Belajar › Rangkaian
R4 - Lumpur aktif paket
Rujukan buku: Buku 3, Bab 8
Apa itu R4
R4 adalah sistem lumpur aktif (activated sludge) dengan aerasi diperpanjang (extended aeration). Bakteri aerob tumbuh melayang sebagai gumpalan (flok) di bak aerasi yang terus diberi udara. Campuran air dan flok mengalir ke pengendap akhir; flok mengendap lalu sebagian besar dipompa kembali ke bak aerasi (resirkulasi lumpur) agar kadar biomassa (MLSS) tetap tinggi. Kelebihan lumpur dibuang ke bak pengering. Pada skala komunal, sistem ini sering dijual sebagai unit paket pabrikan.
Urutan unit:
- Saringan kasar -> Bak pengumpul
- -> Pengendap awal -> menyisihkan padatan kasar
- -> Bak aerasi -> penguraian aerob oleh flok melayang, udara dari blower
- -> Pengendap akhir -> pemisahan flok, lumpur dikembalikan ke aerasi
- -> Desinfeksi -> Bak ukur -> badan air penerima; lumpur lebih ke bak pengering lumpur
Kapan cocok, kapan tidak
Cocok bila:
- lahan paling sempit di antara pilihan yang ada;
- baku mutu ketat, atau mutu keluaran harus stabil walaupun beban berubah-ubah;
- ada pengelola profesional (pengembang, pengelola kawasan, PDAM/PD PAL) yang menggaji operator dan membayar listrik.
Tidak cocok bila:
- pengelola adalah kelompok warga sukarela tanpa operator tetap;
- listrik tidak stabil atau tagihan tidak ada penanggungnya;
- suku cadang blower dan pompa sulit diperoleh di daerah.
Kinerja yang diharapkan
Kode memperlakukan bak aerasi dan pengendap akhir sebagai satu kesatuan: penyisihan 92 persen dicatat di pengendap akhir, sedangkan bak aerasi tampil dengan BOD keluar sama dengan BOD masuk. Jadi jangan heran melihat angka BOD tidak turun di baris bak aerasi. Rangkaian ini memenuhi baku mutu dengan selisih cukup. Aerasi diperpanjang dengan umur lumpur (SRT) panjang juga cenderung menghasilkan nitrifikasi dan lumpur yang lebih stabil.
Kebutuhan lahan, listrik, operator
- Lahan: terkecil dari kelima rangkaian.
- Listrik: blower aerasi menyala 24 jam, ditambah pompa resirkulasi lumpur yang dayanya belum dihitung aplikasi. Daya blower adalah yang tertinggi.
- Operator: tinggi. Memantau MLSS, mengatur rasio resirkulasi, membuang lumpur lebih, mengamati lumpur mengapung (bulking), dan merawat blower serta pompa.
Risiko
- Listrik padam beberapa jam membuat flok kekurangan oksigen; pemulihan bisa butuh berhari-hari.
- Lumpur mengembang (bulking) bila F/M atau oksigen tidak terjaga; flok lolos dari pengendap akhir dan TSS keluaran naik.
- Bak aerasi dan pengendap akhir dalam (tinggi air 3,0 m); dasar mudah berada di bawah muka air tanah.
- Biaya operasi paling tinggi; unit paket sering terbengkalai bila anggaran operasi tidak disiapkan sejak awal.
Perbandingan singkat
Dibanding R3, R4 lebih hemat lahan dan lebih stabil, tetapi butuh operator yang lebih terampil dan listrik lebih besar. Dibanding R1, R4 lebih murah dibangun menurut BOQ sipil, tetapi selisih itu cepat habis oleh peralatan, listrik, dan gaji operator. Lihat perbandingan lima rangkaian.
Studi kasus: Griya Asri
Data baku: 300 SR, debit rata-rata 150,0 m3/hari, debit puncak 4,34 L/detik, beban BOD 60,0 kg/hari.
| Unit | Ukuran dalam (P x L x tinggi air) | Modul | BOD keluar (mg/L) |
|---|---|---|---|
| Saringan SR-01 | 1,50 x 0,40 m | 1 | 400,0 |
| Bak pengumpul BP-01 | 2,25 x 1,55 x 1,50 m | 1 | 400,0 |
| Pengendap awal PA-01 | 4,35 x 1,45 x 2,00 m | 1 | 280,0 |
| Bak aerasi AE-01 | 5,30 x 3,55 x 3,00 m | 2 | 280,0 |
| Pengendap akhir PK-01 | 6,10 x 2,05 x 3,00 m | 1 | 22,4 |
| Desinfeksi DS-01 | 3,95 x 1,65 x 1,20 m | 1 | 21,3 |
| Bak ukur BU-01 | 1,50 x 0,80 m | 1 | 21,3 |
| Pengering lumpur PL-01 | 3,80 x 1,90 m | 3 | - |
Studi kasus
- Mutu keluaran: BOD 21,3 mg/L dan TSS 8,7 mg/L.
- Bak aerasi: volume 112,9 m3, HRT 18,1 jam (kriteria penentu waktu tinggal), MLSS 4.000 mg/L, F/M 0,093 kg BOD/kg MLSS/hari, SRT 20 hari.
- Kebutuhan oksigen 63,0 kg/hari, udara 1,56 m3/menit, daya blower 1,02 kW (sekitar 25 kWh/hari bila menyala terus).
- Debit resirkulasi lumpur 112,5 m3/hari, artinya pompa resirkulasi bekerja terus.
- Luas lahan perlu 157,9 m2 dari 756 m2; sisa tinggi tekan 0,50 m.
- Dasar bangunan terdalam +2,50 m, 0,50 m di bawah muka air tanah.
- Biaya pekerjaan utama Rp 567.274.950, terendah, tetapi tanpa blower, pompa, panel, dan biaya operasi.
- Kriteria berstatus PERIKSA: 0.
Rujukan
- Buku 3, Bab 8.
- Metcalf & Eddy. Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery.
- Ten States Standards (Recommended Standards for Wastewater Facilities).
- Peraturan Menteri LHK No. 68 Tahun 2016.