K2-Wastewater Treatment Technology

1

TEKNOLOGI PENGOLAHAN AIR LIMBAH

AGROINDUSTRI

Udin HasanudinJurusan Teknologi Hasil Pertanian dan Program Magister

Teknologi Agroindustri, Fakultas Pertanian Universitas Lampung, Jl. Sumantri Brojonegoro No. 1

Bandar Lampung-35145. Telp./Fax: 0721-700682, 781498E-mail: [email protected]

2

Pengantar PP no. 82 tahun 2001 perlu dilakukan upaya-upaya

perlindungan dan pengelolaan sumber daya air Air limbah industri jika tidak diolah dengan benar akan

mencemari lingkungan sekitar Adanya standar baku mutu limbah cair kualitas efluen

air limbah industri harus memenuhi standar yang telah ditetapkan

Penerapan teknologi pengolahan air limbah yang tepat

3

Parameter KualitasParameter Keterangan

Bulk Organic Parameter TOC Dapat beracun ; mengurangi oksigen terlarut COD Dapat beracun ; mengurangi oksigen terlarut BOD Mengurangi oksigen terlarut badan air penerima Minyak dan Lemak / TPH Merusak vegetasi dan kehidupan akuatik Parameter Fisik TSS Mempengaruhi turbiditas ; meracuni kehidupan akuatik pH Asam dan basa dapat meracuni kehidupan akuatik Temperatur Mempengaruhi kehidupan akuatik Warna Mempengaruhi aestetik dan merusak algae Bau Mempengaruhi kehidupan akutik dan manusia ; aestetik Potensial redoks Meracuni kehidupan akuatik Parameter Kontaminan Spesifik NH3 / NO3 Meracuni kehidupan akuatik ; eutrofikasi Fosfat Eutrofikasi Logam berat Meracuni kehidupan akuatik dan manusia Surfaktan Meracuni kehidupan akuatik dan manusia ; aestetik Sulfida Meracuni kehidupan akuatik dan manusia ; aestetik Fenol Meracuni kehidupan akuatik dan manusia ; aestetik Toxic Organics Meracuni kehidupan akuatik dan manusia Sianida Meracuni kehidupan akuatik dan manusia

4

Baku Mutu Air Limbah

(Sumber : Lampiran C Kepmen LH No. KEP-51/MENLH/10/1995)

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 Amonia 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

5

Baku Mutu Air Limbah Industri Tapioka

(Sumber : PerGub. Lampung No. 17 tahun 2006)

Parameter Konsentrasi,

(mg/L)

COD (mg/L) 250

BOD (mg/L) 100

Zat Padat Tersuspensi (mg/L) 60

pH 6.0 – 9.0

Temperatur alami

Sianida (CN) (mg/L) 0.2

Debit maksimum (m3/ton produk)

30

25

6

Pengolahan Limbah Cair

Tujuan : Mengurangi kandungan bahan pencemar di dalam

air, seperti senyawa organik, padatan tersuspensi, mikroba patogen, dan senyawa organik yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme yang ada di alam.

7

Tahap-tahap Pengolahan Air Limbah :

1. Pengolahan Awal (Pretreatment)2. Pengolahan Tahap Pertama (Primary Treatment) 3. Pengolahan Tahap Kedua (Secondary Treatment) 4. Pengolahan Tahap Ketiga (Tertiary Treatment) 5. Pengolahan Lumpur (Sludge Treatment)

Untuk memudahkan dalam mengkategorikan dan melaksanakan pengolahan sesuai dengan beban kandungan suatu air limbah

8

Proses Pengolahan Limbah Industri Yang Dapat DipilihPretreatment

Chemical Physical Dissolved organicsSuspended solids

removal

Tertiary treatment Sludge treatment Liquid disposalPrimary treatment Secondary treatment

Screen andgrit removal

Equalizationand storage

Oilseparation

Flotation

Sedimentation

Filtration

Neutralization

Chemicaladdition &coagulation

Activatedsludge

Anaerobiclagoon

Tricklingfilter

Aeratedlagoon

Stabilizationbasin

Rotatingbiologicalcontactor

Anaerobiccontactor &

filter

Sedimentation

Digestion orwet

combustion

Coagulation&

Sedimentation

Filtration

Carbonadsorption

Ion exchange

Membrane

Thickeninggravity orflotation

Pressurefiltration

Vacuumfiltration

Centrifugation

Lagooning ordrying bed

Equalization& storage

Sedimentation

Filtration

Neutralization

Incineration

Landfill

Oceandisposal

Receivingwater

Controlled ortransportated

discharge

Ocean

Surfaceapplications or

grounwaterseepage

Deep wellinjection

Evaporationincineration

Deep wellinjection

Incineration

Dilute wastewater

Concentrated Organics wastewater

9

Proses Pengolahan Air Limbah

Fisik

Kimia

Biologis

Termal

10

Proses FisikProses Aplikasi Kelebihan Kekurangan

Pemisahan secara gravitasi

Minyak (free oil) ; padatan tersuspensi

- Murah - Tingkat

pemeliharaannya rendah

- Tidak ada elemen mekanik

- Relatif aman - Mudah

dioperasikan - Rendah biaya

energi

- Emisi zat volatil - Tidak dapat

menghilangkan zat yang terlarut

- Adanya limbah minyak dan lumpur yang harus dibuang

Flotasi dengan udara

Minyak, lemak, gemuk yang teremulsi , dan padatan halus tersuspensi

- Memecahkan emulsi mekanik

- Murah - Relatif aman

- Emisi zat volatil - Tidak dapat

menghilangkan zat yang terlarut

- Membutuhkan zat kimia aditif

- Tingkat pemeliharaannya tinggi

- Biaya energi tinggi - Adanya limbah yang

berbuih

11

Proses Fisik (Lanjutan)Proses Aplikasi Kelebihan Kekurangan

Oil Coalescing Minyak (free / emulsified oil)

- Tingkat pemeliharaannya rendah

- Tidak ada elemen mekanik

- Memecahkan emulsi mekanik

- Tidak ada penambahan zat kimia



energi

- Tidak dapat menghilangkan zat yang terlarut

- Adanya limbah minyak

- Tidak dapat memecahkan emulsi kimia

Evaporasi Zat organik volatil, pengurangan volume air

- Mengurangi volume limbah

- Menghilangkan kontaminan terlarut


dioperasikan

- Emisi zat volatil - Biaya energi yang

tinggi - Mudah terjadi

fouling - Pemeliharaannya

sulit

12


Filtrasi Minyak (free / emulsified oil); padatan tersuspensi

- Menghilangkan beberapa kontaminan terlarut



investasi

- Mudah terjadi fouling

- Perlu backwashing - Adanya bau ,

pertumbuhan bakteri


Adsorpsi Senyawa organik , beberapa senyawa inorganik




investasi


- Adanya bau , pertumbuhan bakteri


- Perlu regenerasi atau mengganti media adsorpsi

13


Stripping Zat organik volatil, dan beberapa zat organik semivolatil


- agak aman - Rendah biaya

investasi


tinggi - Mudah terjadi

fouling - Pemeliharaannya

sulit - Tidak dapat

menghilangkan zat inorganik

Ekstraksi Senyawa organik , beberapa senyawa inorganik


- agak aman - Mudah


investasi


tinggi - Pemeliharaannya

sulit - Adanya aliran

limbah tambahan yang perlu diolah kembali

14

Proses KimiaProses Aplikasi Kelebihan Kekurangan

Presipitasi Kimiawi

Logam dan zat inorganik

- Menghilangkan senyawa terlarut

- Tingkat pemeliharaannya rendah

- Metals recovery - Agak aman - Mudah


energi

- Emisi zat volatil - Adanya lumpur yang

harus dibuang - Perlunya

penanganan dan penyimpanan reaktan

- Presipitasi bersifat selektif

- Membutuhkan zat kimia aditif

Electrolitic Recovery

Logam, zat organik dan inorganik berkonsentrasi tinggi


- Metals recovery - Relatif aman - Mudah

dioperasikan - Tidak

menghasilkan lumpur

- Biaya operasi dan investasi tinggi

- Pemeliharaannya sulit

- Biaya energi tinggi - Bersifat selektif - Mudah terjadi

fouling

Ion Exchange Logam, zat organik dan inorganik berkonsentrasi rendah



dioperasikan - Air dapat

digunakan kembali




fouling

15

Proses Kimia (Lanjutan)Proses Aplikasi Kelebihan Kekurangan

Reverse Osmosis

Logam, zat organik dan inorganik berkonsentrasi rendah



dioperasikan - Air dapat

digunakan kembali




fouling

Oksidasi / Reduksi Kimia

Zat organik dan beberapa inorganik berkonsentrasi tinggi


- Pengolahan tingkat tinggi

- Tidak ada aliran limbah



- Biaya energi tinggi - Bersifat selektif - Sulit dioperasikan

16

Proses TermalProses Aplikasi Kelebihan Kekurangan

Wet Air Oxidation

Zat organik berkonsentrasi tinggi, senyawa toksik


- Proses penghancuran

- Tidak perlu secondary treatment



- Biaya energi tinggi - Sulit dioperasikan - Agak tidak aman

Oksidasi superkritik

Zat organik berkonsentrasi tinggi, senyawa toksik



- Tidak perlu secondary treatment

- Bersifat self-sustaining



- Biaya energi tinggi - Sulit dioperasikan - Agak tidak aman

Insinerasi Zat organik berkonsentrasi tinggi, senyawa toksik





- Biaya energi tinggi - Sulit dioperasikan - Agak tidak aman - Perlu pengolahan

gas buang (off-gas)

17

Proses BiologisProses Aplikasi Kelebihan Kekurangan

Lumpur aktif Zat organik dan beberapa inorganik berkonsentrasi rendah



- Tingkat pemeliharaan yang rendah

- Relatif aman - Biaya investasi

rendah - Relatif mudah

dioperasikan

- Emisi zat volatil - Adanya lumpur yang

harus dibuang - Biaya energi yang

agak tinggi - Mudah terganggu

oleh adanya shock loading dan senyawa toksik

- Mudah terpengaruh oleh perubahan iklim

Laguna teraerasi / Kolam ekualisasi

Zat organik dan beberapa inorganik berkonsentrasi rendah




- Relatif aman - Biaya investasi

rendah - Biaya energi

rendah - Mudah

dioperasikan - Tidak sering

Menghasilkan lumpur

- Emisi zat volatil - Butuh lahan yang

luas - Mudah terganggu



- Tidak ada pengendalian operasi

18

Proses Biologis (Lanjutan)Proses Aplikasi Kelebihan Kekurangan

Trickling filters, Fixed-film reactors

Zat organik dan beberapa inorganik berkonsentrasi rendah




- Relatif aman - Menghasilkan

lumpur yang relatif sedikit

- Emisi zat volatil - Mudah terganggu



- Biaya operasi dan investasi yang relatiftinggi


Degradasi anaerobik

Zat organik, organik terklorinasi, dan beberapa inorganik berkonsentrasi rendah



- Dapat mengolah limbah yang terklorinasi

- Menghasilkan metana

- Mengurangi pembentukan lumpur

- Mudah terganggu oleh adanya shock loading dan senyawa toksik


- Biaya operasi dan investasi yang relatiftinggi

- Biaya energi yang tinggi jika tidak ada recovery metana

19

Penentuan proses pengolahan air limbah yang tepat dengan mempertimbangkan aspek ekonomis, teknis, operasi, dan lingkungan

Melakukan studi kelayakan dan percobaan skala lab / pilot jika perlu

Pemilihan Proses Pengolahan Air Limbah

Pengelompokkan karakteristik kontaminan dalam air limbah membuat cheklist karakteristik air limbah

20

‘Checklist’ Karakteristik Air limbah No. Pertanyaan Analisis Yang

Diperlukan

1a. Apakah proses manufaktur melibatkan zat inorganik sebagai bahan baku, produk samping, atau produk akhir ?

•Logam •Total Alkalinitas•COD•TDS•Kontaminan spesifik lainnya

1b. Apakah proses manufaktur melibatkan zat organik sebagai bahan baku, produk samping, atau produk akhir ?

•TOC•BOD (COD optional)•Minyak dan lemak / TPH•Kontaminan spesifik lainnya

2. Apakah proses menghasilkan aliran limbah yang bersifat asam atau basa ?

pH

Kapasitas buffer

21

‘Checklist’ Karakteristik Air limbah (Lanjutan)No. Pertanyaan Analisis Yang

Diperlukan

3. Apakah proses menghasilkan aliran limbah bertemperatur tinggi ?

Temperatur

4. Apakah aliran limbah mengandung padatan ? •TS•TSS•TDS•Turbiditas

5. Apakah aliran limbah mengandung senyawa nitrogen ?

•NH3

•NO3

•Total nitrogen

6. Apakah aliran limbah mengandung senyawa sianida ?

•Total sianida

22

‘Checklist’ Karakteristik Air limbah (Lanjutan)

No. Pertanyaan Analisis Yang Diperlukan

7. Apakah aliran limbah mengandung senyawa sulfur ?

•Sulfida•Sulfat•Sulfit

8. Apakah aliran limbah mengandung senyawa fosfor ?

•Fosfat

9. Apakah aliran limbah mengandung surfaktan atau buih dalam jumlah besar ?

•Surfaktan

10. Apakah aliran limbah mengandung senyawa toksik ?

•Total Organics Toxic•Logam berat / toksik

23

Diagram Penentuan Teknologi Pengolahan Air LimbahAliran air limbah

Inorganik Organik

Pretreatment

Insinerasi atau wetair oxidation

ya

ya

ya

ya

ya

Off-gas treatment

Limbah Padat

Filter atauregenerasi media

adsorpsi

Solid / Concentrated Phase

PerlunyaPretreatment

untuk netralisasi

tidak

Dapatterbiodegradasi

Perlunyapretreatmentpenghilangan

minyak dan lemak

Tersedia ruanglahan yang luas

Perlunya aerasi

Perlunya solidsrecovery

Kolam ekualisasi

tidak

tidak

ya

tidak

ya

Air / SteamStripping

Koagulasi,flokulasi, dansedimentasi

Filtrasi atauAdsorpsi karbon

aktif

Evaporasi atauekstraksi

Pemisahan minyak/ air

Trickling filteratau Fixed-filmBiotreatment

Lumpur aktif atauaerated lagoon

Anaerobictreatment

ya

ya

tidak

yaMengandung

kontaminan yangdapat di-stripping

mis. amonia

Mengandungkontaminan yangdapat dipresipitasi

Mengandungkontaminan yang

dapat disaring ataudiadsorb

Limbah dapatdimanfaatkankembali atau

direduksivolumenya

Limbah harusdihancurkan

tidak

tidak

tidak

tidak

Mengandungkontaminan yangdapat di-stripping

Mengandungkontaminan yang

dapat disaring ataudiadsorb

Limbah dapatdimanfaatkankembali atau

direduksivolumenya

Limbah harusdihancurkan

tidak

tidak

tidak

tidak

Mengandungkontaminan yangdapat dioksidasiatau direduksisecara kimia

minyak

tidak ya

ya

ya

ya

Insinerasi atau wetair oxidation

Air / SteamStripping

Oksidasi / reduksikimia

Evaporasi atauekstraksi

Solid / Concentrated Phase

Filtrasi atauAdsorpsi karbon

aktif

Filter atauregenerasi media

adsorpsi

Off-gas treatment

24

Diagram Alir Unit Rotary Biodisk

T

AIR BLOWER

AERATED FLOWEQUALIZATION PUMP

PRIMARYSEDIMENTATIONTANK

SLUDGEDIGESTION

TANK

FINALCLARIFIER

Sludge DryingBed

Sludge Cake toLandfill

1% Sodium HipokloritSolution in Water

COMMUNITORRECIRCULATING

PUMP

ROTATINGBIODISK

CHLORINECONTACT

TANK

CHLORINEINJECTION

TANK

Sludge Water Return

Gravity Drain Secondary Sludge

25

AERATION TANK

COMMUNITORBAR SCREEN MACRATOR

PUMP

AIR LIFT PUMP

AIR BLOWER

SETTLING TANK

CHLORINECONTACT TANK

SLUDGE DISPOSAL PIT

Activated Sludge

Sludge

Diagram Alir Proses Lumpur Aktif

26

12

3

3 3

3

4 56

Keterangan :

1. Outfall Sewer2. Preliminary Treatment (Bar Screen Communitor)3. Area-fac Lagoon Series4. Maturing Lagoon5. Chlorination Chamber6. Effluent to Outfall

Diagram Alir Aerated Lagoon

K2-Wastewater Treatment Technology

Documents

Transcript of K2-Wastewater Treatment Technology