Zeolit ​​​​untuk Pengolahan Air Limbah Keju (Whey Keju)

Pembangunan agroindustri dianggap sebagai penyumbang utama pencemaran lingkungan. Agroindustri (misalnya, perusahaan susu, pabrik zaitun) menghasilkan sejumlah besar air limbah yang ditandai dengan muatan organik dan nutrisi yang tinggi. Oleh karena itu, pengolahan air limbah ini diperlukan sebelum dibuang.

Air Limbah Industri Keju (Whey Keju)

Air limbah yang berasal dari industri pembuatan keju, seperti whey keju (CW), whey keju kedua – second cheese whey (SCW), dan air pencuci, memiliki kekuatan tinggi karena mengandung sejumlah besar nitrogen amonium (0,06–0,270 g/L), fosfor total (0,006–0,5 g/L permintaan oksigen kimia (COD) dan kebutuhan oksigen biologis (BOD) (masing-masing dalam kisaran 0,8–102,0 dan 0,6–60,0 g/L). Menurut Jasko et al., 45 juta ton CW diproduksi per tahun di Eropa, sementara produksi CW tahunan di seluruh dunia adalah 160 juta ton.

Berbagai teknologi dan proses telah diperiksa untuk pengolahan air limbah agroindustri seperti air limbah industri pembuatan keju. Proses ini meliputi sistem fisikokimia atau biologi, metode elektrokimia, lahan basah buatan, proses oksidasi lanjutan, atau sistem hibrida yang mencakup dua atau lebih metode yang disebutkan di atas.

Koagulasi/flokulasi adalah teknologi perawatan fisikokimia yang paling sederhana. Namun, menurut Carvalho et al. supernatan yang diolah masih mengandung konsentrasi COD yang signifikan (penghilangan COD hanya 32%-50% dari CW mentah). Beberapa peneliti telah mengklaim bahwa pengolahan biologis anaerobik adalah metode yang paling layak untuk pengobatan CW (penghilangan COD 81%-99% untuk CW mentah (0,78-31,0 g COD/(L hari)).

Namun, dalam sebagian besar proses anaerobik, konsentrasi COD sisa tetap di atas batas legal 125 mg/L untuk limbah industri. Filter tetesan biologis dan lahan basah buatan (CWs) telah terbukti relatif berhasil dalam merawat SCW, karena mereka dapat mencapai tingkat degradasi COD terlarut (d-COD) yang tinggi hingga 26,3 g d-COD/(L hari) untuk filter tetesan biologis ( Penghilangan COD (d-COD) terlarut 100%, dan hingga 685,49 g/(m2 d) untuk CW.

Namun demikian, metode pengolahan air limbah kontemporer harus dikombinasikan dengan pemulihan energi dan/atau sumber daya secara simultan. Dengan demikian, teknologi pengolahan SCW yang baru juga harus mencakup pemulihan kandungan nutrisi alaminya yang tinggi untuk digunakan kembali sebagai pupuk alternatif, dll.

Dalam beberapa tahun terakhir, pengolahan air limbah menggunakan zeolit ​​​​sebagai penyerap berbiaya rendah telah diperiksa oleh banyak peneliti. Zeolit, baik alami maupun sintetis, dapat meningkatkan kualitas air dan pengolahan air limbah dengan menghilangkan zat-zat seperti logam berat, amonium, fosfor, COD, bahan organik terlarut, kation, dan unsur radioaktif.

Namun, hanya beberapa karya yang berfokus pada pengolahan air limbah agroindustri menggunakan produk alam seperti zeolit ​​alam. Ali dkk. mengusulkan pengolahan air limbah pabrik zaitun dengan menyaringnya melalui tiga kolom berturut-turut kerikil, pasir halus dan campuran kapas dan zeolit ​​​​(partikel nano dan partikel zeolit ​​normal). Mereka menemukan bahwa sebagian besar kontaminan (K, nitrat, P, total fenol, dll.) dihilangkan dalam kolom klinoptilolit (kolom ketiga) dengan nanopartikel (99,96%, 92,79%, 92,64%, 98,23%, masing-masing).

Penghapusan amonium dari air limbah babi dipelajari oleh Huang et al. yang mengungkapkan bahwa parameter seperti dosis adsorben, waktu kontak, ion kompetitif (yaitu, Na+, K+), dan pH berpengaruh signifikan terhadap penyisihan amonium (40%-95%). Pengolahan air limbah susu menggunakan zeolit ​​telah diteliti oleh beberapa peneliti. Schierano dkk. mempelajari efek dari substrat yang berbeda, termasuk alam.

Zeolit, pada kinerja aliran horizontal dibangun lahan basah. Tingkat penghilangan fosfor dan amonium yang tinggi dicapai, masing-masing antara 86% -99% dan 88% -99%. Pengolahan filtrasi air limbah susu menggunakan zeolit ​​alam dipelajari oleh Samkutty dan Gough.

Hasil penelitian mereka menunjukkan bahwa zeolit ​​​​adalah media yang paling tidak efektif (hanya menyajikan penyisihan COD 30%) dibandingkan dengan karang hancur, arang, pasir dengan karang hancur, dan pasir dengan manik-manik kaca (masing-masing 78%, 83%, 93%, 93%) . Kolakovic dkk. meneliti pengolahan air limbah susu menggunakan organo-zeolit. Organo-zeolit ​​ini menyebabkan penyisihan COD, amonium, nitrat dan fosfor masing-masing antara 29,55%–52,28%, 6,78%–20,34%, 49,68%–69,43% dan 6,28%–19,37%.

Zeolit ​​telah terbukti menjadi alternatif yang cukup baik untuk menghilangkan amonium, karena memiliki kinerja yang stabil pada NH4+-N, yang dipengaruhi oleh perubahan pH (pH optimal adalah sekitar 6), nilai pH SCW berada dalam kisaran optimum ini, oleh karena itu ada tidak perlu menguji pengaruh pH terhadap kinerja zeolit ​​dalam penelitian ini.

Pengaruh Ukuran Partikel

Awalnya, pengaruh ukuran partikel zeolit ​​terhadap kapasitas adsorbennya diuji untuk AWW konsentrasi 5 mg NH4+-N mg/L. NH4+-N terutama dihilangkan dengan zeolit ​​melalui aktivitas pertukaran ion, yang mengikuti urutan NH4+ > Na+ > Ca2+. Menurut hasil, tidak ada perbedaan besar yang dicatat antara granulometri yang diuji. Untuk setiap ukuran butir yang diuji, penghilangan amonium oleh zeolit ​​terjadi dengan cepat dalam 60 menit pertama waktu kontak (penghilangan berkisar antara 85,6%-98,8% tergantung pada granulometri).

Pengaruh Waktu Kontak

Adsorpsi amonium pada zeolit ​​dipelajari pada berbagai interval waktu untuk konsentrasi awal AWW rendah (5 mg/L) dan tinggi (200 mg/L). Jumlah amonium yang tertahan oleh zeolit meningkat secara bertahap sampai saturasi adsorben sementara kesetimbangan tercapai dalam waktu 180 menit untuk konsentrasi AWW awal yang rendah dan dalam waktu 300 menit untuk konsentrasi AWW awal yang tinggi. Efisiensi penyisihan ion amonium oleh zeolit ​​awalnya cepat, dengan mencapai 85% dalam 60 menit pertama untuk AWW sebesar 5 mg/L.

Pengaruh Konsentrasi Awal

Pengaruh konsentrasi amonium awal pada efisiensi penyisihan zeolit ​​telah dipelajari. Data eksperimen menunjukkan bahwa efisiensi penyisihan maksimum zeolit ​​dicapai dengan konsentrasi amonium berkisar antara 10 hingga 80 mg/L, sambil meningkatkan konsentrasi amonium awal menurunkan persentase penyisihannya.

Model Kinetik

Untuk memahami mekanisme yang terlibat selama adsorpsi amonium pada zeolit ​​dan langkah-langkah pengendalian potensial, dua model kinetik diterapkan dan dievaluasi, yaitu orde satu semu dan orde dua semu. Model yang paling cocok didasarkan pada kedua koefisien korelasi regresi linier (R2) dan nilai qe yang dihitung. Sesuai dengan hasil yang didapat.

Menurut hasil yang diperoleh, nilai R2 yang rendah dan varians yang mencolok antara serapan eksperimental dan teoritis mengungkapkan dengan jelas kecocokan yang buruk dari model orde pertama semu. Sebaliknya, model pseudo-detik menunjukkan kesesuaian yang lebih baik, untuk semua konsentrasi amonium yang diuji awal, yang sesuai dengan penelitian sebelumnya.

Penyesuaian dengan orde kedua semu mengungkapkan bahwa kemisorpsi mendominasi proses adsorpsi amonium pada zeolit, dan bahwa proses ini melibatkan tiga tahap: (i) difusi dari keadaan cair ke antarmuka cair-padat, (ii) pergerakan ion amonium menuju permukaan padat, dan (iii) pergerakan ion amonium ke pori-pori dan saluran zeolit

Isoterm kesetimbangan

Dua model isotermal yang paling populer, Langmuir dan Freundlich digunakan untuk menggambarkan keseimbangan isoterm adsorpsi. Model isoterm Freundlich menunjukkan nilai R2 relatif yang lebih tinggi, sehingga menunjukkan bahwa model Freundlich lebih cocok dengan data eksperimen daripada model Langmuir. Nilai 1/n kurang dari 1 menunjukkan bahwa adsorbansi NH4+-N pada zeolit ​​menguntungkan

Kesimpulan

Dalam studi ini, zeolit ​​alam Bulgaria diselidiki efektivitasnya untuk menghilangkan amonium dari air limbah sintetis dan untuk mengolah whey keju kedua. Percobaan batch dilakukan di kedua labu dan kolom fixed-bed untuk menguji pengaruh berbagai kondisi operasi pada kinerja zeolit.

Percobaan batch mengungkapkan bahwa granulometri zeolit ​​tidak berpengaruh signifikan pada kemampuannya untuk menyerap amonium, sedangkan efisiensi penyisihan maksimum dicapai pada konsentrasi amonium mulai dari 10 sampai 80 mg/L.

Model orde dua semu sesuai dengan data eksperimen sehingga mengungkapkan bahwa kemisorpsi adalah mekanisme untuk proses adsorpsi amonium pada zeolit. Model isoterm Freundlich paling cocok dengan data eksperimen.

Percobaan pada kolom menggunakan air limbah sintetik dengan konsentrasi awal NH4+-N 200 mg/L mengungkapkan bahwa untuk semua granulometri yang diuji, zeolit ​​mampu menyerap hampir semua NH4+-N yang tersedia (lebih dari 99%) dalam 120 menit pertama. 

Hal yang sama tidak diamati untuk konsentrasi awal 5000 mg/L di mana hanya zeolit ​​​​dengan ukuran butir 0,71-1,0 mm yang berhasil menghilangkan lebih dari 99% NH4+-N (99,9%) dalam 120 menit. Semua granulometri zeolit ​​lainnya mencapai kesetimbangan jauh kemudian (24 jam, penghilangan NH4+-N 96%-97%).

Zeolit ​​alam dapat digunakan sebagai substrat alternatif untuk pengolahan whey keju kedua, karena penghilangan beban organik yang signifikan (hingga 40%, 14,53 mg COD/g zeolit) dan NH4+-N (sekitar 99%) dapat dicapai. Mengenai PO43−-P, zeolit ​​tampak jenuh setelah hari pertama percobaan pada kapasitas penyisihan 0,15 mg P/g zeolit.

Eksperimen desorpsi dengan air deionisasi dalam batch dan kolom menunjukkan tingkat desorpsi yang rendah untuk NH4+-N dan PO43−-P, sehingga menunjukkan bahwa zeolit ​​ini dapat digunakan sebagai substrat untuk pelepasan nitrogen yang lambat di dalam tanah.

Penggunaan zeolit ​​​​dalam waktu lama dalam perawatan SCW (setelah tiga hari) menyebabkan pembentukan biomassa dengan meningkatkan persentase penyisihan beban organik.

Distributor Zeolit Untuk Berbagai Aplikasi dan Industri

Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan zeolit untuk pengolahan berbagai produk Anda, kami siap membantu. Ady Water jual zeolit untuk filter air jenis batu, pasir, dan tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram.

Kami juga sudah suplai zeolit ke industri food and beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.

Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;

Pusat Zeolit Unggulan Ady Water Bandung

Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194

 

Zeolit Filtrasi Air Jakarta

Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830

 

Zeolit Untuk Air Bersih Jakarta Barat

Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480

 

 Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:

•         0821 2742 4060 (Ghani)

•         0812 2165 4304 (Yanuar)

•         0821 2742 3050 (Rusmana)

•         0821 4000 2080 (Fajri)

•         0812 2445 1004 (Kartiko)

•         0812 1121 7411 (Andri)               

Untuk Anda yang membutuhkan zeolit baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.

Jika Anda memiliki pertanyaan seputar zeolit, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk zeolit sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan zeolit terbaik untuk berbagai aplikasi. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.