Karena beragamnya komposisi air limbah industri, sistem pengolahan seringkali memerlukan kombinasi beberapa metode untuk mencapai standar pembuangan yang disyaratkan. Metode pengolahan air limbah diklasifikasikan menjadi empat kategori berdasarkan teknik yang digunakan: fisik, kimia, fisikokimia, dan biologi. Pengolahan biologis memanfaatkan proses metabolisme mikroorganisme dalam air limbah untuk menguraikan bahan organik yang dapat terbiodegradasi. Dikenal karena kapasitas pengolahannya yang besar, efektivitas-biaya, dan keandalan ekonomisnya, ini adalah metode pengolahan air yang paling umum digunakan di seluruh dunia.
Penerapan Aerator dalam Pengolahan Air Limbah
Metode pengolahan biologis dibagi menjadi dua kategori utama berdasarkan kebutuhan oksigen mikroorganisme yang terlibat: aerobik dan anaerobik. Umumnya, metode aerobik lebih cocok untuk-air limbah dengan konsentrasi lebih rendah, seperti limbah dari pabrik etilen, sedangkan metode anaerobik lebih cocok untuk lumpur dan air limbah dengan-konsentrasi lebih tinggi. Pengolahan biologis aerobik selanjutnya dapat diklasifikasikan menjadi proses lumpur aktif dan proses biofilm.
Proses lumpur aktif adalah peningkatan buatan dalam pemurnian air alami, yang mengandalkan lumpur aktif sebagai bahan utama untuk menghilangkan polutan organik. Mikroorganisme aerobik yang ada dalam lumpur aktif memerlukan keberadaan oksigen agar dapat berfungsi secara efektif. Dalam tangki aerasi sistem pengolahan air limbah biologis, efisiensi transfer oksigen berkorelasi positif dengan laju pertumbuhan mikroorganisme aerob. Pasokan oksigen harus ditentukan secara komprehensif berdasarkan kuantitas dan karakteristik fisiologis mikroorganisme aerob, serta sifat dan konsentrasi substrat. Hal ini memastikan lumpur aktif beroperasi pada kondisi optimal untuk degradasi bahan organik. Hasil percobaan menunjukkan bahwa oksigen terlarut (DO) dalam tangki aerasi harus dijaga pada 3-4 mg/L. Pasokan oksigen yang tidak mencukupi menyebabkan kinerja lumpur aktif yang buruk dan berkurangnya efisiensi pengolahan. Untuk memastikan pasokan oksigen yang memadai, peralatan khusus, seperti aerator, sangat penting.
Prinsip Aerasi
Aerasi adalah cara mencapai kontak intens antara udara dan air. Tujuannya adalah untuk melarutkan oksigen dari udara ke dalam air atau menghilangkan gas-gas yang tidak diinginkan dan zat-zat yang mudah menguap dari air ke udara. Dengan kata lain, ini mendorong perpindahan massa antara fase gas dan cair. Aerasi juga memiliki fungsi penting lainnya, seperti pencampuran dan pengadukan.
Perpindahan oksigen dari udara ke air melibatkan perpindahan massa dari fasa gas ke fasa cair. Teori yang diterapkan secara luas untuk menjelaskan proses difusi ini adalah teori dua-film yang diajukan oleh Lewis dan Whitman. Teori ini menyatakan bahwa lapisan gas dan lapisan cairan ada pada antarmuka gas-air. Wilayah di luar film ini masing-masing mengalami aliran turbulen udara dan air. Di antara lapisan gas dan cairan terdapat daerah aliran laminar di mana tidak ada konveksi, sehingga menciptakan gradien tekanan dan konsentrasi dalam kondisi tertentu. Jika konsentrasi oksigen dalam lapisan film cair berada di bawah tingkat saturasi dalam air, oksigen dari udara terus berdifusi melalui lapisan film tersebut ke dalam badan air. Dengan demikian, lapisan cair dan gas merupakan resistensi utama terhadap transfer oksigen. Jelasnya, cara paling efektif untuk mengatasi hambatan lapisan film cair adalah dengan segera memperbarui antarmuka gas-cair.
Aerasi mencapai hal ini tepatnya dengan:
1.Mengurangi ukuran gelembung
2.Meningkatkan kuantitas gelembung
3.Meningkatkan turbulensi cairan
4.Meningkatkan kedalaman pemasangan aerator
5.Memperpanjang waktu kontak gelembung-cairan
Peralatan aerasi diadopsi secara luas dalam pengolahan air limbah berdasarkan prinsip-prinsip ini.