Pada pengolahan limbah cair, salah satu bagian penting adalah tahap pengolahan menggunakan mikroorganisme. Berdasarkan kondisinya, pengolahan menggunakan mikroornanisme dibagi menjadi dua yaitu pengolaha aerobik dan anaerobik.
Apa itu pengolahan anaerobik?
Pengolahan air limbah anaerob merupakan pengolahan air limbah dengan mikroorganisme tanpa injeksi udara/oksigen kedalam proses pengolahan. Pengolahan air limbah anaerob bertujuan untuk merombak bahan organik dalam air limbah menjadi bahan yang lebih sederhana yang tidak berbahaya. Disamping itu pada proses pengolahan anaerob akan dihasilkan gas-gas seperti gas CH4 dan CO2. Proses ini dapat diaplikasikan untuk air limbah organik dengan beban bahan organic (COD) yang tinggi.
Perbedaan pengolahan limbah anaerobik dibanding aerobik dapat dilihat dari kondisi lingkungannya.
Bagaimana kondisi lingkungan pengolahan limbah anaerobik?
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi pengolahan anaerobik diantaranya:
- Temperatur
Pada proses anaerob, diperlukan temperatur yanga lebih tinggi untuk mencapai laju reaksi yang diperlukan. Pada proses anaerob, penambahan temperatur dapat dilakukan dengan memanfaatkan panas dari gas methane yang merupakan by-product proses anaerob itu sendiri.
2.pH dan Alkalinitas
proses anaerob yang memanfaatkan bakteri methanogen lebih sensitif pada pH dan bekerja optimum pada kisaran pH 6,5 – 7,5. Sekurang-kurangnya, pH harus dijaga pada nilai 6,2 dan jika konsentrasi sulfat cukup tinggi maka kisaran pH sebaiknya berada pada pH 7 – 8 untuk menghindari keracunan H2S. Alkalinitas bikarbonat sebaiknya tersedia pada kisaran 2500 hingga 5000 mg/L untuk mengatasi peningkatan asam-asam volatil dengan menjaga penurunan pH sekecil mungkin. Biasanya dilakukan penambahan bikarbonat ke dalam reaktor untuk mengontrol pH dan alkalinitas.
3.Produksi Lumpur dan Kebutuhan Nutrien
pada pengolahan anaerob, produksi lumpur adalah sebanyak 0,1 kg VSS/kg COD tersisihkan. Pada pengolahan aerob, konsentrasi nitrogen yang perlu ditambahkan adalah 8-12 persen dan fosfor sebesar 1,5-2,5 persen. Sebagai “rule of thumb”, kebutuhan nutrien pada pengolahan anaerob adalah seperlima dari proses aerob.
Pengolahan limbah secara anaerobik memiliki kelebihan dan kekurangan. Apa saja itu?
Kelebihan pengolahan anaerob : efisiensi yang tinggi, mudah dalam konstruksi dan pengoperasiannya, membutuhkan lahan/ruang yang tidak luas, membutuhkan energi yang sidikit, menghasilkan lumpur yang sedikit, membutuhkan nutrien dan kimia yang sedikit. Sedangkan kekurangan dari pada pengolahan anaerob : penyisihan kandungan nutrient dan patogen yang rendah, membutuhkan waktu yang lama untuk start-up, menimbulkan bau.
Bagaimana mekanisme reaksi pengolahan limbah cair dengan proses anaerobik
Penguraian senyawa organik seperti karbohidrat, lemak dan protein yang terdapat dalam limbah cair dengan proses anaerobik akan menghasilkan biogas yang mengandung metana (50-70%), CO2 (25-45%) dan sejumlah kecil nitrogen, hidrogen dan hidrogen sulfida.
Sebenarnya penguraian bahan organik dengan proses anaerobik mempunyai reaksi yang begitu kompleks dan mungkin terdiri dari ratusan reaksi yang masing- masing mempunyai mikroorganisme dan enzim aktif yang berbeda.
Penguraian dengan proses anaerobik secara umum dapat disederhanakan menjadi 2 tahap:
1.Tahap pembentukan asam
2.Tahap pembentukan metana
Langkah pertama dari tahap pembentukan asam adalah hidrolisa senyawa organik baik yang terlarut maupun yang tersuspensi dari berat molekul besar (polimer) menjadi senyawa organik sederhana (monomer) yang dilakukan oleh enzim-enzim ekstraseluler.
Pembentukan asam dari senyawa-senyawa organik sederhana (monmer) dilakukan oleh bakteri-bakteri penghasil asam yang terdiri dari sub divisi acids/farming bacteria dan acetogenic bacteria. Asam propionat dan butirat diuraikan oleh acetogenic bacteria menjadi asam asetat.
Pembentukan metana dilakukan oleh bakteri penghasil metana yang terdiri dari sub divisi acetocalstic methane bacteria yang menguraikan asam asetat menaji metana dan karbon dioksida. Karbon dioksida dan hidrogen yang terbentuk dari reaksi penguraian di atas, disintesa oleh bakteri pembentuk metana menjadi metana dan air.
