Studi kinerja reaktor kolom untuk pengolahan limbah cair secara aerobik

Abstract

Pertumbuhan industri, sebagai konsekwensi dari peningkatan jumlah penduduk juga menimbulkan efek negatif selain manfaat yang diberikan. Salah satunya adalah limbah hasil proses produksi. Limbah industri memerlukan penanganan yang lebih ketat dibandingkan limbah domestik (rumah tangga), apabila dilihat dari volume serta kandungan bahan pencemar di dalamnya. Namun demikian sebagian besar industri belum memiliki unit untuk mengolah limbahnya. Biaya investasi yang tinggi serta kebutuhan lahan yang luas menjadi pertimbangan dalam pendirian instalasi pengolah limbah. Reaktor pengolah limbah yang digunakan dalam penelitian berbentuk menara (tower) dengan volume 1 000 liter, dan tinggi serta diameter masing-masing 7 m dan 50 cm. Bentuk yang khas ini memungkinkan tipe reaktor ini digunakan pada areal yang relatif tidak luas tanpa mengurangi efisiensi removal yang dihasilkan. Melihat kelebihan tersebut, maka diperlukan penelitian terhadap tipe reaktor ini agar dapat diaplikasikan secara luas di industri. Tujuan khusus penelitian ini adalah untuk menentukan variabel operasional dalam reaktor (pH, konsentrasi oksigen terlarut, dan konsentrasi lumpur) dan mengukur tingkat efisiensi removal reaktor dalam mengurangi COD limbah untuk variasi laju beban yang diterapkan dan konsentrasi COD limbah 2 000 mg/l. Limbah sintetis yang digunakan dibuat dari gula, urea, dan pupuk TSP masing- masing sebanyak 437, 75.8, dan 42.0 gram. Komposisi ini menghasilkan konsentrasi COD sebesar 2 000 mg/l dengan perbandingan COD N P sebesar 100: 12: 2. Limbah dialirkan ke dalam reaktor dengan laju beban 1.0, 2.0, 2.6, dan 3.2 kg COD/m³.hari. Kebutuhan oksigen dipenuhi dengan mengalirkan udara sebesar 3 m³/hari. Variabel operasional yang ditentukan adalah pH, konsentrasi oksigen terlarut (Dissolved Oxygen, DO), dan konsentrasi lumpur (Total Solid, TS). Nilai pH dalam reaktor untuk laju beban 1.0, 2.0, 2.6, dan 3.2 kg COD/m².hari berturut-turut berkisar antara 7.377.43 (rata-rata 7.40), 7.517.63 (rata-rata 7.56). 7.577.64 (rata-rata 7.56). dan 7.377.59 (rata-rata 7.48). Rata-rata konsentrasi lumpur dalam reaktor untuk keempat laju beban tersebut berturut-turut adalah 790. 1 230, 1 230. dan 1 370 mg/l. Rata-rata konsentrasi oksigen terlarut berturut-turut adalah 4.9. 5.0. 4.5, dan 4.4 mg/l. Pada laju beban tertinggi (3.2 kg COD/m².hari). waktu tinggal lumpur (Sludge Retention Time. SRT) mencapai waktu terpendek yaitu 0.79 hari. dan perbandingan bahan organik dan mikroorganisme (Food to Microorganism ratio. Rasio F/M) tertinggi yaitu 2.34 kg COD/kg MLSS.hari. Pada kondisi ini didapat konsentrasi COD efluen yang cukup baik yaitu 61 mg/l dengan efisiensi removal 97.0 persen. Hasil pengolahan terbaik didapat pada laju beban tertinggi (3.2 kg COD/m².hari) dengan konsentrasi COD efluen 61 mg/l dan efisiensi 98.7 persen. Jumlah bahan organik yang berhasil didegradasi adalah 3.1 kg COD/m².hari