metode penghilangan nitrogen dari limbah dengan Sharon anammox


Teknologi pengolahan limbah kian maju pesat. Berbagai metode dengan peralatan yang modern digunakan untuk mengetasi permasalahan limbah supaya tidak mencemari lingkungan. Dalam pengolahan limbah, nitrogen merupakan unsur yang menjadi parameter tingkat pencemaran terhadap lingkungan. Limbah yang mengandung sejumlah besar senyawa nitrogen tidak diizinkan dibuang ke lingkungan secara langsung karena akan berdampak sangat tidak baik terhadap ekologi dan kesehatan manusia. Untuk mengatasinya, secara konvensional digunakan teknologi nitrifikasi dan denitrifikasi. Namun proses pengolahan limbah untuk mengkonversi senyawa nitrogen ini membutuhkan biaya dan energy yang sangat banyak, operasi yang rumit, dan ketahanan lingkungan.

Oksidasi ammonia anaerob (Anaerobic ammonia oxidation /ANAMMOX) merupakan salah satu teknologi alternative yang digunakan dalam proses pengolahan limbah terutama yang berkaitan dengan Nitrogen.dalam proses ini, nitrit digunakan sebagai akseptor electron dalam konversi ammonia menjadi gas nitrogen. Proses ini menawarkan kesempatan yang cukup besar untuk mengkonversi ammonia dalam system yang autotrof mutlak dengan bantuan biomassa. Dalam proses ini tidak dibutuhkan senyawa karbon organic, ammonia digunakan sebagai donor electron untuk reduksi nitrit

Oksidasi ammonia dapat dilangsungkan secara aerob dan anaerob dan terdapat beberapa agen bakteri yang memiliki kemamppuan oksidasi ammonia. Mereka melakukannya dalam 2 tahap yaitu mengoksidasi ammonia menjadi nitrit dengan hidroksilamin, kemudian mengoksidasi nitrit menjadi nitrat dengan menggunakan hydroxylamine oxidoreduxctase. Tahap kedua adalah mengoksidasi nitrat menjadi gas nitrogen secara anaerob. Bakteri pengoksidasi ammonia dari jenis kemolitoautotrof aerob merupakan jenis bakteri yang secar khusus dapat hidup pada media yang mengandung amonia dan CO2 dan mampu menggunakan ammonia monooxygenase untuk menkonversi ammonia dengan hidroksilamin. Beberapa bakteri heterotrof seperti P. Pantotropha dan Alcaligenes faecalis dapat menyelenggarakan reaksi yang sama. Metanotrop mampu mengkonversi ammonia menjadi hidroksilamin melalui methane monooxygenase yang dapat mengoksidasi metana menjadi CO2.

Proses ANaerobic AMMonium OXidation (ANAMMOX) pertama kali ditemukan pada tahun 1980-an namun sebenarnya telah diprediksi sejak lama. Van de Graff et al. (1997) dan Bock et al. (1995) menemukan bahwa nitrit lebih baik dalam menjadi akseptor electron. Aliran lainnya dengan kandungan Nitrogen yang tinggi dan kandungankarbon yang rendah seperti dalam leachet landfill dan kondensat evaporator dapat diolah dengan menggunakan proses ini. Dalam proses ANAMMOX, ammonia dioksidasi dalam kondisi anoksik, kondisi di mana nitrit dapat menjadi akseptor electron. Ion ammonium dan nitrit dikonsumsi dalam basis yang hamper eqimolar. Proses ini dapat dikombinasikan dengan proses nitritasi parsial seperti proses SHARON di mana sebagian ammonia dioksidasi menjadi nitrit. Kedua proses autotrof tersebut dapat menambah sustainibilitas atau ketahanan pengolahan limbah terhadap kebutuhan penambahan karbon (dan secara bersamaan menambah produksi lumpur) yang dapat dihindari serta konsumsi oksigen dan emisi oksida nitrat dapat direduksi dalam jumlah besar. Kombinasi antara proses SHARON dan ANAMMOX diakhiri dengan proses penghilangan nitrogen

Kehadiran bakteri pemroses ANAMMOX yang mampu memproduksi gas nitrogen dari ammonia dan nitrit/nitrat pertama kali didemonstrasikan dalam reactor unggun denitrifikasi terfluidisasi dalam proses pengolahan lumpur dari aliran effluent pembuangan kotoran dan limbah ammonia, dan  endapan dari air laut.

Yang termasuk ke dalam bakteri yang berperan penting dalam proses ANAMMOX ini adalah:

􀂄 Brocadia yaitu Brocadia anammoxidans

􀂄 Kuenenia yaitu Kuenenia stuttgartiensis

􀂄 Scalindua yaitu  Scalindua brodae,  Scalindua wagneri, dan Scalindua sorokinii

Adapun mekanisme terjadinya proses ANAMMOX ini dihipotesiskan oleh van de Graaf et al. (1997) dapat dijelaskan dengan dua metode sebagai berikut:

1. oksidasi ammonia menjadi nitrit menjadi hidroksilamin, yang akan bereaksi dengan nitrit yang nantinya akan direduksi menjadi nitrogen. Pembentukan hidroksilamin dari ion ammonium dilakukan dengan bantuan enzim hydroxylamine oxidoreduxctase. Proses ini nampak tidak memungkinkan karena adanya inhibis dari oksigen yang daya oksidasinya sangat kuat.

2. reduksi parsial dari nitrit dengan pembentukan hidroksilamin (NH2OH) yang kemudian akan bereaksi lebih lanjut dengan ammonia membentuk hidrazin (N2H4). Hidrazin inilah yang akan dikonversi menjadi nitrogen. Oksidasi dengan mekanisme seperti ini akan memberikan daya reduksi yang ekivalen dengan yang dibutuhkan untuk kondisi awal reduksi nitrit.

Kombinasi proses nitritasi (SHARON) dengan ANAMMOX memiliki tahapan reaksi sebagai berikut

SHARON: NH3 + 1.5 O2 à NO2 + H+ + H2O

ANAMMOX: NO2 +NH3+ + H+ à N2 +2 H2O

Sehingga reaksi keseluruhan menjadi

2 NH3+ + 1.5 O2 àN2 + 3 H2O

Manfaat Proses ini dapat disebutkan sebagai berikut:

1. efektif dalam biaya

2. tidak diperlukan penambahan sumber karbon organic

3. energy yang diperlukan dapat direduksi sebanyak 60% dari kebutuhan energy biasa

4. emisi CO2 dapat dikurangi sampai 90%

5. tidak menghasilkan lumpur yang berlebihan

6. ringkas dan tidak merepotkan

About iinparlina

Seorang Insan manusia yang diciptakan Allah dengan segala kekurangan dan kelebihannya, yang mencoba menjadi seorang yang dicintaiNya, dan salah satu cara yang dilakukannya adalah dengan menulis, membagi sedikit sekali ilmu yang dimilikinya. Meskipun sedikit, dia berharap dari yang sedikit itu, ilmu itu bisa bermanfaat untuk orang lain sebagaimana dia pun membutuhkan Ilmu untuk membuatnya bisa menjejakan kakinya di surga.

Posted on June 15, 2009, in teknik kimia.... and tagged , , . Bookmark the permalink. 7 Comments.

  1. assalamualaikum,
    teh iin, mani lieur maca’na. teu ngartos teh,
    pokona mah lieur,najan di telek-telek oge’ sababaraha kalina.
    mangga ah.diantosan komen na di blog sim kuring(kudomania)
    wilujeng,
    wassalamualaikum.

  2. Assalamu’alaykum..

    okey banget !! aku copy boleh yah.. kayanya nyambung ama TL ni..hohoho

    Wassalam

    • wa’alaykumussalam wr wb
      alhamdulillah
      mangga
      emang TL banget, ini karya2 dari mata kuliah bioteknologi lingkungannya Tekim bersama Pak Tjandra
      wa’alaykumussalam wr wb

  3. ini ada hubungannya dengan kolom penukar ion??

  4. belinya dimana ya : bakteri pemroses ANAMMOX ??
    bagaimana cara pemakaiannya ??

    Terimakasih
    Best Rgds
    Andre

    • kalo boleh jujur saya gatau dmana beli-nya, itu hanya artikel pembahasan aja, saya tidak melakukan penelitian lebih jauh tentang anamox karena bidang saya di kemurgi-bukan limbah. mungkin bisa dicoba googling mungkin

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: