Lumpur Airlimbah
Setelah sebelumnya mengenal proses-proses pengolahan lumpur dan jenis-jenis lumpur di dalam instalasi pengolahan air limbah, kali ini saya ingin berbagi informasi mengenai karakteristik fisik lumpur. Informasi ini saya peroleh dari buku yang berjudul “Sludge engineering : the treatment and disposal of wastewater sludges” karangan F. Dilek Sanin, William W. Clarkson, dan P. Aarne Vesilind. Di dalam buku ini disebutkan bahwa setidaknya ada sembilan karakteristik fisik dari lumpur. Berikut ini uraiannya satu per satu.
1. Specific gravity (Sg)
Sg merupakan rasio antara densitas (berat jenis, BJ) lumpur dengan BJ air. Lumpur hampir selalu membentuk flok. Mengetahui densitas flok merupakan hal yang sangat diperlukan pada tiap tahapan pengolahan karena semakin besar densitas maka flok akan semakin mudah mengendap. Metode yang paling umum digunakan untuk mengukur densitas flok adalah dengan pycnometer.
2. Konsentrasi padatan
Tujuan utama pengolahan lumpur adalah menyisihkan padatan dari air.
Konsentrasi padatan penting untuk diketahui karena merupakan tolok ukur keberhasilan pengolahan lumpur.
3. Keterendapan lumpur
Keterendapan (settleability) lumpur dapat diuji dengan dua macam cara yaitu dengan pengukuran kecepatan zona pengendapan dan sludge volume index (SVI). SVI merupakan parameter yang menunjukkan kemampuan lumpur untuk menjadi lebih kental. SVI yang baik biasanya ada pada kisaran 80-120. SVI yang bernilai 200 mengindikasikan terjadinya bulking sludge.
4. Ukuran dan bentuk flok/partikel
Flok dapat berbentuk bulat, lonjong, atau pipih. Ukuran flok dipengaruhi oleh faktor berikut ini:
Jenis mikroorganisme
Agitasi (pencampuran/pengadukan)
Konsentrasi oksigen terlarut
Umur lumpur
Karakteristik substrat
5. Distribusi air
Air pada lumpur dapat dibedakan menjadi beberapa macam, yaitu:
Free (bulk) water, yaitu air yang tidak terpengaruh dan tidak berkaitan dengan padatan tersuspensi.
Interstitial water, yaitu air yang terjebak di sela-sela mikroorganisme atau flok. Jenis air ini dapat menjadi free water apabila flok/mikroorganisme yang berada di sekelilingnya dihancurkan.
Vicinal water, yaitu lapisan-lapisan molekul air yang melekat kuat pada permukaan partikel akibat adanya ikatan hidrogen. Berbeda dengan interstitial water, vicinal water tidak dapat bebas bergerak melainkan melekat pada permukaan padatan. Dibanding dengan bulk water, vicinal water memiliki densitas yang lebih rendah serta viskositas yang lebih tinggi.
Water of hydration, yaitu air yang terikat secara kimia pada partikel dan hanya bisa dihilangkan dengan menggunakan energi termal.
6. Filterability dan Dewaterability
Kedua istilah tersebut menyatakan seberapa mudah lumpur dapat melepaskan air (terpisah dari air). Apabila kedua nilai parameter tersebut tinggi, artinya lumpur mudah untuk di-dewater. Filterability dapat diukur dengan metode SRF (Specific Resistance to Filtration) dan CST (Capillary Suction Time).
7. Rheology
Rheology adalah ilmu mengenai hubungan antara deformasi dan tegangan fluida. Hmmmm…terdengar scientific sekali, ya? Anyway, pada pelaksanaannya konsep ini dipakai untuk mengetahui sifat-sifat aliran serta viskositas lumpur. Salah satu manfaat dari mengetahui karakteristik reologis lumpur adalah dalam penentuan dosis koagulan dengan cara pemantauan perubahan reologi lumpur.
8. Struktur dan porositas flok
Flok yang terdapat pada lumpur aktif tersusun dari tiga komponen yaitu mikroorganisme, polimer ekstraseluler, dan air. Struktur flok dipenuhi oleh saliran-saluran kecil serta rongga pori sehingga memungkinkan air untuk masuk ke dalam flok.
9. Konduktivitas termal
Konduktivitas termal lumpur akan menurun bersamaan dengan konsentrasi padatan hingga konsentrasi padatan mencapai nilai tertentu (2% untuk waste activated sludge dan 10% untuk digested primary sludge). Setelah padatan mencapai nilai tersebut, konduktivitas termal lumpur akan konstan pada kisaran 0.85×10-3 cal cm-1 s oC.
