Salah satu pendekatan untuk melakukan proses remediasi polusi air adalah penggunaan biofilter yang menggunakan lapisan biofilm dari mikroba yang telah tumbuh untuk melakukan metabolisme bahan bahan pencemar terikat. Spesifik surface area (SSA) dan toplogi dari carrier (pembawa) media biofilter merupakan salah satu parameter paling penting sebagai penentu kinerja dan efisiensi sistem biofilter. Karena pentingnya kedua parameter tersebut sejumlah periset asal Amerika Serikat berkolaborasi untuk melakukan kajian mengenai pemodelan matematis dan teknologi 3D printing dalam proses desain dan manufaktur rancangan media filter kompleks yang mampu menyediakan SSA tinggi dan tempat berlindung biofilm dari pengelupasan prematur. Sejumlah desain berbasis gyroid (permukaan minim periodik terhubung tanpa batas yang tidak memiliki garis lurus) diajukan dengan hasil jauh SSA jauh melebihi 2300 m2/m3. 
Gambar 1. Contoh media biofilter komersial :(A)K1 dan K3 Kaldness; (B) Bioball Atlantic; (C) Bioball sarang madu; (D) Media MB3. Sumber : Elliott et al (2017)
Namun ketebalan dinding dan ukuran pori yang berperan terhadap terjadinya penyumbatan menjadi pembatas hasil kajian sehingga dihasilkan SSA m2/m3 meskipun hasil ini jauh melebihi K! kaldness komersial hingga 133%. Sejumlah Moving Bed Bio Reaktor (MBBR) dikonstruksi untuk pengujian laboratorium menggunakan inokulasi (sumber bakteri) dari air limbah yang dihasilkan fasiltas atau produksi perikanan. Hasil kajian menunjukkan bahwa media filter dengan 3D printing dapat mempertahankan kondisi awal dalam MBBR, dan kemampuan media berdesain giroid ini juga dapat dibandingkan kinejanya dengan K1 kaldness komersial. Riset yang bertujuan untuk mengkaji kelayakan manufaktur media biofilter desain giroid dicetak dengan 3D printing serta memungkinan optimalisasi topologi pada perbaikan operasi telah dipublikasikan pada Journal of Contemporary Water Research & Education Issue 160, Pages 144-156, April 2017 dengan tim periset dipimpin Olivia Elliot dari Departemen Teknik Biosistem Universitas Auburn, Amerika Serikat. Riset mendatang diperlukan untuk mengkaji bagaimana media kompleks ini mampu menstimulasi pertumbuhan mikroba penting dan metabolisme komunitasnya yang berujung pada peningkatan yield efisiensi operasional reaktor. 
Gambar 2. Media Gyroid yang dicetak menggunakan 3D Printing dengan penguatan orientasi menerapkan (A) saluran internal; (B) Orientasi acak. Sumber : Elliott et al (2017)
 |
| Gambar 3. Sketsa Bioreaktor skala pilot untuk pengujian media biofilter. Sumber : Elliott et al (2017) |
Penulis : I Made Susi Erawan - LRMPHP
0 comments:
Posting Komentar