EDUCATION: BIODEGRADASI LIMBAH

iodegradasi Limbah Cair Berminyak Menggunakan Reaktor Biologis Putar (RBC) Dikombinasikan Dengan Selaput Eksternal

Abstrak

Latar belakang : penulisan ini mengimplementasikan bioreactor membrane hybrid (HMBR) yang sudah dipelajari dalam makalah ini. Ini digunakan sebagai kombinasi Reaktor Biologis Putar (RBC) dan membrane eksternal sebagai sistem biologis yang baru untuk pengolahan air limbah berminyak

Metode : permintaan oksigen kimia (COD) dan jumlah hidrokarbon minyak bumi (TPH) sebagai faktor dari biodegradasi sudah dievaluasi. Mereka berdua dibandingkan bersama-sama untuk membedakan waktu penyimpanan hidrolik (HRTs) dan konsentrasi polusi minyak bumi di RBC dan HMBR. Rasio TPH untuk COD dari Molasses telah bervariasi antara 0,2 sampai
0,8 pada dua HRTs dari 18 dan 24 jam sedangkan suhu, pH dan oksigen terlarut disimpan di kisaran masing-masing 20-25 ° C, 6,5-7,5, dan 2-3,5 mg / l.

Hasil : Efisiensi removal TPH terbaik (99%) diamati pada TPH / COD = 0,6 dan HRT = 24 jam di HMBR dan efisiensi penyisihan menurun pada rasio diatas 0,6 di kedua bioreaktor.
Kesimpulan: Hasil penelitian menunjukkan bahwa HMBR memiliki efisiensi treatment lebih tinggi dari RBC pada semua ratio dan HRTs.

Kata kunci : treatment biologis, bioreaktor membran Hybrid, air limbah berminyak,  reaktor biologis putar (RBC)

Latar belakang : Saat ini, salah satu masalah lingkungan yang utama adalah air limbah berminyak yang diproduksi oleh industri, terutama oleh kilang minyak. Pembuangan air limbah berminyak ke lingkungan dapat mengakibatkan pencemaran lingkungan dan kerusakan ekosistem yang serius. Sejak konvensional proses perlakuan tidak cukup untuk mencapai persyaratan kualitas air, proses pengolahan lanjutan sangat diperlukan. Kini HMBR hadir sebagai teknologi canggih yang secara tradisional menggabungkan lumpur aktif sebagai sistem pertumbuhan yang tergantung dengan mikrofiltrasi (MF) atau ultra filtrasi (UF) membran. Proses ini sekarang menjadi pilihan terbaik untuk mentreatment dan digunakan kembali oleh industri
air limbah seperti pabrik kertas; produksi makanan; bahan bakar
pelabuhan dan air limbah kota karena prosesnya telah terbukti memiliki keuntungan dibandingkan dengan proses biologis konvensional. Inisiatif dari penelitian ini adalah mengganti
sistem pertumbuhan tersuspensi dengan pertumbuhan terpasang
sistem. Oleh karena itu, RBC (penambahan Media Kaldnes) sebagai terlampir.
Sistem pertumbuhan masih ditambah dengan UF eksternal
membran untuk mengolah air limbah berminyak. Alasan untuk memilih RBC berhubungan dengan banyaknya keuntungan reaktor ini dalam mengobati air limbah, khususnya air limbah berminyak, dibandingkan dengan proses lumpur aktif. Di antara keuntungan, seseorang dapat mencakup efisiensi tinggi penghapusan bahan organik, perlawanan terhadap organik dan hidrolik beban kejut dan konsumsi energi yang rendah. Percobaan dilakukan untuk membandingkan kinerja dari RBC dan HMBR dalam mentreatment air limbah berminyak. Setelah menyesuaikan mikroorganisme pemakan minyak dengan sistem, mempengaruhi beberapa parameter sebagai HRT, TPH dan menutrisi konsentrasi pada sistem kerja yang dipelajari. Efisiensi dari dua sistem dalam penghapusan polutan berminyak dan bahan organik yang dihasilkan oleh nutrisi juga diperiksa dan dibandingkan.

Metode : Sifat fisik dari sistem pada gambar 1 menunjukkan gambaran membran hybrid
bioreaktor. MBR adalah kombinasi dari berputar biologi kontaktor (ditambah media yang Kaldnes) dan membran eksternal. Limbah dari bioreaktor memasuki membran dengan pompa sentrifugal dan lumpur tetap di belakang membran, yang berisi mikroorganisme, dikembalikan
ke bioreaktor. Sampel dikumpulkan dari influen /limbah dari RBC dan limbah dari membran. Fisik sifat RBC dan membran diperlihatkan Tabel 1 dan 2, masing-masing.

gambar 1

Table 1 Physical properties of the rotating biological contactor
Length	40 cm	Width	27 cm
Height	20 cm	Total surface	2 m2
Total volume	21,6 lit	Effective volume	18 lit
Cylinder diameter	20 cm	Cylinder length	10 cm
Stage	2	Rotational speed	10 rpm

Tabel 1sifat fisik dari RBC

Table 2 Physical properties of the membrane
Membrane type	Ultra filtration
Membrane material	polymer
Internal diameter	1,24 cm
Effective length	33 cm
Surface area	0,0128 m2

Tabel 2 sifat fisik dari membran

Bioreaktor Pemakan : Dalam penelitian ini, lumpur dari tangki pengendapan yang kedua,  proses pengaktifan lumpur di kilang Teheran sudah digunakan. Pertama, RBC disiapkan dan 90 % volume dari silinder nya sudah dipenuhi dengan Media Kaldnes. Kemudian, beberapa lumpur ditambah air dituang ke dalam bioreaktor sehingga campuran dari cairan tersebut menjadi keras dan padatan tersuspensi (MLSS) di bioreaktor menjadi 1.500 mg / l. Dalam rangka untuk tumbuh dan berkembang biak mikroorganisme dan pembentukan biofilm, sistem didirikan dalam batch. Proses dengan COD = 1000 mg / l sehingga dimakan dengan karbon (Molase), nitrogen (urea) dan fosfor (amonium fosfat) selama 8 minggu. Selama proses tersebut, kombinasi minyak mentah dan bensin dengan perbandingan 2/1 ditambahkan ke sistem untuk lebih beradaptasi dengan mikroorganisme untuk polutan minyak bumi. 5-15 ml / l surfaktan twin-80 juga ditambahkan oleh sistem sehingga terbentuk ikatan antara molekul air dan minyak. Untuk mempercepat pertumbuhan mikroorganisme, serta beberapa mineral yang ditambahkan ke dalam lumpur.

Proses eksperimental : Setelah biofilm dengan ketebalan sekitar 4 mm sudah dibentuk, sistem ini dimulai sebagai proses yang berkesinambungan pada HRT 24 dan 18 jam. Membran eksternal terhubung ke RBC. Selanjutnya, pengaruh air limbah dan limbah dari RBC dan limbah dari HMBR diperiksa secara harian. Tes ini meliputi pengukuran COD, MLSS, MLVSS, TPH, TSS, pH, suhu, dan
oksigen terlarut. Semua tes dilakukan sesuai dengan metode standar. Dengan berjalannya waktu, penyebab membran fouling seperti penurunan penyerapan fluks bahwa membran perlu disegarkan. Untuk alasan ini, bioreaktor dimatikan dan membran dicuci dengan air, NaOH 2%, dan HNO3 1%.

Hasil :

·         Pengaruh waktu retensi hidrolik pada penghapusan COD :
Pada gambar 2 menunjukkan  peningkatan rasio TPH /COD molasses telah menyebabkan pengurangan penghapusan COD efisiensi di kedua reaktor. Hal ini disebabkan bahwa peningkatan TPH / COD molase membuat mikroorganisme mulai menggunakan hidrokarbon berminyak bukannya menggunakan nutrisi yang  diproduksi oleh molase. Seperti digambarkan dalam Gambar 2 ketika rasio TPH / COD lebih besar dari 0,6, kemiringan penurunan efisiensi meningkat. Hal ini disebabkan penghambatan disebabkan oleh aromatik dan hidrokarbon dalam air limbah berminyak. Selanjutnya, efisiensi removal COD meningkat lebih tinggi dari HRT. Hal ini disebabkan oleh kontak antara nutrisi dan mikroorganisme untuk waktu retensi lebih lama.

·        Pengaruh HRT pada penghapusan TPH :

Efisiensi removal TPH, karena polutan dihubungi oleh mikroorganisme untuk waktu retensi hidrolik yang lama. Peningkatan rasio molase TPH / COD untuk 0,6 memiliki peningkatan efisiensi removal TPH di kedua reaktor tapi ketika rasio TPH / tetes tebu COD lebih besar dari 0,6, efisiensi kedua sistem dalam menghilangkan polutan berkurang. Hal ini disebabkan fakta bahwa peningkatan konsentrasi hidrokarbon pada biofilm mendistorsi metabolisme sel mikroorganisme dan mencegah mereka dari menggunakan molase karbon untuk metabolisme dan reproduksi mereka. Ini akan, dalam mengubah, mengurangi MLSS dalam sistem dan potensi untuk menghapus polutan akan dikurangi secara signifikan. Demikian, dalam mengobati air limbah berminyak di reaktor tersebut, dianjurkan tidak memilih rasio molase TPH / COD lebih dari 0,6.

·        Pengaruh berbagai rasio molase TPH / COD di TPH efisiensi removal :

Gambar 4 menunjukkan efisiensi removal TPH untuk rasio molase TPH / COD di HRT dari 24 jam di kedua reaktor. Perbandingan ini menunjukkan bahwa efisiensi penyisihan TPH untuk semua konsentrasi polutan berminyak digunakan dalam proyek lebih tinggi di membran hybrid dari RBC.

·        Pengaruh berbagai rasio molase TPH / COD di efisiensi penyisihan padatan tersuspensi :

Gambar 5 menunjukkan ditangguhkan efisiensi penyisihan padatan dengan dua reaktor pada berbagai konsentrasi polutan. Perbandingan ini menunjukkan bahwa konsentrasi polutan berminyak meningkat, efisiensi penyisihan padatan tersuspensi berkurang di kedua reaktor. limbah padatan yang ditangguhkan dari sistem ini meningkat, dengan meningkatnya polutan berminyak konsentrasi karena bio-film yang terlepas dari media karena toksisitas polutan berminyak. Juga diagram menunjukkan efisiensi yang lebih tinggi dari HMBR dari RBC dalam menghilangkan padatan tersuspensi karena dari kinerja membran.

·        Investigasi perubahan fluks permeat dari membran dari waktu ke waktu :

Gambar 6 menunjukkan perubahan fluks permeat dari membran dalam tekanan khas 1,2 bar. Ketika fluks permeat membran adalah sekitar 30L / m².hr (dibutuhkan 6 hari untuk rata-rata MASS 3000 mg / l dan sekitar 5 hari untuk konsentrasi yang lebih tinggi) pembersihan membran dilakukan secara kimia. Jika fluks lebih tinggi dari membran pada HRT dari 24 jam dari 18 jam membuktikan efisiensi yang lebih tinggi untuk menghapus zat organik dan padatan tersuspensi dan dengan demikian pengurangan fouling membran dan serapan yang lebih tinggi fluks juga.

Kesimpulan : Dalam tulisan ini, perilaku bioreaktor membran hybrid di berbagai beban polutan berminyak dipelajari dan hasil dibandingkan dengan waktu ketika berputar. Biologi kontaktor melakukannya tanpa menggunakan membran. Bioreaktor pertumbuhan terlampir menciptakan biofilm pada media pendukung yang memberikan efisiensi pengobatan yang lebih baik dari bioreaktor pertumbuhan yang ditangguhkan karena akumulasi populasi mikroba yang tinggi di area permukaan besar. Oleh karena itu, kinerja yang lebih baik dapat dicapai dengan menggabungkan reaktor seperti biofilm sebagai RBC dengan membran dibandingkan dengan bioreaktor pertumbuhan tersuspensi sebagai lumpur aktif di HMBRs convectional. Namun demikian, RBC digunakan sebagai tahap pra-pengobatan dan sebagian air limbah dapat di treatment sebelum masuk ke dalam membran yang dapat menghasilkan dalam pengurangan fouling tersebut. Membran fouling yang dilakukan oleh peneliti memakan waktu yang  berlangsung setelah 120 jam dari awal dan setelah membrane dibersihkan membrane dapat dimanfaatkan kembali. Ini lebih dari waktu yang dibutuhkan dalam penelitian sebelumnya.

Daftar pustaka:

Alamzadeh, Iran, Mahdieh Safa, Manouchehr Vassoughi, 2014, “Biodegradability of oily wastewater using rotating biological contactor combined with an external membrane”. Safa et al. Journal of Environmental Health Science & Engineering, http://www.ijehse.com/content/12/1/117