Desain Lumpur Aktif Konvensional: Volume Reaktor, F/M, SRT, dan Oksigen

Target: insinyur desain stasiun pengolahan air limbah (municipal & industri) di Vietnam, Indonesia, Malaysia, dan Thailand Waktu baca: ~7 menit Alat terkait: Desain lumpur aktif · Panduan desain

Prinsip

Lumpur aktif konvensional (CAS) adalah proses tumbuh melayang: limbah bercampur dengan biomassa (MLSS) dalam tangki aerasi lalu dipisahkan di clarifier sekunder, sebagian lumpur dikembalikan (RAS). Volume reaktor ditentukan oleh F/M (beban pangan per biomassa). Artikel ini menghitung volume, SRT, kebutuhan oksigen (AOR), RAS, dan daya blower.

Rumus dasar

beban_BOD = Q×BOD/1000 (kg/hari) · V_t = beban_BOD/(F/M×MLSS) (m³) · M_SS = V_t×MLSS (kg) · SRT = 100/wast (hari) · beban_O₂ = Q×(BOD−20)/1000; N_nit = Q×(TKN−5)/1000; VSS = 0,3×beban_O₂; AOR = 0,9×beban_O₂ + 4,57×N_nit − 1,42×VSS (kg O₂/hari) · RAS = R×Q (m³/hari) · kW = AOR/(SAE×24) · udara = AOR/0,28/1440 (m³/menit; SOTE 0,28 kg O₂/m³)

F/M = 0,2–0,5 (jendela CAS), MLSS = 2–4 g/L, wast = laju buangan lumpur (%), R = rasio RAS (0,75 khas), SAE = 2 kg O₂/kWh. Catatan: angka udara di sini dihitung dari AOR dan SOTE (0,28) dibagi 1440 — basis yang selaras dengan daya blower (kW = AOR/(SAE×24)).

Contoh

Q = 10000 m³/hari, BOD = 250, TKN = 45, MLSS = 3,5, F/M = 0,3, wast = 5, R = 0,75, SAE = 2: beban_BOD = 2500; V_t = 2500/(0,3×3,5) = 2381 m³; M_SS = 8333 kg; SRT = 20 hari; beban_O₂ = 2300; N_nit = 400; VSS = 690; AOR = 0,9×2300+4,57×400−1,42×690 = 2918 kg O₂/hari; RAS = 7500 m³/hari; kW = 2918/(2×24) = 60,8 kW; udara ≈ 2918/0,28/1440 = 7,2 m³/menit.

5 kesalahan desain

1. F/M di luar 0,2–0,5: terlalu rendah biomassa menganggur, terlalu tinggi nitrifikasi gagal
2. MLSS > 4 g/L: beban oksigen & pengendapan naik; clarifier sekunder kewalahan
3. SRT < 10 hari: nitrifikasi tak stabil → naikkan MLSS atau turunkan buangan
4. Lupa RAS: flow meter RAS & probe MLSS menjaga F/M stabil; tanpa itu biomassa melarikan
5. Campur kg O₂/hari dengan kW: kW = AOR/(SAE×24); jangan bandingkan satuan berbeda

Tips operasi

Gunakan kalkulator lumpur aktif dari debit, BOD, TKN, dan MLSS untuk dapat volume, SRT, AOR, dan RAS. Cocokkan dengan clarifier primer (hulu) dan clarifier sekunder (hilir). Pasangkan EMF RAS, DO online, MLSS optik, dan kekeruhan efluen.

Kesimpulan

Lumpur aktif: V_t = (Q×BOD/1000)/(F/M×MLSS), SRT = 100/wast, dan AOR = 0,9×BOD_rem+4,57×N_nit−1,42×VSS. Jaga F/M 0,2–0,5, MLSS 2–4 g/L, dan SRT ≥ 10 hari untuk nitrifikasi.