Latar BelakangDimulai dengan makin bertambahnya jumlah penduduk dan makinbanyaknya industri besar yang berdiri serta ditambah perilaku manusiayang dari hari kehari semakin tidak mempedulikan keadaan lingkungandisekitarnya. Maka mulailah timbul berbagai masalah, salah satunyaadalah masalah limbah yang tidak diolah dan dibuang sebagaimanamestinya.Hal ini berakibat pada kehidupan manusia di bumi ini yangmenjadi tidak sehat sehingga menurunkan kualitas kehidupan terutamapada lingkungan sekitar. Keadaan lingkungan dapat mempengaruhikondisi kesehatan masyarakat. Banyak aspek kesehatan manusiadipengaruhi oleh lingkungan, dan banyak penyakit dapat dimulai,didukung, dan ditopang atau diransang oleh faktor-faktor lingkungan.Limbah adalah semua benda yang berbentuk padat, cair, maupungas, merupakan bahan buangan yang berasal dari aktivitas manusia secaraperorangan maupun hasil aktivitas kegiatan lainnya diantaranya industri,rumah sakit, laboratorium, reaktor nuklir dan lain-lain. Menurut Willgoose(1979) air limbah adalah water carrying waste from homes, business andindustries that is mixtures of water and dissolved or suspended solids.Ada beberapa jenis limbah diantaranya :a) Limbah rumah tanggab) Limbah industric) Limbah rumah sakitd) Limbah nuklirSemua limbah-limbah diatas tentu memerlukan pengelolaan limbahyang benar dan ramah lingkungan. Karena pengelolaan limbah yang tidakmenggunakan metode dan teknik pengolaan limbah yang tidak memperhatikan lingkungan sekitar pasti akan menimbulkan dampaknegatif terhadap kesehatan serta akan mengganggu fungsi lingkungan.Pengelolaan limbah adalah kegiatan terpadu yang meliputikegiatan pengurangan (minimization), segregasi (segregation),penanganan (handling), pemanfaatan dan pengolahan limbah. Dengandemikian untuk mencapai hasil yang optimal, kegiatan-kegiatan yangmelingkupi pengelolaan limbah perlu dilakukan dan bukan hanyamengandalkan kegiatan pengolahan limbah saja. Bila pengelolaan limbahhanya diarahkan pada kegiatan pengolahan limbah maka beban kegiatan diPengolahan Limbah selanjutnya akan sangat berat, membutuhkan lahanyang lebih luas, peralatan lebih banyak, teknologi dan biaya yang tinggi.Kegiatan pendahuluan pada pengelolaan limbah (pengurangan, segregasidan penanganan limbah) akan sangat membantu mengurangi bebanpengolahan limbah selanjutny .Oleh karena itu makalah ini akan membahas tentang pengolahan limbah khususnya pengolahan air limbah.

Pengolahan Komunal (kolektif)Pengolahan air komunal adalah pengolahan air limbah yangdilakukan pada suatu kawasan pemukiman, industri, perdagangan sepertikota-kota besar yang pada umumnya dilayani/dibuang melalui jaringanriool kota untuk kemudian dialirkan menuju ke suatu instalasi pengolahanair limbah dengan kapasitas besar. Pada umumnya instalasi pengolahan inidikelola oleh pemerintah daerah atau departemen terkait. Sistempenanganan/pengolahan air limbah secara komunal diuraikan dalamdiagram sebagai berikut:

Gambar Sistem Pengolahan Air Secara Komunal

Dari diagram di atas dapat di simpulkan sebelum limbah disalurkan ke peresapan tanah ataupun badan air, di perlukan jaringan rioolering dan instalasi pengolahan air limbah1. Jaringan RioleeringJaringan rioleering adalah saluran yang di gunakan untukmengalirkan air kotor dari sumber air kotor (rumah tangga, bangunanumum dan lain-lain) ketempat pembuangan atau instalasi pengolahanpengolahan air limbahPada jaringan rioolering air kotor mengalir dengan cara gravitasi.Mengingat sifat-sifat air kotor di antaranya berbau tidak sedap, makauntuk menghindarinya, air kotor itu harus di salurkan pada salurangtertutup. Pada umumnya penampang saluran rioolering berbentukberbentuk bulat atau oval dan bahan saluran terbuat dari beton

2. Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL)Pada proses pengolahan limbah cair industri mencakup prosesfisik, kimia, dan biologis dan atau kombinasi dari ketiga proses tersebutdan tergantung dari jenis dan kualitas limbahnya serta tujuan daripengolahan yang dilakukan. Tujuan pengolahan limbah cair adalah agarair yang tidak memenuhi syarat kesehatan menjadi memenuhi syaratkesehatan sehingga tidak mengganggu kesehatan masyarakat maupunmerusak lingkungan. Adapun daftar parameter baku mutu air yang bolehterkandung oleh air limbah menurut Peraturan Menteri NegaraLingkungan Hidup Nomor 3 Tahun 2010.Tabel Parameter baku mutu air yang boleh terkandung oleh air limbah

Metode pengolahan air limbah yang dipergunakan dalampengolahan air akan dibahas berikut ini. Masalah-masalah yangdipertimbangkan meliputi: (1) tinjauan tentang metode-metode pengolahanyang utama dan penerapannya, (2) metode-metode pengolahan fisik, (3)metode-metode pengolahan kimiawi, (4) beberapa metode pengolahanbiologi, (5) pembuangan lumpur dari instalasi pengolahan, dan (6)perencanaan instalasi pengolahan air.Metode-metode pengolahan air berkaitan dengan pencemar-pencemar yang ada dalam persediaan air tertentu. Pencemar-pencemarutama yang harus diperhatikan pada kebanyakan air adalah (1) bakteripatogen, (2) kekeruhan dan bahan-bahan terapung, (3) warna, (4) rasa danbau, (5) senyawa-senyawa organik, dan (6) kesadahan. Faktor-faktor initerutama berhubungan dengan kesehatan dan estetika. Walaupunpencemar-pencemar lain yang terdaftar dalam Tabel organisme danpatogen yang biasa terdapat dalam air limbah juga penting, tetapi tidakmerupakan faktor-faktor utama pada kebanyakan persediaan air.Seandainya merupakan suatu faktor penting, maka harus dipergunakanmetode pengolahan khusus.Metode-metode yang dipergunakan untuk pengolahan air dapatdigolongkan menurut sifat fenomena yang menghasilkan perubahan yangdiamati. Dengan demikian, istilah operasi satuan fisikdipergunakan untukmenggambarkan metode-metode yang mendapatkan perubahan-perubahanmelalui penerapan gaya-gaya fisik, misalnya pengendapan gravitasi. Pada proses-proses satuan kimiawi atau biologis, perubahan diperoleh dengancara reaksi-reaksi kimia atau biologis.Pada suatu instalasi pengolahan air, pelaksanaan fisik dari operasidan proses satuan dikerjakan pada tangki-tangki yang direncanakan secarakhusus atau sarana lain yang cocok, dimana variabel-variabel operasionaldan lingkungan dikendalikan dengan hati-hati. Karena fenomena yangmengakibatkan pemurnian air beraksi agak lambat, maka salah satuparameter penting yang dipergunakan dalam analisis dan perencanaansarana-sarana instalasi pengolahan air dan air limbah adalah waktu tinggal.

Metode Pengolahan Air Limbah1. Metode Pengolahan FisikProses fisik digunakan untuk menyisihkan polutan yang berupa solid(padatan). Proses ini melibatkan fenomena fisik seperti pengendapanmaupun pengapungan. Penyisihan padatan memanfaatkan berat jenispadatan. Jika berat jenisnya lebih besar dari air, maka prosespenyisihannya dilakukan melalui pengendapan. Sebaliknya, jika beratjenisnya lebih rendah dari air, proses penyisihan dilakukan melalui prosespengapungan. Metode-metode pengolahan fisik, meliputi :a. PenyaringanSaringan kasar atau kisi-kisi dengan lubang sebesar 2 inci(50 mm) atau lebih dipergunakan untuk memisahkan benda-bendaterapung yang besar dari air limbah. Saringan menengahmempumyai lubang antara hingga 1 inci (12 sampai 40 mm).Hal ini membatasi kehilangan tinggi tekanan dan mengurangikemungkinan terdorong lolosnya bahan yang harus disaring.Saringan halus dengan lubang antara 1/16 hingga 1/8 inci (1,6hingga 3 mm) sering dipergunakan untuk pengolahan pendahuluandari air limbah industri atau untuk mengurangi beban kolampengendapan pada instalasi kota dimana terdapat limbah industriberat.b. Pengecilan ukuranAlat pengecil ukuran ( penyerpih ) adalah alat-alat yangdigunakan untuk memotong bahan padat limbah hingga berukurankurang lebih inci (6mm).c. AerasiAerasi adalah suatu bentuk perpindahan gas dandipergunakan dalam berbagai variasi operasi, meliputi sebagaiberikut : (1) tambahan oksigen untuk mengoksidasikan besi danmangan terlarut, (2) pembuangan karbon dioksida, (3) pembuanganhidrogen sulfida uuntuk menghapuskan bau dan rasa, (4) pembuangan minyak yang mudah menguap dan bahan-bahanpenyebab bau dan rasa serupa yang dikeluarkan oleh ganggangserta mikro-organisme yang serupa. Jenis-jenis utama aerasi adalah(1) aerator gaya berat, misalnya kaskade air terjun atau bidang-bidang miring ; (2) aerator semprotan atau air mancur dimana airdisiramkan ke udara ; (3) penyebar suntikan, dimana udara dalambentuk gelembung-gelembung kecil disuntikkan ke dalam zat cair ;dan (4) aerator mekanis yang meningkatkan pencampuran zat cairdan membuat air terbuka ke atmosfir dalam butir-butir tetesan.Metode yang digunakan tergantung pada jenis bahan yangharus dibuang serta tujuan yang harus dicapai.d. PencampuranMesin pemasukan kering atau mesin pemasukan larutansecara mekanis kadangkala diperlukan untuk memasukkan bahankimia ke dalam instalasi pengolahan air limbah. Hal ini dapatdilakukan dengan memutar dayung-dayung di dalam kolampencampur dengan waktu tinggal 30 hingga 60 detik.FlokulasiTerbentuknya kumpulan partikel yang turun mengendapkarena ditambahkannya bahan-bahan kimia pengental. Untukmelakukan pembuangan kumpulan partikel yang pada awalnyasangat kecil ini, pengadukan cepat harus diikuti dengan suatujangka waktu pengadukan halus (flokulasi) selama 20 hingga 30menit.e. PengendapanLaju pengendapan suatu partikel di dalam air tergantungpada kekeruhan dan kerapatan air maupun ukuran, bentuk danberat jenis partikel yang bersangkutan. Pemurnian air dengan carapengendapan dimaksudkan agar bahan-bahan terapung di dalam airdapat diendapkan ke luar.f. Gabungan Flokulasi dan PengendapanTangki gabungan untuk flokulasi-pengendapandipergunakan bila mutu air tidak bervariasi besar dan laju alirancukup seragam.g. FiltrasiFilter yang biasa terdiri dari selapis pasir, atau pasir dantumpukan batu bara, yang ditunjang di atas suatu tumpukan kerikil.

2. Metode Pengolahan BiologisMetode ini merupakan unsur-unsur pokok bagi hampir semua jaringanpengolahan sekunder.Konsep dasar pengolahan biologi, dengan sederhanameliputi (1) konversi bahan organik terlarut dan koloidal dalam air limbahmenjadi serat-serat sel biologis dan menjadi produk akhir, dan (2)pembuangan selanjutnya dari serat-serat sel, biasanya dengan carapengendapan gravitasi. Metode pengolahan secara biologis meliputi :a. Proses lumpur aktif (Active Sludge)Proses lumpur aktif merupakan proses pengolahan secarabiologis aerobic dengan mempertahankan jumlah massa mikrobadalam suatu reaktor dan dalam keadaan tercampur sempurna.Suplai oksigen adalah mutlak dari peralatan mekanis, yaitu aeratordan blower, karena selain berfungsi untuk suplai oksigen jugadibutuhkan pengadukan yang sempurna. Perlakuan untukmemperoleh massa mikroba yang tetap adalah dengan melakukanresirkulasi lumpur dan pembuangan lumpur dalam jumlah tertentu.Pengaturan jumlah massa mikroba dalam sistem lumpur aktif dapatdilakukan dengan baik dan relatif mudah karena pertumbuhanmikroba dalam kondisi tersuspensi sehingga dapat terukur denganbaik melalui analisa laboratorium. Tetapi jika dibandingkan dengansistem sebelumnya operasi sistem ini jauh lebih rumit. Khususnyauntuk limbah industri dengan karakteristik khususb. Proses trickling filterBuangan dari pengendapan primer biasanya mengandungkira-kira 60 % hingga 80 % bahan organik yang mula-mula adadalam air limbah. Proses filter tetesan adalah suatu metode untukmengoksidasikan bahan-bahan yang dapat membusuk yang tersisasetelah pengolahan primer.c. Piringan biologis berputar (Rotating biological contactor)RBC dibuat dari lempengan lempengan plastik yangdipasang pada sumbu berputar. 40% volume alat ini dibenamkandalam tangki air limbah. Dipermukaan lempengan akan tumbuhlapisan mikroba setebal 14 mm. Bila kontaktor ini diputar akanmembawa sejumlah air limbah ke udara dan menyerap O2 sehinggamikroba aerobik dapat mengoksidasi zat organik terlarutnya. Unjukkerja alat ini serupa trickling filter.d. Kolam stabilisasi dan aerasiKolam stabilisasi atau kolam oksidasi bermanfaat untukmemantapkan bahan organik melalui kerja gabungan dariganggang organisme mikro lainnya. Suatu kolam aerasi padadasarnya adalah suatu sistem kolam untuk pengolahan air limbahdi mana oksigen dimasukkan dengan aerator-aerator mekanik dantidak hanya mengandalkan produksi oksigen fotosintesis.

3. Metode pengolahan kimiawiDalam proses kimia, pengolahan limbah dilakukan dengan caramenambahkan bahan-bahan kimia tertentu ke dalam air limbah untukmenggabungkan atau mengikat partikel-partikel sehingga akhirnya memilikimassa yang lebih besar, Partikel gabungan ini biasa disebut flok. Flok yangterbentuk kemudian disisihkan dari dalam air limbah melalui prosespengendapan.a. KoagulasiZat koagulan dipergunakan untuk membentuk endapankoagulan, caranya bereaksi dengan air dan partikel-partikel yangmembuat keruh. Koagulan yang paling dikenal adalah alum[Al2(SO4)3.18H2O], yang bereaksi dengan alkalinitas di dalam airuntuk membentuk suatu kumpulan aluminium hidroksida.b. DisinfeksiDisinfektan yang ideal adalah klorin, bila dimasukkan kedalam air akan mempengaruhi dengan segera dan membinasakankebanyakan makhluk mikroskopis.c. Pelunakkan Air dengan PengendapanPenghilangan kesadahan dari air bukanlah hal yang pentinguntuk pengamanan air yang bersangkutan. Keuntungannya terutama terletak pada berkurangnya kebutuhan sabun danturunnya biaya pemeliharaan sambungan dan perlengkapan pipa.Dua metode dasar yang dipergunakan untuk menghilangkankesadahan adalah proses kapur soda dan proses pertukaran ion.Dalam proses kapur-soda, kapur [Ca(OH)2] dan abu soda(Na2CO3) ditambahkan ke air. Ini akan bereaksi dengan garam-garam kalsium dan magnesium untuk membentuk endapan takterlarut, kalsium karbonat (CaCO3) dan magnesium hidroksida[Mg(OH)2] yang dapat dibuang dari air dengan pengendapan.d. Pelunakkan Air dengan Pertukaran IonSuatu perangkat pertukaran ion mirip dengan suatu filterpasir yang medium filternya berupa suatu getah pertukaran ion Rdan bukannya pasir. Getah dapat bersifat alamiah (zeolites) atausintetis. Bila air sadah melalui filter pertukaran ion tersebut, akanterjadi suatu pertukaran kation : kalsium dan magnesium di dalamair dipertukarkan dengan sodium di dalam getah itu. Prosespertukaran ion menghasilkan air yang kesadahannya nol. Karenabiasanya tidak ada kebutuhan untuk mendapatkan air yangsedemikian lembutnya, maka hanya sebagian saja dari air yangmelalui pengolahan yang dilembutkan. Bagian ini kemudiandicampur dengan air yang tak dilembutkan untuk mendapatkanmutu air yang diinginkan. Salah satu kelemahan dari metodepenghilangan kesadahan ini adalah karena menghasilkan suatukonsentrasi sodium yang mungkin berbahaya bagi orang yang sakitjantung.e. OksidasiOksidasi kimiawi adalah suatu proses di mana keadaanoksidasi dari suatu bahan ditingkatkan melalui suatu reaksi kimia.Fungsi oksidasi dalam pengolahan air limbah yaitu untuk merubah bahan kimia yang tak diinginkan menjadi jenis yang tidakberbahaya atau kurang berbahaya.

Tahapan Pengolahan Air LimbahDalam pengolahan air kotor, sistem pengolahan di bagi menjadi 3 tahap :1. Tahap pertama (Primary Treatment), dilakukan pengolahan fisik.Cara yang di umumnya gunakan adalah cara pengendapansehingga B.O.D yang di reduksi antara 20% - 35 % dan S.S yang direduksi antara 50% - 70%.2. Tahap kedua (Secondary Treatment), dilakukan pengolahanbiologi. Pada secondary treatment apabil B.O.D yang di reduksisekitar 95% dan S.S. yang tereduksi sekitar 95% apabila dilakukanproses Trichling filter, Activated Sludge dan Stabilization Pounds.3. Tahap ketiga (Tertiary Treatment), dilakukan pengolahan biologidan kimia.Macam-macam pengolahan di atas tergantung dari sifat airkotor yang akan diolah dan persyaratan efluent yang diizinkan.