Perbedaan Proses Anaerobik dan Aerobik Dalam Pengolahan Air Limbah Domestik

Pemilihan teknologi pengolahan limbah cair sangat tergantung pada kondisi limbah cair yang akan diolah. Karakteristik dan aspek hidrolis dari limbah cair merupakan variabel yang sangat menentukan dalam pemilihan suatu teknoogi pengolahan limbah cair.

Karakteristik limbah domestik mempunyai unsur dominan yaitu zat organik yang dapat dan mudah terurai secara biologis (biodegradable). Untuk itu pemilihan sistem teknologi pengolahan yang efektif untuk limbah domestik adalah sistem pengolahan secara biologis, dimana system pengolahan secara biologis ini dibedakan menjadi pengeolahan secara anaerobic, aerobic dan anoxic. 

Pengolahan biologis merupakan pengolahan limbah cair dengan memanfaatkan metabolisme mikroorganisme (bakteri, fungi, protozoa, algae) untuk menguraikan kandungan organik dalam limbah. Untuk suatu jenis limbah tertentu terdapat jenis dan macam mikroor­ganisme hidup spesifik, hal ini berhubungan dengan makanan yang terdapat dan tersedia di dalam air limbah maupun kondisi lingkungannya. Dalam hal ini limbah sebagai merupakan sumber makanan bagi mikroorganisme tersebut. Proses dalam pengolahan biologis dibagi dalam dua klasifikasi penting, yaitu proses aerobik dan anaerobik, dimana perbedaan mendasar dari keduanya terletak pada kebutuhan oksigen yang dibutuhkan dalam proses pengolahannya.

A. Proses Anaerobik

Pengolahan biologis anaerobik merupakan pengolahan limbah yang dalam prosesnya mutlak tidak membutuhkan keberadaan oksigen sebagai syarat dapat hidupnya bakteri, sehingga bakteri yang bekerja disebut bakteri anaerob.

Keuntungan dari sistem pengolahan anaerobik ini antara lain :

1. Lumpur yang dihasilkan dari proses pengolahan relatif sedikit dan lumpur yang dihasilkan relatif stabil dibanding dengan pengolahan aerobik konvensional, sehingga tidak membutuhkan pengolahan lumpur lagi misalnya seperti sludge digester.
2. Dapat dihasilkan energi berupa gas methan, namun akan berfungsi efektif jika debit limbah cukup besar dan kandungan organik cukup tinggi.
3. Tahan terhadap flutuasi beban limbah yang besar, sebab debit aliran yang masuk relatif kecil dibanding dengan dimensi bangunan, yang disebabkan waktu tinggal yang lama. Sehingga proses anaerobik ini cocok sebagi pengolahan biologis awal untuk limbah dengan kandungan organik cukup tinggi sebelum diolah dalam pengolahan aerobik, yaitu dengan memanfaatkan proses penyederhanaan rantai organik yang terjadi di proses anaerobik.
4. Pada beberapa pengolahan dengan beban yang tidak terlalu besar dapat di desain dengan konsep free maintenance dan low energy cost

 Kelemahan dari sistem pengolahan anaerobik ini antara lain:

1. Membutuhkan waktu tinggal yang lama untuk dapat menguraikan limbah yang masuk, karena adanya tiga fase pengolahan yaitu hidrolisis, asidifikasi dan methanogenesis, untuk sistem pengolahan anaerobik konvensional waktu tinggal yang dibutuhkan antara 30 sampai 60 hari, sedangkan untuk sistem anaerobik yang high rate ± 15 hari. Namun saat ini telah banyak dikembangkan sistem pengolahan anaerobik dengan meminimalkan waktu tinggal sehingga dimensi tidak terlalu besar. (Tchobanoglous, 1995)
2. Perlu menjaga agar dalam reaktor tidak ada oksigen terlarut dan pH harus dalam range 6.6 -7.6, serta alkalinitas yang cukup agar pH tidak turun drastis setelah proses asifikasi, sebab dalam sistem ini bekerja dua bakteri yang saling berlawanan, dimana salah satu bakteri menghasilkan asam (asidifikasi) sedangkan bakteri methanogenesis membutuhkan pH netral untuk dapat hidup.
3. Perlu mengkondisikan dan menjaga suhu reaktor pada kondisi minimal suhu mesophilic (30 – 38⁰ C) agar bakteri dapat bekerja dengan baik.

B. Proses Aerobik

Sedangkan pengolahan biologis secara aerobik mutlak membutuhkan oksigen dalam prosesnya, sehingga bakteri yang bekerja disebut bakteri aerob. Guna menambah kandungan oksigen yang terdapat di dalam pengolahan air limbah, maka dilakukan proses penambahan oksigen yang disebut aerasi dengan menggunakan peralatan/ aerator. Jumlah pemakaian aerator disesuaikan dengan keadaan beban pencemar air limbah yang masuk kedalam pengolahan air limbah. Hal ini berkaitan dengan jumlah oksigen yang harus dimasukkan untuk proses pengolahan. Sistem pengolahan aerobik ini paling sering dan berhasil digunakan untuk pengolahan air limbah terutama di kawasan dengan iklim tropis.

Keuntungan dari sistem pengolahan aerobik ini antara lain:

1. Tidak membutuhkan lahan yang luas dibanding anaerobik untuk debit limbah yang sama, karena waktu tinggal yang dibutuhkan untuk mengolah relatif lebih cepat ( 6 – 24 jam)
2. Mampu untuk menerima fluktuasi beban organik meskipun tidak terlalu besar (fluktuasi beban yang mampu diterima terbatas)
3. Pemecahan masalah dalam pengoperasiannya lebih mudah dibanding dengan sistem anaerobik.
4. Tingkat efisiensi pengolahan cukup tinggi untuk limbah organik dengan konsentrasi kecil sampai medium.
5. Tidak menimbulkan bau jika dalam prosesnya berjalan dengan baik

 Kelemahan dari sistem pengolahan aerobik antara lain:

1. Membutuhkan energi relatif lebih besar karena adanya penambahan oksigen dengan proses aerasi
2. Pada pengolahan aerobik konvensional menghasilkan lumpur yang cukup besar dari proses pengolahannya, karena fase pertumbuhan biomass cukup besar
3. Pada jenis pengolahan limbah aerobik konvensional membutuhkan pengolahan lumpur, karena lumpur yang dihasilkan relatif tidak stabil
4. Membutuhkan bangunan tambahan untuk memisahkan lumpur dengan air hasil olahan sebelum dibuang.
5. Lebih tidak tahan terhadap shock loading yang terlalu besar.