste Stabilitation Ponds /Oxydation Ponds ( Kolam Stabilisasi/ Oksidasi)
Kolam oksidasi mirip kolam dangkal yang kedalamannya 1-1,5 m, berstruktur tanggul dengan luas permukaan yang besar untuk mempertahankan kondisi aerobik. Di daerah di mana lahan relatif datar dan harganya murah, kolam oksidasi akan lebih ekonomis dibandingkan jenis penanganan biologik aerobik lainnya. Efluen (limbah buangan) yang dihasilkan cukup stabil. Hambatan penggunaan sistem ini adalah membutuhkan lahan yang luas, sistem cenderung anaerobik bila bahan organik berlebihan dan terjadi perubahan suhu. Masalah yang dihadapi adalah bau yang timbul karena pergantian musim dari kondisi aerobik menjadi aerobik. Untuk mencegah hal ini dapat ditambahkan oksidator seperti penambahan nitrat. Penanganan limbah dengan sistem ini membutuhkan waktu beberapa minggu atau bulan.
Pada kolam oksidasi terdapat bakteri dan ganggang (algae) yang merupakan mikroorganisme kunci dalam kolam oksidasi.Bakteri hetrotrofik bertanggung jawab untuk stabilisasi bahan organik dalam kolam.Ketika limbah organik dimetabolisme oleh bakteri yang menghasilkan produk akhir yang dapat digunakan oleh ganggang. Karena adanya sinar matahari maka terjadi proses fotosintesis yang menghasilkan oksigen. Bakteri bertanggung jawab untuk proses-proses oksidasi dan reduksi dan ganggang memegang peranan dalam menggunakan kelebihan karbon dioksida untuk menghasilkan oksigen.
Proses Biologis (Mikrobiologis) Aerob yang Lain
Proses pengolahan limbah indusri lain yang dilakukan dengan cara mikrobiolgis aerob adalah dengan proses penghilangan nitrogen (Nitrifikasi). Nitrifikasi dapat didefenisikan sebagai konversi biologis nitrogen dari komponen organik atau anorganik dari bentuk tereduksi ke bentuk teroksidasi.Nitrifikasi adalah reaksi yang bersifat eksotermal.Pada penanganan polusi air, nitrifikasi adalah proses biologis yang akan mengoksidasi ion amonium menjadi bentuk nitrit atau nitrat.
Bakteri nitrifikasi yang dikenal untuk proses nitrifikasi adalah Nitrosomonas yang mengoksidasi amoniak menjadi nitrit dan Nitrobacter menjadi nitrat. Secara singkat reaksi perubahannya adalah sebagai berikut :
NH4+ + CO2 + O2 NITROSOMONAS Biomassa + NO2- + H2O + H+
Kemudian dilanjutkan dengan proses nitratasi sebagai berikut :
NO2- + CO2 + O2 NITROBACTER Biomassa + NO- + H+
Bakteri-bakteri lain yang mampu mengoksidasi amonia menjadi nitrit antara lain bakteri-bakteri dari genus Nitrosospira, Nitrosococcus, dan Nitrocystis. Sedangkan bakteri yang mampu mengoksidasi nitrit menjadi nitrat selain Nitrobacter tersebut, juga dari genus Nitrogleoea dan Nitrocystis.Dan masih banyak mikroba lain dari jenis bakteri heterotrofik dan kapang yang juga dikenal sebagai organisme nitrifikasi.
Pada dasarnya faktor-faktor yang berpegaruh pada nitrifikasi antara lain adalah waktu retensi ( SRT ), oksigen terlarut, suhu, pH, dan konsentrasi amonia dan nitrit.
a) Waktu Retensi
Waktu retensi adalah waktu generasi mikroba yang berhubungan dengan jumlah energi yang dibutuhkan selama proses oksidasi. Proses nitrifikasi ini tergantung dari metabolisme mikroba aerob dan mikroba untuk proses nitrifikasi mempunyai waktu generasi yang panjang yaitu dapat menjadi 10 jam atau lebih tergantung dari lingkungan mikroba itu berada. Waktu retensi minimum dari penanganan nitrifikasi harus lebih lama daripada laju pertumbuhan mikroba dan juga tergantung dari suhu proses dan konsentrasi bahan-bahan penghambat.
b) Oksigen Terlarut
Ketersediaan oksigen terlarut sangat dibutuhkan untuk menunjang kehidupan bakteri nitrifikasi. Kepekaan mikroba nitrifikasi terhadap rendahnya kadar oksigen terlarut merupakan salah satu penyebab mikroba ini sulit untuk aktif dan berkembang biak.
c) Suhu
Nitrifikasi dapat berlangsung dengan baik pada suhu 30oC – 36oC. . Nitrifikasi yang dilakukan pada suhu optimumnya akan menyebabkan laju pertumbuhan mikroba akan lambat dan berakibat pada peningkatan waktu retensinya. Pada kondisi tersebut proses nitrifikasi akan tetap walaupun pada waktu yang lebih lama.
d) pH
Pada umumnya mikroba nitrifikasi mempunyai pH pertumbuhan optimum pada rentangan basa, yakni antara 7,5 – 8,5.
e) Konsentrasi Amonia dan Nitrit
Ion amonia ( NH4+ ) adalah salah satu sumber energi untuk bakteri nitrifikasi tetapi, apabila jumlahnya berlebihan maka akan menghambat pertumbuhan bakteri tersebut, di samping karena menghambat proses oksidasi sebab keterbatasan oksigen tetapi juga, karena konsentrasi nitrit yang tinggi dapat mereduksi aktivitas bakteri dalam kondisi asam.
Proses penguraian nitrat tersebut akan terus berlanjut hingga menghasilkan nitrogen sebagai produk akhir, melalui proses denitrifikasi yang bersifat anaerob.
KESIMPULAN
2.1. Kesimpulan
Demikianlah ulasan mengenai Limbah Organik Cair semoga bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya dan menambah wawasan dalam bidang ilmu pengetahuan dan teknologi. sekian dari kami sampai jumpa lagi di teori berikutnya.
MEKANISME PENGURAIAN LIMBAH CAIR ORGANIK
SECARA AEROB
- Pengertian Limbah
Limbah adalah buangan yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomi dan dapat merusak lingkungan itu sendiri. Bila ditinjau secara kimiawi, limbah digolongkan atas limbah organik dan limbah anorganik.
Pengolahan limbah secara mikrobiologis telah diterapkan dengan luas terutama terhadap limbah cair yang berasal dari buangan industri dan rumah tangga dan lain-lain. Limbah industri adalah hasil samping dari kegiatan suatu industri yang dibuang karena sulit diproses ataupun jika diproses kembali maka biaya operasionalnya menjadi tidak ekonomis.
Keterkaitan komponen dalam proses pembentukan limbah ditunjukkan dalam gambar berikut ini.
|
Bahan baku primer Produk
Bahan baku sekunder
Limbah Pengguna
Gbr.1.1. Proses Pembentukan Limbah
Adapun yang akan kita bahas adalah mengenai limbah cair organik. Di mana limbah cair organik dapat diartikan sebagai gabungan atau campuran dari air dan bahan-bahan organik yang terbawa oleh air, baik dalam keadaan terlarut maupun tersuspensiyang terbuang dari sumber domestik, industri dan sebagainya.
- Sumber-Sumber Limbah Cair Organik
Ø Aktivitas manusia (Human Sources)
Beberapa jenis aktivitas manusia yang menghasilkan limbah cair adalah aktivitas dalam bidang rumah tangga, perkantoran, perdagangan, perindustrian, dan pelayanan jasa. Aktivitas dalam bidang perindustrian juga sangat bervariasi. Variasi kegiatan bidang perindustrian dipengaruhi oleh faktor jenis bahan baku yang diolah/ diproses, jenis bahan jadi yang dihasilkan, kapasitas produksi, teknik/jenis proses produksi yang diterapkan, dan sebagainya.Berikut beberapa jenis industri yang menghasilkan limbah cair.
Tabel.1.1. Komponen limbah cair dari berbagai jenis industri
| No. | Jenis Industri | Komponen Limbah Cair |
| 1. | Industri Etanol | Ø Air bekas pencucian tangki dan alat lain Ø Limbah bahan sisa fermentasi Ø Minyak fusel, salah satu fraksi dari kolom destilasi. |
| 2. | Industri Karet | Ø Air dari sisa pemprosesan Ø Sedikit latex yang tidak menggumpal Ø Serum yang mengandung bahan organik dan anorganik. |
| 3. | Industri Minyak Kelapa Sawit | Ø Limbah cair dari kegiatan sterilisasi, penjernihan,dan hidrosiklon Ø Air cuci dari kegiatan pemerasan minyak, pemisahan biji atau serat, dan pencucian daging dalam. |
| 4. | Industri Pulp dan Kertas | Ø Air pencucian pulp setelah pemasakan dan pemisahan secara mekanis Ø Air dari proses pengelantangan konvensional dengan klor dan penghilangan lignin pada pembuatan pulp secara kimiawi. |
| 5. | Industri Gula | Ø Air pendingin dan kondensor barometrik Ø Air dari proses pencucian pada penghilangan warna, pencucian endapan saringan, dan pencucian alat. |
| 6. | Industri Pupuk Nitrogen | Ø Kondensat yang mengandung amonia, nitrogen organik, urea, dan metanol. Ø Buangan dari sistem pengolahan air, demineralisasi, air ketel, dan air pendingin, absorber, dan tangki penyimpan bahan. |
| 7. | Industri Tekstil | Limbah cair dari proses pengkajian, penghilangan kanji, pengelantangan, pewarnaan,pencetakan dan proses penyempurnaan. |
Ø Natural Sources
Hujan merupakan aktivitas alam yang menghasilkan limbah cair yang disebut air larian. Air hujan yang mengalir di atas permukaan tanah akan menjadi air permukaan yang dapat masuk ke saluran limbah cair rumah tangga, sebagai air luapan.
- Komposisi Dan Karakteristik Limbah Cair Organik
Sesuai dengan sumbernya maka limbah cair mempunyai komposisi yang sangat bervariasi dari setiap tempat dan proses. Akan tetapi, secara garis besar zat-zat yang terkandung dalam limbah cair dapat dikelompokkan seperti pada skema dibawah ini :
Air Limbah
Air Bahan Padat
Organik Anorganik
- Protein – Butiran-butiran
- Karbohidrat – Garam-garam
- Lemak – Logam-logam
- Amoniak
- Senyawa nitrit dan nitrat
- Dan asam-asam organik
Air limbah yang berasal dari suatu industri sangat ditentukan oleh jenis-jenis industri itu sendiri. Untuk mengetahui kadar dan zat yang terkandung dalam air limbah tersebut, maka ada beberapa parameter yang perlu mendapat perhatian dari setiap jenis industri.
Ø Karakteristik Limbah Cair Organik
Karakteristik limbah cair diketahui dari berbagai parameter kualitas limbah cair tesebut. Parameter kualitas limbah cair yang penting diketahui adalah :
1.Bahan Padat Tersuspensi
Bahan padat tersuspensi adalah bahan padat yang dapat dihilangkan pada penyaringan (filtration) melalui media standar halus dengan diameter 1 mikron. Badan padat tersuspensi dikelompokkan lagi menjadi bahan padat yang tetap (fixed solids) dan yang menguap (volatile solids). Bahan padat yang menguap merupakan bahan yang bersifat organik yang diharapkan dapat dihilangkan melalui penguraian biologis atau pembakaran. Bahan padat tetap merupakan bahan padat yang sifatnya tetap. Bahan padat tersuspensi juga dapat dikelompokkan menjadi bahan padat yang dapat diendapkan (settleable solids) dan bahan padat yang tidak dapat diendapkan (nonsettleable solids) secara normal.
2.Bahan Padat Terlarut
Bahan padat terlarut adalah bahan padat yang terdapat dalam filtrat yang diperoleh setelah penghilangan bahan padat tersuspensi. Bahan ini mewakili garam-garam dalam larutan, termasuk garam-garam mineral dari penyediaan bagian air. Bahan padat terlarut penting terutama apabila limbah cair akan digunakan kembali setelah pengolahan. Bahan padat terlarut tidak dapat dihilangkan melalui pengolahan konvensional.
3.BOD ( Biochemical Oxygen Demand )
BOD (Kebutuhan Oksigen Biokimia) adalah ukuran kandungan bahan organik dalam limbah cair. BOD ditentukan dengan mengukur jumlah oksigen yang diserap oleh sampel limbah cair akibat adanya mikroorganisme selama satuperiode waktu tertentu, biasanya lima hari, pada satu temperatur tertentu, umunya 200 C. BOD merupakan ukuran utama kekuatan suatu limbah. BOD juga merupakan petunjuk dari pengaruh yang diperkirakan terjadi pada badan air penerima berkaitan dengan pengurangan kandungan oksigennya. Secar umum, derjat pengolahan yang dicapai oleh bangunan pengolahan harus sipilih sedemikian rupa sehingga BOD efluent tidak akan menurunkan derajat kandungan oksigen sampai tingkat tertentu pada badan air penerima agar badan air dapat tetap berfungsi sesuai peruntukannya.
4.COD ( Chemical Oxygen Demand )
Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD) merupakan ukuran persyratan kebutuhan oksidasi sampel yang beada pada kondisi tertentu, yang ditentukan dengan menggunakan suatu oksidan kimiawi. Pada suatu sistem tertentu terdapat hubungan COD dengan BOD, tetapi bervariasi antara yang satu dengan yang lain.
5.TOC ( Total Organic Carbon )
Karbon Orga nik Total (TOC) mengukur semua bahan yang bersifat organik. TOC diukur dengan konversi karbon organik dalam air limbah secara oksidasi, katalitik, pada suhu 9000 C, menjadi karbondioksida.
6.TOD ( Total Oxygen Demand)
Kebutuhan Oksigen Total (TOD) dari suatu bahan, didefenisikan sebagai jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran semua bahan pada suhu 9000 C menggunakan katalis Platinum.
7.pH
pH limbah cair adalah ukuran keasaman (acility) atau kebasaan (alkilinity) limbah cair. pH menunjukkan perlu atau tidaknya pengolakhan pendahuluan (pretreatment) untuk mencegah terjadinya gangguan pada proses pengolahan limbah cair secara konvensional. Secara umum dapat dikatakan bahwa pH limbah cair domestik adalah mendekati netral.
8.DO ( Dissolved Oxygen)
Oksigen Terlarut (DO) penting dalam pengoperasian sistem saluran pembuangan maupun bangunan pengolahan limbah cair. Derajat kandungan oksigen pada limbah cair sangat bervariasi dan sama sekali tidak stabil. Tujuan pengelolaan limbah cair sebelum diolah adalah memelihara kandungan oksigen terlatut dan cukup untuk mencegah terjadinya kondisi anaerobik. Pada efluen yang telah diolah, derajat kandunagan oksigen 1 atau 2 mg per liter dapat dicapai.
9.Kandungan Nitrogen
Dalam bahan limbah Nitrogen dapat berda dalam bentuk-bentuk amonia tereduksi sampai senyawa nitrat teroksidasi. Konsentrasi tinng dari berbagai bentuk nitrogen beracun terhadap fauna dan flora tertentu. Bentuk yang paling umum dari nitrogen yang ditemukan dalam air limbah adalah amoniak, protein, nitrit, dan nitrat. Polutan ini dapat diukur dengan metode nitrogen Kjeldahl total.
4. Mekanisme Pengurain Limbah Cair Organik Secara Aerob
Proses pengolahan air limbah secara mikrobiologis aerob adalah pemanfaatan aktivitas mikroba aerob dalam kondisi aerob untuk menguraikan zat organik yang terdapat dalam air limbah menjadi zat inorganik yang stabil dan tidak memberikan dampak pencemaran terhadap lingkungan. Mikroba aerob ini sebenarnya sudah terdapat di alam dalam jumlah yang tidak terbatas dan selalu diperoleh dengan sangat mudah. Dalam kapasitas yang terbatas, alam sendiri sudah mampu menetralisir zat organik yang ada dalam limbah. Namun, dalam kuantitas limbah yang sangat banyak diproduksi sebagai hasil sampingan dari sekian banyak industri, perlu diadakan usaha pengolahan limbah untuk menjaga kelestarian alam di samping mendapatkan produk baru yang mempunyai nilai yang ekonomis.
Mikroba aerob yang berperan dalam proses mikrobiologis aerob antara lain :
1. Bakteri
Dalam air dan penanganan air limbah bakteri penting karena kultur bakteri dapat digunakan untuk menghilangkan bahan organik dan mineral-mineral yang tidak diinginkan dari air limbah. Kebanyakan bakteri adalah kemoheterotrofik yaitu menggunakan bahan organik sebagai sumber energi dan karbon. Beberapa spesies mengoksidasi senyawa-senyawa anorganik tereduksi seperti NH untuk energi dan menggunakan CO2 sebagai sumber karbon. Bakteri kemoheterotrofik merupakan bakteri terpenting dalam pengolahan air limbah karena bakteri ini akan memecah bahan-bahan organik, mengoksidasi amoniak nitrogen menjadi nitrogen nitrat terutama oleh bakteri nitrifikasi.
Bagian reaktif dari sel bakteri adalah membran sitoplasmik. Semua bahan organik atau anorganik yang akan dimetabolisme oleh sel harus melalui membran. Mekanisme transport dari sebagian besar molekul yang melalui membran diduga disebabkan karena reaksi-reaksi dengan sistem enzim spesifik yang disebut permease. Molekul-molekul yang tidak mempunyai sistem permease tidak dapat memasuki sel dan oleh karenanya tidak dimetabolisme. Hal ini menjelaskan bahwa bakteri menggunakan nutrien secara selektif dan alasan mengapa diperlukan kultur campuran dalam penanganan air limbah.
Jenis-jenis bakteri yang berperan penting dalam penguraian limbah organik secara aerob antara lain: Zooglea ramigera, Escherichia coli, Alcaligenes sp, Bacillus sp, Corynebacterium sp, Nocardia sp.
2. Kapang / Jamur
Kapang adalah mikroorganisme nonfotosintetik, bersel jamak, aerob, bercabang, berfilamen yang memetabolisme makanan yang tidak terlarut. Komposisi sel kapang dapat dinyatakan secara empiris dengan C10H17O6N. Kapang tidak aktif dalam proses anaerob. Karena sel kapang berisi lebih sedikit nitrogen dari ada sel bakteri, kapang akan berkompetisi lebih baik dalam limbah yang mempunyai kadar nitrogen yang rendah daripada yang dibutuhkan untuk sintesis bakteri. Sifat filamen dari kapang membuat organisme ini kurang diinginkan dalam unit penanganan limbah secara biologis karena tidak mengendap dengan baik.
3. Protozoa
Protozoa yang ditemukan dalam sistem penanganan aerobik termasuk flagelata, ciliata yang bebas bergerak dan ciliata batang yang terikat pada partikel padatan. Protozoa penting dalam penanganan limbah karena organisme ini akan memakan bakteri sehingga jumlah sel bakteri yang ada tidak berlebihan. Di samping itu, protozoa akan mengurangi bahan organik yang tidak dimetabolisme dalam sistem penanganan dan membantu menghasilkan efluen dengan mutu yang lebih tinggi dan jernih.
Unit lumpur aktif yang bebas dari protozoa menghasilkan efluen yang lebih keruh. Kekeruhan ini disebabkan oleh adanya sejumlah besar bakteri yang terdispersi. Sebagai hasilnaya, BOD dan padatan yang tidak terendapkan dari efluen tinggi. Penambahan protozoa ciliata akan meningkatkan mutu efluen dan menurunkan jumlah bakteri.
4. Ganggang
Komposisi sel ganggang dapat dinyatakan dengan C106H180O45N16P. Dalam proses penguraian limbah secara mikrobiologis, ganggang bersimbiosis dengan bakteri, dimana ganggang memperoleh energi dari sinar matahari dan menggunakan bahan anorganik yang digambarkan sebagai berikut :
CO2 + H2O + NO3 + PO4 + energi cahaya C106H180O45N16P + O2
Oksigen dilepas ke lingkungan dan digunakan oleh bakteri pada waktu metabolisme bahan-bahan organik.
Pengolahan Air Limbah Secara Mikrobiologis
Sejalan dengan perkembangan kehidupan manusia dan kegiatannya, maka timbul pula berbagai jenis dan jumlah bahan sisa dalam waktu yang relatif sangat singkat, senyawa organik tadi secara aeorob maupun secara anaerob. Denan adanya oksigen, mikroba aerob akan mengoksidasi senyawa organik senyawa membentuk sel-sel baru dan bentuk yang lebih stabil disamping menghasilkan CO2, NH3, dan H2O, sedangkan mikraoba anaerob dengan tidak adanya oksigen akan mengoksidasi senyawa organik menjadi sel-sel baru dan senyawa akhir seperti CH4, CO2, NH3 dan lain-lain.
Secara aerob :
Sel baru
Senyawa organik + Mikroba + O2
CO2, NH3, H2O
Sedangkan secara anaerob :
Sel baru
Senyawa organik + Mikroba Sel baru
Asinogen Alkohol + mikroba
metanogen CH4, H2O, H2S
NH3, CO2
Kecepatan reaksi mikrobilogis ini dikontrol oleh adanya enzim sebagai katalis biologis yang dihasilkan oleh mikroba. Enzim mempunyai spesifik yang tinggi, mengkatalisanya hanya reaksi yang khusus dan dipengaruhi oleh beberapa faktor lingkungan : suhu, pH, dan lain sebagainya. Macam-macam enzim yang sering dijumpai dalam proses mikrobiologis antara lain : hidrolase, reduktase, oksidase, lipase, amilase, fosfatase dan lain-lain.
Pada proses aerob dimana oksigen merupakan faktor yang harus ada. Ada tiga tipe proses aerob, yaitu :
1. Tricking Filter ( Saringan Tetes )
Tricking filter merupakan salah satu aplikasi pengolahan limbah cair dengan menggunakan teknologi biofilm. Proses biologis yang terjadi pada biofilm adalah pseudo steady state, yaitu pengabaian reaksi pertumbuhan biofilm dan difusi substrat pada suatu skala waktu tertentu
Saringan tetes dirancang untuk menangani limbah cair yang encer. Saringan tetes bukan filter tetapi unit-unit oksidasi aerob yang menyerap dan mengoksidasi bahan organik dalam limbah yang melalui media filter. Media yang dalam saringan tetes umumnya adalah hancuran batu atau karang dengan ukuran besar, umumnya 2 sampai 4 inci, atau media plastik dengan berbagai konfigurasi.
Bakteri fakultatif heterotrofik merupakan populasi mikroorganisme terbesar dalam saringan tetes Protozoa dan bentuk-bentuk kehidupan hewan yang lebih tinggi terdapat dalam saringan dan ganggang akan tumbuh dalam permukaan saringan yang muatannya tidak berlebihan, tetapi tidak akan tumbuh dibawah permukaan karena sinar matahari tidak dapat tembus. Bahan organik di dalam air limbah akan merangsang pertumbuhan biologik pada permukaan media. Bahan organik tersebut akan diuraiakan oleh mikroorganisme yang menempel pada media filter. Bahan organik sebagai substrat yang terlarut dalam limbah cair diabsorbsi biofilm (lapisan berlendir). Pada bagian luar lapisan biofilm, bahan organik diuraikan mikroorganisme aerob. Pertumbuhan mikroorganisme akan mempertebal lapisan biofilm. Oksigen yang terdifusi dapat dikonsumsi sebelum biofilm mencapai ketebalan maksimium. Apabila mencapai ketebalan penuh, oksigen tidak mencapai penetrasi secara penuh, sehingga bagian dalam atau permukaan media menjadi anaerob.
Pada saat lapisan biofilm mengalami penambahan ketebalan, bahan organik yang diabsorbsi dapat diuraikan oleh mikroorganisme, namun tudak dapat mencapai mikroorganisme yang berada di permukaan media. Dengan kata lain, tidak tersedia bahan organik untuk sel karbon pada bagian permukaan media, sehingga organisme pada bagian permukaan akan mengalami fase indegenous (mati). Pada akhirnya, mikroorganisme sebagai biofilm tersebut akan lepas dari media dan cairan yang masuk akan turut melepas dan mendorong biofilm keluar. Setelah itu, lapisan biofilm baru akan segera tumbuh. Penting diperhatikan agar pertumbuhan mikroba tidak dibunuh oleh kondisi toksik dalam limbah karena penyaring tidak akan berfungsi pada efisiensi yang telah dirancang sampai prtumbuhan mapan kembali yang dapat memakan waktu yang lama.
2. Activated Sludge ( Lumpur Aktif)
Sistem pengolahan lumpur aktif adalah pengolahan dengan cara membiakkan bakteri aerobik dalam tangki aerase yang bertujuan untuk menurunkan organik karbon atau organik nitrogen. Dalam penurunan organik karbon, bakteri yang berperan adalah bekteri heterotrifik. Sumber energi berasal dari oksidasi senyawa organik dan sumber karbon yang bersal dari organik karbon. BOD atau COD dipakai sebagai ukuran atau satuan yang menyatakan konsentrasi organik karbon yang selanjutnya disebut substrat.
Proses activated sludge didasarkan atas pengguanaan sejumlah mikroba yang terdapat dalam bentuk flog tersuspensi akibat agitasi, sehingga akan terjadi kontak dengan senyawa organik dalam air limbah dalam frekuensi yang sering. Agitasi ini dapat dilakukan dengan agitasi mekanik dengan turbin atau dengan mengalirkan udara (aerasi).
Pada proses lumpur aktif terdiri atas 2 tangki yaitu, tangki aerasi dimana terjadi reaksi penguraian zat organik secara biokimia oleh mikroba dalam keadaan cukup oksigen dan tangki biosolid tempat lumpur aktif dipisahkan dari cairan.
Air limbah bersama lumpur aktif masuk ke dalam tangki aerasi, dimana dilakukan aerasi terus-menerus untuk memberikan oksigen. Di dalam tangki aerasi ini, terjadi reaksi penguraian zat organik yang terkandung di dalam air limbah secara biokimia oleh mikroba yang terkandung di dalam lumpur aktif menjadi gas CO2 dan sel baru. Jumlah mikroba dalam tangki aerasi akan bertambah banyak dengan dihasilkannya sel-sel baru.
Reaksi oksidasi dan sintesis sel yang terjadi adalah sebagai berikut:
Reaksi Oksidasi
CHONS + O2 + Nutrien BAKTERI CO2 + NH3 + C5H7NO2
biomassa
Sintesis/ Respirasi BAKTERI
C5H7NO2 + 5O2 5 CO2 + H2O + NH3 + Energi
3. Waste Stabilitation Ponds /Oxydation Ponds ( Kolam Stabilisasi/ Oksidasi)
Kolam oksidasi mirip kolam dangkal yang kedalamannya 1-1,5 m, berstruktur tanggul dengan luas permukaan yang besar untuk mempertahankan kondisi aerobik. Di daerah di mana lahan relatif datar dan harganya murah, kolam oksidasi akan lebih ekonomis dibandingkan jenis penanganan biologik aerobik lainnya. Efluen (limbah buangan) yang dihasilkan cukup stabil. Hambatan penggunaan sistem ini adalah membutuhkan lahan yang luas, sistem cenderung anaerobik bila bahan organik berlebihan dan terjadi perubahan suhu. Masalah yang dihadapi adalah bau yang timbul karena pergantian musim dari kondisi aerobik menjadi aerobik. Untuk mencegah hal ini dapat ditambahkan oksidator seperti penambahan nitrat. Penanganan limbah dengan sistem ini membutuhkan waktu beberapa minggu atau bulan.
Pada kolam oksidasi terdapat bakteri dan ganggang (algae) yang merupakan mikroorganisme kunci dalam kolam oksidasi.Bakteri hetrotrofik bertanggung jawab untuk stabilisasi bahan organik dalam kolam.Ketika limbah organik dimetabolisme oleh bakteri yang menghasilkan produk akhir yang dapat digunakan oleh ganggang. Karena adanya sinar matahari maka terjadi proses fotosintesis yang menghasilkan oksigen. Bakteri bertanggung jawab untuk proses-proses oksidasi dan reduksi dan ganggang memegang peranan dalam menggunakan kelebihan karbon dioksida untuk menghasilkan oksigen.
Proses Biologis (Mikrobiologis) Aerob yang Lain
Proses pengolahan limbah indusri lain yang dilakukan dengan cara mikrobiolgis aerob adalah dengan proses penghilangan nitrogen (Nitrifikasi). Nitrifikasi dapat didefenisikan sebagai konversi biologis nitrogen dari komponen organik atau anorganik dari bentuk tereduksi ke bentuk teroksidasi.Nitrifikasi adalah reaksi yang bersifat eksotermal.Pada penanganan polusi air, nitrifikasi adalah proses biologis yang akan mengoksidasi ion amonium menjadi bentuk nitrit atau nitrat.
Bakteri nitrifikasi yang dikenal untuk proses nitrifikasi adalah Nitrosomonas yang mengoksidasi amoniak menjadi nitrit dan Nitrobacter menjadi nitrat. Secara singkat reaksi perubahannya adalah sebagai berikut :
NH4+ + CO2 + O2 NITROSOMONAS Biomassa + NO2- + H2O + H+
Kemudian dilanjutkan dengan proses nitratasi sebagai berikut :
NO2- + CO2 + O2 NITROBACTER Biomassa + NO- + H+
Bakteri-bakteri lain yang mampu mengoksidasi amonia menjadi nitrit antara lain bakteri-bakteri dari genus Nitrosospira, Nitrosococcus, dan Nitrocystis. Sedangkan bakteri yang mampu mengoksidasi nitrit menjadi nitrat selain Nitrobacter tersebut, juga dari genus Nitrogleoea dan Nitrocystis.Dan masih banyak mikroba lain dari jenis bakteri heterotrofik dan kapang yang juga dikenal sebagai organisme nitrifikasi.
Pada dasarnya faktor-faktor yang berpegaruh pada nitrifikasi antara lain adalah waktu retensi ( SRT ), oksigen terlarut, suhu, pH, dan konsentrasi amonia dan nitrit.
a) Waktu Retensi
Waktu retensi adalah waktu generasi mikroba yang berhubungan dengan jumlah energi yang dibutuhkan selama proses oksidasi. Proses nitrifikasi ini tergantung dari metabolisme mikroba aerob dan mikroba untuk proses nitrifikasi mempunyai waktu generasi yang panjang yaitu dapat menjadi 10 jam atau lebih tergantung dari lingkungan mikroba itu berada. Waktu retensi minimum dari penanganan nitrifikasi harus lebih lama daripada laju pertumbuhan mikroba dan juga tergantung dari suhu proses dan konsentrasi bahan-bahan penghambat.
b) Oksigen Terlarut
Ketersediaan oksigen terlarut sangat dibutuhkan untuk menunjang kehidupan bakteri nitrifikasi. Kepekaan mikroba nitrifikasi terhadap rendahnya kadar oksigen terlarut merupakan salah satu penyebab mikroba ini sulit untuk aktif dan berkembang biak.
c) Suhu
Nitrifikasi dapat berlangsung dengan baik pada suhu 30oC – 36oC. . Nitrifikasi yang dilakukan pada suhu optimumnya akan menyebabkan laju pertumbuhan mikroba akan lambat dan berakibat pada peningkatan waktu retensinya. Pada kondisi tersebut proses nitrifikasi akan tetap walaupun pada waktu yang lebih lama.
d) pH
Pada umumnya mikroba nitrifikasi mempunyai pH pertumbuhan optimum pada rentangan basa, yakni antara 7,5 – 8,5.
e) Konsentrasi Amonia dan Nitrit
Ion amonia ( NH4+ ) adalah salah satu sumber energi untuk bakteri nitrifikasi tetapi, apabila jumlahnya berlebihan maka akan menghambat pertumbuhan bakteri tersebut, di samping karena menghambat proses oksidasi sebab keterbatasan oksigen tetapi juga, karena konsentrasi nitrit yang tinggi dapat mereduksi aktivitas bakteri dalam kondisi asam.
Proses penguraian nitrat tersebut akan terus berlanjut hingga menghasilkan nitrogen sebagai produk akhir, melalui proses denitrifikasi yang bersifat anaerob.
KESIMPULAN
2.1. Kesimpulan
- Limbah Cair Organik adalah gabungan atau campuran dari air dan bahan-bahan organik yang terbawa oleh air, baik dalam keadaan terlarut maupun tersuspensiyang terbuang dari sumber domestik, industri dan sebagainya.
- Karakteristik dan jenis limbah cair sebagai hasil sampingan dari suatu proses bergantung pada proses yang berlangsung.
- Salah satu teknik pengolahan limbah cair organik dapat dilakukan melalui proses biologis dengan menggunakan mikroba aerob sebagai katalis.
- Mekanisme penguraian limbah cair organik secara mikrobiologi aerob, meliputi tricking filter, activated sludge, oxydation pond.
- Nitrifikasi merupakan salah satu bentuk penguraian limbah secara mikrobiologis aerob yang menguraikan amoniak menjadi nitrit dilanjutkan nitrasi.
Demikianlah ulasan mengenai Limbah Organik Cair semoga bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya dan menambah wawasan dalam bidang ilmu pengetahuan dan teknologi. sekian dari kami sampai jumpa lagi di teori berikutnya.
0 komentar:
Posting Komentar