Perkenalan
Pengolahan biologis anaerobik adalah proses pengolahan air limbah yang memecah polutan organik tanpa adanya oksigen. Ia bergantung pada mikroorganisme anaerobik untuk mengubah senyawa organik kompleks menjadi zat yang lebih sederhana, terutama metana (CH₄) dan karbon dioksida (CO₂). Metode ini banyak digunakan untuk air limbah industri berkekuatan tinggi dan stabilisasi lumpur karena efisiensi energinya dan produksi lumpur yang rendah.
Keuntungan Perawatan Anaerobik Dibandingkan Perawatan Aerobik
1. Kapasitas Pemuatan Organik Lebih Tinggi
- Pemuatan lumpur yang umum (F/M) untuk pengolahan air limbah industri secara anaerobik adalah0,5–1,0 kg BOD₅/(kg MLVSS·d), lebih dari dua kali lipat proses aerobik (0,1–0,5 kg BOD₅/(kg MLVSS·d)).
- Karena tidak adanya batasan transfer oksigen, makaMLVSS (Padatan Tersuspensi Minuman Keras Campuran)dalam sistem anaerobik dapat mencapai5–10 kaliyaitu sistem aerobik.
- Laju pembebanan volumetrik organik untuk pengolahan anaerobik adalah5–10 kg BOD₅/(m³·d), dibandingkan dengan hanya0,5–1,0 kg BOD₅/(m³·d)untuk perawatan aerobik-aPerbedaan 10 kali lipat.
2. Produksi Lumpur Lebih Rendah & Kualitas Lumpur Lebih Baik
- Perawatan anaerobik hanya menghasilkan5%–20%biomassa yang dihasilkan dalam proses aerobik.
- Metode aerobik menghasilkan0,25–0,6 kg lumpur per kg COD yang dibuang, sedangkan metode anaerobik hanya menghasilkan0,02–0,18kg, dengan kemampuan dewatering yang lebih baik.
- Pencernaan anaerobik jugamembunuh telur parasitdalam lumpur, meningkatkan stabilitas higienis dan kimianya, mengurangi biaya pembuangan lumpur.
3. Persyaratan Nutrisi & Fleksibilitas Operasional yang Lebih Rendah
- Dibutuhkan mikroba anaerobikhanya 5%–20%nutrisi (N, P) yang dibutuhkan oleh proses aerobik, sehingga cocok untuk-air limbah yang kekurangan nutrisi.
- Mikroorganisme anaerobik tetap aktifberbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahuntanpa penurunan yang signifikan dan dapat memulai kembali dengan cepat setelah dimatikan, memungkinkanoperasi intermiten(ideal untuk air limbah musiman).
4. Penghematan Energi & Produksi Metana
- Perawatan aerobik menghabiskan0,5–1,0 kWhlistrik per kg COD dihilangkan untuk aerasi, sedangkan sistem anaerobikmenghilangkan biaya aerasi.
- Pencernaan anaerobikmenghasilkan metana, menghasilkan over 12,000 kJ energi per kg COD dihilangkan.
- Tidak ada masalah busa (tidak seperti pengolahan aerobik surfaktan-yang mengandung air limbah).
5. Mengurangi Polusi Udara & Kemampuan Degradasi Lebih Luas
- Aerasi aerobik bisamenguapkan senyawa organik, menyebabkan polusi udara, sedangkan sistem anaerobik menghindari masalah ini.
- Mikroba anaerobik bisamendegradasi senyawa-senyawa bandel tertentu(misalnya, hidrokarbon terklorinasi) yang tidak dapat dilakukan oleh bakteri aerob.
6. Sinergi Mikroba yang Kompleks untuk Peningkatan Degradasi
- Pencernaan anaerobik melibatkan beragam komunitas mikroba yang bekerja secara sinergis, memungkinkan penguraian bahan organik yang sulit-terurai-yang tidak dapat diproses sepenuhnya oleh pengolahan aerobik.
Kerugian dari Perawatan Anaerobik
1. Pertumbuhan Mikroba Lambat & Waktu Startup Lebih Lama
- Mikroba anaerobik tumbuh lambat dan membutuhkanperiode pengaktifan dan waktu retensi hidraulik (HRT) yang lebih lamadibandingkan sistem aerobik.
2. Limbah Membutuhkan Pengolahan Lebih Lanjut
- Limbah anaerobik sering terjaditidak memenuhi standar debitdan harusdipoles dengan perawatan aerobik.
3. Diperlukan Suplementasi Alkalinitas untuk Air Limbah Rendah-C/N
- Air limbah-konsentrasi rendah atau-C/N rendah mungkin kekurangan alkalinitas, sehingga memerlukanpenambahan alkalinitas eksternal.
4. Diperlukan Pemanasan untuk Air Limbah-Berkekuatan Rendah
- Jika produksi metana tidak mencukupi untuk mempertahankan suhu optimal(30–38 derajat), pemanasan eksternaldiperlukan.
5. Resiko Ledakan Akibat Metana
- Biogas (CH₄ + CO₂ + H₂S) adalahmudah terbakar dan meledak, membutuhkandesain reaktor-tahan ledakan.
6. Sensitivitas terhadap Senyawa Beracun
- Alifatik terklorinasi dan racun lainnyamenghambat metanogenlebih parah dibandingkan heterotrof aerobik; pengoperasian yang tidak tepat dapat mengganggu kestabilan sistem.
7. Diperlukan Kontrol Suhu Yang Ketat
- Suhu rendahmengurangi efisiensi secara signifikan, dan manajemen operasional adalahlebih kompleksdibandingkan sistem aerobik.
8. Masalah Bau & Korosi H₂S
- Sulfat (SO₄²⁻) dalam air limbah menghasilkanH₂S, menyebabkanbauDankorosi pada pipa, mesin, dan boiler.
- Pengurangan sulfat jugamengkonsumsi bahan organik,mengurangi hasil metana.
9. Tidak Ada Nitrifikasi
- Sistem anaerobiktidak dapat melakukan nitrifikasi amonia; memerlukan aktivitas mikroba yang optimalNH₃-kadar N 40–70 mg/L.