Proses Nitrifikasi Dan Denitrifikasi Dalam Pengolahan Limbah

Transkripsi

1 Proses Nitrifikasi Dan Denitrifikasi Dalam Pengolahan Limbah Salmah Fakultas Teknik Program Studi Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara BAB I 1.1 Nitrifikasi yang Menggunakan Proses Lumpur Aktif Dua Tingkat Proses nitrifikasi bakteri berkembang lambat dengan syarat waktu tinggal lumpur lama dan konsentrasi pembentukan oksigen tinggi. Dalam penjumlahan diperkirakan rintangan oleh bidang luas dari senyawa-senyawa pada konsentrasi juga tinggi rendahnya temperatur mempengaruhi bakteri berbagai daerah tropis. Untuk alasan ini, dapat dilihat jalan terbaik untuk memisahkan proses pembersihan yang mengandung karbon dan proses pembersihan nitrogen dalam memisahkan reaktor-reaktor, seperti perbedaan operasi dapat berlaku dalam setiap kondisi, dengan pertambahan efisiensi proses dan penghematan tempat keseluruhan dalam penjumlahan mungkin bahwa senyawa-senyawa pengganggu tidak akan berbahaya disumbangkan pada tingkat pertama pada proses metabolisme, pengikatan dan pencairan membentuk kelompok, maka dari itu nitrifikasi pada tingkat kedua tidak akan terhalang. Skema diagram dari tipe proses kedua digambarkan dalam Grafik 2.1. Luas susunan kebebasan didapatkan dengan tipe proses tingkat kedua dan proses konvensi aerasi dengan mesin digabungkan oleh kedua penyebaran aerator tingkat kedua dan proses nitrifikasi filter cairan.dalam penjumlahan tingkat pertama dapat juga berubah-ubah di antara sistem oksigen murni seperti proses VITOX, mesin aerator dan penyebaran udara. Dalam pandangan luas, susunan kombinasi-kombinasi dan fakta-fakta bahwa tumbuhan tingkat kedua sangan sedikit dalam operasi, sangat sedikit disain informasi yang tersedia. Suatu masalah sistem tingkat ke-2 bahwa mutlak hasil pertumbuhan rendah dari konsentrasi solid nutifiens dalam reaktor tingkat ke-2 sangat rendah. Frekuensi ini menunjukkan kemampuan mengendap lumpur lemah disertai dengan kerugian-kerugian padatan. Frekuensi resirkulasi solid hanya berkurang dari tangki sedimentasi tingkat pertama. Dalam penjumlahan penyebaran udara sistem operasi pada konsentrasi solid rendah digabungkan dengan masalah busa dan pertumbuhan anti busa dan frekuensinya. 1

2 Grafik 2.1 Skema dengan proses nitrifikasi cara lumpur aktif tingkat ke-2. Tingkat ke-1 adalah proses pembersihan karbon dengan mesin aerasi, mengingat tingkat ke-2 adalah proses difusi nirtifikasi udara. 1.2 Nitrifikasi Dalam Saringan-Saringan Aliran Dalam sebuah saringan tunggal, proses nitrifikasi bakteri akan bersaing dengan bakteri berbagai tropik untuk menyediakan kebutuhan oksigennya. Tersedianya oksigen dalam saringan berfungsi dalam konsentrasi BOD dan bakteri berbagai tropik tersedia akan mengatasi nutrifien ketika BOD tersedia dengan mudah. Tampaklah bahwa BOD yang dapat larut sekitar 20mg/l dibutuhkan sebelum oksigen cukup menyediakan nitrifikasi yang tersedia, seperti sangant sedikitnya saringan-saringan yang dapat menyediakan effluen berkualitas, saringannya tidak ada atau dibatasinya nitrifikasi menyebabkan lebih rendahnya jangkauan saringan. Dalam mencapai nitrifikasi tetap oleh saringan adalah penting untuk membatasi jumlah beban organik untuk grafik media mineral antara 0,16 0,19 kg/m 3.d, dipakai guna pembersihan amonia hingga 75 % Beban orgaanik (kg BOD/1000 m 2.d) Grafik 1.2 Pengaruh Jumlah Beban Organik Pada Pembesihan Amonia Dalam Saringan Aliran. 2

3 BAB II DENITRIFIKASI 2.1 Pendahuluan Dalam suatu keadaan di mana tanpa pemberian oksigen yang telahn larut, maka kegunaan dari oksigen sebagai penerima elektron yang terakhir untuk pernafasan terhambat. Dalam keadaan seperti ini, maka kebanyakan dari mikroorganisme fakultatif harus bertumpu pada fermentasi guna menimbulkan lagi NAD +. Bagaimanapun, tentu - chemoorganotrops mampu di dalam menempatkan O 2 dengan NO 3 sebagai penerima elektron terakhir dan respirasi dapat dilakukan dengan cara mereduksi nitrat ke dalam bentuk nitrit, oksidasi nitrit dan oksidasi nitrous atau nitrogen sebagaimana yang ditunjukkan pada reaksi 2.1. (2.1) Reaksi Redoks Pernyataan dari Nitrogen No 3 - Nitrat No 2 - Nitrit NO Oksidasi Nitrit N 2 O Oksidasi Nitrous N 2 Nitrogen Di mana produksi akhir asterik ditunjukkan seperti gas diketahui sebagai anaerob atau respirasi nitrat dan dibawa ke luar oleh pergantian bakteri tertentu seperti Alcaligenes, Achromobacter, Micrococcuss dan Pseudomonas. Tidak semua genera ini mempunyai kemampuan untuk melengkapi oksidasi ke dalam bentuk nitrogen dan juga berbagi jenis produksi seperti gas tertentu dapat dihasilkan. Pernyataan reaksi redoks sebagai perantara dalam denitrifikasi (Reaksi 2.1), menunjukkan bahwa reaksi dapat diproses dengan jalan menserikan suatu langkahlangkah tertentu, di mana tiap-tiap langkah (bentuk) dengan mendapat sutu elektron. Suatu donor elektron kemudian dibutuhkan sebagai suatu suatu sumber dari elektronelektron ini. Dalam perlakuan air selokan (limbah), reaksi dibawa ke luar secara awal oleh bakteri heterotopic dan juga sumber karbon organik dapat digunakan. Walaupun air limbah itu sendiri memuat suatu sumber yang sesuai dari karbon organik, namun hal ini tidak mencukupi (sebanding) untuk aliran-aliran anak sungai yang telah diperlakukan (perlakuan air limbah), dengan demikian dalam dua sistem pemberhentian suatu sumber pelengkap dari karbon harus dihasilkan hal ini secara berulang-ulang dapat dicapai dengan penggunaan limbah-limbah industri, dan pertanian seperti limbah buah-buahan, cairan gula atau selasi biji-bijian. Dalam keadaan suatu alternatif maka methanol secara umum dapat diterima sebagai sesuatu yang sempat tidak sesuai, secara komersial sesuai dengan sumber karbon. Stoikiometri dari pertumbuhan methanol sebagai kedua dari suatu karbon dan sumber energi diberikan dengan rumus : NO ,08 CH 3 OH + H + 0,065 C 5 H 7 O 2 N + 0,47 N 2 + 0,76 CO 2 + 2,44 H 2 O (2.2) Reaksi nyala terang ini berbeda di antara pertumbuhan bakteri penitritan (Persamaan 2.1) dan pendenitrifikasi. Oksigen ini tidak dibutuhkan untuk denitrifikasi,sesungguhnya ketika ia ada, hal ini lebih cocok dieksploitasi sebagai suatu penerima elektron yang terakhir. Dalam tambahan, sebagai suatu kegunaan proton-proton organisme dalam suatu 3

4 reduksi nitrat, kemudian air limbah akan menuju kepada menjadi alkali yang dibandingkan dengan produksi jenis-jenis asam selama nitrifikasi akhirnya sebagai pendenitrifikasi adalah bakteri heterotopic, bakteri-bakteri ini lebih bersumber daya dan lebih banyak efisiensinya dan penitrifikasi dengan demikian daerah dan rata-rata pertumbuhannya akan lebih memuncak. 2.2 Kinetika Reaksi Nitrifikasi Dua faktor penting yang mempengaruhi rata-rata dari penitrifikasi, adalah substarsi (donor elektron) konsentrasi dan konsentarsi nitrat. Kedua pengaruh ini dapat dibentuk dengan penggunaan kinetik Monod Standard, dan pertumbuhan rata-rata dijalankan oleh suatu persamaan Monod ganda dengan rumus: (2.3) Di mana µ m adalah rata-rata pertumbuhan spesifik maksimum dari bakteri penitrat dan N adalah konsentrasi nitrat. Nilai-nilai untuk koefisien jenuh nitrat (K N ) secara umum sangat rendah, dalam jangkauan 0,08 0,1 g/l dan dengan demikian N >> K N dan istilah Monod untuk konsentrasi nitrat dalam persamaan 2.3 mendekati pada satu. Oleh karena itu, rumus ini dapat ditulis : (2.4) Hal ini berarti bahwa denitrifikasi adalah suatu reaksi orde pertama denagn cenderung kepada konsentrasi biomas dan orde nol cenderung kepada konsentrasi nitrat. Untuk suatu kelengkapan mencampur pereaksi dari volume V, di mana persamaan keseimbangan dari suatu tipe yang telah dilukiskan oleh persamaan 2.3 dapat dibentuk sekarang : (2.5) Pada ketetapan menyatakan d[no 3 ]/dt = 0, maka : (2.6) 4

5 Dalam hal ini, istilah µ m sering disebut rata-rata denitrifikasi spesifik (q) DN.Hal ini dihubungkan dengan temperatur dengan persamaan empiris : (2.7) Dengan demikian, penerimaan temperatur dari bulan-bulan yang sangat dingin diketahui, suatu volume reaksi dihitung dari persamaan (2.6) sekali suatu penambahan pengoperasian akan melemahkan konsentrasi buat yang telah diseleksi. 2.3 Proses Konfigurasi Untuk Pemindahan Nitrogen Pemindahan nitrogen yang lengkap dari air limbah membutuhkan bahwa kedua nitrifikasi dan kejadian denitrifikasi, sebagai denitrifikasitidak dapat terjadi tanpa keberadaan suatu nitrat. Sebagaimana dua reaksi tampak, yang secara fundamental sangat bertentangan dengan kebutuhan lingkungan. Secara utama cenderung kepada oksigen, lantas hal ini sangat sulit untuk dilihat dalam hal bagaimana keduanya dapat terjadi dalam reaksi tunggal. Baimanapun, oleh daerah perlengkapan bersamaan dengan reaktor dimana aerator tidak dihubungkan, dan hanya penambahan kejadian-kejadian, kondisi anoxin secara cepat ditetapkan dan diidentifikasi akan terjadi. Hal ini dapat dicapai dengan sangat mudah dalam penarik yang aliranya tertahan ke tangki-tangki buangan, atau parit oksidasi yang merupakan saluran yang tidak berakhir. Daerah anoxik secara umum dipilih terbuka menuju sasaran dimana air limbah menetap dan berpaling ke dalam bentuk menuju suatu reaksi guna menyakinkan bahwa di tempat itu terdapat suatu tempat yang cukup untuk menampung donorr elektron di dalam suatu tempat limbah, dan nitrat melalui suatu bentuk lupur yang terrecycle. Supaya dapat meyakinkan bahwa konsentrasi aliran-aliran nitrat dapat ditemukan, yang demikian itu penting untuk recycle. Suatu fraksi yang sangat besar dari lumpur yang akan ditemui dan suatu bilangan recycle dari 1,5 1 selalu dibutuhkan. Setelah periode anoxik,permulaan aerasi dan nitrifikasi secara cepat dapat diringkas. Diagram aliran untuk khusus pemindahan pereaksi lumpur nitrogen tunggal ditunjukkan dalam Gambar 2.1 Suatu rata-rata perpindahan nitrogen yang tinggi secara umum dapat dicapai dalam suatu sistem pemisahan lumpur dalam suatu aliran dari tingkat nitrifikasi, yang kadar nitratnya tinggi adalah bentuk pemisahan pereaksi anoxik untuk denitrifikasi (Gambar 2.2) rata-rata pemindahan yang lebih tinggi berarti bahwa volume pereaksi yang karena dikehendaki, tetapi perbekalan dari dua penambah berarti bahwa kebutuhan penambahan tersebut ditambah dalam penambahan, sebagai suatu aliran dari masa penambahan petama ditambah dengan penuh, hal ini juga mempunyai BOD yang rendah dan secara tegas tidak cukup dalam donor elektron, suatu sumber tambahan karbon dikehendaki oleh karena tersebut. Akhirnya rata-rata denitrifikasi yang tinggi selalu dihasilkan dalam suatu tambahan ph dan dengan demikian pengontrolan ph ini harus dilengkapi. Sistem lumpur tunggal lantas secara umum menyebabkan biaya yang efektif dan membutuhkan proses pengontrolan yang berkurang. 5

6 Gambar 2.1 Pemindahan Nitrogen dalam suatu pereaksi lumpur yang terbuat dari lumpur tunggal. Kantong pertama adalah anoksik dan menerima lumpur yang kembali dalam tempat limbah. Kantong peninggalan adalah anaerobik dan dijalankan pada suatu umur lumpur yang lama supaya dapat menjamin nitrifikasi penuh Gambar 2.2 Sistem dua tempat kejadian untuk pemindahan Nitrogen. Bagan I adalah suatu pereaksi aerobik yang dioperasikan dengan suatu lumpur yang berumur panjang untuk meyakinkan nitrifikasi. Bagan II adalah suatu penambahan pemersatuan dari suatu sumber karbon untuk meyakinkan denitrifikasi. 6

7 Daftar Pustaka Mara. D.D. Bacteriology for Saoitry Engineering Churchilll Livingsyong 1974 Gaudy, A.Fand Gaudy, E. T, Microbiology for Environmental Scientisi and Engineers, Mc. Grauo Hil,1980. N.J.Horar, Biological Waste water Treatment System, John Wiley & Sons. 7