Karakterisasi Pengotoran dan Pemulihan Kinerja Aerasi dari Diffuser{0}}pori Halus di Instalasi Pengolahan Air Limbah
Sebagai langkah penting dalam proses lumpur aktif di instalasi pengolahan air limbah kota (IPAL), aerasi untuk suplai oksigen tidak hanya menyediakan oksigen yang cukup untuk mempertahankan aktivitas dasar kehidupan mikroorganisme tetapi juga menjaga lumpur tetap tersuspensi, memfasilitasi adsorpsi dan penghilangan polutan. Aerasi juga merupakan unit-yang paling banyak mengonsumsi energi di IPAL, yaitu sebesar 45% hingga 75% dari total konsumsi energi pabrik. Oleh karena itu, kinerja sistem aerasi berpengaruh langsung terhadap efisiensi pengolahan dan biaya operasional IPAL. Peralatan aerasi merupakan komponen kunci dari sistem aerasi, dengan aerator gelembung halus yang paling umum digunakan di IPAL perkotaan karena efisiensi transfer oksigen (OTE) yang tinggi. Namun, selama pengoperasian-jangka panjang, polutan pasti akan terakumulasi di permukaan dan di dalam pori-pori aerator. Untuk menjamin kualitas limbah, diperlukan tambahan pasokan udara dari blower, sehingga menyebabkan peningkatan konsumsi energi. Selain itu, polusi memperburuk penyumbatan pori-pori dan mengubah bahan aerator. Kehilangan tekanan (tekanan basah dinamis, DWP) pada komponen aerator meningkat seiring dengan pengoperasian yang lama, sehingga meningkatkan tekanan udara keluar blower dan menyebabkan pemborosan energi lebih lanjut.
Polutan yang terakumulasi di permukaan dan di dalam pori-pori aerator gelembung halus meliputi pengotoran biologis, organik, dan anorganik. Pengotoran organik terjadi akibat adsorpsi dan pengendapan bahan organik serta pengendapan sekresi mikroba. Pengotoran anorganik biasanya terdiri dari endapan kimia yang dibentuk oleh kation polivalen, seperti oksida logam. Berdasarkan apakah polutan tersebut dapat dihilangkan dengan pembersihan fisik, polutan dapat dikategorikan sebagai pengotoran yang dapat dibalik secara fisik atau pengotoran yang tidak dapat diubah secara fisik. Pengotoran yang dapat dibalik secara fisik dapat dihilangkan dengan metode fisik sederhana seperti penggosokan mekanis, karena polutan ini melekat secara longgar pada permukaan aerator. Pengotoran yang tidak dapat diperbaiki secara fisik tidak dapat dihilangkan dengan pembersihan fisik dan memerlukan pembersihan kimia yang lebih menyeluruh. Dalam pengotoran yang tidak dapat diubah secara fisik, polutan yang dapat dihilangkan dengan pembersihan kimia disebut pengotoran yang dapat dibalik secara kimia, sedangkan polutan yang tidak dapat dihilangkan bahkan dengan pembersihan kimia disebut pengotoran yang tidak dapat diperbaiki.
Saat ini, aerator gelembung halus yang digunakan di dalam negeri mencakup bahan karet tradisional seperti etilen propilena diena monomer (EPDM) dan bahan baru seperti-polietilen densitas tinggi (HDPE). Lapisan distribusi gas aerator HDPE dibentuk dengan melapisi pipa penyalur udara bagian dalam dengan polimer cair, dengan diameter pori kira-kira (4,0 ± 0,5) mm. HDPE menawarkan sifat kimia, mekanik, dan ketahanan benturan yang baik serta masa pakai yang lama. Namun ukuran pori-porinya tidak konsisten dan tidak merata sehingga rentan terhadap pengendapan polutan. Bahan EPDM sangat fleksibel, dengan pori-pori yang tercipta melalui pemotongan mekanis. Aerator EPDM memiliki jumlah pori per satuan luas yang lebih banyak, menghasilkan gelembung yang lebih kecil (minimal 0,5 mm). Sifat hidrofilik membran karet juga mendukung pembentukan gelembung. Namun, mikroorganisme cenderung menempel dan tumbuh pada permukaan EPDM, memanfaatkan bahan pemlastis sebagai substrat. Secara bersamaan, konsumsi bahan pemlastis menyebabkan bahan aerator mengeras, yang pada akhirnya menyebabkan kerusakan kelelahan dan memperpendek masa pakai. Oleh karena itu, perlu diselidiki pola akumulasi polutan pada kedua bahan tersebut dan akibat perubahan efisiensi transfer oksigen serta kehilangan tekanan.
Penelitian ini mengambil aerator gelembung halus yang diganti setelah bertahun-tahun beroperasi dari dua IPAL kota dengan kondisi proses serupa sebagai subjek penelitian. Polutan pada aerator diekstraksi dan dikarakterisasi lapis demi lapis untuk mengidentifikasi komponen utamanya. Berdasarkan hal ini, efektivitas metode pembersihan dalam memulihkan efisiensi transfer oksigen aerator dievaluasi, yang bertujuan untuk memberikan data mendasar dan referensi teknis untuk pengoperasian sistem aerasi gelembung halus yang optimal dan stabil dalam jangka panjang.
1 Bahan dan Metode
1.1 Pengenalan Instalasi Pengolahan Air Limbah
Kedua IPAL tersebut berlokasi di Shanghai dan menggunakan proses Anaerobik-Anoxic-Oxic (AAO) sebagai pengolahan inti. IPAL A menggunakan ruang pasir pusaran + AAO konvensional +-filter serat efisiensi tinggi + proses disinfeksi UV. IPAL B menggunakan ruang pasir aerasi + AAO konvensional + tangki sedimentasi{10}}efisiensi tinggi + proses desinfeksi UV. Kedua pabrik tersebut secara stabil memenuhi standar Kelas A dari "Standar Pembuangan Polutan untuk Instalasi Pengolahan Air Limbah Kota" (GB 18918-2002). Desain khusus dan parameter operasional ditunjukkan padaTabel 1.
1.2 Ekstraksi dan Karakterisasi Polutan Aerator
Aerator gelembung halus yang digunakan dalam percobaan ini adalah aerator HDPE berbentuk tabung (Ecopolemer, Ukraina) yang dikumpulkan dari Pabrik A dan aerator EPDM berbentuk tabung (EDI-FlexAir, USA) yang dikumpulkan dari Pabrik B. Foto keduanya ditampilkan diGambar 1. Tabung HDPE lama telah beroperasi selama 10 tahun, dengan dimensi D×L=120 mm×1000 mm dan diameter pori (4±0,50) mm, mampu menghasilkan gelembung halus berukuran 2~5 mm. Tabung EPDM lama telah beroperasi selama 3 tahun, dengan dimensi D×L=91 mm×1003 mm, menghasilkan gelembung halus berukuran 1,0~1,2 mm, dengan diameter gelembung minimal 0,5 mm.
Tabung HDPE dan EPDM lama diambil dari tangki aerobik, ditempatkan pada cling film, dan dibilas dengan air deionisasi. Penggosokan mekanis dilakukan menggunakan api-pisau yang disterilkan untuk mengikis polutan yang menempel pada permukaan aerator.
Untuk mempelajari lebih lanjut dampak pengotoran terhadap kinerja transfer oksigen, pembersihan kimia dilakukan pada tabung HDPE. Setelah dilakukan scrubbing mekanis, tabung HDPE direndam dalam larutan HCl 5% dan NaClO 5% masing-masing selama 24 jam. Tabung lama, tabung yang digosok secara mekanis, dan tabung yang dibersihkan secara kimia dikeringkan dalam oven bersuhu 60 derajat (model XMTS-6000) selama 60 jam. Permukaannya kemudian diperiksa menggunakan pemindaian mikroskop elektron (SEM, model JSM-7800F, Jepang), spektroskopi sinar-X dispersif energi (EDX, Oxford Instruments, UK), dan mikroskop pemindaian laser confocal (CLSM, model TCS SP8, Jerman). Larutan pembersih HCl disaring melalui membran 0,45 μm, dan analisis kuantitatif kation polivalen (termasuk ion Ca, Mg, Al, Fe, dll.) dilakukan menggunakan spektrometri emisi optik plasma yang digabungkan secara induktif (ICP, model ICPS-7510, Jepang). Karena HCl dan NaClO dapat menyebabkan denaturasi dan penuaan membran EPDM, pembersihan kimia tidak dilakukan pada tabung EPDM. Tabung EPDM dipotong menjadi potongan membran berukuran 5 cm × 5 cm dan direndam dalam HCl untuk analisis kuantitatif kation polivalen dalam larutan.
1.3 Peralatan Pengujian dan Metode Kinerja Transfer Oksigen Aerator
Kinerja perpindahan oksigen dari aerator gelembung halus diuji berdasarkan "Penentuan Kinerja Transfer Oksigen Air Bersih dari Aerator Gelembung Halus" (CJ/T 475-2015). Pengaturan pengujian ditunjukkan padaGambar 2.
Peralatannya berupa struktur-baja tahan karat berukuran 1,2 m × 0,3 m × 1,4 m, dengan jendela kaca organik di kedua sisinya. Aerator dipasang di bagian tengah bawah menggunakan penyangga logam, dengan kedalaman perendaman 1,0 m. Alat penganalisis kualitas air multi-parameter (Hach HQ30D, AS) digunakan untuk memantau konsentrasi oksigen terlarut (DO) secara-waktu nyata. Natrium sulfit anhidrat digunakan sebagai zat deoksigenasi, dan kobalt klorida sebagai katalis. Pembacaan pengukur tekanan mewakili tekanan basah dinamis aerator (DWP, kPa). Hasil pengukuran dikoreksi suhu, salinitas, dan DO. Efisiensi transfer oksigen standar (SOTE,%) digunakan sebagai indeks evaluasi.
Konsumsi energi blower berhubungan dengan laju aliran pasokan udara dan tekanan udara keluar, yang masing-masing dipengaruhi oleh SOTE dan DWP aerator. Oleh karena itu, indeks konsumsi energi aerasi J (kPa·h/g), yang mewakili efek gabungan SOTE dan DWP, digunakan untuk menilai kinerja aerator. Hal ini didefinisikan sebagai kehilangan tekanan yang harus diatasi oleh aerator per satuan massa oksigen yang ditransfer. J dihitung dari kemiringan kecocokan regresi linier antara DWP/SOTE dengan laju aliran udara (AFR), seperti terlihat pada persamaan berikut:
Di mana:
AFRadalah laju aliran udara, m³/jam;
ρudaraadalah kepadatan udara, diambil sebesar 1,29 × 10³ g/m³ pada 20 derajat;
yO2adalah kandungan oksigen di udara, diambil sebagai 0,23 g O₂/g udara.
2 Hasil dan Analisis
2.1 Kinerja Transfer Oksigen Aerator Baru, Lama, dan Bersih
Gambar 3menunjukkan SOTE dan DWP aerator pada laju aliran udara yang berbeda.
Dari Gambar 3(a) dan (b), nilai SOTE untuk tabung HDPE baru dan EPDM baru masing-masing adalah (7,36±0,53)% dan (9,68±1,84)%. Tabung EPDM menghasilkan gelembung yang lebih kecil dengan luas permukaan spesifik yang lebih besar, sehingga meningkatkan area kontak gas-cair dan waktu tinggal, sehingga menghasilkan SOTE yang lebih tinggi. SOTE kedua aerator menurun dengan meningkatnya AFR karena AFR yang lebih tinggi meningkatkan jumlah gelembung dan kecepatan awal, menyebabkan lebih banyak tumbukan gelembung dan pembentukan gelembung yang lebih besar, yang menghambat transfer oksigen dari fase gas ke fase cair. SOTE tabung EPDM menunjukkan tren penurunan yang lebih nyata dengan meningkatnya AFR dibandingkan tabung HDPE. Hal ini dikarenakan pori-pori aerator HDPE bersifat kaku dan tidak berubah terhadap AFR, sedangkan pori-pori aerator EPDM bersifat fleksibel dan terbuka lebih lebar dengan peningkatan AFR sehingga membentuk gelembung yang lebih besar dan semakin mengurangi SOTE.
Setelah pengoperasian jangka panjang-, SOTE tabung HDPE turun menjadi (5,39±0,62)%, pengurangan sebesar 26,7%, terutama karena akumulasi polutan yang menyumbat pori-pori dan mengurangi jumlah pori-pori efektif untuk menghasilkan gelembung. Penggosokan mekanis meningkatkan SOTE tabung HDPE menjadi (5,59±0,66)%, namun pemulihannya tidak signifikan, kemungkinan karena polutan pada tabung HDPE tidak hanya menempel di permukaan tetapi juga tertimbun di dalam pori-pori sehingga sulit dihilangkan dengan penggosokan mekanis. Jiang dkk. menemukan bahwa NaClO dapat secara efektif menghilangkan polutan dari tabung HDPE dan mengembalikan kinerja aerasinya. Setelah pembersihan NaClO, SOTE tabung HDPE pulih hingga (6,14±0,63)%, yaitu 83,4% dari kadar tabung baru, masih belum dapat pulih sepenuhnya. Hal ini karena, dalam jangka waktu yang lama, polutan akan melekat erat, mengubah struktur pori, menghambat aliran udara, meningkatkan penggabungan gelembung, mengurangi luas permukaan spesifik gelembung dan waktu tinggal, sehingga menghambat transfer oksigen. Pada saat yang sama, pengotoran menyebabkan distribusi udara tidak merata, sehingga menurunkan kinerja secara keseluruhan.
SOTE tabung EPDM lama turun menjadi (9,06±1,75)%, pengurangan sebesar 6,4%. Selain penyumbatan pori-pori akibat akumulasi polutan, pengotoran biologis juga memakan bahan pemlastis dalam bahan, sehingga mengeraskan aerator dan merusak bentuk pori-pori. Pori-pori yang berubah bentuk tidak dapat kembali ke keadaan semula, sehingga menghasilkan gelembung yang lebih besar dan menurunkan SOTE. Penggosokan mekanis meningkatkan SOTE tabung EPDM menjadi (9,47±1,87)%, hampir mengembalikannya ke tingkat tabung baru, menunjukkan bahwa polutan pada tabung EPDM melekat secara longgar ke permukaan dan sebagian besar dapat dihilangkan dengan penggosokan mekanis.
Dari Gambar 3(c) dan (d), DWP tabung EPDM baru adalah (6,47±0,66) kPa, jauh lebih tinggi dibandingkan tabung HDPE baru [(1,47±0,49) kPa]. Hal ini karena diameter pori tabung EPDM lebih kecil dibandingkan tabung HDPE sehingga menghasilkan ketahanan yang lebih besar saat gelembung diperas. Setelah pengoperasian jangka panjang, DWP tabung HDPE lama meningkat menjadi (4,36±0,56) kPa, 2,97 kali lipat dari tabung baru. Peningkatan DWP terkait dengan tingkat penyumbatan pori-pori dan perubahan material. Penggosokan mekanis mengurangi DWP tabung HDPE menjadi 2,25 kali lipat dari tabung baru. Pembersihan NaClO selanjutnya menguranginya menjadi (2,04±0,45) kPa, 1,39 kali lipat dari tabung baru. Hal ini sekali lagi menunjukkan bahwa sebagian besar polutan pada tabung HDPE disimpan di dalam pori-pori dan tidak dapat dihilangkan secara efektif dengan penggosokan mekanis, sehingga memerlukan pembersihan NaClO untuk mengembalikan kinerjanya. DWP tabung EPDM lama meningkat menjadi (8,10 ± 0,94) kPa, 1,25 kali lipat dari tabung baru, dan menurun menjadi 1,10 kali setelah scrubbing mekanis.
Gambar 4menunjukkan perubahan DWP/SOTE (dilambangkan DWP') dengan AFR untuk aerator.
Persamaan regresi linier digunakan untuk menyesuaikan DWP' versus AFR, dan parameter konsumsi energi J diperoleh dari kemiringan. Nilai J untuk tabung HDPE dan EPDM baru masing-masing adalah 0,064 dan 0,204 kPa·h/g, yang menunjukkan bahwa per satuan massa oksigen yang ditransfer, tabung EPDM harus mengatasi kehilangan tekanan yang lebih besar. Pada saat penggantian, nilai J untuk tabung HDPE dan EPDM masing-masing meningkat menjadi 0,251 dan 0,274 kPa·h/g. Pengotoran aerator yang menyebabkan peningkatan kehilangan tekanan dapat mempengaruhi keselamatan pengoperasian blower. Setelah penggosokan mekanis, nilai J untuk tabung HDPE dan EPDM menurun masing-masing menjadi 0,184 dan 0,237 kPa·h/g. Perubahan J dapat digunakan untuk analisis kuantitatif polutan aerator. Perbedaan J antara tabung lama dan tabung yang digosok secara mekanis disebabkan oleh pengotoran yang dapat dibalik secara fisik. Perbedaan antara tabung yang digosok secara mekanis dan tabung baru disebabkan oleh pengotoran yang tidak dapat diubah secara fisik. Perbedaan antara tabung yang dibersihkan secara mekanis dan tabung yang dibersihkan secara kimia disebabkan oleh pengotoran yang dapat dibalik secara kimia, sedangkan perbedaan antara tabung yang dibersihkan secara kimia dan tabung baru disebabkan oleh pengotoran yang tidak dapat diperbaiki. Gambar 5 menunjukkan perubahan parameter konsumsi energi J untuk aerator.
DariGambar 5, untuk tabung HDPE, pengotoran yang dapat dibalik secara fisik dan tidak dapat diubah secara fisik masing-masing menyumbang 35,8% dan 64,2% dari total pengotoran. Dalam pengotoran yang tidak dapat diubah secara fisik, pengotoran yang dapat diubah secara kimia dan yang tidak dapat diperbaiki masing-masing menyumbang 42,8% dan 21,4%. Untuk tabung EPDM, pengotoran yang dapat dibalik secara fisik dan tidak dapat diubah secara fisik masing-masing menyumbang 52,9% dan 47,1%. Pengotoran yang tidak dapat diperbaiki tidak muncul pada awalnya namun terakumulasi seiring berjalannya waktu, yang pada akhirnya menentukan masa pakai aerator. Oleh karena itu, jadwal pembersihan yang wajar harus ditetapkan untuk memperlambat transisi dari pengotoran yang dapat dibalik menjadi pengotoran yang tidak dapat diubah dan meminimalkan akumulasi pengotoran yang tidak dapat diperbaiki.
2.2 Pengamatan SEM pada Aerator Baru, Lama, dan Bersih
Gambar 6menunjukkan gambar SEM dari permukaan aerator baru, lama, dan yang digosok secara mekanis. Struktur berpori pada tabung HDPE baru terlihat jelas, sedangkan permukaan tabung EPDM baru halus dengan pori-pori yang terpotong-bersih. Setelah beberapa tahun beroperasi, morfologi permukaan kedua aerator berubah secara signifikan. Polutan berbentuk batang yang tidak rata dan berbentuk kotak menutupi seluruh permukaan, dengan agregat polutan di sekitar dan di dalam pori-pori, menghambat transfer oksigen dan meningkatkan kehilangan tekanan. Setelah penggosokan mekanis, sebagian besar polutan pada permukaan tabung EPDM dihilangkan, namun pori-pori tetap tersumbat. Untuk tabung HDPE, ketebalan lapisan polutannya berkurang, namun pori-porinya masih tertutup.
2.3 Analisis Pengotoran Anorganik pada Aerator Baru, Lama, dan Bersih
EDX digunakan untuk menganalisis lebih lanjut komposisi unsur utama permukaan aerator, dengan hasil yang ditunjukkan padaTabel 2. Karbon, oksigen, besi, silikon, dan kalsium terdeteksi pada permukaan HDPE dan EPDM. Tabung HDPE juga mengandung magnesium, sedangkan tabung EPDM mengandung aluminium. Disimpulkan bahwa polutan anorganik pada tabung HDPE adalah silikon dioksida, kalsium karbonat, magnesium karbonat, dan besi fosfat, sedangkan pada tabung EPDM adalah silikon dioksida dan aluminium oksida. Endapan anorganik ini terbentuk ketika konsentrasi ion anorganik dari air limbah kota dan lumpur aktif mencapai saturasi pada permukaan aerator. Setelah penggosokan mekanis, elemen anorganik pada permukaan aerator menunjukkan sedikit perbedaan dibandingkan dengan tabung lama, yang menunjukkan bahwa penggosokan mekanis tidak dapat menghilangkan polutan anorganik secara efektif. Kim dkk. menemukan bahwa setelah-pengoperasian jangka panjang, polutan anorganik akan tertutup oleh polutan organik, melekat erat pada permukaan dan di dalam pori-pori, sehingga sulit dihilangkan dengan penggosokan mekanis.
Setelah pembersihan HCl, ion logam pada permukaan aerator dihilangkan seluruhnya. HCl merusak bagian lapisan organik yang menutupi permukaan, menembusnya, dan bereaksi dengan ion logam, menghilangkan endapan anorganik melalui netralisasi dan dekomposisi. Larutan pembersih HCl yang digunakan untuk merendam aerator dianalisis dengan ICP untuk menghitung kandungan polutan anorganik. Kandungan Ca, Mg, dan Fe pada tabung HDPE masing-masing sebesar 18,00, 1,62, dan 13,90 mg/cm², sedangkan untuk tabung EPDM kandungan Ca, Al, dan Fe masing-masing sebesar 9,55, 1,61, dan 3,38 mg/cm².
2.4 Analisis Pengotoran Organik pada Aerator Baru, Lama, dan Bersih
Untuk menguji secara kuantitatif distribusi polutan organik, perangkat lunak Image J digunakan untuk menghitung biovolume dan rasio cakupan substrat total sel, polisakarida, dan protein dari mikrograf CLSM, dengan rata-rata diambil sebagai hasil akhir (Gambar 7).
Dari Gambar 7(a), protein dan total sel masing-masing merupakan komponen utama polutan organik pada tabung HDPE dan EPDM, dengan volume total maksimum mencapai 7,66×10⁵ dan 7,02×10⁵ μm³. Total volume sel pada tabung EPDM adalah 2,5 kali lipat dari tabung HDPE, konsisten dengan temuan Garrido-Baserba dkk., yang melaporkan konsentrasi DNA total lebih tinggi pada aerator EPDM lama dibandingkan bahan lain. Wanger dkk. menemukan bahwa ketika mikroorganisme menempel pada tabung EPDM, jika lingkungan sekitarnya kekurangan substrat organik, mereka beralih menggunakan pemlastis membran EPDM. Mikroorganisme dapat memanfaatkan pemlastis sebagai sumber karbon, mempercepat pertumbuhan dan reproduksi, sehingga meningkatkan pengotoran biologis pada permukaan EPDM. Kandungan polisakarida dan protein pada tabung EPDM jauh lebih rendah dibandingkan pada tabung HDPE, kemungkinan karena umur lumpur yang lebih tinggi di Pabrik B dibandingkan dengan Pabrik A, sehingga menyebabkan konsentrasi zat polimer ekstraseluler (EPS) lebih rendah. Sebagai komponen utama EPS, protein dan polisakarida yang disekresikan oleh mikroorganisme menjadi sumber polutan organik yang signifikan pada permukaan tabung HDPE di Pabrik A.
Setelah penggosokan mekanis, jumlah total sel, polisakarida, dan protein pada tabung HDPE menurun masing-masing sebesar 1,49×10⁵, 0,13×10⁵, dan 1,33×10⁵ μm³. Pada tabung EPDM, penurunan masing-masing adalah 2,20×10⁵, 1,88×10⁵, dan 2,38×10⁵ μm³. Hal ini menunjukkan bahwa scrubbing mekanis dapat mengurangi pengotoran organik sampai batas tertentu.
Namun, untuk tabung HDPE, area cakupan substrat polisakarida dan protein meningkat setelah penggosokan mekanis-masing-masing dari 2,75% dan 6,28% menjadi 4,67% dan 7,09% [Gambar 7(b)]. Hal ini terjadi karena zat polimer ekstraseluler (EPS) memiliki viskositas yang tinggi. Akibatnya, scrubbing mekanis mempunyai efek kontraproduktif dengan menyebarkan protein, polisakarida, dan polutan anorganik secara lebih luas ke seluruh permukaan tabung HDPE, sehingga menyebabkan cakupan area yang lebih luas. Hal ini mungkin menjelaskan mengapa scrubbing mekanis gagal mengembalikan efisiensi aerasi tabung HDPE secara signifikan.
Setelah pembersihan NaClO, total sel, polisakarida, dan protein pada tabung HDPE menurun masing-masing sebesar 2,34×10⁵, 3,42×10⁵, dan 4,53×10⁵ μm³, yang menunjukkan efisiensi penghilangan yang jauh lebih tinggi dibandingkan penggosokan mekanis. NaClO mengoksidasi gugus fungsi polutan organik menjadi keton, aldehida, dan asam karboksilat, meningkatkan hidrofilisitas senyawa induk dan mengurangi adhesi polutan ke aerator. Selanjutnya lumpur flok dan koloid dapat diuraikan oleh oksidan menjadi partikel halus dan bahan organik terlarut.
3 Kesimpulan
①Nilai SOTE untuk tabung HDPE baru dan tabung EPDM baru masing-masing adalah (7,36±0,53)% dan (9,68±1,84)%. SOTE tabung EPDM menunjukkan tren penurunan yang lebih nyata dengan meningkatnya AFR dibandingkan tabung HDPE. Hal ini dikarenakan pori-pori aerator HDPE bersifat kaku dan tidak berubah terhadap AFR, sedangkan pori-pori aerator EPDM bersifat fleksibel dan terbuka lebih lebar dengan peningkatan AFR sehingga membentuk gelembung yang lebih besar dan semakin mengurangi SOTE.
②Karena akumulasi polutan di permukaan dan pori-pori bagian dalam, efisiensi transfer oksigen pada tabung HDPE menurun sebesar 26,7%, dan kehilangan tekanannya meningkat menjadi 2,97 kali lipat dari tabung baru. Karena sebagian besar polutan pada tabung HDPE disimpan di dalam pori-pori, penggosokan mekanis tidak efektif. Setelah pembersihan kimia, SOTE tabung HDPE pulih hingga 83,4% dari tingkat tabung baru, dan DWP menurun hingga 1,39 kali lipat dari tabung baru, menunjukkan peningkatan kinerja yang signifikan. Namun karena pengendapan polutan, ia tidak dapat sepenuhnya pulih ke keadaan semula. Untuk tabung HDPE, pengotoran yang dapat dibalik secara fisik, dapat dibalik secara kimia, dan tidak dapat dipulihkan masing-masing menyumbang 35,8%, 42,8%, dan 21,4%.
③Setelah pengoperasian jangka panjang-, efisiensi transfer oksigen tabung EPDM menurun sebesar 6,4%, dan kehilangan tekanannya meningkat hingga 1,25 kali lipat dibandingkan tabung baru. Setelah penggosokan mekanis, kinerja aerasi tabung EPDM hampir kembali ke tingkat tabung baru, yang menunjukkan bahwa polutan pada tabung EPDM melekat secara longgar ke permukaan dan sebagian besar dapat dihilangkan dengan penggosokan mekanis. Untuk tabung EPDM, pengotoran yang dapat dibalik secara fisik dan tidak dapat diubah secara fisik masing-masing menyumbang 52,9% dan 47,1%.
④Protein merupakan komponen utama polutan organik pada tabung HDPE, sedangkan total sel merupakan komponen utama pada tabung EPDM. Hal ini dikarenakan mikroorganisme memanfaatkan bahan pemlastis pada bahan EPDM sebagai sumber karbon sehingga mempercepat pertumbuhan dan reproduksinya sehingga memperparah pengotoran biologis pada aerator bahan EPDM.