BAHAN AJAR MATA KULIAH TEKNOLOGI PENYEHATAN …
Transcript of BAHAN AJAR MATA KULIAH TEKNOLOGI PENYEHATAN …
1
BAHAN AJAR MATA KULIAH
TEKNOLOGI PENYEHATAN LINGKUNGAN INDUSTRI
MATERI
PENGENDALIAN DAN PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI
Oleh :
I G.A. LANI TRIANI, S.TP, M.SI
NIP. 197705292003122002
JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS UDAYANA
2015
2
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa, yang
telah memberikan berkah dan anugerah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan
bahan ajar untuk memberikan materi kuliah pada MK. TPLI yaitu pengendalian dan
pengolahan limbah industri ini dengan tepat waktu. Materi bahan kuliah ini masih jauh
dari sempurna, karena masih perlu penambahan materi dari semua tim teaching maka
bahan ajar ini dapat terlengkapi
Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian bahan ajar ini tidak lepas dari
bantuan berbagai pihak yang memberikan dukungan, baik moril maupun materil. Untuk
itu pula pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-
besarnya pada berbagai pihak yang telah menolong penulis dalam penyelesaian penelitian
dan laporan ini.
Penulis menyadari bahwa bahan ajar ini masih banyak kekurangannya, karena
keterbatasan yang penulis miliki. Akhir kata diharapkan semoga bahan ajar ini berguna
bagi mahasiswa Jurusan TIP Semester III dalam mengikuti perkuliahan yang penulis
ampu.
Denpasar, Oktober 2015
Penulis
3
DAFTAR ISI
Hal
COVER 1
PRAKATA 2
DAFTAR ISI 3
Pengendalian Limbah Industri 4
Pengolahan Limbah Industri 7
DAFTAR PUSTAKA 30
4
PENGENDALIAN LIMBAH INDUSTRI
Pelaksanaan pengendalian pencemaran yang diakibatkan oleh limbah industri
dalam kaitannya dengan pembangunan berwawasan lingk. bertujuan untuk
memaksimalkan dampak positif dan meminimalkan dampak negatif.
Optimalisasi hal semacam itu mudah, tetapi pelaksanaannya mengalami berbagai
hambatan, seperti faktor politis dan sosial-budaya. Ada kalanya beberapa unsur
lingkungan harus dikorbankan untuk mengejar tujuan yang lebih luas, tetapi
bagaimanapun prinsip teknologi serasi lingkungan (Clean technology) harus senantiasa
mendapat kesempatan pertama.
1. Teknologi Pencegahan dan Penanggulangan Pencemaran
Berbagai industri melakukan penanggulangan pencemaran dengan memasang
perangkat pengendali. Pemasangan perangkat ini berarti menambah investasi bagi
industri yang sedang berproduksi. Hal ini berbeda dengan industri yang masih dalam
tahap perencanaan, di mana biaya penanggulangannya telah dimasukkan dalam investasi
total keseluruhan.
Teknologi pencegahan dan penanggulangan pencemaran adalah sistem
perencanaan dan pengaturan buangan (limbah) dengan bantuan berbagai fasilitas
peralatan. Beberapa hal yang menjadi pertimbangan dalam pemilihan teknologi,
diantaranya adalah :
a. Karakteristik limbah dan standar kualitas effluent (limbah buangan)
b. Sistem desain peralatan, yang berkaitan dengan kemampuannya u/ mengubah kualitas
influent (limbah masuk) agar memenuhi standar kualitas effluent
Kualitas effluent ditetapkan berdasarkan standar kualitas lingkungan. Atas dasar
pendekatan tersebut maka mencegah penyebaran sumber pencemar lebih penting
daripada penanggulangan. Sumber pencemar mudah dideteksi dari penyediaan bhn baku
maupun bahan sampai dengan produk akhir. Teknologi yg digunakan dalam pengolahan
bhn baku maupun penolong sering menjadi sumber pencemaran misalnya teknologi yang
kurang tepat/ sesuai, baik terhadap lingkungan maupun industri itu sendiri. Hal yang
5
penting lagi adalah kesadaran para karyawan akan pencemaran. Banyaknya bahan yang
tercecer di dalam pabrik apalagi bahan beracun dan berbahaya (B3), selain merugikan
pabrik itu sendiri juga akan berdampak negatif terhadap lingkungan.
Tata letak bahan dalam pabrik dan pengenalan akan sifat kimia dan fisika bahan
sangat penting bagi karyawan untuk mengetahui bagimana seharusnya bahan ditangani.
2. Teknologi Serasi Lingkungan (Clean Technology)
Pada mulanya orang awam berpendapat bahwa keberhasilan teknologi tergantung
pada sejauh mana produk teknologi tersebut mampu memberikan kemakmuran bagi
masyarakat dan memenuhi kebutuhan mereka. Teknologi yang terpadu dengan
lingkungan membutuhkan ruang, tenaga kerja, bahan baku atau penolong, dana metode
dan perancangan manajemen. Masukan dan produk teknologi dalam lingkungan
merupakan aktivitas tersendiri dr berbagai komponen. Setiap aktivitas teknologi dengan
berbagai masukan dan keluaran akan memberikan dampak terhadap lingkungan.
Kehadiran teknologi dengan aktivitas komponennya, sedikit banyak akan berinteraksi
dengan lingkungan.
Shg timbul pertanyaan demi kehadiran teknologi berapa bayak komponen lingk
yang mjd korban ? Dalam konteks teknologi serasi lingkungan, bukan lingkungan yang
harus dikorbankan tetapi teknologi tersebut yang harus disesuaikan dengan lingkungan.
Sejauh mungkin tidak ada unsur lingkungan yang harus dikorbankan, atau jika terpaksa
harus dikorbankan maka harus diusahakan penanggulangannya. Hal ini disebut dengan
penanggulangan dan pencegahan kerusakan lingkungan karena adanya teknologi.
Beberapa pendekatan yang digunakan untuk pencegahan dan penanggulangan
pencemaran, karena limbah industri adalah:
- penanggulangan pencemaran
- pencegahan pencemaran (prinsip daur ulang)
- biaya pengendalian dan penanggulangan
6
a. Penanggulangan Pencemaran
Penanggulangan pencemaran akibat industri dititikberatkan pada pemasangan
perangkat pengolahan, yang dikenal prinsip end pipe of treatment. Jenis zat pencemar,
volume, lamanya berlangsung, jangkauan pemaparan dan jumlah yang terkena dampak
menjadi dasar perencanaan pengadaan end pipe of treatment. Pengidentifikasi dengan
pengamatan yg cermat, teknik dan waktu pengambilan sampel yang harus benar-benar
mewakili seluruh sistem pabrik, dari hasil identifikasi maka akan dirancang jenis alat yg
digunakan dalam rancangan pembangunan pusat pengolahan limbah
b. Prinsip daur ulang
Limbah yang dibuang pabrik ditampung terlebih dahulu dan diolah sehingga
mempunyai nilai ekonomis (menghasilkan nilai tambah dan di sisi lain menghemat biaya
pengendalian pencemaran), sistem ini dikenal dengan asas pencegahan pencemaran yang
menguntungkan. Begitu pula penggunaan B3 dapat disubtitusikan dengan bahan lain
yang lebih kecil resikonya.
c. Biaya pengendalian dan penanggulangan
Biaya merupakan masalah tersendiri dalam penanggulangan pencemaran,
terutama industri yang sudah terlanjur beroperasi. Bagi industri yang masih dalam tahap
perencanaan maka masalah ini tidak serumit industri yang sudah beroperasi, karena
programnya masih fleksibel, biayanya masih dapat disesuaikan dan alternatif pemilihan
lokasi masih tersedia. Investasi untuk penanggulangan pencemaran, dapat dimasukkan
sebagai bahan dari biaya investasi total pabrik yang nantinya akan ikut menentukan
harga pokok produk.
Bila investasi ini dibebankn kepada harga pokok produk berarti biaya
penanggulangan pencemaran ini menjadi tanggung jawab masyarakat konsumen. Biaya
penanggulangan pencemaran meliputi :
• Biaya pengadaan lokasi (areal)
• Biaya pengadaan peralatan
• Biaya tenaga listrik dan tenaga kerja
• Biaya bahan penolong (bahan kimia, bakteri, dan lain-lain)
7
• Biaya pemeliharaan
• Biaya instalasi, bangunan dan transportasi.
PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI
Limbah diolah bertujuan untuk mengambil bahan-bahan berbahaya didalamnya
dan/ atau mengurangi/ mnghilangkan senyawa-senyawa kimia maupun non kimia yg
berbahaya dan beracun. Pengolahan limbah berhubungan erat dengan sistem produksi
pabrik.
Limbah membutuhkan penanganan awal dan kemudian diolah lebih lanjut di
mana pengolahan awal tersebut sangat menentukan, karena kesalahan awal akan
berpengaruh terhadap pengolahan selanjutnya. Untuk menetapkan metode pengolahan
yang digunakan, kondisi limbah harus diketahui terlebih dahulu dan parameter untuk
limbah pencemaran lingkungan harus sudah ditetapkan (Gambar 1).
Gambar 1. Bagan pengelompokan bahan yang terkandung di dalam
limbah (Duncan dalam Suryadipura, 2001)
8
Air limbah mungkin terdiri dari satu atau lebih parameter pencemar yang
melampaui ambang batas yang telah ditetapkan Kemungkinan didalamnya terdapat
bahan-bahan asing sehingga dalam pengolahannya dibutuhkan kombinasi dari beberapa
metode dan peralatan (Tabel 1).
Tabel 1. Jenis Kegiatan dan Tujuan Pengolahan Limbah Air
Jenis Kegiatan Peralatan Tujuan Pengolahan
Penyaringan Bar screen untuk menyaring bahan
kasar dan padat
Menangkap pasir Grit chamber menghilangkan pasir dan
koral
Menangkap lemak dan buih Skimmer & Gresetrap memisahkan bahan-bahan
terapung
Perataan air Tangki ekualisasi meratakan konsentrasi
Netralisasi Bahan kimia menetralkan air
Pengendapan Tangki pengendap mengendapkan lumpur
dengan bahan kimia
Pengapungan Tangki Pengapung menghilangkan senyawa
terlarut dg bantuan udara
Lumpur aktif Bak (kolam) menghilangkan larutan
organik biologis
Aerasi Tangki dan kompresor menghilangkan larutan
organik
Karbon aktif Saringan dengan menghilangkan senyawa
karbon aktif organik yg tak dpt larut
Pengendapan kimia Tangki pengendap dan mengendapkan bahan
Bahan kimia kimia
Nitrifikasi Menara menghilangkan nitrat dan
nitrit
Klorinasi Bahan kimia menghancurkan
Sumber : Ginting (1995) dalam Kristanto (2002)
9
1. Pengolahan Limbah Air
Pada dasarnya pengolahan limbah air dapat dibedakan antara lain :
- pengolahan menurut tingkatan perlakuan
- pengolahan menurut karakteristik limbah
A. Pengolahan Menurut Tingkatan Perlakuan
Digolongkan menjadi 5 tingkatan, tetapi tidak semua tingkatan harus dilalui
karena pilihan tingkatan proses tetap bergantung pada kondisi limbah (sedangkan kondisi
limbah sendiri baru diketahui setelah ada hasil uji laboratorium).
1. Pretreatment
Dijumpai : padatan terapung/ melayang yang ikut dengan air limbah (padatan ini
berupa lumpur, potongan ranting, daun, pasir, minyak dll).
Umumnya : mudah diidentifikasi
Proses : menggunakan saringan (filter) kasar yang tidak mudah berkarat,
dimensi saringan tergantung dari debit air limbah
Misalnya : debit air limbah 100 m3/ jam, dimensi saringan 30 x 30 cm,
sedangkan meshnya sebanding dengan kawat kasa nyamuk.
Saringan ini setiap hari harus diperiksa untuk mengambil barang yang
tersaring, supaya tidak menghambat
2. Primary Treatment
Tahapannya :
- pemisahan air dari limbah padatan, yaitu dengan membiarkan padatan tersebut
mengendap/ dengan memisahkan bagian-bagian padatan yg mengapung (Gambar
2)
10
Tahapan proses penanganan primer air buangan :
• Penyaringan di mana bahan-bahan buangan yg mengapung dan berdimensi besar
dihilangkan dari air buangan dengan cara mengalirkan air tersebut melalui
saringan. Pada tahap ini bisa juga digunakan alat komunitor (yaitu alat yg dapat
menyaring sambil menghancurkan limbah padat). Bahan yg telah dipotong akan
tetap berada di air, dan akan dipisahkan kemudian di dalam tangki pengendap 1
• Pengendapan dan pemisahan benda-benda kecil hasil penghancuran sebelumnya,
dibiarkan mengendap pada dasar tangki 1. Endapan yg dihasilkan ini akan dipisah
untuk menutup lahan pertanian atau keperluan.lainnya.
• Pemisahan endapan, setelah dipisahkan dari benda-benda kecil, air buangan masih
mengandung padatan tersuspensi. Padatan ini akan mengendap jika aliran air
buangan diperlambat. Proses dilakukan pada tangki pengendap 2. Padatan
suspensi yg mengendap disebut lumpur mentah, yang kemudian dikumpulkan
untuk dibuang.
• Klorinasi, air hasil penanganan primer yang telah dihilangkan padatan dan
padatan tersuspensinya kemudian diberi perlakuan (treatment) dengan klorin
(dalam bentuk gas), fungsinya untuk membunuh bakteri penyebab penyakit yang
dapat membahayakan lingkungan.
3. Secondary Treatment
Pada umumnya melibatkan proses biologis, tujuan : untuk menghilangkan
bahan organik melalui oksidasi biokimia. Pilihan proses biologis tergantung pada banyak
faktor, misalnya kuantitas air buangan dan luas areal. Yang digunakan reaktor lumpur
Air buangan
Gambar 2. Proses penanganan primer air limbah
11
aktif (Gambar 3) dan tricking filter (penyaring trikel) (Gambar 4). Sistem lumpur aktif
dapat mencapai efisien yang tinggi jika dapat mnghilangkan padatan tersuspensi dan
BOD sampai dengan 90 %. Sistem trikel dikatakan baik jika dapat menghilangkan
padatan tersuspensi dan BOD sampai dengan 80 - 85 % (biasanya dlm praktek hanya
mencapai 75 %).
Pada proses lumpur aktif, kecepatan aktivitas bakteri ditingkatkan dengan cara
memasukkan udara dan lumpur yang mengandung bakteri ke dalam tangki sehingga lebih
banyak mengalami kontak dengan air buangan yang sebelumnya telah mengalami proses
penanganan primer. Air buangan, udara dan lumpur aktif tetap mengalami kontak selama
beberapa jam di dalam tangki aerasi.
Selama proses ini bahan buangan organik dipecah menjadi senyawa yang lebih
sederhana oleh bakteri yang terdapat di dalam lumpur aktif. Pengembangan dari proses
lumpur aktif ini telah dilakukan dengan jalan menggantikan udara dengan oksigen murni.
Dengan menggunakan oksigen murni maka lebih banyak bakteri yang tumbuh di dalam
wadah yang lebih kecil. Sistem yang digunakan pada saat ini dapat mencapai efisiensi
tinggi (90 %). Air buangan kemudian keluar menuju tangki sedimentasi di mana padatan
akan dihilangkan. Proses penanganan skunder ini diakhiri dengan proses klorinasi.
Lumpur yang mengandung bakteri dapat digunakan lagi dengan mengalirkan kembali ke
dalam tangki aerasi dan mencampurnnya dengan air buangan yang baru dan udara/
oksigen murni.
Gambar 3. Proses lumpur aktif dalam air buangan
12
Sistem penyaring trikel biasanya terdiri dari lapisan batu dan kerikil dengan
ketinggian 90 cm sampai 3 m, di mana air buangan akan dialirkan melalui lapisan ini
secara lambat. Bakteri akan terkumpul dan berkembang biak pada batu-batuan dan kerikil
tersebut, sehingga jumlahnya cukup untuk mengkonsumsi sebagian bahan organik yang
masih terdapat di dalam air buangan setelah proses penanganan primer. Air yang telah
mengalir melalui lapisan aktif tersebut akan dikeluarkan melalui pipa bagian bawah
penyaring.
Sistem penyaring filter (disebut juga penyaring biologis) merupakan cara lama
dalam penangann skunder air buangan. Biayanya cukup murah, pengoperasiannya
sederhana dan tidak membutuhkan keahlian khusus. Filter yg digunakan antara lain batu-
batuan, pasir, granit dll, mulai dari diameter ¾ sampai dengan 2,5 inch.
1. Tertiary Treatment
Pada pengolahan limbah, pretreatment, primary dan secondary seringkali tidak
memuaskan/ tidak berhasil sehingga dibutuhkan pengolahan lebih lanjut. Perlakuan
primary dan secondary dapat menurunkan nilai BOD air dan bakteri berbahaya hilang,
tetapi tidak dapat menghilangkan komponen-komponen organik dan anorganik yang
Gambar 4. Proses Pengolahan limbah dengan tricking filter
13
terlarut. Jika air buangan tersebut harus memenuhi standar mutu air yang ada maka bahan
terlarut tersebut harus dihilangkan terlebih dahulu, yaitu dengan perlakuan tersier atau
penanganan lanjut.
Beberapa perlakuan lanjut tersebut adalah :
• Adsorbsi dan pengendapan
Komponen-komponen organik tersebut akan teradsorbsi pada permukaan karbon
aktif dan terpisah dari air. Karbon yang banyak digunakan sekarang berbentuk butiran
(granular) atau bubuk (tepung). Karbon berbentuk bubuk waktu kontaknya yang lebih
sedikit dibanding granular. Komponen-komponen organik akan teradsorbsi pada karbon,
selanjutnya dapat dipisahkan dengan penggumpalan menggunakan bahan kimia tertentu.
Fosfor yang merupakan nutrien tanaman dapat dihilangkan dari air dengan cara
pengendapan. Dua metode kimia yang digunakan dlm pengendapan fosfor yaitu dengan
penembahan kapur (CaO) sehingga air bersifat alkali, fosfor mengendap. Metode ke-2
dgn metal hidroksi. Pada kedua metode tersebut fosfor anorganik (sebagai fosfat)
diendapkan sebagai garam fosfat yg tidak larut dengan kation-kation seperti Fe3+
, Al3+
atau Ca2+
, dan komponen fosfor organik diadsorbsi pada endapan (floc) hidroksi yang
terbentuk dari kation tersebut dalam larutan alkali. Lumpur yang dihasilkan dapat
dikumpulkan dan diberi perlakuan untuk regenerasi bahan pengendap tersebut.
• Elektrodialisis (Gambar 5)
Gambar 5. Sel elektrodialisis
14
Untuk menghilangkan garam-garam anorganik yang terdapat di dalam air limbah
dibutuhkan proses khusus yaitu elektrodialisis. Dalam proses ini memgunakan listrik dan
membran (biasanya yang terbuat dari plastik yang diberi perlakuan kimia). Aliran listrik
dilewatkan melalui air oleh 2 buah elektroda (ke-2 elektroda dipisahkan oleh membran).
Ion-ion di dalam larutan akan tertarik oleh elektroda, menembus membran, sehingga air
yang tertinggal menjadi bersih dari garam-garam anorganik. Air yang dibersihkan dengan
cara ini dapat digunakan kembali/ diolah lebih lanjut.
Permasalah utama dari metode ini yaitu :
- molekul organik tidak dapat dihilangkan dengan cara ini, tetapi cenderung
berkumpul pada membran sehingga mengurangi efektivitas sel elektrodialisis.
- Tempat untuk membuang larutan garam yang diproduksi
- Proses ini terbatas, hanya dapat dilakukan di daerah dekat dengan badan air
laut, di mana pembuangan dapat dilakukan.
Perlakuan elektrodialisis satu tahap dapat mengurangi kandungan garam terlarut
di dalam air sebanyak 35 % dan menghasilkan recovery air sebanyak 92 %.
• Osmosis berlawanan (Gambar 6)
Gambar 6. Diagram proses osmosis berlawanan
15
Proses osmosis terjadi bila terdapat 2 macam larutan dengan konsentrasi yang
berbeda yang dipisahkan satu sama lain oleh suatu membran-permeable. Selama
proses ini air akan mengalir dari larutan yang konsentrasinya lebih rendah melalui
membran ke larutan yg konsentrasinya lebih tinggi, sampai kedua larutan tersebut
mencapai kondisi ekuilibrium di mana konsentrasinya menjadi sama. Osmosis
berlawanan menggunakan proses semacam ini tetapi arahnya berlawanan. Larutan
dengan konsentrasi tinggi harus diberi tekanan yg sedemikian rupa sehingga molekul-
molekul air tidak akan mengalir ke dalam tetapi ke luar. Beberapa laporan, metode ini
dapat mengurangi sekitar 90 % dari total padatan dan menghasilkan recovery air
sebanyak 75 %.
Tidak satupun proses-proses di atas dapat digunakan menangani air buangan
secara terpisah tanpa melakukan kombinasi. Misalnya tahapan proses penanganan air
buangan sebagai berikut: penanganan primer, sekunder, pengendapan, adsorpsi,
elektrodialisis, dan klorinasi.
B. Pengolahan Menurut Tingkatan Karakteristiknya
Berdasarkan karakteristik limbah, dapat digolongkan menjadi 3 bagian yaitu:
proses fisika, kimia dan biologi, proses ini tidak berjalan sendiri, tetapi kadang-kadang
dilaksanakan secara kombinatif (Tabel 2).
Tabel 2. Pilihan Proses untuk Berbagai Tujuan
Proses Tujuan Penggunaan
FISIKA
Striping udara Menghilangkan gas terlarut dalam limbah
Menghilangkan partikel halus
Filtrasi Memisahkan bahan dengan menciptakan 2 macam kondisi
Destilasi Pemisahan zat padat/ partikel cair dr limbah dengan bantuan udara
Pengapungan Pemisahan air dr garam terlarut melaui membran semipermeabel
Reverse osmosis Menghilangkan fosfat
Adsorbsi Menghilangkan senyawa organik yg sulit dipisahkan/ dipecah
16
KIMIA
Karbon aktif Mengendapkan bahan yg mudah mengendap atau
menggumpal
Pengendapan kimia Penjernihan (permukaan air)
Pertukaran ion Memperoleh zat ttt dlm buangan (daur ulang)
Elektrolisa Menurunkan konsentrasi zat organik dan
mengurangi bakteri/ virus
Oksidasi Mengurangi konsentrasi zat ttt
Reduksi Mengoksidasi amoniak nitrogen
BIOLOGI
Asimilasi bakteri Menghilangkan nitrogen dan fosfor
Algae Menghilangkan nitrogen
Nitrifikasi-denitrifikasi Menghilangkan/ menambah nitrogen
a. Proses Fisika
1. Penyaringan
Bertujuan untuk memisahkan padatan yang tak larut, bahan kasar lain yang
dimensinya cukup besar sehingga padatan ini tertahan. Bentuk saringan ini
bermacam-macam mulai dari yang halus sampai yang kasar. Bahan saringan yang
sering digunakan adalah kawat steinless steel yang berupa anyaman, kain polyster,
kawat tembaga, plat karbon dengan ukuran kasar, sedang dan halus.
2. Penghancuran
Dalam limbah terdapat padatan dengan ukuran yang tidak seragam, yang terdapat di
dalam air membuat aliran air menjadi tidak merata. Padatan harus dihancurkan dahulu
dengan pemotong berupa sisir sehingga padatan tadi seperti disisir terus menerus.
3. Perataan air
Dilakukan dengan dua cara yaitu dengan perataan aliran yang dilakukan dengan
mengubah sistem saluran dan dengan membuat kolam. Tujuan daripada kedua cara
ini adalah agar dapat keseragaman aliran pada saat terjadi pencampuran dengan bahan
kimia agar mudah pengolahan lanjut.
17
4. Pengapungan
Proses ini menggunakan bantuan pompa kompresor untuk memasukkan udara ke
dalam air (Gambar 7)
5. Filtrasi
Merupakan proses penyaringan padatan halus yang tidak mengendap walaupun sudah
ditambah dengan bahan kimia. Penyaringan ini menggunakan media kerikil, pasir,
dan karbon aktif.
b. Proses Kimia
1. Penggumpalan
Partikel yang tidak larut dalam air akan terapung di permukaan air atau membentuk
andapan di dasar wadah. Dengan penembahan bahan kimia tertentu partikel ini akan
bereaksi membentuk suatu gumpalan sehingga dimensi partikel menjadi lebih besar
karena pengaruh gravitasi maka partikel ini mengendap. Bahan kimia untuk
menggumpalkan misalnya aluminium sulfat atau ferro sulfat.
2. Netralisasi
Air limbah yang berada kondisi asam atau basa harus dinetralkan sebelum dan
sesudah perlakuan. Untuk air limbah dengan proses biologi, pH harus dijaga 6,5 – 8,5
merupakan kondisi yang baik untuk pertumbuhan mikroorganisme.
3. Oksidasi dan Reduksi
Bahan kimia pengoksidasi seperti klorin dan ozon digunakan untuk mengubah bahan
organik dan anorganik menjadi bentuk yang sesuai dengan yang dikehendaki.
Misalnya suatu bahan digunakan untuk mereduksi BOD, warna dan mengubah bahan
Gambar 7. Pemasukan oksigen melalui pipa udara bertekananan
18
spesifik seperti sianida menjadi produk yang berguna. Oksidan (pemberi electron)
seperti seng (Zn) dan reduktan (penerima electron) seperti cuprum.
4. Klorinasi
Bakteri pathogen didalam air limbah dapat dihancurkan dengan proses klorinasi.
c. Proses Biologi
1. Pengolahan Lumpur aktif
2. Lagon
Lagon atau kolam sering digunakan sebagai reaktor biologikal. Lagon dilengkapi
dengan aerasi baik alamiah ataupun dengan menggunakan kompresor jika di dalam
kolam tumbuh algae. Algae dibutuhkan untuk fotosintesis sebagai sumber kebutuhan
Gambar 9. Proses pembersihan dengan lagon
Gambar 8. Skema pengolahan Lumpur aktif
19
oksigen. Algae (ganggang) yang memperoleh energi dari matahari akan menambah daya
larut oksigen di dalam air.
Tahap awal, zat-zat organik di dalam air dipecah menjadi CO2 dan amoniak.
Saringan kasar dipasang di tempat sebelum air limbah masuk. Juga ada gritchamber (bak
pemisah air), alat ukur debit, dan oil catcher (bak penyaring minyak). Peralatan ini cocok
untuk digunakan menangani limbah pabrik minyak kelapa sawit, tepung tapioka, atau
peternakan yang memiliki BOD tinggi.
2. Pengolahan Limbah Gas
Ada beberapa metode yaitu adsorbsi, pembakaran, penyerapan ion, kolam
netralisasi dan pembersihan partikel. Pilihan peralatan berdasarkan faktor yaitu jenis bhn
pencemar, komposisi, konsentrasi, kecepatan polutan udara, daya racun polutan, berat
jenis, reaktivitas dan kondisi lingkungan.
Desain peralatan disesuaikan dengan variabel tersebut guna mendapatkan tingkat
efisiensi maksimum. Faktor lain yang harus diperhatikan yaitu nilai ekonomis peralatan
karena biaya pengendalian pencemaran menjadi beban konsumen. Atas dasar ini maka
pemilihan teknologi pengolahan harus merupakan kebijaksanaan perlindungan
konsumen, baik dari sudut pencemaran maupun segi biaya.
a. Beberapa jenis peralatan untuk pengolahan limbah gas yaitu :
• Scrubber (Gambar 10)
Gambar 10. Beberapa tipe dari Scrubber
20
Alat ini digunakan untuk membersihkan gas yang mudah bereaksi dengan air.
Prinsip kerjanya adalah mencampur air dengan uap/gas dalam suatu wadah. Pada
umumnya arah aliran berlawanan, agar kontak antara uap/gas dengan air dapat sempurna.
• Menara semprot (Gambar 11)
Pada alat ini gas kotor masuk dari bagian dasar akibat adanya tekanan. Gas
membumbung ke atas sementara dari atas disemprotkan air melalui pipa air yang
dilengkapi sprayer sehingga air yang keluar merupakan butiran-butiran halus yang
memenuhi menara. Karena adanya gaya berat, butiran-butiran air akan turun sementara
gas naik bersama udara. Gas yang terkandung dalam udara bereaksi dengan air dan turun
ke bawah kemudian ditampung dan dialirkan ke tempat tertentu. Udara dan gas yang
bersih keluar melalui cerobong atas.
b. Salah satu metode pengolahan limbah gas yaitu : cara adsorbsi
Prinsipnya pemisahan zat pencemar berbentuk gas melalui suatu cairan penyerap
yang tidak mudah menguap. Udara yang mengandung zat pencemar dialirkan melalui
cairan penyerap yang tidak mudah menguap (misalnya air) sehingga zat-zat tersebut
terserap.
Yang perlu diperhatikan di sini adalah proses penyerapan akan mudah bila permukaan
Gambar 11. Packet tower
Udara bersih
21
kontak cukup luas. Untuk itu dilakukan dengan membentuk butiran cairan/ cairan yang
berbentuk film dengan membentuk gelembung-gelembung gas.
3. Pengolahan Limbah Padat
Berdasarkan sifatnya, pengolahan limbah padat dilakukan 2 cara yaitu: tanpa
pengolahan dan dengan pengolahan. Limbah padat tanpa pengolahan dapat dibuang
ketempat tertentu yang difungsikan sebagai tempat pembuangan akhir karena limbah
tersebut tidak mengandung unsur kimia yang beracun dan berbahaya.
Tempat pembuangan ini terdapat didaratan (Gambar 12) maupun dilautan. Limbah yang
mengandung senyawa kimia berbahaya dan beracun atau yang setidaknya menimbulkan
reaksi kimia baru, limbah ini harus diolah terlebih dahulu.
Faktor-faktor yang perlu pertimbangan sebelum limbah diolah adalah:
a) Jumlah limbah (apakah limbah dapat ditanggulangi sendiri di dalam pabrik tanpa
menggunakan peralatan pengolahan ataupun pengangkutan? Jika sedikit tidak
Gambar 12. Tempat pembuanganan akhir (TPA) di Daerah Suwung,
Denpasar Selatan
22
membutuhkan penanganan khusus, seperti tempat dan sarana pembuangan, tetapi jika
banyak mis 4 m³ / hari, sudah tentu membutuhkan tempat pembuangan akhir dan sarana
pengangkutan)
b) Sifat fisik dan kimia limbah
c) Kemungkinan pencemaran dan kerusakan lingkungan
d) Tujuan akhir yg hendak dicapai (tujuan tergantung dari kondisi limbah, bersifat
ekonomis atau non-ekonomis. Untuk limbah non-ekonomis pengolahan ditujukan untuk
pencegahan (preventive) kerusakan lingkungan. Sedangkan limbah yang memiliki nilai
ekonomis mempunyai tujuan meningkatkan efisiensi produksi dan pemanfaatan kembali
bahan untuk tujuan lain)
Proses-Proses Pengelolaan Limbah Padat sebagai berikut :
a. Pemisahan
Dilakukan karena limbah memiliki beberapa ukuran dan kandungan tertentu.
Disesuaikan dengan peralatan dan sekaligus mencegah kerusakan alat (karena tidak
sesuai dengan komponen bahan pencemar dalam limbah).
Cara pemisahan antara lain :
- Sistem balistik dilakukan untuk mendapatkn ukuran yang lebih seragam, misalnya
berat dan volumenya sama
- Sistem gravitasi dilakukan berdasarkan gaya beratnya, misalnya terhadap bahan yang
mengapung dengan bahan yang tenggelam di dalam air yang karena gravitasi akan
mengendap
- Sistem magnetis, digunakan untuk memisahkan limbah yang merupakan campuran
antara bahan logam dan non logam
b. Penyusutan Ukuran
Ukuran bahan diperkecil untuk mendapatkan ukuran yang lebih homogen
sehingga mempermudah dalam pengolahan berikutnya.Misalnya limbah supaya memiliki
berat dan volume bahan lebih kecil, diperlakukan dengan pembakaran (insenerasi),
alatnya incenerator.
23
c. Pengomposan
Bhn kimia yg terdapat di dalam limbah diuraikan secara biokimia sehingga
manghasilkan bahan organik baru lebih bermanfaat. Sebelum proses pengomposan,
dilakukan pemisahan dahulu (Gambar 13). Pengomposan dilakukan terhadap limbah
yang mudah membusuk, limbah perkotaan, buangan industri, lumpur pabrik dsb. Hasil
pengomposan dapat digunakan untuk pupuk tanaman.
d. Pembuangan Limbah
Pembuangan di laut :
Laut dapat menetralisir bahan berbahaya dan beracun (B3), diperkirakan
dampaknya kecil terhadap kualitas air laut. Tetapi harus dipertimbangkan juga :
- pemanfaatan laut terhadap masyarakat di sekitarnya, seperti untuk rekreasi,
penangkapan ikan, taman laut dll
- diperhatikan juga kedalaman laut untuk pembuangan
Tidak semua limbah padat dapat dibuang ke laut, terutama limbah yang
mengandung bahan berbahaya dan beracun seperti limbah radioaktif. Di samping itu
walaupun limbah tidak mengandung B3, tetapi mengingat pemanfaatan laut sebagai
tempat rekreasi, lalu lintas kapal dan nelayan menangkap ikan, maka pembuangan tidak
dapat dilakukan disembarang tempat di laut.
Gambar 13. Operasi Pengomposan mekanis
24
Pembuangan di darat (sanitary landfill):
Penetapan tempat pembuangan di darat memerlukan pertimbangan, karena tidak
semua darat dapat dijadikan pembuangan. Faktor pertimbangan pemilihan landfill adalah
pengaruh iklim, suhu, kecepatan dan arah angin, struktur tanah, jaraknya terhadap lokasi
pemukiman penduduk, kemungkinan pengaruhnya terhadap sumber air, perkebunan,
perikanan, flora, fauna dll. Lokasi yang dipergunakan yang benar-benar tidak ekonomis
(tidak produktif) untuk kepentingan apapun.
Menurut keadaan lokasi landfill dibedakan :
~ Landfill lembah. Lerengnya terjal dan berbentuk lembah, limbah dimasukkan secara
bertahap dan bertingkat sampai sama datarnya dengan permukaan tanah atasnya.
Demikian dilakukan terus-menerus.
~ Landfill galian. Tanah sengaja digali sesuai untuk kebutuhan, limbah dimasukkan ke
dalam lubang galian dan bila sudah rata dengan permukaan tanah, limbah ditimbun
dengan tanah, kemudian dipadatkan.
~ Landfill tanah datar. Limbah ditumpuk pada tempat tertentu kemudian dipadatkan dan
ditimbun dengan tanah dan dipadatkan kembali, dan disusul dengan timbunan
berikutnya sampai berlapis-lapis, bagian paling atas ditutup tanah dan kemudian
dipadatkan.
PENETAPAN LOKASI PENGOLAHAN DAN PEMILIHAN
PERALATAN
Untuk membuat desain sistem pengolahan limbah sudah barang tentu banyak hal
yang terkait dan saling mendukung. Limbah sebagai input membutuhkan perlakuan
pendahuluan seperti pencucian, penyaringan, pemotongan, agar dalam proses selanjutnya
lebih memudahkan pengolahannya. Penetapan lokasi, pemilihan metode, kondisi
lapangan dan pemilihan peralatan merupakan proses manajemen yang akan menentukan
hasil akhir (efluement) yang memenuhi syarat buangan.
Penetapan lokasi, baik lokasi pengolahan maupun lokasi pembuangan merupakan
prioritas pendahuluan sebelum penetapan metode. Lokasi pengolahan dan lokasi
pembuangan sedapat mungkin berdekatan. Artinya, lokasi pengolahan limbah dan sarana
25
penampungannya seharusnya merupakan bagian dari sistem pabrik dan diupayakan
semua pusat operasinya berada di dalam lingkungan pabrik. Hal ini suatu pertimbangan
untuk kemudahan dalam melakukan pengawasan dan pemantauan lingkungan.
Ada kalanya lokasi pabrik tidak memungkinkan lagi untuk lokasi pengolahan,
sehingga lokasinya harus berjauhan. Maka limbah air pada pabrik tersebut yang sarana
penampungannya cukup jauh, maka perlu dibuatkan saluran yang panjang.
Kondisi lapangan seperti tanah berpasir, lembah, tanah miring, dekat lokasi
pemukiman, dekat dengan peternakan dan jalur gempa, sangat mempengaruhi pemilihan
lokasi dan pemilihan metode. Kondisi lapangan yang mempunyai lembah dapat
dimanfaatkan untuk pembuatan lagon. Tanah miring dapat digunakan sebagai pengganti
pompa, sehingga pemindahan air dapat dilakukan dengan over flow.
Pemilihan perangkat pengolahan harus selalu terkait dengan metode pengolahan.
Jenis-jenis perangkat sebagian besar tersedia di pasaran, seperti pompa, aerator, mixer,
saringan dll. Namun beberapa peralatan bantu lainnya harus dibuat di lapangan dan
disesuaikan dengan kondisi lapangan, lokasi dan metode yang digunakan. Misalnya
pembuatan kolam oksidasi, kolam aerasi, bak saringan, sistem sirkulasi dan pemberian
panas.
1. Kondisi Lingkungan
Lingkungan terdiri dari berbagai komponen mulai dari pendudik, perumahan,
perkebunan, perikanan, dll. Pengaruh limbah terhadap komponen lingkungan akan
mempengaruhi metode pengendalian. Maka keadaan lingkungan harus diteliti, apakah
sarana pembuangan cukup tersedia misalnya sungai. Kalau badan penerimanya sungai,
tingkat kualitas, volume dan tingkat penggunaan air merupakan variabel-variabel yang
digunakan untuk melakukan penelitian.
Tempat suatu industri berdiri atau akan berdiri akan menentukan pemilihan
metode dan desain peralatan pengolahan limbah. Skema hubungan antara lingkungan dan
pengelolaan dapat dilihat pada Gambar 14.
26
Dengan melihat kondisi lingkungan maka dilakukan :
a. Pemilihan Metode
Dengan metode maka ditentukan peralatan yg digunakan. Metode ditetapkan
berdasarkan parameter fisika, kimia, biologi.
b. Pemilihan peralatan
Yang pertama perlu diperhatikan adalah pemilihan saluran terbuka atau tertutup,
pada saluran terbuka mudah dilakukan kontrol terhadap adanya penyumbatan, tetapi
berpeluang bercampur dengan limbah terbawa oleh air hujan. Harus adanya pengawasan.
2. Perencanaan Saluran
Saluran dalam pabrik terdiri dari beberapa jenis :
~ Saluran penampung air hujan dan buangan dari kamar mandi/ WC
~ Saluran penampung air limbah
~ Saluran penampung Lumpur
~ Saluran penampung limbah yg mengandung B3
Ada yang perlu digabungkan, dan ada kalanya dipisah untuk mempermudah
sistem pengolahan.
Gambar 14. Bagan hubungan lingkungan dengan pengolahan
27
Yang perlu diperhatikan lagi:
- Penggunaan bahan (untuk pipa saluran), pilihan bahan harus disesuaikan dengan jenis
limbah, bahan kimia, harga dan sistem pemasangan. Misalnya pipa beton dengan ukuran
kecil digunakan pada saluran terbuka, pipa ini akan padat, tahan lama dan tidak korosi.
Misalnya pipa asbes rusak oleh asam, tetapi cocok untuk limbah yg mengandung basa
tinggi
- Kolam pengendap
Banyaknya jenis senyawa kimia dalam air limbah mengakibatkan reaksi antara
koagulan dengan limbah menjadi tidak sempurna sehingga endapan tidak sepenuhnya
terjadi. Oleh karena itu perlu kolam pengendap sehingga limbah masuk ke dalam kola
mini dilakukan pengadukan lambat dengan putaran di bawah 200 rpm. Tangki dipasang
sejajar dan salah satu ujungnya dihubungkan pipa. Semua bahan yang kontak dengan
koagulan diharapkan segera mengendap, bila tidak maka air harus diolah lebih lanjut.
Bila pengendapan cukup baik dan air keluar (efluement) memenuhi syarat, pengolahan
dapat dihentikan, namun bila air masih mengandung senyawa kimia harus dilakukan
pengolahan lebih lanjut. Bagian dasar kolam dibuat miring agar Lumpur endapan
terkumpul di salah satu sisi, yang pada bagian sudutnya dipasangi pipa penghisap
Lumpur (Gambar 15).
Gambar 15. Agitator pada pemasukan air limbah
28
- Perhitungan kecepatan pengendapan
Bila jumlah air limbah sebanyak Q m3/ hari masuk ke dalam kolam yang
mempunyai luas permukaan A m2, maka kecepatan pengendapan V0, dinyatakan sebagai:
Waktu tinggal adalah waktu yang dibutuhkan limbah untuk tinggal dalam kolam
pengendapan sehingg limbah mempunyai waktu yang cukup untuk mengisi seluruh
kolam sebelum dibuang keluar.
- Pompa lumpur
Digunakan untuk menghisap lumpur pada tangki atau bak pengendap
pendahuluan maupun tangki atau bak berikutnya. Pada pompa tersebut dapat dibuat suatu
instalasi khusus dengan menggunakan beberapa buah pipa yang masuk ke dalam tangki
dengan lubang pengeluaran hanya 1 buah.
- Alat aerasi
Untuk menambahkan oksigen ke dalam air buangan, ada beberapa peralatan bantu yang
digunakan :
� Kompresor. Udara dihisap dan kemudian dimasukkan ke dalam tangki melalui
pipa yang ada di sebelah bawah tangki.
� Nozzle. Air dalam kolam disemprotkan ke udara agar kembali jatuh ke dalam bak.
Air berhamburan itu akan kontak dengan udara yang mengandung oksigen.
� Fan. Sebuah alat berputar di permukaan air sehingga air berhamburan ke atas
sehingga terjadi kontak antara air limbah dengan udara.
Q
V0 = ----- m/ hari
A
Volume kolam pengendap
W.T = ------------------------------------
Volume limbah per hari
29
� Menara. Air dinaikkan ke atas menara dan kemudian dari atas air jatuh ke bawah
seperti air hujan, manfaatnya : untuk menghilangkan bau dan melepaskan gas-gas
yang terlarut di dalam air.
PEMANTAUAN LINGKUNGAN
Perubahan baik jangka pendek atau panjang terhadap lingkungan harus terus
dipantau. Tujuannya untuk melihat perubahan lingkungan sebelum dan sesudah kegiatan
berjalan dengan sempurna, mengadakan upaya perbaikan dan pemeliharaan agar
lingkungan tetap terjaga kelestariannya.
Unsur-unsur lingkungan yang perlu dipantau sebelum dan sesudah
kehadiran proyek :
~~ Kualitas udara dalam lingkungan
~~ Kualitas air buangan
~~ Keadaan fauna dan flora
~~ Kualitas air
~~ Struktur permukaan tanah
Penetapan unsur lingkungan yang mendapat pemantauan diurutkan berdasarkan
prioritasnya. Selanjutnya perlu ditetapkan di mana lokasi pemantauan dilakukan.
Lokasi Pemantauan
Penetapan lokasi pemantauan adalah untuk melihat wujud yang menyeluruh,
sejauh mana dampak yang ditimbulkan polutan, baik melalui air, udara maupun tanah.
Pemantauan dilakukan pada pusat-pusat sumber pencemar untuk mengetahui
konsentrasinya, seperti. Konsentrasi SOx, CO2 pada cerobong asap pabrik yang
diperkirakan mengeluarkan bahan buangan kimia. Lokasi pemantauan kemudian
diperluas sampai bebarapa ratus meter dengan memprhatikan berbagai unsur lingkungan..
30
Waktu Pemantauan
Harus memperhatikan berbagai faktor :
- Produksi maksimum dan minimum
- Blow down ketel pd pabrik
- Pembersihan secara keseluruhan dalam pabrik
- Penggunaan B3
- Kecerobohan dan kekurangterampilan karyawan
- Kondisi peralatan dan mesin
- Efisiensi pengolahan limbah
- Debit maksimum dan minimum wadah penerima
DAFTAR PUSTAKA
Kristanto, P. 2002. Ekologi Industri. Penerbit Andi, Yogyakarta
Suryadipura, P. 2001. Lingkungan Hidup : Permasalahan dan Pengelolaannya. UPT.
Penerbit, Universitas Udayana, Denpasar.