Mengenal MBBR dengan Aerasi Nanobubble

14 Mar 2023 10:17:46 | Dilihat 1588 kali
MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor)  adalah salah satu unit pengolahan biologis yang memanfaatkan biofilm yaitu dengan sistem fluidized attached growth yang mana mikroorganisme tumbuh dan berkembang biak pada media. Media MBBR dapat terbuat dari bahan plastik seperti polietilen yang didesain sedemikian rupa sehingga menyediakan luas permukaan yang besar untuk tumbuhnya mikroorganisme. 

Keunggulan Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) 
Ditemukan sejak tahun 1980, metode MBBR memanfaatkan mikroorganisme untuk mengolah air limbah pada sebuah reaktor. Metode ini biasanya dikombinasikan dengan beberapa jenis pengolahan lainnya baik untuk pre treatment ataupun pasca treatment. Keunggulan metode MBBR dalam pengolahan air limbah adalah sebagai berikut :
  1. Efisiensi tinggi untuk menghilangkan BOD, COD, nitrogen dan Fosfor
  2. Efisiensi ruang, dimensi yang kecil dari sistem MBBR tidak memerlukan lahan yang besar
  3. Dapat dioperasikan secara anaerobik, aerobik atau kombinasi keduanya
  4. Waktu retensinya sangat pendek
  5. Ekonomis dan biaya investasi yang rendah
  6. Pengoperasian dan Perawatan mudah
Mekanisme MBBR
Dalam tangki aerasi, potongan-potongan kecil media MBBR akan berkontak langsung dengan air limbah. Media didesain untuk mendukung pertumbuhan mikroorganisme selama proses budidaya sehingga biofilm yang tumbuh pada media akan menguraikan limbah di dalam tangki. Media MBBR memiliki kepadatan yang mirip dengan air agar dapat bercampur dengan baik dengan air limbah untuk mendorong penguraian limbah yang konsisten.

Prinsip kerja MBBR didasari pada penggunaan media sebagai tempat perkembangbiakkan mikroorganisme. Aerasi digunakan untuk membuat media terus bergerak di dalam tangki untuk meningkatkan kontak antara media dengan air limbah. Selain itu, aerasi juga berperan dalam mengalirkan oksigen guna meningkatkan pertumbuhan mikroorganisme. Umumnya, tangki MBBR harus difasilitasi saringan agar menjaga media tidak mengalir bersama air limbah. 

Aerasi MBBR dengan Nanobubble
MBBR seringkali dikombinasikan dengan sistem pengolahan lain, salah satunya yaitu IFAS (integrated fixed-film activated sludge). Tujuan aplikasi MBBR-IFAS adalah meningkatkan nitrifikasi serta penghilangan unsur N dan optimalisasi penyisihan unsur P. Berdasarkan hasil penelitian, sistem aerasi nanobubble pada MBBR IFAS terbukti lebih efisien dan hemat biaya dibanding dengan aerasi gelembung kasar.

Transfer oksigen didefinisikan sebagai proses perpindahan oksigen dari satu fase ke fase lain, umumnya dari fase gas ke fase cair. Efisiensi transfer oksigen MBBR pada sistem dengan aerasi nanobubble selalu lebih tinggi daripada sistem aerasi gelembung kasar. 

Secara analisa ekonomi, dengan menghitung komponen komponen seperti rata-rata laju transfer oksigen standar yang dibutuhkan, biaya listrik, investasi alat dan reinvestasi, penggunaan aerasi nanobubble menurunkan cost yang dikeluarkan sebesar 25% dibanding dengan penggunaan aerasi gelembung kasar.

Gelembung nano menghasilkan oksigen tinggi ketika proses aerasi karena ketahanan gelembung tersebut di dalam air. Ukurannya yg kecil sangat stabil dan efektif untuk proses transfer gas. Pada Biofilm, aerasi nanobubble dapat mempercepat pertumbuhan, meningkatkan aktivitas dehidrogenase dan kandungan zat polimer ekstraseluler (EPS) lebih banyak. (Baca Juga: Dissolved Air Flotation dengan Teknologi Nanobubble)

Penulis : Zakia Dwi Puspa Ramadina
Editor   : Afridha Setia Jayanti


Sumber :
[1] Sander et al. 2017. Energy, cost and design aspects of coarse-and fine-bubble aeration systems in the MBBR IFAS process. Water Science and Technology, 75(4), 890-897.
[2] Xiao, W., & Xu, G. 2020. Mass transfer of nanobubble aeration and its effect on biofilm growth: Microbial activity and structural properties. Science of The Total Environment, 703, 134976.

[3] Frankel. 2020. https://www.ssiaeration.com/how-to-select-mbbr-media/#gref, diakses pada 1 Februari 2023.