Membrane Bioreactor

Membrane bioreactor (MBR) merupakan suatu sistem pengolahan air limbah yang mengaplikasikan penggunaan membran yang terendam di dalam bioreaktor. Proses yang terjadi di dalam bioreaktor mirip dengan lumpur aktif konvensional (conventional activated sludge, CAS), di mana zat organic di dalam air limbah akan didegradasi secara biologis oleh mikroorganisme aerob kemudian terjadi pemisahan solid (lumpur). Bedanya, pada MBR proses pemisahan solid dilakukan menggunakan membran sementara pada CAS pemisahan solid dilakukan secara gravitasi di dalam tangki pengendap. Perbandingan antara MBR dengan CAS  dapat dilihat pada gambar berikut:

CAS vs MBR
Sumber: Li, Norman N.; Fane, Anthony G.; Ho, W.S. Winston; Matsuura, T. (2008)

Beberapa fitur utama dari MBR antara lain:

1.       Tidak memerlukan bak pengendap (clarifier) sehingga dapat menghemat penggunaan lahan

2.       Konsentrasi MLSS (mixed liquor suspended solids) yang tinggi dapat memaksimalkan jumlah BOD yang masuk ke dalam modul MBR untuk diolah sehingga dapat mengurangi waktu pengolahan

3.       Pembuangan lumpur dapat dilakukan langsung dari dalam reaktor

4.       Kualitas efluen hasil pengolahan yang tinggi sehingga air hasil olahannya dapat digunakan kembali (misal untuk boiler)

Penggunaan modul MBR dalam pengolahan air limbah saat ini cukup luas di negara-negara dimana faktor ketersediaan lahan dan konservasi air menjadi pertimbangan. Bagi negara-negara yang lahannya terbatas, teknologi ini akan sangat menguntungkan. Begitu pula jika di tempat tersebut terdapat keterbatasan dalam sumber daya air, hasil olahan dari MBR dapat digunakan sebagai sumber air (contohnya di Singapura). Di Indonesia sendiri tampaknya teknologi membran belum terlalu banyak digunakan mengingat ketersediaan lahan dan sumber air masih bisa dibilang cukup banyak.

Akan tetapi, jika kita memikirkan kondisi di masa datang dimana pertumbuhan penduduk semakin meningkat dan lahan akan semakin mahal, maka teknologi MBR mungkin sebaiknya mulai diterapkan. Memang MBR memiliki kelemahan dari segi harga, teknologi membran memang bukan teknologi yang murah. Selain harganya yang mahal, juga diperlukan operator yang terlatih (berdampak pada upah pekerja yang lebih tinggi). Dari segi operasional, akan diperlukan regular chemical cleaning serta laju kerusakan membran tidak dapat dipastikan.

Kondisi yang diperlukan untuk modul MBR

Modul MBR yang akan digunakan harus memiliki kelebihan dari sisi cost reduction (baik investasi maupun operasional), usia pakai yang cukup lama, serta mudah ditangani. Berikut ini kondisi-kondisi yang penting untuk diperhatikan dalam penggunaan modul MBR:

1.       Kuat menahan beban fisik (akibat aerasi) maupun kimiawi (akibat proses pembersihan dengan bahan kimia).

2.       Struktur membran haruslah kuat untuk mengatasi gaya gesekan dan osilasi dari gelembung udara dari proses aerasi.

3.       Aerasi harus efektif dan uniform serta aliran vertikal gelembung udara dari bawah ke atas membran harus berlangsung tanpa hambatan.

Konfigurasi MBR

Terdapat dua konfigurasi MBR yang tergantung pada letak membran terhadap bioreaktor, yaitu submerged MBR dan sidestream MBR.

Sumber: Malia dan Till (2001)
Sumber: Malia dan Till (2001)

Pada submerged MBR, membran terletak di dalam bioreaktor sehingga proses filtrasi langsung dilakukan di dalam reaktor. Sementara itu, pada sidestream MBR proses filtrasi dilakukan di luar bioreaktor melalui aliran resirkulasi. Perbandingan antara kedua konfigurasi MBR dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 1 : Perbandingan Submerged MBR dan Sidestream MBR

Submerged MBR Sidestream MBR
Biaya aerasi Tinggi Rendah
Biaya pemompaan Sangat rendah, kecuali jika digunakan pompa hisap Tinggi
Ukuran (footprint) Lebih besar Lebih kecil
Kebutuhan untuk proses pembersihan Lebih sedikit Lebih tinggi
Biaya operasional Lebih rendah Lebih tinggi

Biaya investasi

Lebih tinggi Lebih rendah

Sumber: Malia dan Till (2001)

Referensi :

Li, Norman N.; Fane, Anthony G.; Ho, W.S. Winston; Matsuura, T. (2008). Advanced Membrane Technology and Applications. (Chapter 5 & 9).  John Wiley & Sons.

Malia, H. dan Till, S. (2001). Membrane Bioreactors: Wastewater Treatment Applications To Achieve High Quality Effluent. (http://www.wioa.org.au/conference_papers/2001/pdf/paper8.pdf)

About Muti 132 Articles
Has a background in Environmental Engineering, loves to write, and her interest in everything related to wastewater brought her to write in this blog

8 Comments

  1. Dear Writer

    MBR cukup menarik untuk dikembangkan dan diaplikasikan di Indonesia..semoga yang writer tulis bisa bermanfaat bagi banyak pihak, termasuk saya.

    Thanks&Regards
    Topo

    • @Pak Sapto Edi Putro, terima kasih comment-nya.

      Rekan2 yang lain ada yang bisa bantu Pak Sapto Edi Putro? Silakan langsung menghubungi nomor kontak yang sudah beliau berikan.

      • Terima kasih atensinya, bila berkenan saya ingin berkonsultasi bagaimana saya menghubungi saudara via telp hp atau email ? atau WA saya nanti saya kontak balik 0817746319. terima kasih

  2. Dear Bpk/Ibu
    Saya langsung tanya aja
    untuk menanggulangi sludge limbah wwtp Susu bagaimana cara mengatasinya.
    Supaya lebih rendah pembuangan sludge activenya.
    Apakah bisa konsultasi dulu untuk menetukan pemakaian MBR apakah bisa mengurangi / menghilangkan sludgenya?

    Salam
    Kusnanto
    089624999991

    • Pak Kusnanto,

      Saya baca dari salah satu publikasi (AH Hassani, 2011), cara yang dapat ditempuh untuk mengurangi excess sludge antara lain dengan injeksi ozon, klorin, atau TCS (3, 3, 4, 5–Tetrachlorosalicylanilide).

      Silakan kepada rekan-rekan pembaca lain yang pernah punya pengalaman serupa untuk sharing ceritanya di sini.

      Salam,
      Muti

  3. Perkenalkan kami dari PT Chengdu Rosun Disinfectant Co.Ltd

    Kami adalah produsen modul MBR berbagai ukuran yang bisa dipergunakan untuk berbagai aplikasi.
    Jika bapak/ibu berminat, silahkan hubungi kami di nomer 085227014220 (Aditya)

    Terimakasih

  4. MBR agak sensitif, harus jaga level MLSS min 3000ppm, vacuum pump tdk boleh berlebih. Kemampuan operator disini blm mampu mengoperasikan MBR dgn baik. Contoh plant yg akhirnya submerge MBR nya mampet : Lindeteves, Plaza Indonesia, kantor walkotim, walkotbar, balaikota, kemen bumn, walkotpus, holiday inn, greenbay dll

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*