LIMBAH DAN PENGOLAHANNYA

Jenis Pengolahan air limbah

Limbah Cair
Pembuangan air limbah baik yang bersumber dari kegiatan domestik (rumah tangga) maupun industri ke badan air dapat menyebabkan pencemaran lingkungan apabila kualitas air limbah tidak memenuhi baku mutu limbah. Sebagai contoh, mari kita lihat Kota Jakarta. Jakarta merupakan sebuah ibukota yang amat padat sehingga letak septic tank, cubluk (balong), dan pembuangan sampah berdekatan dengan sumber air tanah. Terdapat sebuah penelitian yang mengemukakan bahwa 285 sampel dari 636 titik sampel sumber air tanah telah tercemar oleh bakteri coli. Secara kimiawi, 75% dari sumber tersebut tidak memenuhi baku mutu air minum yang parameternya dinilai dari unsur nitrat, nitrit, besi, dan mangan.

Trickling filter. Sebuah trickling filter bed yang menggunakan plastic media.
Bagaimana dengan air limbah industri? Dalam kegiatan industri, air limbah akan mengandung zat-zat/kontaminan yang dihasilkan dari sisa bahan baku, sisa pelarut atau bahan aditif, produk terbuang atau gagal, pencucian dan pembilasan peralatan, blowdown beberapa peralatan seperti kettle boiler dan sistem air pendingin, serta sanitary wastes. Agar dapat memenuhi baku mutu, industri harus menerapkan prinsip pengendalin limbah secara cermat dan terpadu baik di dalam proses produksi (in-pipe pollution prevention) dan setelah proses produksi (end-pipe pollution prevention). Pengendalian dalam proses produksi bertujuan untuk meminimalkan volume limbah yang ditimbulkan, juga konsentrasi dan toksisitas kontaminannya. Sedangkan pengendalian setelah proses produksi dimaksudkan untuk menurunkan kadar bahan peencemar sehingga pada akhirnya air tersebut memenuhi baku mutu yang sudah ditetapkan.
Parameter Konsentrasi (mg/L)
COD 100 – 300
BOD 50 – 150
Minyak nabati 5 – 10
Minyak mineral 10 – 50
Zat padat tersuspensi (TSS) 200 – 400
pH 6.0 – 9.0
Temperatur 38 – 40 [oC]
Ammonia bebas (NH3) 1.0 – 5.0
Nitrat (NO3-N) 20 – 30
Senyawa aktif biru metilen 5.0 – 10
Sulfida (H2S) 0.05 – 0.1
Fenol 0.5 – 1.0
Sianida (CN) 0.05 – 0.5
Batasan Air Limbah untuk Industri
Kepmen LH No. KEP-51/MENLH/10/1995
Namun walaupun begitu, masalah air limbah tidak sesederhana yang dibayangkan karena pengolahan air limbah memerlukan biaya investasi yang besar dan biaya operasi yang tidak sedikit. Untuk itu, pengolahan air limbah harus dilakukan dengan cermat, dimulai dari perencanaan yang teliti, pelaksanaan pembangunan fasilitas instalasi pengolahan air limbah (IPAL) atau unit pengolahan limbah (UPL) yang benar, serta pengoperasian yang cermat.
Dalam pengolahan air limbah itu sendiri, terdapat beberapa parameter kualitas yang digunakan. Parameter kualitas air limbah dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu parameter organik, karakteristik fisik, dan kontaminan spesifik. Parameter organik merupakan ukuran jumlah zat organik yang terdapat dalam limbah. Parameter ini terdiri dari total organic carbon (TOC), chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD), minyak dan lemak (O&G), dan total petrolum hydrocarbons (TPH). Karakteristik fisik dalam air limbah dapat dilihat dari parameter total suspended solids (TSS), pH, temperatur, warna, bau, dan potensial reduksi. Sedangkan kontaminan spesifik dalam air limbah dapat berupa senyawa organik atau inorganik.
Limbah cair termasuk limbah yang sebetulnya paling sering kita jumpai karena pada prinsipnya limbah cair adalah limbah yang terdapat pada air atau terkandung di dalam air. Air limbah seperti ini berasal dari berbagai sumber, seperti air hujan, air buangan rumah tangga, perkantoran. Bahkan, industri. Seluruh air limbah tersebut dibuang melalui saluran pembuangan air atau got, dialirkan ke sungai, dan berhulu di samudera.
Jika pengolaan air limbah seperti ini tidak ditangani secara serius, dapat berakibat buruk bagi biota sungai dan laut. Banyak ikan dan ekosistem laut yang akan tecemar. Belum lagi, limbah cair ini bisa mencemari sumber air bersih yang kita pergunakan. Kemudian, akan menimbulkan berbagai penyakit.
Tahap-tahap Pengolahan Limbah Cair
Dalam penanganan air limbah ini ada beberapa tahap pengolahan yang dapat kita lakukan.
1. Preliminary treatment. Merupakan tahap pengolahan awal yang tujuan utamanya melindungi alat-alat yang ada pada instalasi pengolahan air limbah. Pada tahap ini, dilakukan proses penyaringan yang bertujuan memisahkan air dari partikel-partikel yang dapat merusak alat-alat pengolahan air limbah, seperti pasir, plastik, kayu, sampah, dan lain-lain.
2. Primary treatment. Pada tahap ini, mulai dilakukan proses fisika dengan sedimentasi dan flotasi untuk melenyapkan partikel-artikel padat organik dalam air limbah. Kemudian, partikel padat akan mengendap, sementara partikel lemak dan minyak akan berada di permukaan.
3. Secondary treatment. Untuk menghancurkan material organik yang masih teradapat pada air limbah, pada tahap ini, mikroorganisme dimasukkan ke dalam air limbah. Mikroorganisme inilah yang bertugas mengurai dan menghancurkan material organik dalam air. Terdapat tiga kategori yang biasa dilakukan pada tahap ini, meliputi fixed film, suspended film, dan lagoon system.
4. Final treatment. Pada tahap keempat, perlakuan difokuskan pada menghilangkan organisme penyebab penyakit yang ada ada air. Hal ini dilakukan dengan cara menambahkan khlorin atau dengan sinar ultra violet.
5. Advanced teratent. Tahap ini juga disebut dengan tahap pengolahan lanjutan. Pada tahap ini, terjadi pengolahan lanjutan hingga komposisi air limbah sudah dianggap aman untuk di buang ke got atau aliran sungai. Misalnya, tahap lanjutan untuk membuang kandungan fosfor atau amoniadari air limbah.
Kolam Oksidasi
Kolam oksidasi adalah bentuk reaktor pengolahan air limbah secara biologis aerobic yang paling sederhana. Reaktor berbentuk kolam biasa, dari tanah yang digali dan air limbah dimasukkan kedalamnya dengan suatu waktu tinggal tertentu (sekitar 7-10 hari. Kedalaman kolam tidak lebih dari 1,0 m (0,4 – 1,0 m).
Pemenuhan oksigen dapat diperoleh dari :
Ø Absorpsi ke permukaan air di kolam melalui proses difusi
Ø Adanya mixing/pengadukan pada permukaan kolam akibat pengaruh angin dan permukaan kolam yang cukup luas
Ø Photosyntesa dari keberadaan algae
Permasalahan dari Kolam Oksidasi antara lain :
• Membutuhkan lahan yang luas
• Efisiensi penurunan zat organik sangat terbatas, (influen + 200 mg/lt BOD, efluen + 50 mg/l BOD) dan masih mengandung zat padat tersuspensi yang tinggi dari adanya algae (100 – 200 mg/l).
• Efisiensi tidak stabil (menurun pada malam hari) karena proses photosyntesa terhenti.
Kolam oksidasi ini biasanya digunakan untuk proses pemurnian air limbah setelah mengalami proses pendahuluan. Fungsi utamanya adalah untuk penurunan kandungan bakteri yang ada dalam air limbah setelah pengolahan.
Kolam tanaman
Sistem pengolahan air limbah secara biologis aerobic, dapat dilakukan juga dengan memanfaatkan tanaman air. Seperti halnya kolam oksidasi, kolam tanaman ini juga digunakan untuk pengolahan tahap ke-II , karena terbatasnya kemampuan mengolah beban organik yang tinggi. Suplai oksigen juga dari proses photosyntesa. Seringkali juga ditambahkan aerasi mekanis dengan kapasitas terbatas.
Kolam aerasi
Kolam aerasi secara kontruksi masih mendekati kolam oksidasi. Tetapi kedalamannya jauh lebih besar, yaitu 3-4 m. waktu tinggal lebih pendek (2-5 hari). Kolam aerasi ini ada yang dioperasikan secara aerobic penuh, tetapi juga ada yang secara fakultatif yaitu lumpur yang merupakan pertumbuhan massa mikroba dibiarkan mengendap di dalam kolam itu sendiri dan mengalami degradasi secara proses anaerobic. Sementara yang dioperasikan secara aerobic penuh dibutuhkan kolam tambahan yang terpisah untuk mengendapkan lumpur. Suplai oksigen diperoleh dari aerator mekanis.
Permasalahan dalam kolam aerasi antara lain :
• Masih membutuhkan lahan yang luas, walaupun lebih kecil jika dibandingkan dengan kolam oksidasi
• Membutuhkan energi yang besar, karena disamping untuk suplai oksigen juga untuk pengadukan secara sempurna, khususnya yang aerobic penuh.
Proses lumpur aktif
Merupakan proses pengolahan secara biologis aerobic dengan mempertahankan jumlah massa mikroba dalam suatu reaktor dan dalam keadaan tercampur sempurna. Suplai oksigen adalah mutlak dari peralatan mekanis, yaitu aerator dan blower, karena selain berfungsi untuk suplai oksigen juga dibutuhkan pengadukan yang sempurna. Perlakuan untuk memperoleh massa mikroba yang tetap adalah dengan melakukan resirkulasi lumpur dan pembuangan lumpur dalam jumlah tertentu.
Pengaturan jumlah massa mikroba dalam sistem lumpur aktif dapat dilakukan dengan baik dan relatif mudah karena pertumbuhan mikroba dalam kondisi tersuspensi sehingga dapat terukur dengan baik melalui analisa laboratorium. Tetapi jika dibandingkan dengan sistem sebelumnya operasi sistem ini jauh lebih rumit. Khususnya untuk limbah industri dengan karakteristik khusus.
Permasalahan dalam lumpur aktif antara lain :
1. Membutuhkan energi yang besar
2. Membutuhkan operator yang terampil dan disiplin dalam mengatur jumlah massa mikroba dalam reactor
3. Membutuhkan penanganan lumpur lebih lanjut.
Proses dengan pertumbuhan melekat
Proses dengan pertumbuhan melekat juga dikenal dengan metode bio-filter. Massa mikroba tumbuh berkembang melekat pada media. Media ini bisa berupa batu atau media artifisial berupa plastik atau PE. Suplai oksigen dapat dilakukan melalui aliran udara alami dengan metode aliran yang menetes (trickling) kebawah atau melalui peralatan mekanis (submersible aerator atau diffuser yang disuplai oleh blower). Dengan mengandalkan aliran udara alami media selalu dalam keadaan kering (tidak terendam air), sedangkan dengan peralatan mekanis media dalam keadaan terendam (submerged).
Massa mikroba yang mengalami kematian akan terlepas dari media dan terbawa aliran effluen. Dengan demikian pada metode bio-filter ini juga diperlukan tangki pengendapan untuk memisahkan bio-solid yang terbawa aliran efluen.
Dari segi operasional metode bio-filter ini lebih sederhana dari pada metode lumpur aktif dan membutuhkan area yang lebih kecil jika dibandingkan dengan kolam aerasi.
Tetapi problem yang utama sulit adalah sulit mengendalikan jumlah massa mikroba di reaktor (media bio-filter), terutama jika terjadi perubahan beban organik dari air limbah yang diolah.



Sumber :
1. Sunarno, Drs. 9/24/2002 4:46:08 PM. PENGOLAHAN AIR LIMBAH ORGANIK DENGAN PROSES BIOLOGIS AEROBIC.
2. Pengelolaan Limbah Industri – Prof. Tjandra Setiadi, Wikipedia