Beberapa proses utama pengolahan sekunder atau biologis adalah sebagai berikut: (i) Proses Lumpur Aktif (ii) Trickling Filters.
Proses biologis limbah adalah pengolahan sekunder yang melibatkan penghilangan, stabilisasi, dan pembuatan bahan tersuspensi sangat halus yang tidak berbahaya, dan padatan air limbah yang tetap ada bahkan setelah pengolahan primer dilakukan.
Karena banyak bahan organik dalam air limbah mungkin koloid atau terlarut, proses pengolahan primer sebagian besar tidak efektif untuk menghilangkannya. Bahan atau ganik masih merupakan permintaan yang tinggi untuk oksigen yang harus dikurangi lebih lanjut sehingga limbah dapat dibuat sesuai untuk dibuang ke badan air.
Dalam pengolahan biologis, oksigen yang disuplai ke bakteri dikonsumsi dalam kondisi terkendali sehingga sebagian besar BOD dihilangkan di instalasi pengolahan daripada di aliran air. Dengan demikian, persyaratan utama dari proses pengolahan limbah biologis adalah bakteri dalam jumlah yang cukup yang memakan bahan organik yang ada dalam air limbah, oksigen dan beberapa cara untuk mencapai kontak antara bakteri dan organik.
Dua sistem yang paling umum digunakan untuk pengolahan limbah biologis adalah sistem lumpur aktif dan sistem film biologis. Dalam sistem lumpur aktif , air limbah dikontakkan dengan berbagai kelompok mikro-organisme dalam bentuk suspensi flokulan dalam tangki aerasi, sedangkan dalam sistem film biologis, juga dikenal sebagai trickling filter, air limbah dibawa ke bersentuhan dengan populasi mikroba campuran dalam bentuk film lendir yang menempel pada permukaan sistem pendukung padat. Dalam kedua kasus bahan organik dimetabolisme menjadi bentuk anorganik yang lebih stabil.
(i) Proses Lumpur Aktif:
Fitur penting dari proses lumpur aktif adalah: tahap aerasi, pemisahan padat-cair setelah aerasi, dan sistem daur ulang lumpur. Air limbah setelah pengolahan primer memasuki tangki aerasi di mana bahan organik dibawa ke dalam kontak dekat dengan lumpur dari clarifier sekunder. Lumpur ini sarat dengan mikro-organisme yang berada dalam keadaan pertumbuhan aktif. Udara dimasukkan ke dalam tangki baik dalam bentuk gelembung melalui diffuser atau dengan aerator permukaan.
Mikroorganisme memanfaatkan oksigen di udara dan mengubah bahan organik menjadi senyawa berenergi rendah yang stabil seperti NO 3 , SO 4 , dan CO 2 dan mensintesis sel bakteri baru. Efluen dari tangki aerasi yang mengandung massa mikroba flokulan, yang dikenal sebagai lumpur, dipisahkan dalam tangki pengendapan, terkadang disebut pemukim sekunder atau clarifier. Di tangki pengendapan, lumpur yang terpisah keluar tanpa kontak dengan bahan organik dan menjadi aktif.
Sebagian lumpur aktif didaur ulang ke tangki aerasi sebagai benih; sisanya terbuang sia-sia. Jika semua lumpur aktif didaur ulang , maka massa bakteri akan terus meningkat ke tahap di mana sistem tersumbat oleh padatan. Oleh karena itu, perlu untuk ‘membuang’ beberapa mikroorganisme, dan lumpur yang terbuang inilah yang diproses dan dibuang.
Diagram alir proses untuk pabrik lumpur aktif khusus diberikan pada Gambar 5.16:
1: Pra-perawatan,
2: Penjernih Utama,
3: Tangki Aerasi,
4: Penjernih Sekunder,
5: Lebih tebal,
6: Pencernaan Lumpur (- – – → Aliran Lumpur) (→ Aliran Cairan)
(ii) Filter Menetes:
Proses pengolahan limbah biologis kedua yang umum digunakan adalah metode trick ling filter. Trickling filter juga disebut filter perkolasi. Ini memiliki kemampuan beradaptasi yang baik untuk menangani beban kejut puncak dan kemampuan untuk berfungsi secara memuaskan setelah waktu yang singkat.
Pengolahan susu, pabrik kertas, dan limbah farmasi termasuk di antara yang diolah dengan tricking filter. Filter tetesan konvensional biasanya terdiri dari lapisan batu, dengan kedalaman 1 hingga 3 meter, dengan bukaan yang cukup di antara bebatuan untuk memungkinkan udara bersirkulasi dengan mudah.
Influen ditaburkan di atas bed packing (Lihat Gambar 5.17), yang dilapisi dengan slime biologis. Saat cairan menetes di atas kemasan, oksigen dan bahan organik terlarut berdifusi ke dalam film untuk dimetabolisme oleh mikro-organisme di lapisan lendir ini. Produk akhir seperti NO 3 , CO 2 dll., berdifusi keluar dari film dan muncul di limbah filter.
Saat mikroorganisme memanfaatkan bahan organik, ketebalan film lendir meningkat ke titik di mana ia tidak lagi dapat ditopang oleh media padat dan terlepas dari permukaan. Proses ini dikenal sebagai peluruhan. Settling tank mengikuti trickling filter menghilangkan lapisan bakteri yang terlepas dan beberapa bahan tersuspensi.
Penanganan dan pembuangan lumpur dari instalasi pengolahan air limbah biologis merupakan masalah penting dan mewakili sekitar separuh biaya sebagian besar instalasi pengolahan limbah .
Konsentrasi padatan dalam lumpur limbah primer adalah sekitar 5 persen; lumpur aktif mengandung kurang dari 1 persen padatan; dan lumpur dari trickling filter memiliki sekitar 2 persen padatan. Operasi unit umum pengolahan dan pembuangan lumpur melibatkan konsentrasi atau pengentalan, pencernaan, pengkondisian, pengeringan, oksidasi dan pembuangan yang aman.
