Residu yang menumpuk di pabrik pengolahan limbah disebut lumpur (atau biosolid). Lumpur limbah adalah bahan residu padat, semi-isolid, atau bubur yang diproduksi sebagai produk sampingan dari proses pengolahan air limbah. Residu ini umumnya diklasifikasikan sebagai lumpur primer dan sekunder. Lumpur primer dihasilkan dari presipitasi kimia , sedimentasi, dan proses primer lainnya, sedangkan lumpur sekunder adalah biomassa limbah aktif yang dihasilkan dari perawatan biologis. Beberapa pabrik limbah juga menerima padatan septage atau septik tangki dari sistem pengolahan air limbah rumah tangga di tempat. Cukup sering lumpur digabungkan bersama untuk perawatan dan pembuangan lebih lanjut.

Perawatan dan pembuangan lumpur limbah adalah faktor utama dalam desain dan pengoperasian semua pabrik pengolahan air limbah. Dua tujuan dasar untuk merawat lumpur sebelum pembuangan akhir adalah untuk mengurangi volumenya dan menstabilkan bahan organik. Lumpur yang stabil tidak memiliki bau ofensif dan dapat ditangani tanpa menyebabkan gangguan atau bahaya kesehatan. Volume lumpur yang lebih kecil mengurangi biaya pemompaan dan penyimpanan.

Metode pengobatan

Pengolahan lumpur limbah dapat mencakup kombinasi dari penebalan , pencernaan, dan proses pengeringan.

Penebalan

Penebalan biasanya merupakan langkah pertama dalam perlakuan lumpur karena tidak praktis untuk menangani lumpur tipis, bubur padatan yang tersusun dalam air . Penebalan biasanya dilakukan dalam tangki yang disebut penebalan gravitasi. Pengental dapat mengurangi volume total lumpur menjadi kurang dari setengah volume asli. Alternatif untuk penebalan gravitasi adalah flotasi udara terlarut. Dalam metode ini, gelembung udara membawa padatan ke permukaan, di mana lapisan bentuk lumpur yang menebal.

Pencernaan

Pencernaan lumpur adalah proses biologis di mana padatan organik didekomposisi menjadi zat yang stabil. Pencernaan mengurangi massa total padatan, menghancurkan patogen, dan membuatnya lebih mudah untuk embun air atau mengeringkan lumpur. Lumpur yang dicerna tidak ofensif, memiliki penampilan dan karakteristik tanah pot yang kaya.

Sebagian besar pabrik pengolahan limbah besar menggunakan sistem pencernaan dua tahap di mana organik dimetabolisme oleh bakteri secara anaerob (tanpa adanya oksigen). Pada tahap pertama, lumpur, menebal ke kandungan padatan kering (DS) sekitar 5 persen, dipanaskan dan dicampur dalam tangki tertutup selama beberapa hari. Bakteri pembentuk asam menghidrolisis molekul besar seperti protein dan lipid , memecahnya menjadi molekul yang larut dalam air yang lebih kecil, dan kemudian memfermentasi molekul yang lebih kecil menjadi berbagai asam lemak. Lumpur kemudian mengalir ke tangki kedua, di mana materi terlarut dikonversi oleh bakteri lain menjadi biogas , campuran karbon dioksida dan metana . Metana dapat terbakar dan digunakan sebagai bahan bakar untuk memanaskan tangki pencernaan pertama serta untuk menghasilkan listrik untuk pabrik.

Pencernaan anaerob sangat sensitif terhadap suhu , keasaman, dan faktor lainnya. Ini membutuhkan pemantauan dan kontrol yang cermat. Dalam beberapa kasus, lumpur diinokulasi dengan enzim hidrolitik ekstra pada awal tahap pencernaan pertama untuk melengkapi aksi bakteri. Telah ditemukan bahwa perlakuan enzimatik ini dapat menghancurkan lebih banyak patogen yang tidak diinginkan dalam lumpur dan juga dapat mengakibatkan generasi lebih banyak biogas pada tahap kedua pencernaan.

Peningkatan lain dari proses pencernaan anaerob dua tahap tradisional adalah hidrolisis termal , atau pemecahan molekul besar oleh panas. Ini dilakukan pada langkah terpisah sebelum pencernaan. Dalam kasus yang khas, proses dimulai dengan lumpur yang telah diatur air hingga kandungan DS sekitar 15 persen. Lumpur dicampur dengan uap dalam pulper, dan campuran homogenisasi panas ini diumpankan ke reaktor, di mana ia ditahan di bawah tekanan pada sekitar 165 ° C (sekitar 330 ° F) selama sekitar 30 menit. Pada titik itu, dengan reaksi hidrolitik selesai, beberapa uap berdarah (untuk diumpankan ke pulper), dan lumpur, masih di bawah tekanan, tiba -tiba dilepaskan ke dalam [tangki flash, "di mana penurunan sudded masuk Tekanan meledak dinding sel dari sebagian besar bahan padat. Lumpur terhidrolisis didinginkan, sedikit diencerkan dengan air, dan kemudian dikirim langsung ke tahap kedua pencernaan anaerob.

Pencernaan lumpur juga dapat terjadi secara aerobik-yaitu, di hadapan oksigen. Lumpur itu dengan penuh semangat diangin -anginkan di tangki terbuka selama sekitar 20 hari. Gas metana tidak terbentuk dalam proses ini. Meskipun sistem aerobik lebih mudah dioperasikan daripada sistem anaerob, mereka biasanya lebih mahal untuk beroperasi karena daya yang dibutuhkan untuk aerasi. Pencernaan aerobik sering dikombinasikan dengan aerasi kecil atau sistem stabilisasi kontak.

Pencernaan anaerob aerobik dan konvensional mengubah sekitar setengah dari padatan lumpur organik menjadi cairan dan gas. Hidrolisis termal diikuti oleh pencernaan anaerob dapat mengkonversi sekitar 60 menjadi 70 persen bahan padat menjadi cairan dan gas. Tidak hanya volume padatan yang diproduksi lebih kecil dari pada pencernaan konvensional, tetapi produksi biogas yang lebih besar dapat membuat beberapa pabrik pengolahan air limbah yang mandiri dalam energi .

Dewatering

Lumpur pembuangan limbah yang dicerna biasanya diatur sebelum dibuang. Sludge air terapis masih mengandung sejumlah besar air-seringkali sebanyak 70 persen-tapi, bahkan dengan kadar air itu, lumpur tidak lagi berperilaku sebagai cairan dan dapat ditangani sebagai bahan padat. Tempat tidur pengeringan lumpur memberikan metode pengeringan yang paling sederhana. Bubur lumpur yang dicerna tersebar di atas dasar pasir dan dibiarkan tetap sampai kering. Pengeringan terjadi dengan kombinasi penguapan dan drainase gravitasi melalui pasir. Jaringan perpipaan yang dibangun di bawah pasir mengumpulkan air , yang dipompa kembali ke kepala pabrik. Setelah sekitar enam minggu pengeringan, kue lumpur, sebagaimana disebut, mungkin memiliki kandungan padatan sekitar 40 persen. Kemudian dapat dihapus dari pasir dengan garpu rumput atau loader front-end. Untuk mengurangi waktu pengeringan dalam cuaca basah atau dingin, selungkup kaca dapat dibangun di atas dasar pasir. Karena banyak luas lahan diperlukan untuk mengeringkan tempat tidur, metode pengeringan ini biasanya digunakan di kota -kota pedesaan atau pinggiran kota daripada di kota -kota berpenduduk padat.

Alternatif untuk lapisan pengeringan lumpur termasuk filter vakum drum rotary, centrifuge, dan pers filter sabuk. Sistem mekanis ini membutuhkan lebih sedikit ruang daripada tempat tidur pengeringan lumpur, dan mereka menawarkan tingkat kontrol operasional yang lebih besar. Namun, mereka biasanya harus didahului dengan langkah yang disebut pengkondisian lumpur, di mana bahan kimia ditambahkan ke lumpur cair untuk mengkoagulasi padatan dan meningkatkan kemampuan pembuangan.

Pembuangan

Tujuan akhir lumpur limbah yang diolah biasanya adalah tanah. Lumpur Dewatered dapat dikubur di bawah tanah di tempat pembuangan sampah sanitasi . Ini juga dapat disebarkan di lahan pertanian untuk memanfaatkan nilainya sebagai kondisioner tanah dan pupuk . Karena lumpur dapat mengandung bahan kimia industri beracun, ia tidak tersebar di tanah tempat tanaman ditanam untuk konsumsi manusia.

Di mana situs yang cocok untuk pembuangan tanah tidak tersedia, seperti di daerah perkotaan, lumpur dapat dibakar . Insinerasi sepenuhnya menguapkan kelembaban dan mengubah padatan organik menjadi abu inert. Abu harus dibuang, tetapi pengurangan volume membuat pembuangan lebih ekonomis. Kontrol polusi udara adalah pertimbangan yang sangat penting ketika lumpur limbah dibakar. Perangkat pembersih udara yang tepat seperti scrubbers dan filter harus digunakan.

Membuang lumpur di lautan, setelah metode pembuangan ekonomis untuk banyak komunitas pesisir, tidak lagi dianggap sebagai pilihan yang layak. Sekarang dilarang di Cina dan banyak negara pesisir lainnya.