Cara Mengontrol Busa Biologis

Di tangki aerasi atau tangki sedimentasi sekunder, sejumlah besar mikroorganisme berserabut mungkin muncul, menyebabkan busa mengapung dan menumpuk di permukaan air. Hal ini dapat menyebabkan peningkatan konsentrasi bahan organik dan padatan tersuspensi dalam limbah, menimbulkan bau busuk atau gas berbahaya, mengurangi efisiensi transfer oksigen dalam sistem aerasi mekanis, dan menyebabkan busa permukaan yang berlebihan selama pencernaan lumpur berikutnya.

Namun, penggunaan bahan pencegah busa kimia secara sembarangan harus dihindari ketika mencoba mengendalikan busa biologis.

Ketika gas dimasukkan ke dalam cairan, cairan tersebut mengembang dan mengelilingi gas, membentuk busa.

Pembentukan dan stabilitas busa memerlukan tiga kondisi penting: gelembung udara, surfaktan, dan partikel hidrofobik.

Gelembung udara terutama dihasilkan selama aerasi aerobik.

Surfaktan berasal dari influen dan juga disintesis oleh mikroorganisme dalam lumpur aktif.

Partikel hidrofobik dalam tangki biologis berasal dari mikroorganisme dengan permukaan sel hidrofobik yang terdapat pada lumpur aktif.

Metode paling sederhana adalah dengan mensimulasikan laju aerasi standar dalam silinder ukur yang berisi lumpur aktif dengan volume tertentu, dan kemudian mengklasifikasikan busa berdasarkan volume dan stabilitasnya dari waktu ke waktu.

Flotasi berulang juga dapat dilakukan dengan mengukur perbandingan massa padatan tersuspensi sebelum dan sesudah aerasi.

Kedua metode ini memberikan hasil yang cepat namun mungkin tidak secara akurat mewakili kondisi tangki aerasi sebenarnya.

Uji hidrofobisitas permukaan sel melibatkan pendistribusian mikroorganisme antara fase berair dan hidrofobik dalam larutan campuran. Kapasitas berbusa ditentukan dengan mengukur penyerapan fase air sebelum dan sesudah pengolahan. Metode ini bekerja dengan baik untuk kultur murni namun mudah terpengaruh oleh zat kompleks dalam air limbah nyata.

Metode tegangan permukaan memanfaatkan fakta bahwa bakteri penyebab busa-mengurangi tegangan permukaan larutan. Metode ini dapat diterapkan baik pada cairan campuran lumpur maupun kultur murni, namun hasilnya juga dipengaruhi oleh komposisi air limbah.

Indeks sampah-busa mengevaluasi karakteristik busa biologis menggunakan tujuh parameter: warna busa, ukuran gelembung, stabilitas, area cakupan, keberadaan bakteri berserabut, potensi pembentukan busa, dan kandungan total padatan tersuspensi. Bobot yang berbeda diberikan untuk setiap parameter menggunakan analisis jalur dan pemodelan persamaan struktural untuk menghitung indeks akhir.

Indeks buih-busa menunjukkan korelasi linier yang kuat dengan tingkat keparahan busa biologis.

1. Bakteri Filamen Nokardioid

Untuk waktu yang lama, bakteri berfilamen Nocardioid dianggap sebagai penyebab utama busa biologis. Bakteri berfilamen Gram-positif lainnya juga telah diidentifikasi sebagai penyebab penggumpalan lumpur dan akumulasi busa yang parah.

"Nocardioid" mengacu pada bakteri berfilamen dengan penampilan seperti actinomycetes-di bawah mikroskop. Mereka adalah bakteri gram positif heterotrofik, aerobik, Gram-dengan percabangan sejati.

Panjang filamen: biasanya 5,0–30 μm

Lebar: sekitar 1,0 μm

Sel: bentuknya tidak beraturan, tanpa selubung tipis

Pertumbuhan: pertumbuhan melekat, tidak-bergerak

Bakteri ini memiliki kapasitas yang kuat untuk menyimpan nutrisi, memungkinkan mereka bertahan hidup dan terakumulasi dalam lingkungan berbusa{0}}yang terbatas nutrisi.

Mereka dapat memanfaatkan berbagai sumber karbon, nitrogen, dan fosfor, sehingga memberikan keunggulan kompetitif-terutama pada air limbah yang mengandung banyak substrat hidrofobik.

2. Bakteri Mikrofilamen

Bakteri ini mengelilingi bagian dalam dan permukaan flok lumpur aktif.

Lebar: 0,6–0,8 m

Panjangnya: 50–200 m

Mereka tidak mengandung sel individu yang terlihat di dalam filamen dan tidak memiliki selubung tipis. Filamennya tidak bercabang dan tidak-motil.

Bakteri ini sensitif terhadap konsentrasi oksigen tinggi dan tumbuh paling baik pada kondisi mikroaerobik.

1. Suhu

Busa sering kali menunjukkan variasi musiman, dengan suhu menjadi faktor utama yang mempengaruhi. Meskipun suhu tidak secara langsung menyebabkan pembentukan busa, hal ini mempengaruhi variabel lain seperti kelarutan oksigen dan kelarutan lemak dalam air.

2. Umur Lumpur

Busa-yang menyebabkan bakteri berserabut adalah-mikroorganisme yang tumbuh lambat dengan siklus hidup yang panjang. Usia lumpur yang diperpanjang mendorong pertumbuhannya.

Di instalasi pengolahan air limbah{0}}dengan beban rendah dan waktu retensi hidraulik yang lama, sistem aerasi yang diperpanjang lebih rentan terhadap pembentukan busa. Setelah busa terbentuk, waktu retensinya tidak bergantung pada waktu retensi lumpur di tangki aerasi, sehingga menghasilkan busa yang persisten dan stabil.

3.pH

Air limbah kota biasanya memiliki pH antara 6,0 dan 8,0. Menurunkan pH menjadi 5,0–5,6 dapat membantu mengurangi pembentukan busa.

Bakteri nokardioid: pH optimal ≈ 6,5

Bakteri mikrofilamen: pH optimal 7,1–8,0

Hal ini menjelaskan mengapa sistem aerasi oksigen murni lebih rentan terhadap pembentukan busa dibandingkan sistem aerasi udara. PH rata-rata dalam aerasi udara adalah sekitar 7,0, sedangkan dalam sistem oksigen murni mendekati 6,5.

4. Oksigen Terlarut (DO)

Bakteri nokardioid bersifat aerobik dan tidak dapat tumbuh dalam kondisi anaerobik atau anoksik.

Bakteri mikrofilamen dapat mentoleransi tingkat oksigen yang lebih luas, namun tumbuh paling baik pada kondisi oksigen rendah (mikroaerobik).

DO rendah: mendukung pertumbuhan bakteri mikrofilamen

High DO (>6 mg/L): menghambat bakteri mikrofilamen

1. Metode Fisikokimia

Metode fisik:

Penyemprotan air: sederhana namun tidak efektif-dalam jangka panjang, karena busa yang tersebar masih tertinggal di dalam sistem

Pembuangan secara manual atau mekanis: meningkatkan biaya operasional dan menimbulkan tantangan pembuangan

Metode kimia:

Oksidan/disinfektan: klorin, asam hipoklorit, hidrogen peroksida, ozon, garam amonium kuaterner

Koagulan: poliakrilamida, polialuminium klorida, besi klorida, besi klorida

Metode-metode ini hanya memberikan bantuan sementara karena tidak mengatasi akar permasalahannya. Disinfektan juga dapat merusak sistem lumpur aktif dengan membunuh mikroorganisme yang menguntungkan.

Penggunaan pencegah busa secara sembarangan tidak disarankan, karena bahan ini terutama efektif untuk busa kimia, bukan busa biologis yang lebih stabil.

2. Pengendalian Umur Lumpur

Mengurangi waktu retensi lumpur (SRT) adalah metode paling efektif untuk mengendalikan busa biologis.

Pendekatan ini bertindak sebagai mekanisme seleksi biologis, menggunakan siklus pertumbuhan busa yang lebih panjang-yang menyebabkan mikroorganisme menekan atau menghilangkannya dari sistem.

3. Teknologi Pemilih

Memasang pemilih (anaerobik, anoksik, atau aerobik) sebelum tangki aerasi dapat mengendalikan bakteri berfilamen secara efektif.

Selector adalah zona pencampuran dimana lumpur yang kembali berinteraksi dengan air limbah influen sebelum memasuki tangki aerasi. Hal ini mendorong penyerapan cepat bahan organik yang mudah terbiodegradasi.

Fungsi penyeleksi:

Mempromosikan bakteri pembentuk flok

Menekan pertumbuhan bakteri berfilamen

Mengurangi penggemburan lumpur dan busa biologis

Mengontrol distribusi populasi mikroba

Selector dapat diklasifikasikan menjadi:

Aerobik

anoksik

Anaerobik