Teknologi pengolahan limbah secara anaerobik seperti kolam anaerobik, ABR, dan UASB dapat mendegradasi bahan organik dalam limbah cair dengan biaya rendah serta pemeliharaan mudah. Teknologi-teknologi ini memanfaatkan mikroorganisme anaerob untuk mengurangi BOD dan menghasilkan metana sebagai sumber energi.

1. PENGELOLAAN
LIMBAH SECARA
ANAEROB
Kelompok 2
Dosen Pengampu :
Prof. Barti Setiani Muntalif, Ph.D.
1
Kelompok 2
Rita Da Costa Pinto 25323902
Ari Yanda Rustam 25323904
M. Zaki Satrio A 25323908
Sarah Mutiara Rahma 25323910

2. SISTEM PENGOLAHAN AIR LIMBAH
2

3. DEGRADASI ORGANIK SECARA ANAEROB
3

4. TEKNOLOGI PENGOLAHAN ANAEROBIK
4

5. Air limbah domestik dalam reaktor ini mengalir melalui filter sehingga partikel
terjebak dan bahan organik didegradasi oleh mikroorganisme yang melekat pada
permukaan media.
A.ANAEROBIC FILTER REACTOR (AFR)
Reaktor tipe Anaerobic Filter
(AF) dapat dioperasikan secara
upflow (aliran ke atas) dan down
flow (aliran ke bawah)
Media dapat dibuat dari
berbagai macam bahan tidak
terdegradasi, misalnya: plastik,
keramik, tanah liat, batu apung
atau bahan alam lainnya.
5

6. KRITERIA DESAIN ANAEROBIC BIOFILTER
6

7. A.Ruang/Bak Pengendap Awal
B.Biofilter Anaerob
PENGHITUNGAN PERENCANAAN UNIT PENGOLAHAN ANAEROBIC BIOFILTER

8. Pada proses pengolahan dengan proses anaerob,
banyak faktor yang mempengaruhi stabilitas reaktor,
diantaranya adalah
• Waktu tinggal hidrolik
• Laju Pembebanan Organik
• pH
• Temperatur
• Nutrisi
• Senyawa Racun/ Penghambat
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI STABILITAS REAKTOR
8

9. Anaerobic Baffle Reactor (ABR) merupakan salah satu jenis pengolahan suspended
growth yang memanfaatkan sekat (baffle) dalam pengadukan yang bertujuan
memungkinkan terjadinya kontak antara air limbah domestik dan mikroorganisme
B.ANAEROBIC BAFFLED REACTOR (ABR)
Aliran yang terjadi dalam ABR merupakan aliran upflow
dan downflow. Populasi mikroorganisme berkembang
dalam air limbah domestik dan lapisan lumpur yang
terdapat pada dasar komparteman
Lumpur di dalam reaktor naik dan turun dengan
produksi gas dan aliran, tetapi bergerak melalui reaktor
pada tingkat yang lambat. Aliran yang mengalir ke atas
dan bawah mengurangi bakteri yang hanyut
9

10. KRITERIA DESAIN ANAEROBIC BAFFLED REACTOR (ABR)
10

11. B. Dimesi area sekat (baffled area)
A. Efisiensi penyisihan Kompartemen I (Kompartemen Pengendapan)
PENGHITUNGAN PERENCANAAN UNIT PENGOLAHAN ANAEROBIC BAFFLED
REACTOR (ABR)
Efisiensi penyisihan pada kompartemen 1 dapat dilakukan dengan mengasumsikan
waktu detensi pada kompartemen 1. Selanjutnya, persentase penyisihan COD (μ)
dapat ditentukan dengan melihat grafik hubungan waktu detensi terhadap penyisihan
COD
11
Luas satu kompartemen sekat
Kecepatan upflow:
Waktu tinggal hidrolik (HRT)

12. Teknologi ABR ini mudah beradaptasi dan dapat digunakan di tingkat
rumah tangga atau lingkungan kecil yang menggunakan jumlah air yang
cukup banyak untuk mencuci pakaian, mandi, dan penggelontoran toilet
Kekurangan ABR
• Sederhana, karena tidak ada pengemasan material, tidak
memerlukan metode pemisahan gas khusus,
• Waktu tinggal padatan (SRT) yang lama dimungkinkan dengan
waktu tinggal hidrolik (HRT) yang rendah
• Tidak diperlukan karakteristik biomassa yang khusus
• Air limbah dengan berbagai karakteristik konstituen dapat diolah
• Operasi yang bertahap untuk meningkatkan kinetik
• Stabil untuk beban kejutan (shock loads)
• Membutuhkan debit air limbah yang konstan
• Effluent membutuhkan pengolahan sekunder
• Pengurangan patogen yang rendah
• Membutuhkan ahli desain dan konstruksi
• Membutuhkan pre‐treatment untuk mencegah clogging
APLIKASI ANAEROBIC BEFFLED REACTOR (ABR)
Kelebihan ABR
12

13. UASB (Up-flow Anaerobic Sludge Blanket) adalah sistem pengolahan limbah
yang menggunakan prinsip aliran ke atas dan proses anaerobik. Dalam sistem ini,
lapisan lumpur anaerobik berfungsi sebagai medium penguraian limbah,
memungkinkan mikroorganisme anaerobik menguraikan bahan organik.
C.UP-FLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET (UASB)
UASB efektif untuk mengolah
limbah dengan kandungan
bahan organik tinggi dan
menghasilkan gas metana
sebagai produk sampingan.
13

14. KRITERIA DESAIN
14

15. • ·Hitung produksi VSS sebagai hasil dari penyisihan BOD. Untuk menghitung konsentrasi
VSS tersebut maka asumsikan nilai Yield Coefficient berdasarkan nilai yang tertera pada
tabel kriteria desain. Penghitungan dapat menggunakan persamaan berikut ini:
• produksi VSS dalam penyisihan BOD = konsentrasi BOD influen x % penyisihan BOD x
Yield Coeff.
• Selanjutnya, hitung residu VSS pada influen, dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan berikut ini:
• residu yang tidak dapat terdegradasi (mg/L) = VSS (mg/L) x (1 – degradable fraction)
• ·Ash received in the inflow dapat dihitung sebagai berikut:
• New ash received in the flow (mg/L) = TSS (mg/L) – VSS (mg/L)
• ·Sehingga, total lumpur yang diproduksi, yakni:
total solid yang diproduksi = VSS yang diproduksi + residu non biodagradable +
ash receive
TAHAP PERHITUNGAN
• Produksi Lumpur
15

16. TAHAP PERHITUNGAN
2. Solid Retention Time (SRT)
3. Hydraulic Retention Time (HRT)
4. Kecepatan Upflow
Catatan : Kecepatan Upflow tidak boleh melebihi 0.7 m/jan
(Lettinga dan Hulshoff Pol, 1991)
16

17. TAHAP PERHITUNGAN
5. Kebutuhan Luas Reaktor
6. Diameter Reaktor
7. Cek Kesesuaian Kriteria Desain
Pengecekan kriteria desain diperlukan untuk menghindari dampak
pembulatan nilai pada penghitungan dimensi reaktor. Kriteria yang perlu
dicek melibatkan HRT, SRT, dan kecepatan upflow.
17

18. Upflow Anaerobic
Sludge Blanket
• Efisiensi Pengolahan Limbah Organik Tinggi:
⚬ UASB dapat mengatasi tingkat beban organik tinggi dan
mengurangi Biochemical Oxygen Demand (BOD) dalam
air limbah dengan efisien.
• Kebutuhan Ruang yang Rendah:
⚬ Dibandingkan dengan kolam anaerobik konvensional,
UASB memerlukan ruang yang lebih sedikit karena
memanfaatkan ruang secara optimal.
• Pemeliharaan Mudah:
⚬ Desainnya yang sederhana membuat UASB mudah untuk
dipelihara, dan tidak memerlukan banyak peralatan
tambahan.
• Gas Metana Sebagai Energi Alternatif:
⚬ Seperti kolam anaerobik, UASB juga dapat menghasilkan
gas metana yang dapat digunakan sebagai sumber energi
alternatif.
Kelebihan
18

19. Upflow Anaerobic
Sludge Blanket
• Sensitif terhadap Variabilitas Beban Limbah:
⚬ UASB bisa menjadi kurang efisien jika terjadi fluktuasi
beban limbah yang signifikan, memerlukan penyesuaian
operasional.
• Memerlukan Pemantauan yang Cermat:
⚬ Proses UASB memerlukan pemantauan yang cermat
terhadap suhu dan kondisi operasional lainnya untuk
menjaga kinerja optimal.
• Pengelolaan Gas Metana:
⚬ Seperti pada kolam anaerobik, manajemen gas metana
yang dihasilkan perlu dikelola dengan hati-hati untuk
menghindari risiko kebakaran atau ledakan.
• Pengolahan Nutrien Terbatas:
⚬ UASB mungkin tidak sepenuhnya efektif dalam
menghilangkan nutrien tertentu, seperti nitrogen dan
fosfor, sehingga memerlukan langkah pengolahan
tambahan jika diperlukan.
Kekurangan
19

20. Kolam Anaerobik merupakan salah satu teknologi pengolahan yang memanfaatkan
peran mikroorganisme anaerob untuk mendegradasi materi organik karbon yang
terkandung di dalam air limbah domestik. Kolam anaerobik dapat dirancang
tunggal atau seri bersama dengan kolam lainnya, diantaranya fakultatif dan/atau
maturasi.
D.KOLAM ANAEROBIK
20

21. Kolam Anaerobik
• Kolam Stabilisasi:
⚬ Skenario pengolahan dengan kolam anaerobik, fakultatif, dan maturasi secara seri
disebut kolam stabilisasi.
⚬ Setiap kolam memiliki fungsi khusus.
• Efisiensi Pengolahan:
⚬ Desain yang tepat dan sesuai kriteria dapat menyisihkan BOD hingga >60% pada
suhu 20°C.
⚬ Waktu tinggal relatif singkat pada konsentrasi BOD kurang dari 300 mg/L.
• Keefektifan di Daerah Tropis:
⚬ Cocok untuk daerah tropis seperti Indonesia.
⚬ Kolam anaerobik efektif karena tidak terpengaruh oleh perubahan suhu signifikan.
⚬ Kolam maturasi bekerja baik di daerah tropis karena penyinaran matahari yang
lebih lama.
• Pengelolaan Lumpur:
⚬ Pada kolam anaerobik, pengendapan, akumulasi, dan degradasi lumpur terjadi di
dasar kolam.
⚬ Penyedotan lumpur perlu dilakukan secara teratur (setiap 1-3 tahun).
⚬ Potensi pembentukan scum yang membantu menjaga kondisi anaerob di dalam
kolam.
Definisi dan Prinsip Kerja
21

22. Kolam Anaerobik
Definisi dan Prinsip Kerja
22

23. Kolam Anaerobik
• Kolam anaerobik umumnya memiliki struktur simpel tanpa memerlukan fasilitas
khusus seperti metode aerobik.
• Perencanaan difokuskan pada metode pengurasan lumpur, dapat dilakukan dengan
pompa atau alat berat, tergantung pada luas area kolam.
• Di IPALD Bojongsoang, Bandung, alat berat digunakan untuk menguras lumpur di
kolam anaerobik, fakultatif, dan maturasi.
• Penting untuk mempertimbangkan akses yang memadai untuk pengerukan lumpur,
terutama saat menggunakan alat berat yang melibatkan area luas.
• Metode pengurasan lumpur dengan menggunakan alat berat telah terbukti sukses di
IPALD Bojongsoang, Bandung, untuk kolam anaerobik, fakultatif, dan maturasi.
Komponen Penting
23

24. Kolam Anaerobik
Kriteria Desain
24

25. Kolam Anaerobik
Kriteria Desain
25

26. Volume kolam (Va) dapat dihitung dengan persamaan
TAHAP PERHITUNGAN
• Hitung Luas dan Volume Kolam
26

27. Hasil perhitungan area dan volume berdasarkan persamaan digunakan untuk menentukan
dimensi kolam anaerobik. Geometri umumnya berbentuk limas terpancung (Gambar 4-4).
Dimensi kolam dihitung menggunakan persamaan
TAHAP PERHITUNGAN
2. Hitung Dimensi Kolam
27

28. TAHAP PERHITUNGAN
2. Hitung Dimensi Kolam
28

29. TAHAP PERHITUNGAN
2. Solid Retention Time (SRT)
3. Hydraulic Retention Time (HRT)
4. Kecepatan Upflow
Catatan : Kecepatan Upflow tidak boleh melebihi 0.7 m/jan
(Lettinga dan Hulshoff Pol, 1991)
29

30. Kolam Anaerobik
Setelah menghitung dimensi kolam anaerobik, perlu dilakukan
pengecekan kembali terhadap kriteria desain untuk memastikan
kesesuaian, karena pembulatan nilai dapat mempengaruhi
variabel-variabel dalam kriteria desain. Struktur inlet dan outlet
pada kolam anaerobik tidak memerlukan perhitungan khusus;
variasi struktur dapat digunakan dengan prinsip desain yang
sederhana dan ekonomis, seperti adanya komponen penyisihan
scum pada struktur inlet.
Cek Kriteria Desain dan Sturuktur Inlet dan Outlet
30

31. Kolam Anaerobik
• Efisiensi Biaya:
⚬ Kolam anaerobik cenderung lebih ekonomis dalam hal
biaya operasional dan pemeliharaan dibandingkan sistem
pengolahan air limbah yang lebih kompleks.
• Pemeliharaan yang Mudah:
⚬ Kolam anaerobik memiliki desain yang sederhana,
sehingga pemeliharaan dan operasionalnya relatif mudah
dilakukan.
• Produksi Gas Metana:
⚬ Proses anaerobik dapat menghasilkan gas metana, yang
dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif.
• Pengolahan Limbah Organik:
⚬ Kolam anaerobik efektif dalam menghilangkan limbah
organik dari air limbah, terutama BOD (Biochemical
Oxygen Demand).
Kelebihan
31

32. Kolam Anaerobik
• Waktu Retensi Lama:
⚬ Proses anaerobik memerlukan waktu retensi yang lebih lama
dibandingkan dengan proses aerobik, sehingga membutuhkan area
yang lebih besar.
• Pengendalian Suhu:
⚬ Aktivitas mikroorganisme anaerobik dapat dipengaruhi oleh fluktuasi
suhu, sehingga pengendalian suhu menjadi penting untuk menjaga
efisiensi proses.
• Penghasilan Gas Metana:
⚬ Meskipun menghasilkan gas metana, perlu perhatian khusus terhadap
manajemen gas ini untuk mencegah potensi bahaya kebakaran atau
ledakan.
• Pengolahan Nutrien Terbatas:
⚬ Kolam anaerobik kurang efektif dalam menghilangkan nutrien
tertentu, seperti nitrogen dan fosfor, sehingga mungkin memerlukan
langkah pengolahan tambahan.
Kekurangan
32

33. • Sektor agrikultur pada negara ekonomi berkembang sekitar 90%
melepaskan buangan limbah tanpa diolah dahulu
• Diperlukan adanya sistem pengolahan limbah yang murah, praktis,
efisien
• Masih belum ada penelitian filtrasi pasir lambat secara anaerobik
INTRODUCTION –
ORGANIC WASTE

34. • Residu sektor agrikultur seperti sekam padi dan biochar dapat
dimanfaatkan untuk menghilangkan patogen, COD, logam berat,
kontaminan organik dan non organik
INTRODUCTION –
ORGANIC WASTE

35. Bahan dan Metode
• Air limbah mentah dari pengolahan tanaman Olbachtai
• Tong buram
• Kolom filter kaca
• Lapisan filter 55 cm
• Lapisan kerikil kuarsa 6 cm
• Lapisan pasir kuarsa 5 cm
• Alumunium foil
• Sekam padi
• Pasir
• Biochar sekam padi
• Selada
• Tanah
Bahan
32

36. Bahan dan Metode
• Sebagai pre-treatment, air limbah diolah dengan filter
anaerobik untuk menghilangkan padatan tersuspensi,
kemudian disimpan dalam tong buram yang didinginkan
hingga 4-6 derajat Celcius dan air limbah diperbarui 2x per
minggu
• Kolom filter kaca dirancang sebagai AnBF yang didalamnya
berisi lapisan filter 55cm, 2 lapisan kerikil kuarsa 6cm, lapisan
pasir kuarsa setebal 5cm. AnBF dirancang rangkap tiga dan
ditutup dengan aluminium foil.
Metode
32

37. Bahan dan Metode
• Ketinggian air supernatan diatur pada ketinggian 30cm di
atas dasar filter, ketika air salah satu filter sudah mencapai
luapan di atas kolom filter maka 4cm teratas dari semua
lapisan filter dibuang dan diganti dengan pasir baru. Ketiga
bahan yang berbeda diuji sebagai bahan filter
• 3 Pot yang berisi bibit selada dialiri dengan air limbah
mentah, air limbah yang diolah biochar AnBF, dan air keran.
Semua perlakuan diulang sebanyak 12x selama 37 hari
Metode
32

38. Bahan dan Metode
• Setelah panen, diukur kontaminasi FIB (Fecal Indicator
Bacteria) dan biomassa dari berat segar dan berat kering
• Sampel dari seluruh filter beds diuji tingkat kontaminasi
FIB yakni dengan mengambil lapisan pasir 5cm teratas,
sampel dari tengah, dan sepertiga lapisan bawah filter
• Sampel yang telah diambil dipindahkan kedalam gelas
botol 100mL yang sudah disterilkan dan diisi dengan 50mL
buffer fosfat garam.
• FIB yang ada pada filter kemudian ditentukan
konsentrasinya dengan biofilm dan PBS (Phosphate Buffer
Saline)
Metode
32

39. HASIL
26
• Berdasarkan rata - rata konsentrasi parameter, filter
anaerobik dapat menghilangkan :
⚬ 88% dari COD
⚬ 71% dari TSS
⚬ 93% dari kekeruhan

40. HASIL
26
• Kualitas air limbah bervariasi antar bahan filter, serta
bergantung pada parameter yang diteliti dan laju
pembuangan
• Metode Anaerobic Biofilter dapat menghilangkan :
⚬ 90 - 99,98% dari E. coli
⚬ 93,4 - 99,99% dari enterococci
⚬ 82,6 - 99,8% dari bakteriofag

41. H
A
S
I
L
26

42. Organic waste – or biodegradable waste – comes
mainly from living organisms, either plants or animals.
Examples include such as:
• food waste
• human waste
• sewage
• paper waste
• manure
• green waste
• biodegradable plastic
• slaughterhouse waste
DISCUSSION –
ORGANIC WASTE

43. B. Biofilter Evaluasi kualitas air limbah dari filter
biochar untuk irigasi
DISCUSSION RESULT
7
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan yang
sederhana, efisien dan berbiaya rendah sistem pengolahan air
limbah untuk produksi air irigasi yang aman dan kaya nutrisi
bagi petani perkotaan dan pinggiran kota yang sedang
berkembang pesat ekonomi dengan menggunakan sumber
daya dan material yang tersedia secara lokal.

44. B. Biofilter Evaluasi kualitas air limbah dari filter
biochar untuk irigasi
DISCUSSION RESULT
7
suhu rata-ratadi banyak wilayahberkembang adalah
sebagaiberikut karena suhu diAfrika Sub-Sahara lebih tinggi
dari 22°C yang digunakan dalam penelitian ini. Karena tingkat
kelangsungan hidup FIB sangat bergantung pada suhu,
efisiensi penghilangan, dan masa pakai filter anaerobik
mungkin juga dipengaruhi oleh suhu. Secara umum, aktivitas
biologis mikrobadan reaksi kimia semakin tinggiseiring dengan
peningkatan suhu.

45. PENGARUH SUHU
suhu rata-ratadi banyak wilayahberkembang adalah
sebagaiberikut karena suhu di Afrika Sub-Sahara lebih
tinggi dari 22°C yang digunakan dalam penelitian ini.
Karena tingkat kelangsungan hidup FIB sangat
bergantung pada suhu, efisiensi penghilangan, dan masa
pakai filter anaerobik mungkin juga dipengaruhi oleh
suhu. Secara umum, aktivitas biologis mikrobadan reaksi
kimia semakin tinggiseiring dengan peningkatan suhu.
Lokasi penelitian di Afrika Sub-Sahara lebih tinggi dari 22°C
32

46. HIDROLISIS BIOMASSA
Dalam kondisianaerobik, biomassa dihidrolisis
dan kandungan nitrogennyaberkurang
sebagian besar menjadiamonium. Karena
TNbjuga mencakup amonium,parameter ini
sesuai untukkeseimbangan nitrogen
biofilteranaerobik (Henze, 1992).
32

47. Efisiensi penghilangan berbagai bahan
filter AnBF
Walaupun pengolahan nair limbah mentahdengan filter
biocharsekam padi mencapai hasil terbaik,dua bahan
filteryang dipelajari lebihlanjut, pasir dansekam, juga dapat
ditentukan sebagaibahan yang cocok.
Namun, eliminasibakteriofag menggunakan sekam padi
sebagaibahan penyaring secarasignifikan lebih
rendahdibandingkan dengan biochar danpasir, yang
mungkindisebabkan oleh ketersediaanbahan organik
yanglebih tinggi karbon yangdapat memperpanjang
kelangsunganhidup virus (Pinondan Vialette,2018).
32

48. Mekanisme penghapusan di AnBF
Hidrolisis Bahan organikdan aktivitas mikrobadi lapisan
filterjuga ditunjukkan oleh penurunan pH yang signifikan
selama filtrasi, yang menunjukkan pembentukanasam
organik. Akibat biodegradasi daribahanorganik, nilai
pHlimbah filter sekam padisecara signifikan lebihrendah
dibandingkan bahanlainnya. Namun, akumulasi FIBini
membuat pengolahanbiochar tidak dapatdihindari ketika
direncanakan akandigunakan lebih lanjutsebagai bahan
pembenah tanah(Werner dkk.,2018).
32

49. Kesimpulan
1) Sistemfilter anaerobik duatahap yang dikembangkanyang
terdiri daripra-filter anaerobik yang diikuti dengan bio-filter
anaerobik merupakan proses berbiaya rendah yang cocok untuk
pengolahan air limbah di negara-negaraberkembang. Selama
Masa percobaan, bahan filter diselidiki mencapai kinerja
penghapusanyang konstan danhampir tidak memerlukanapa pun
pemeliharaan. Dengandemikian, tingkat eliminasiFIB adalah sama
ataulebih baik dibandingkansistem serupa, sepertilahan basah
buatan,yang memerlukan ruang lebih luas.
2) Biocharsekam padi adalahbahan filter yangcocok untuk
penyaringanair limbah anaerobik danfilter biochar
mencapaitingkat penghilangan limbahyang layak. Parameter
yang diselidiki.
32

50. Kesimpulan
3) Kinerja pembersihan utama dilakukan pada 10 cm bagian atas
tempat tidurpenyaring. Namun karena biofilm kuat yang
terbentuk di dalamnya seluruh alasfilter, alas filter harus diganti
secara berkala. Oleh karena itu, pengaruh kedalaman lapisan
filter terhadap efisiensi penghilangan AnBFs harus dipelajari
lebih detail, begitu juga dengan efek HLR pada kinerjafilter dan
waktu pengoperasian.
4) Sekam padi dapat digunakan sebagai bahan filter alternatif
yang efisien selain biochar atau pasiruntuk mengurangi FIB.
Namun, ini organik agroresidue tidakcocok untuk menghilangkan
bakteriofag atau COD, namun dapat berkontribusi pada air
irigasi yang lebih aman jika tidak ada biochar atau pasir sebagai
bahan penyaring.
32

51. TERIMA
KASIH