Tahukah Anda bahwa tahun ini adalah ulang tahun keseratus proses activated sludge (lumpur aktif)? Dalam rangka memperingati seratus tahunnya proses activated sludge di dunia pengolahan air limbah, saya ingin berbagi mengenai sejarah dan A�proses utama dari activated sludge.
Proses activated sludge pertama kali dipublikasikan oleh dua peneliti, Edward Ardern dan William Lockett, pada 3 April 1914 di Manchester. Makalah berjudul a�?Experiments on the Oxidation of Sewage Without the Aid of Filtersa�? yang mereka presentasikan saat itu menjadi cikal bakal activated sludge dalam pengolahan air limbah. Eksperimennya sendiri telah dilakukan sejak tahun 1913, dimana pada saat itu mereka melakukan aerasi pada sampel dari limbah domestik di Manchester di dalam botol berukuran sekitar 2.3 liter (80 oz). Pada selang berbentuk siku yang dimasukkan ke dalam botol dialirkan udara agar terjadi proses aerasi serta pengadukan air limbah. Proses aerasi dilakukan selama 24 jam dan pengamatan awal dilakukan selama lima minggu. Setelah lima minggu, cairan yang jernih dikeluarkan dari dalam botol dan limbah yang masih baru ditambahkan ke dalam padatan yang tersisa di dalam botol. Proses seperti ini mereka lakukan berulang kali. Mereka mendapati bahwa semakin banyak padatan yang terdapat di dalam botol, semakin cepat pula waktu oksidasi yang diperlukan, hingga pada akhirnya hanya diperlukan waktu 24 jam untuk mengoksidasi limbah yang baru. Pada masa itu, proses aerasi air limbah yang kini menjadi hal yang sangat biasa merupakan suatu penemuan yang revolusioner.
Di dalam makalah yang mereka publikasikan, dijelaskan ada tiga hal mutlak bagi proses activated sludge yaitu aerasi air limbah dengan keberadaan mikroorganisme, penyisihan padatan biologis dengan proses pengendapan, dan resirkulasi padatan yang telah diendapkan ke dalam tangki aerasi.
1. Aerasi air limbah dengan keberadaan mikroorganisme
Udara (dalam hal ini oksigen) dilarutkan ke dalam air limbah yang telah melewati pengolahan primer. Dengan adanya oksigen, mikroorganisme aerob akan dapat melakukan proses metabolisme dengan memanfaatkan senyawa organik dari dalam air limbah sebagai sumber karbon serta membentuk flok-flok (padatan biologis). Dalam proses metabolismenya, mikroorganisme aerob juga memerlukan nutrien. Nutrien makro yang diperlukan yaitu nitrogen dan fosfor yang umumnya sudah tersedia di dalam air limbah.
2. Penyisihan padatan biologis dengan proses pengendapan
Setelah proses aerasi dan pembentukan flok, air limbah akan masuk ke dalam tangki selanjutnya untuk proses pengendapan flok. Flok-flok yang diendapkan ini dikenal dengan istilah sludge (lumpur). Berbeda dengan tangki aerasi yang memiliki tingkat turbulensi yang tinggi, tangki pengendapan bersifat lebih tenang. Dengan aliran yang tenang ini, flok-flok yang telah terbentuk tidak akan pecah sehingga mudah untuk diendapkan.
3. Resirkulasi padatan yang telah diendapkan ke dalam tangki aerasi.
Setelah lumpur diendapkan, cairan yang jernih (supernatan) dialirkan ke saluran efluen untuk pengolahan berikutnya, sementara lumpur diresirkulasi ke tangki aerasi. Lumpur yang diresirkulasi ini mengandung mikroorganisme yang a�?lapara�? zat-zat organik. Nah, di tangki aerasi itulah mereka akan diaktifkan kembali dengan cara memberi makanan berupa zat organik berikut nutrien. Resirkulasi lumpur ini juga dilakukan untuk menjamin jumlah miktoorganisme yang diperlukan di tangki aerasi mencukupi untuk proses penyisihan zat organik.
Beberapa tujuan utama penggunaan proses activated sludge yaitu (www.iwawaterwiki.org):
- Oksidasi senyawa karbon (senyawa biologis)
- Oksidasi senyawa nitrogen, terutama ammonium dan nitrogen organik
- Menyisihkan fosfat
- Membebaskan gas-gas terlarut
- Membentuk flok-flok biologis agar mudah diendapkan
- Menghasilkan efluen dengan kadar TDS dan TSS rendah
Sumber:
www.iwawaterwiki.org (diakses 7 April 2014)
www.brighthubengineering.com (diakses 4 April 2014)
www.activatedsludgeconference.comA� (diakses 7 April 2014)