Membrane Bioreactor (MBR): Volume Bioreaktor, Luas Membran, dan Flux

Target: insinyur desain stasiun pengolahan air limbah (municipal & industri) di Vietnam, Indonesia, Malaysia, dan Thailand Waktu baca: ~6 menit Alat terkait: Desain MBR & luas membran · Panduan desain

Prinsip

MBR mengganti bak pengendap sekunder dengan membran: lumpur activated disaring secara absolut, tidak perlu clarifier maupun pompa RAS. Footprint kecil, effluent langsung jernih (bisa ke reuse), dan MLSS bisa dijaga tinggi. Harganya: butuh instrumentasi rapat — TMP per rack, permeabilitas, DO, MLSS, dan kekeruhan permeat.

Rumus dasar

Qp = Q × recovery / 100 (m³/hari) laju permeat; A = Qp × 1000 / (J × 24) (m²) luas membran, J = flux (LMH); V = Q × HRT / 24 (m³) volume bioreaktor; K = J / TMP (LMH/bar) permeabilitas; J20 = J / (1 + 0,02)^(T − 20) flux ekuivalen @20 °C (viskositas tropis naik ~2 %/°C)

Rentang desain: MLSS 8–14 g/L (umum 8–12), HRT 3–8 jam, flux 15–30 LMH, recovery 90–98 %, TMP 0,2–0,6 bar, SRT 20–60 hari.

Contoh

Q = 2000 m³/hari, recovery = 95 %, J = 20 LMH, HRT = 6 jam, MLSS = 10 g/L: Qp = 1900 m³/hari; A = 1900 × 1000 / (20 × 24) ≈ 3958 m²; V = 2000 × 6 / 24 = 500 m³; K = 20 / 0,4 = 50 LMH/bar. Effluent langsung layak reuse setelah disinfeksi ringan.

5 kesalahan desain

1. Flux terlalu tinggi: fouling cepat, TMP meroket, umur membran turun
2. HRT < 3 jam: SRT anjlok, nitrifikasi gagal (butuh waktu tinggal lumpur)
3. Lupa koreksi suhu: flux nyata di bawah desain pada bulan dingin — masukkan J @ suhu operasi
4. TMP tidak dipantau: membran rusak diam-diam, baru ketahuan saat effluent keruh
5. Effluent dianggap langsung minum: MBR bersih tapi belum bebas patogen — tetap butuh disinfeksi

Tips operasi

Gunakan kalkulator MBR dari Q, recovery, dan flux untuk dapat luas membran dan volume bak cepat. Bandingkan dengan bak pengendap sekunder: MBR kompak tapi perlu TMP/DO/MLSS/kekeruhan permeat terpasang.

Kesimpulan

MBR: A = Qp × 1000 / (J × 24) V = Q × HRT / 24 K = J / TMP jaga MLSS 8–12 g/L, flux 15–30 LMH, recovery 90–98 %. Pilih saat lahan sempit atau effluent mau langsung reuse — asal instrumentasinya siap.