Proses UCT Penghilangan Fosfor Biologis: SRT, Volume, dan Kebutuhan O₂

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

Prinsip

UCT (University of Cape Town) adalah varian A²/O dengan pengembalian NO₃ ke zona anaerobik dikurangi (hanya ~15 %) — melindungi PAO (pengakumulasi polifosfat) agar tetap peka terhadap fosfor. Volume total = anaerobik + anoksik-1 + anoksik-2 + aerobik.

Rumus dasar

μ_N = 0,47 · 1,103^(T−20) · DO / (1,3 + DO) (d⁻¹) laju tumbuh nitrifikasi maks; SRT = SF / μ_N (SF = 4); BOD_rem = Q·(BOD−10)/1000; Y_obs = Y/(1+k_d^T·SRT); Px_V = Y_obs·BOD_rem; Px_T = Px_V/f_v; V_aer = SRT·Px_T/mlss; V_tot = V_aer + Q·H_ana/24 + Q·H_x1/24 + Q·H_x2/24; AOR = 0,9·BOD_rem + 4,57·N_nit − 2,86·N_den − 1,42·Px_V (kg O₂/hari); kW = AOR/(SAE·24)

Rentang: SRT 10–20 hari (nitrifikasi tropis DO = 2); H_ana = 1,5, H_x1 = 1, H_x2 = 2 jam; MLSS 3–4 g/L; SAE 2 kg O₂/kWh; eff_P ≤ 1 mg/L (QCVN / PermenLHK).

Contoh

Q = 10 000 m³/hari, BOD = 200, TKN = 40, TP = 5, alk = 250, T = 25, DO = 2, MLSS = 3,5, f_P = 5 %, R_ir = 2: μ_N = 0,47·1,103^5·2/3,3 = 0,467 d⁻¹; SRT = 4/0,467 = 8,6 hari; BOD_rem = 1900 kg/hari; k_d^T = 0,08·1,04^5 = 0,097; Y_obs = 0,6/(1+0,097·8,6) = 0,327; Px_V = 621; Px_T = 776; V_aer = 8,6·776/3,5 = 1907 m³; V_ana = 625, V_x1 = 417, V_x2 = 833 → V_tot = 3782 m³; H_tot = 9,1 jam. N_nit = 380; η_N = 2/3; P_bio = 38,8; N_den = min(253, 302) = 253; eff_P = (50−38,8)/10 = 1,12 mg/L; p_kimia = max(0,(1,12−1)·10) = 1,2 kg/hari; AOR = 0,9·1900 + 4,57·380 − 2,86·253 − 1,42·621 = 1841 kg O₂/hari; kW = 1841/(2·24) = 38,4 kW.

5 kesalahan desain

1. SRT terlalu pendek: nitrifikasi gagal → N total tinggi
2. Lupa koreksi suhu μ_N: tropis DO rendah → SRT nyata turun, nitrifikasi loyo
3. NO₃ masuk anaerobik terlalu banyak: PAO terganggu, P naik (itulah fungsi UCT vs A²/O)
4. Alkalinitas habis: nitrifikasi butuh alkali, pH jatuh
5. eff_P tak capai target: lupa polishing kimia (PAC / FeCl₃)

Tips operasi

Gunakan kalkulator UCT bio-P dari BOD, TKN, TP, dan suhu untuk dapat volume tiap zona dan kebutuhan O₂. Taruh setelah bak equalisasi; polishing COD sisa dengan karbon aktif.

Kesimpulan

Proses UCT: SRT = SF / μ_N V_aer = SRT·Px_T / mlss AOR = 0,9·BOD + 4,57·N − 2,86·N_den − 1,42·Px jaga SRT panjang, alkali cukup, dan eff_P ≤ 1 mg/L. Kombinasi biologi + polishing kimia untuk fosfor rendah.