Dasar proses pengolahan anaerob

Pengolahan jenis anaerob, adalah pengolahan dengan membuat air limbah menjadi kekurangan oxygen dan bahkan dalam beberapa kondisi menjadi tidak mengalami kontak dengan oksigen kecuali pada bagian permukaannya.

Salah satu jenis proses pengolahan anaerob yang paling sederhana adalah ketika kita membuat sebuah galian ditanah tanpa adanya tambahan peralatan apapun di dalam galian tersebut, kemudian air limbah kita masukan ke galian tersebut. Ini adalah jenis pengolahan anaerob tipe 0 (Nol) atau yang biasa disebut dengan tipe lagoon.

Jenis-jenis Pengolahan Anaerob

Dalam 30 tahun pengalaman saya sebagai praktisi waste water treatment, saya telah mempelajari sebagian besar proses pengolahan anaerob yang digunakan di lapangan. Dan proses pengolahan secara anerob ini saya bagi menjadi 5 berdasarkan beberapa aspek mulai dari teknologi yang diperlukan, persyaratan input, dan proses yang dialami .

Saya mengelompokan proses pengolahan anaerob menjadi seperti dibawah ini :

• Teknologi Nol : Land Lagoon
• Teknologi Satu : CSTR
• Teknologi Dua : Anaerobic Filter
• Teknologi Tiga : UASB
• Teknologi Empat : Expanded UASB

Penjelasan Masing-masing Teknologi

Teknologi Nol ; Land Lagoon

Teknologi Nol maksudnya adalah benar-benar tanpa teknologi mekanikal dan elektrikal seperti pada sistem anaerobic lainnya. Tanah kosong digali kemudian air limbah dimasukan ke dalamnya untuk mendapatkan proses sedimentasi ataupun pengendapan tanpa adanya tambahan apapun adalah termasuk sistem anaerobic teknologi nol. Teknik Land Lagoon ini pada sejatinya mengikuti prinsip dari penggunaan rawa yang berfungsi untuk mengendapkan segala polutan yang datang dan membusukan kotoran-kotoran organik.

Banyak yang bertanya, apakah benar teknologi nol seperti proses Land Lagoon ini benar bisa untuk menurunkan kadar limbah dalam air limbah? Tentu jawabannya bisa dan sudah terbukti. Rekan-rekan bisa melihatnya pada proses pengolahan air limbah yang ada di pabrik sawit.

Di pabrik sawit kita dapat melihat begitu banyaknya kolam-kolam lagoon digunakan untuk pengolahan secara anaerob untuk dapat menurunkan nilai COD dan BOD yang ada pada air limbah. Kuncinya semakin besar volume dari kolam-kolam lagoon maka akan semakin baik nilai penurunan COD dan BODnya.

Pengolahan dengan teknologi nol ini tentu saja hanya dapat diaplikasikan pada perusahaan yang memiliki tanah sangat luas seperti perusahaan perkebunan sawit dan sejenisnya tetapi agak sulit diterapkan untuk perusahaan yang memiliki tanah sangat terbatas seperti halnya yang berada di kawasan industri.

Tidak diperlukan proses pretreatment, pemisahan, penambahan kimia atau apapun untuk menggunakan proses pengolahan anaerob tipe Nol ini, cukup menyiapkan kolam dengan ukuran besar dan jumlah tertentu hingga jumlah volumenya dapat mencapai ratusan hari dari beban BOD Load yang dimiliki oleh air limbah yang masuk.

Teknologi Satu ; CSTR (Continuously Stirred Tank Reactor)

Tingkatan kedua dari proses pengolahan anaerob adalah dengan menggunakan tangki reaktor dengan proses pengadukan terus menerus dalam kondisi tanpa oksigen.

Metode CSTR ini berbeda dengan Lagoon Process yang tidak memerlukan bantuan proses pretreatment, injeksi kimia atau apapun. Dalam metode CSTR kita akan memerlukan proses pretreatment sebelumnya yang membuat air limbah memiliki spesifikasi tertentu.

TSS (Total Suspended Solid) untuk proses CSTR harus memiliki nilai dibawah 200 mg/L, dan kemudian untuk pH harus diatur berada pada angka 6-9.

Untuk mendapatkan air limbah dengan parameter seperti tadi, tentu harus dipersiapkan dengan adanya primary treatment atau pretreatment sebelum air limbah masuk ke tangki CSTR. Proses pretreatment bisa dilakukan dengan proses pemisahan partikel dengan metode kimia seperti koagulasi dan flokulasi atau bisa juga dengan proses pemisahan fisika seperti filtrasi atau bahkan bisa dengan gabungan keduanya.

Proses CSTR ini sendiri, bukan berarti air limbah harus diaduk terus menerus selama 24 jam. Tapi proses CSTR ini sendiri berarti air limbah diaduk secara berkala dalam suatu rentang waktu tertentu. Kita dapat menemukan contoh pengolahan air limbah CSTR anaerobic ini pada reaktor biogas skala RT/RW. Disana memiliki reaktor CSTR pula yang memerlukan pengadukan untuk setiap rentang waktu tertentu bisa tiap 8 jam atau tiap 12 jam atau bahkan 1 hari sekali.

Teknologi Dua ; Anaerobic Filter

Anaerobic Filter, adalah kolam anaerob yang dilengkapi dengan media bakteri sebagai tempat menempel dan berkembangnya bakteri. Tempat dari bakteri ini biasa disebut dengan honey comb yang berbentuk seperti sarang tawon.

Mirip dengan teknik CSTR, inlet dari Anaerobic filter juga harus diberikan pretreatment sebelum masuk. Hal ini untuk mencegah menempelnya kotoran dalam ukuran besar yang disertai dengan mineral logam berat. Semua kotoran tersebut diproses di pretreatment dengan proses koagulasi dan flokulasi dan dilanjutkan dengan proses sedimentasi.

Intake dari proses Anaerobic Filter juga dipersiapkan dari segi Ph yang tidak boleh berada dibawah nilai 6 dan diatas nilai 9 untuk menjaga konsistensi perkembangan dan kemampuan bakteri dalam memecahkan senyawa organik.

Untuk setiap nilai COD 1500 ppm (tentu COD biodegradable), maka akan diperlukan 1 hari debit settling. Sebagai contoh, air limbah dengan debit 10 m3/hari dengan nilai COD organik sebesar 3.000 ppm maka akan memerlukan ukuran anaerobic filter sebesar 20 m3.

Teknologi Tiga : UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)

Jenis anerobic process dengan tipe Teknologi tiga adalah UASB, sesuai dengan namanya air limbah yang telah dikondisikan terlebih dahulu akan dialirkan dari bawah untuk masuk ke reaktor anaerob UASB. Di Reaktor UASB Air limbah akan diurai oleh mikroba anaerob sehingga menjadi  terpecah senyawa organik yang berada di dalamnya menjadi senyawa metana yang dapat lepas keudara dan sisanya aman untuk selanjutnya diproses di pengolahan aerob.

Reaktor UASB biasanya dibuat tinggi menjulang, bahkan dalam beberapa proyek yang saya tangani sendiri reaktor anaerob bisa mencapai ketinggian 10 meter. Sebab semakin tinggi suatu reaktor UASB maka tingkat penguraian anaerob akan semakin baik.

Untuk volume dari reaktor UASB disesuaikan dengan COD load yang datang. Pada beberapa case volume reaktor anaerob cukup senilai dari 8 jam debit saja jika yang di proses adalah air limbah domestik, namun akan berbeda jikalau yang diproses adalah air limbah industri.

Air limbah industri berbasis organik seperti industri makanan, bisa memiliki nilai COD pada air limbah senilai 10.000 ppm yang tentu saja akan memerlukan volume reaktor yang lebih besar. Untuk industri makanan maka volume reaktor UASB yang diperlukan biasanya tidak kurang dari 2 hari debit intake yang masuk.

Teknologi Empat : Expanded Anaerob

Teknologi tingkat empat untuk proses anaerob adalah Expanded Anaerob reactor. Sebenarnya jenis anerobic ini adalah penggabungan dari beberapa teknologi anaerob untuk hasil yang lebih sempurna. Biasanya penerapannya menggabungkan antara teknologi nol dengan jenis teknologi lainnya.

Lagoon yang notabene merupakan anaerob teknologi nol digabungkan dengan anaerobic filter, ataupun anaerobic reactor. Kita dapat menemukan tingkatan teknologi ini pada industri-industri yang memiliki area terbatas sehingga memerlukan rangkaian pengolahan air limbah khusus agar dapat mengolah air limbah tanpa menghabiskan lahan yang ada.

Persyaratan Pengolahan Anaerob

Secara umum, tidak ada persyaratan khusus untuk menentukan sebuah air limbah harus diolah secara anerob atau tidak. Sebab pilihan pengolahan tentu ada di tangan desainer proses itu sendiri. Namun kita tentu paham bahwa dengan memilih proses pengolahan yang tepat maka hasil yang dikeluarkan juga akan menjadi bagus dan juga cost installasi dan operasional juga akan lebih efisien.

Maka untuk memilih kita akan menggunakan proses anerob, beberapa hal ini dapat menjadi panduan :

1. Pastikan air limbah yang diolah tinggi kandungan organik
2. Pastikan air limbah telah bebas dari logam berat, jika ada maka pisahkan di pretreatment
3. Air limbah tidak mengandung zat desinfektan ataupun antibiotik
4. Suhu air limbah yang masuk maksimum 45^o
5. Pastikan terdapat jalur untuk pengeluaran gas metana
6. Usahakan bentuk kolam anaerob dalam atau tinggi, bukan memanjang.

Cara Memilih Proses Anaerob yang tepat

Untuk memiliih proses anaerob manakah yang akan diambil, maka ada beberapa tips tambahan dari saya sebagai pertimbangan :

• Perhatikan jenis pengotor dalam air limbah

Semakin beragam jenis pengotor yang ada dalam air limbah, maka akan memerlukan jenis pengolahan air limbah yang semakin kompleks. Pengolahan secara anaerob tipe satu hingga empat tidak dapat dipilih untuk air limbah yang masih mengandung logam berat dan desinfektan.

• Perhatikan Luas Area Yang dimiliki

Teknologi Nol hanya bisa diterapkan untuk perusahaan yang memiliki area bebas yang luas seperti perkebunan dan sejenisnya. Untuk perusahaan yang memiliki area terbatas disarankan untuk menginstall tipe Anaerob UASB guna menghemat lahan yang ada, ataupun juga tipe lainnya.

• Lihat hasil analisa Input

Perhatikan analisa input air limbah, jika air limbah memiliki pH, kandungan logam berat, suhu dan parameter lainnya yang tidak sesuai dengan kondisi intake biological process maka kita harus menyesuaikannya terlebih dahulu.

• Perhatikan Sarana dan Prasaran yang tersedia

Pada saat memilih jenis pengolahan anaerob, kita juga harus memperhatikan keberadaan sarana dan prasaran yang ada. Untuk area remote yang jauh dari keberadaan listrik maka teknologi rendah yang digunakan. Sedangkan untuk area yang padat dan memiliki prasarana serta sarana yang memadai maka teknologi tinggi bisa diterapkan.

Untuk rekan-rekan yang memerlukan bantuan ataupun assistensi dalam pembuatan reaktor anaerob untuk pengolahan air limbah. Dapat menghubungi kontak saya di :

Salam Hangat,

Dwi Handaya, S.T., MK3