Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik (rumah tangga), yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomis. Bila ditinjau secara kimiawi, limbah ini terdiri dari bahan kimia organik dan anorganik. Dengan konsentrasi dan kuantitas tertentu, kehadiran limbah dapat berdampak negatif terhadap lingkungan terutama bagi kesehatan manusia, sehingga perlu dilakukan penanganan terhadap limbah. Tingkat bahaya keracunan yang ditimbulkan oleh limbah tergantung pada jenis dan karakteristik limbah.

Karakteristik limbah:

1. Berukuran mikro

2. Dinamis

3. Berdampak luas (penyebarannya)

4. Berdampak jangka panjang (antar generasi)

Faktor yang mempengaruhi kualitas limbah adalah:

1. Volume limbah

2. Kandungan bahan pencemar

3. Frekuensi pembuangan limbah

Berdasarkan karakteristiknya, limbah industri dapat digolongkan menjadi 4 bagian:

1. Limbah cair

2. Limbah padat

3. Limbah gas dan partikel

4. Limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun)

Untuk mengatasi limbah ini diperlukan pengolahan dan penanganan limbah. Pada dasarnya pengolahan limbah ini dapat dibedakan menjadi:

1. pengolahan menurut tingkatan perlakuan

2. pengolahan menurut karakteristik limbah

Indikasi Pencemaran Air

Indikasi pencemaran air dapat kita ketahui baik secara visual maupun pengujian.

1. Perubahan pH (tingkat keasaman / konsentrasi ion hidrogen) Air normal yang memenuhi syarat untuk suatu kehidupan memiliki pH netral dengan kisaran nilai 6.5 7.5. Air limbah industri yang belum terolah dan memiliki pH diluar nilai pH netral, akan mengubah pH air sungai dan dapat mengganggukehidupan organisme didalamnya. Hal ini akan semakin parahjika daya dukung lingkungan rendah serta debit air sungai rendah. Limbah dengan pH asam / rendah bersifat korosif terhadap logam.

2. Perubahan warna, bau dan rasa Air normak dan air bersih tidak akan berwarna, sehingga tampak bening / jernih. Bila kondisi air warnanya berubah maka hal tersebut merupakan salah satu indikasi bahwa air telah tercemar. Timbulnya bau pada air lingkungan merupakan indikasi kuat bahwa air telah tercemar. Air yang bau dapat berasal darilimba industri atau dari hasil degradasioleh mikroba. Mikroba yang hidup dalam air akan mengubah organik menjadi bahan yang mudah menguap dan berbau sehingga mengubah rasa.

3. Timblnya endapan, koloid dan bahan terlarut Endapan, koloid dan bahan terlarut berasal dari adanya limbah industri yang berbentuk padat. Limbah industri yang berbentuk padat, bila tidak larut sempurna akan mengendapdidsar sungai, dan yang larut sebagian akan menjadi koloid dan akan menghalangibahan-bahan organik yang sulit diukur melalui uji BOD karena sulit didegradasi melalui reaksi biokimia, namun dapat diukur menjadi uji COD. Adapun komponen pencemaran air pada umumnya terdiri dari:

Bahan buangan padat

Bahan buangan organik

Bahan buangan anorganik

Pengolahan air limbah berdasarkan tingkatannya:

Pengolahan primer

Memisahkan (secara fisik) komponen limbah yang akan menganggu proses pengolahan.

Pengolahan sekunder

Menurunkan BO (bahan organik) atau TTS (total padatan terlarut) dengan perlakuan kimia/biologis. Selanjutnya bila diperlukan dapat diteruskan dengan pengolahan tersier.

Pengolahan tersier (lanjut)

Dilakukan bila efluen akan dimanfaatkan kembali. Merupakan kombinasi perlakuan fisik, kimia, dan biologis. Menurunkan N, P, atau komponen beracun lainnya.

Perencanaan sistem pengolahan limbah cair:

1. Pembuatan diagram alir proses

2. Penentuan kriteria dan ukuran setiap UPL (unit pengolahan limbah)

3. Persiapan keseimbangan/neraca padatan

4. Evaluasi tekanan hidrolik

5. Pembuatan lay out UPL

Pengolahan limbah cair secara biologis:

Peranan mikroorganisme:

1. Bakteri

Paling penting

Kemoheterotropik: BO sebagai sumber energi (umum)

Kemoautotropik: bahan anorganik sebagai sumber energi

Fotosintesis: sinar sebagai sumber energi

Setiap jenis punya substrat spesifik (jenis bakteri yang berbeda menguraikan substrat yang berbeda pula)

Rumus umum C5H7O2N

Punya kemampuan untuk menggumpal

1. Kapang

Nonfotosintesis, bersel jamak, aerobik

Banyak terdapat pada limbah pH , kadar air , N

Rumum umum C10H17ON

Kurang diinginkan karena sulit diendapkan

1. Protozoa

Motil, bersel tunggal

Penting dalam pengolahan limbah karena akan ________ bakteri mutu efluen (jernih)

1. Ganggang (alga)

Autotrof, fotosintesis

Rumus umum: C106H180O45N16P

Metabolisme: CO2 + H2O sinar matahari CH2O + O2

Mensuplai oksigen untuk pertumbuhan bakteri

Spesies yang penting: ganggang biru hijau, dan ganggang hijau

TIPE METABOLISME:

1. Aerobik

o Mengoksidasi BO

o Memerlukan O2 sebagai aseptor elektron

2. Anaerobik

o Tidak memerlukan oksigen (obligat)

3. Fakultatif

o Sebagian besar mikroorganisme

o Dapat hidup tanpa oksigen (tapi lebih sempurna bila ada O2)

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PENGOLAHAN LIMBAH SECARA BIOLOGIS:

1. Nutrien

o Makro: C, N, P

o Mikro: cukup

o Pendekatan ~ rumus sel

o BOD : N : P = 100 : 5 : 1

2. Oksigen

Diperlukan untuk proses anaerobik, min: 1.0 mg/l

Untuk anaerobik tidak perlu

1. Suhu

o 25 35C (mesofilik)

o 45 60C (thermofilik)

1. pH

o Umum = 6,5 8,5

o Limbah asam/alkali netralisasi

PROSES PENGOLAHAN LIMBAH SECARA BIOLOGIS

AEROBIK

1. Pertumbuhan tersuspensi (suspended growth)

o Activated sludge

o Sequenzing batch reactor

o Contact stabilization

o Aerobic digestion

o Aerated tagoons

o Parit oksidasi

2. Pertumbuhan melekat (attached growth)

Tricking filter (filter menetes)

Rotating biological contractors

ANAEROBIK

1. Pertumbuhan tersuspensi

o Anaerobik digestion

o Anaerobic contact process

o Upflow anaerobic sludge blanked

2. Pertumbuhan melekat

Anaerobic filter process

Expanded bed

ANOXIC PROCESSES

1. Suspended growth denitrification

2. Fixed film denitrification

KOMBINASI AEROBIK, ANOXIC, ANAEROBIK

1. Pertumbuhan tersuspensi

Proses: fase, atau multifase

1. Kombinasi pertumbuhan tersuspensi melekat

Proses: fase atau multifase

SISTEM KOLAM

Kolam fakultatif

Kolam anaerobik

Kolam aerobik

Kolam pematangan (stabilisasi/tertiary pond)

PENCERNAAN ANAEROBIK

Waktu retensi padatan lama (15-20 hari)

Padatan yang dihasilkan minimum

Reaksi endogenes metabolisme dominan

Dalam digesteranaerobik (aerasi tidak terlalu intensif)

Cocok untuk menangani limbah/sludge dari proses lumpur aktif/jenis limbah yang pekat

Reduksi padatan menguap 40-60%

Keuntungan VS pencernaan aerobik:

o Tidak perlu insulasi, panas tambahan penutup

o Punya kemampuan untuk menangani konsentrasi lumpu