BAB I. PENDAHULUAN

A. Latar BelakangPenanganan limbah tekstil di Kecamatan Rancaekek, Kabupaten Bandung kini memasuki babak baru. Sejak 2011, kasus ini ditangani oleh Kementrian Lingkungan Hidup yang mengkaji dan menghitung kerugian masyarakat yang terkena dampak limbah. Kepala bidang Pengendalian Pencemaran Lingkungan Daerah (BPLHD) Jawa Barat, Suharsono mengatakan, studi lapangan, menghasilkan data valid terus dilakukan KLH, jika setelah mediasi tak ditemukan titik temu, sanksi lebih tegas bisa diberikan kepada perusahaan tekstil yang membuang limbah tanpa prosedur. Sanksi yang akan diberikan bisa bentuk pidana bahkan pencabutan izin usaha. Dia juga mengatakan hingga saat ini setidaknya 450 hektar sawah tercemar dan tidak bisa ditanami lagi. Data BPLHD Jabar sepanjang 1993 hingga 2008 tercatat 20 laporan resmi masuk. Pada bulan Agustus 2002 ada kesepakatan antara masyarakat dengan PT. KAHATEX, PT Insan Sandang dan PT. Five Star dalam mengatasi limbah tekstil. Kesepakatan itu ditempuh dengan alternative dispute resolution (ADR) bernomor 660.3/631/I/2002 tanggal 6 Agustus 2002 yang berisi beberapa hal untuk jangka pendek dan jangka panjang.Kesepakatan jangka pendek dengan mengoptimalisasikan IPAL sesuai teknis yang direkomendasikan oleh BPLHD Jabar, normalisasi Sungai Cikijing dan memberikan kompensasi bagi program ini. Kesepakatan jangka pendek adalah pembangunan IPAL terpadu, pengembangan program community development meliputi penyediaan air bersih, sarana medis dan pengalihan mata pencaharian masyarakat ke usaha lain, juga memfasilitasi dan pembinaan untuk pengembangan peluang dan potensi usaha masyarakat.Kami selaku konsultan yang terdiri dari beberapa ahli pengelola limbah, mengajukan proposal pengelolaan limbah untuk pabrik yang bergerak dibidang tekstil dan garment yaitu PT. KAHATEX yang terletak di Kecamatan Rancaekek, Kabupaten Bandung, provinsi Jawa Barat.

B. Tujuan KegiatanMengelola hasil limbah cair dari PT. KAHATEX agar sesuai dengan kadar limbah yang dikeluarkan sesuai dengan kadar seperti yang telah ditetapkan oleh menteri lingkungan hidup:Peraturan Menteri NegaraLingkungan HidupNomor : 03 Tahun 2010Tanggal : 18 Januari 2010BAKU MUTU AIR LIMBAH BAGI KAWASAN INDUSTRIParameter Satuan Kadar Maksimum:1. pH - 6 92. TSS mg/L 1503. BOD mg/L 504. COD mg/L 1005. Sulfida mg/L 16. Amonia (NH3-N) mg/L 207. Fenol mg/L 18. Minyak & Lemak mg/L 159. MBAS mg/L 1010. Kadmium mg/L 0,111. Krom Heksavalen (Cr6+) mg/L 0,512. Krom total (Cr) mg/L 113. Tembaga (Cu) mg/L 214. Timbal (Pb) mg/L 115. Nikel (Ni) mg/L 0,516. Seng (Zn) mg/L 1017. Kuantitas Air Limbah Maksimum 0,8 L perdetik per Ha Lahan terpakai

BAB II. METODE PELAKSANAAN

A. Teknologi PengolahanTeknologi pengolahan air limbah adalah kunci dalam memelihara kelestarian lingkungan. Apapun macam teknologi pengolahan air limbah industri yang dibangun harus dapat dioperasikan dan dipelihara oleh perusahana setempat.Berbagai teknik pengolahan air buangan untuk menyisihkan bahan polutannya telah dicoba dan dikembangkan selama ini. Teknik-teknik pengolahan air buangan yang telah dikembangkan tersebut secara umum terbagi menjadi 3 metode pengolahan:1. Pengolahan secara fisika2. Pengolahan secara kimia3. Pengolahan secara biologiUntuk suatu jenis air buangan tertentu, ketiga metode pengolahan tersebut dapat diaplikasikan secara sendiri-sendiri atau secara kombinasi.

Pengolahan Secara FisikaPada umumnya, sebelum dilakukan pengolahan lanjutan terhadap air buangan, diinginkan agar bahan-bahan tersuspensi berukuran besar dan yang mudah mengendap atau bahan-bahan yang terapung disisihkan terlebih dahulu. Penyaringan (screening) merupakan cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar. Bahan tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan. Parameter desain yang utama untuk proses pengendapan ini adalah kecepatan mengendap partikel dan waktu detensi hidrolis di dalam bak pengendap.

Gambar 1 Skema Diagram pengolahan Fisik

Proses flotasi banyak digunakan untuk menyisihkan bahan-bahan yang mengapung seperti minyak dan lemak agar tidak mengganggu proses pengolahan berikutnya. Flotasi juga dapat digunakan sebagai cara penyisihan bahan-bahan tersuspensi (clarification) atau pemekatan lumpur endapan (sludge thickening) dengan memberikan aliran udara ke atas (air flotation).Proses filtrasi di dalam pengolahan air buangan, biasanya dilakukan untuk mendahului proses adsorbsi atau proses reverse osmosis- nya, akan dilaksanakan untuk menyisihkan sebanyak mungkin partikel tersuspensi dari dalam air agar tidak mengganggu proses adsorbsi atau menyumbat membran yang dipergunakan dalam proses osmosa.Proses adsorbsi, biasanya dengan karbon aktif, dilakukan untuk menyisihkan senyawa aromatik (misalnya: fenol) dan senyawa organik terlarut lainnya, terutama jika diinginkan untuk menggunakan kembali air buangan tersebut.Teknologi membran (reverse osmosis) biasanya diaplikasikan untuk unit-unit pengolahan kecil, terutama jika pengolahan ditujukan untuk menggunakan kembali air yang diolah. Biaya instalasi dan operasinya sangat mahal. Pengolahan Secara KimiaPengolahan air buangan secara kimia biasanya dilakukan untuk menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid), logam-logam berat, senyawa fosfor, dan zat organik beracun; dengan membubuhkan bahan kimia tertentu yang diperlukan. Penyisihan bahan-bahan tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan-bahan tersebut, yaitu dari tak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan (flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi, dan juga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi

Gambar 2. Skema Diagram pengolahan KimiawiPengendapan bahan tersuspensi yang tak mudah larut dilakukan dengan membubuhkan elektrolit yang mempunyai muatan yang berlawanan dengan muatan koloidnya agar terjadi netralisasi muatan koloid tersebut, sehingga akhirnya dapat diendapkan. Penyisihan logam berat dan senyawa fosfor dilakukan dengan membubuhkan larutan alkali (air kapur misalnya) sehingga terbentuk endapan hidroksida logam-logam tersebut atau endapan hidroksiapatit. Endapan logam tersebut akan lebih stabil jika pH air > 10,5 dan untuk hidroksiapatit pada pH > 9,5. Khusus untuk krom heksavalen, sebelum diendapkan sebagai krom hidroksida [Cr(OH)3], terlebih dahulu direduksi menjadi krom trivalent dengan membubuhkan reduktor (FeSO4, SO2, atau Na2S2O5).

Buangan dari pabrik berbeda satu dengan yang lainnya. Perbedaan ini menyangkut pula dengan perbedaan bahan baku,perbedaan proses. Suatu pabrik sama-sama mengeluarkan limbah cair namun terdapat senyawa kimia yang berbeda pula. Karena banyaknya variasi pencemar antara satu pabrik dengan pabrik lain maka banyak pula sistem pengolahan. Demikian banyak macam parameter pencemar dalam suatu buangan, akibatnya membutuhkan berbagai tingkatan proses pula. Limbah memerlukan penanganan awal kemudian pengolahan berikutnya. Pengolahan pendahuluan akan turut menentukan pengolahan kedua, ketiga dan seterusnya.Proses pengolahan dan jenis peralatan yang dipergunakan serta pengolahan serta pengolahan lihat table 1 .Kekeliruan penetapan pengolahan pendahuluan akan turut mempengaruhi pengolahan berikutnya. Di dalam penetapan pilihan metode keadaan limbah sudah seharusnya diketahui sebelumnya.Parameter limbah yang mempunyai peluang untuk mencemarkan lingkungan harus ditetapkan. Misalnya terdapat senyawa fenol dalam air sebesar 2 mg/liter, phosphat 30 mg/liter dan seterusnya.Dengan mengetahui jenis-jenis parameter di dalam limbah maka dapat ditetapkan metode pengolahan dan pilihan jenis peralatan. Sekali sudah ditetapkan metode dan jenis peralatan maka langkah berikutnya adalah sampai tingkat mana diinginkan menghilangkan/ penguranga senyawa pencemarnya. Berapa persenkah kita inginkan pengurangan dan sampai di mana efisiensi peralatan harus dicapai pada tingkat maksimum. Penetapan efisiensi peralatan, dan standar buangan yang diinginkan akan mempengaruhi ketelitian alat, volume air limbah, sistem pemipaan, pemasangan pipa, pilihan bahan kimia dan lain-lain.Dalam mendesain peralatan, variabel tadi harus dapat dihitung secara tepat. Belum ada suatu jaminan hahwa satu unit peralatan dapat mengendalikan limbah sesuai dengan yang dikehendaki. Sebab di dalam satu unit peralatan terdiri dari berbagai macam kegiatan mulai dari kegiatan pendahuluan sampai kegiatan akhir. Walaupun terdiri dari berbagai kegiatan namun tidak semua jenis kegiatan dipraktekkan, mungkin dengan kombinasi dari beberapa kegiatan saja limbah sudah bebas polusi. Adapun jenis kegiatan dalam pengolahan air limbah dapat diuraikan dalam tabel 1.Tabel 1. Proses pengolahan dan Peralatan yang Diperlukan

Sumber : Edy & Matcalf, 1983

Pengolahan limbah sering harus menggunakan kombinasi dari berbagai metode, terutama limbah berat yang banyak mengandung jenis parameter/Jarang perusahaan mempergunakan satu proses dan hasilnya baik. Pilihan peralatan berkaitan dengan biaya, pemeliharaan, tenaga ahli dan kualitas lingkungan. Untuk beberapa jenis pencemar telah ditetapkan metode treatment-nya. Pilihan ini didasarkan atas beberapa referensi dan pengalaman yang telah dicoba berulang kali sampai diperoleh hasil maksimum.

B. Pemilihan TenologiPemilihan proses yang tepat didahului dengan mengelompokkan karakteristik kontaminan dalam air limbah dengan menggunakan indikator parameter yang sudah ditampilkan di tabel 1. Setelah kontaminan dikarakterisasikan, diadakan pertimbangan secara detail mengenai aspek ekonomi, aspek teknis, keamanan, kehandalan, dan kemudahan peoperasian. Pada akhirnya, teknologi yang dipilih haruslah teknologi yang tepat guna sesuai dengan karakteristik limbah yang akan diolah. Setelah pertimbangan- pertimbangan detail, perlu juga dilakukan studi kelayakan atau bahkan percobaan skala laboratorium yang bertujuan untuk:1.Memastikan bahwa teknologi yang dipilih terdiri dari proses-proses yang sesuai dengan karakteristik limbah yang akan diolah.2.Mengembangkan dan mengumpulkan data yang diperlukan untuk menentukan efisiensi pengolahan yang diharapkan.3.Menyediakan informasi teknik dan ekonomi yang diperlukan untuk penerapan skala sebenarnya.

C. Sistem Pengolahan LimbahTujuan utama pengolahan air limbah ialah untuk mengurai kandungan bahan pencemar di dalam air terutama senyawa organik, padatan tersuspensi, mikroba patogen, dan senyawa organik yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme yang terdapat di alam. Bila dilihat dari tingkat perlakuan pengolahan air limbah maka sistem pengolahan limbah cair dikalisifikasikan menjadi ; Primary Treatment System, Secondary Treatment System, Tertiary Treatment System (lihat gambar 3)

Gambar 3. Wastewater Treatment

Setiap tingkatan treatmen terdiri pula atas sub- sub treatmen yang satu dengan lainnya berbeda, tergantung pada jenis parameter pencemar didalam limbah cair, volume limbah cair, dan kondisi fisik lingkungan .Ada beberapa proses yang dilalui air limbah agar limbah ini benar-benar bebas dari unsur pencemaran. Pada mulanya air limbah harus dibebaskan dari benda terapung atau padatan melayang. Untuk itu diperlukan treatment pendahuluan (pretreatmen). Pengolahan selanjutnya adalah mengendapkan partikel-partikel halus kemudian lagi menetralisasinya. Demikian tingkatan ini dilaksanakan sampai seluruh parameter pencemar dalam air buangan dapat dihilangkan.

B.1. Primary Treatment System

Flow Proses

Gambar 4. Skema Flow Proses

Pada gambar 2.3, memperlihatkan proses pengolahan permulaan yang sering pula didahuli denga pengolahan awal (pretreatment) atau pra perlakuan ; yang mana limbah cair dari sumber lewat (1) sanitary sewer, (2) pretreatmen,(3) primary treatment tanks, (4) aeration tanks, (5) secondary treatment tank, (6) disinfectant

1. Pengolahan Awal (Pretreatment)Tahap pengolahan ini melibatkan proses fisik yang bertujuan untuk menghilangkan padatan tersuspensi dan minyak dalam aliran air limbah. Beberapa proses pengolahan yang berlangsung pada tahap ini ialah screen and grit removal, equalization and storage, serta oil separation.2. Pengolahan Tahap Pertama (Primary Treatment)Pada dasarnya, pengolahan tahap pertama ini masih memiliki tujuan yang sama dengan pengolahan awal. Letak perbedaannya ialah pada proses yang berlangsung. Proses yang terjadi pada pengolahan tahap pertama ialah menghilangkan partikel- artikel padat organik dan organik melalui proses fisika, yakni neutralization, chemical addition and coagulation, flotation, sedimentation, dan filtration . Sehingga partikel padat akan mengendap (disebut sludge) sedangkan partikel lemak dan minyak akan berada di atas / permukaan (disebut grease). Dengan adanya pengendapan ini , maka akan mengurangi kebutuhan oksigen pada proses pengolahan biologis berikutnya dan pengendapan yang terjadi adalah pengendapan secara garafitasi.

Gambar 5. Primary Setting Tank

3. AerationTeknik Pengolahan air limbah banyak ragamnya. Salah satu dari teknik Air limbah adalah proses lumpur aktif dengan aerasi oksigen murni. Pengolahan ini termasuk pengolahan biologi, karena menggunakan bantuan mikroorganisma pada proses pengolahannya. Cara Kerja alat ini adalah sebagai berikut : Air limbah setelah dilakukan penyaringan dan equalisasi dimasukkan kedalam bak pengendap awal untuk menurunkan suspended solid. Air limpasan dari bak pengendap awal dialirkan ke kolam aerasi melalui satu pipa dan dihembus dengan udara sehingga mikroorganisma bekerja menguraikan bahan organik yang ada di air limbah. Dari bak bak aerasi air limbah dialirkan ke bak pengendap akhir, lumpur diendapkan, sebagian lumpur dikembalikan ke kolam aerasi.

Gambar 6. Aeration Tank

B.2 Secondary TreatmentPada tahap ini air limbah menggunakan bahan-bahan kimia agar senyawa- senyawa dalam pencemar dalam limbai diikat melalui reaksi kimia. Karena itu sitem operasinya disebut juga dengan cara kimia yaitu methoda pengolahan dengan menghilangkan atau mengubah senyawa pencemar dalam air limbah dengan menambahkan bahan kimia.Zat-zat pencemar pada umumnya berada pada jenis padan suspensi Padatan terlarut dalam kolidal. Padatan ini tidak mengalami pengendapan secara alami walaupun dalam jangka waktu relatif lama . Oleh karena itu diperlukan bahan kimia yang direaksikan agar terjadi pengingkatan senyawa pencemar baik dalam bentukgumpalan atau pengapungan.Menggunakan bahan kimia membutuhkan perkiraan dari sudut biaya mengingat diantara bahan- bahan tersebut harganya cukup mahal. Dengan menggunakan bahan kmia berarti akan timbul unsur bau dalam air buangan dan diharapakan semakin mudah mengambilnya, atau bahan tersebut befungsi sebagai katalisator. Proses ini mempunyai kelemahan yaitu bagai mana mengambil unsur baru yang terjadi akibat reaksi terjadi.Pengendapan dengan kapur akan menimbulkan lumpur yang harus direncanakan cara mengambil dan sarana pembuangannya. Pengolahan limbah dengan tingkatan kedua atau menggunakan bahan kimia bertujuan mengendapkan bahan, mematikan bakteri pathogen mengikat dengan cara oksidasi atau reduksi menetralkan kosentrasi kelarutan asam dan desinfektasia.

Gambar 7. Secondary Sewage Treatment ProcessTiga cara pendekatan yang umum digunakan pada tahap mengurangi bahan kimia pencemar dalam air limbah ; Perlakuan pertama yaitu penambahan bahan kimia koagulasi dengan pengadukan cepat 1000 rpm, bahan yang umum digunakan adalah alum (tawas), poyaluminium cholorida. Perlakuan kedua menambahkan bahan flokulanmelalui pengadukan lambat 200 rpm, bahan yang digunakan polyelectrolit. Perlakuan ketiga yaitu klarifikasi pemisahan padatan lumpur yang telah terjadi flok- flok dan mulai mengendap .Bahan-bahan pencemar yang dapat dihilangkan atau dikurangi dengan penambahan bahan kimia adalah :1.Padatan tersuspensi dalam limbah cair baik yang terdiri dari material organik maupun anorganik yang masih ada pada air limbah2.Phospat terlarut dapat direduksi bila kadar kurang dari pada 1 mg/l dengan bahan pengendap alum (tawas), ferry sulfat .3.Calcium, magnesium, silicon, dapat dihilangkan dengan kapur CaOH. Khusus untuk Calcium dan magnesium efesien lebih tinggi tercapai bila kapur dalam air buangan terdiri dari carbonat yang tinggi4. Beberapa logam berat dapat dihilangkan dengan penambahan kapur (lime) seperti dalam pengendapan cadium, chromium, cooper nikel, plumbum.5. Pengurangan bakteri dan virus dapat dicapai dengan kapur pada kondisi pH 10,5 11,5 dengan cara pengumpulan dan simentasi .

B.3. Tertiari Treatment .Pengolahan ini merupakan kelanjutan dari pengolahan sekunder (Secondary Treatment). Pada system ini pengolahan limbah dengan kosentrasi bahan pencemar tinggi atau limbah dengan parameter yang bervariasi banyak dengan volume yang relative banyak .Sistem operasinya dikenal dengan operasi biologi yaitu metode pengolahan dengan menghilangkan senyawa pencemar melalui aktivitas biological yang dilakukan pada peralatan unit proses biologi . Metode ini dipakai terutama untuk menghilangkan bahan organic biodegaradable dalam limbah cair. Senyawa-senyawa organic tersebut dikonversikan menjadi gas dan air yang kemudian dilepaskan di atmosfir. Zat- zat organic dengan rantai korban panjang diubah menjadi rantai ikatan karbon sederhana dan air yang berbentuk gas.Untuk menghilangkan senyawa nitrogen dalam air dipakai proses aerasi dengan menggunakan metode biologi . Unit proses dipakai pada proses biologi yaitu : kolam aerobic, aerasi, lumpur aktif, kolan oksidasi, dan saringan biologi dan kolam anaerobic (jenis bahan pencemar dan peralatan yang dipergunakan untuk menghilangkan bahan pencemar , lihat tabel 2)Tabel 2 . Beberapa parameter pencemar dan pilihan perlatan dan pengolahan

Sumber : Eddy & Matcalf, 1983

Pengolahan secara biologiSemua air buangan yang biodegradable dapat diolah secara biologi. Sebagai pengolahan sekunder, pengolahan secara biologi dipandang sebagai pengolahan yang paling murah dan efisien. Dalam beberapa dasawarsa telah berkembang berbagai metode pengolahan biologi dengan segala modifikasinya.Pada dasarnya, reaktor pengolahan secara biologi dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu:1. Reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth reaktor);2. Reaktor pertumbuhan lekat (attached growth reaktor).Di dalam reaktor pertumbuhan tersuspensi,mikroorganisme tumbuh dan berkembang dalam keadaan tersuspensi. Proses lumpur aktif yang banyak dikenal berlangsung dalam reaktor jenis ini. Proses lumpur aktif terus berkembang dengan berbagai modifikasinya, antara lain: oxidation ditch dan kontak-stabilisasi. Dibandingkan dengan proses lumpur aktif konvensional, oxidation ditch mempunyai beberapa kelebihan, yaitu efisiensi penurunan BOD dapat mencapai 85%-90% (dibandingkan 80%-85%) dan lumpur yang dihasilkan lebih sedikit. Selain efisiensi yang lebih tinggi (90%-95%), kontak stabilisasi mempunyai kelebihan yang lain, yaitu waktu detensi hidrolis total lebih pendek (4-6 jam). Proses kontak-stabilisasi dapat pula menyisihkan BOD tersuspensi melalui proses absorbsi di dalam tangki kontak sehingga tidak diperlukan penyisihan BOD tersuspensi dengan pengolahan pendahuluan.Kolam oksidasi dan lagoon, baik yang diaerasi maupun yang tidak, juga termasuk dalam jenis reaktor pertumbuhan tersuspensi. Untuk iklim tropis seperti Indonesia, waktu detensi hidrolis selama 12-18 hari di dalam kolam oksidasi maupun dalam lagoon yang tidak diaerasi, cukup untuk mencapai kualitas efluen yang dapat memenuhi standar yang ditetapkan. Di dalam lagoon yang diaerasi cukup dengan waktu detensi 3-5 hari saja.Di dalam reaktor pertumbuhan lekat, mikroorganisme tumbuh di atas media pendukung dengan membentuk lapisan film untuk melekatkan dirinya. Berbagai modifikasi telah banyak dikembangkan selama ini, antara lain:1. trickling filter2. cakram biologi3. filter terendam4. reaktor fludisasiSeluruh modifikasi ini dapat menghasilkan efisiensi penurunan BOD sekitar 80%-90%. Ditinjau dari segi lingkungan dimana berlangsung proses penguraian secara biologi, proses ini dapat dibedakan menjadi dua jenis:1. Proses aerob, yang berlangsung dengan hadirnya oksigen;2. Proses anaerob, yang berlangsung tanpa adanya oksigen.Apabila BOD air buangan tidak melebihi 400 mg/l, proses aerob masih dapat dianggap lebih ekonomis dari anaerob. Pada BOD lebih tinggi dari 4000 mg/l, proses anaerob menjadi lebih ekonomis.

Gambar 8 Skema Diagram pengolahan Biologi

Dalam prakteknya saat ini, teknologi pengolahan limbah cair mungkin tidak lagi sesederhana seperti dalam uraian di atas. Namun pada prinsipnya, semua limbah yang dihasilkan harus melalui beberapa langkah pengolahan sebelum dibuang ke lingkungan atau kembali dimanfaatkan dalam proses produksi, dimana uraian di atas dapat dijadikan sebagai acuan. [DAW].Air limbah mungkin terdiri dari satu atau lebih parameter pencemar melampaui nilai yang ditetapkan. Kemungkinan di dalamnya terdapat minyak dan lemak, bahan anorganik seperti besi, aluminium, nikel,plumbum, barium, fenol dan lain-lain sehingga perlu kombinasi dari beberapa alat. Untuk menurunkan BOD dan COD dapat dilakukan dengan metode aerasi dan ternyata metode ini juga cukup baik untuk melakukan pengeridapan suspensi solid.Perlakuan terhadap limbah dengan metode tertiary treatment adalah menggunakan organisme perombak limbah. Karena metode ini sering juga disebut metode biologi yaitu memanfaatkan kehidupan bakteri dalam merombok limbah .Pengolahan limbah dengan cara biologis dapat dilakukan dengan dua cara , yaitu , (1) Aerobic treatment dan (2) Anaerobic treatment . Kedua metode ini mempunyai proses yang berbeda, karena proses aerobic membutuhkan oksigen dalam prosesnya, sedangkan proses anerobic harus memimumkan oksigen,agar proses perombokan limbah dapat berlangsung secara sempurna.

Kelebihan dan Kekurangan Sistem Aerobik dan Anaerobik dalam Pengolahan Air LimbahDalam pengolahan air limbah tiap pemilihan sistem ada landasannya, salah satunya yaitu pemilihan sistem aerobik. Dalam pemilihan ini ternyata terdapat keuntungan dan kerugian tiap-tiap sistem. Karenanya dalam pemilhan dua alternatif ini kita harus mengerti kondisi dari proses itu sendiri. Untuk mengetahui lebih lanjuti :

Aerobik (Extended Aeration)1. Kelebihana.Sudah dikenal dan banyak digunakan pada umumnya digunakan untuk kapasitas kecil sampai besar.b. Diterapkan dalam pengolahan air limbah dengan konsentrasi BOD dan COD rendah pada temperatur 5 - 30 oC.c. Mampu menanggulangi Loading Fluctuation.d. Effluen dapat langsung dibuang ke badan penerima (sungai, dsb).

2. Kekurangana. Membutuhkan area yang lebih luasb. Pemakaian energi lebih tinggi dengan adanya aerator c. Lumpur yang dihasilkan banyak

Anaerobik (UASB)1. Kelebihana.Sesuai untuk mengolah air limbah dengan konsentrasi BOD lebih tinggi dan untuk kapasitas menengah sampai besar.b. Menghasilkan biogas (70-90 % CH4).c. Tidak membutuhkan energi untuk oksidasi d. Membutuhkan area lebih kecile. Lumpur yang dihasilkan sedikit.

2. Kekurangana. Temperatur air limbah harus dijaga sekitar 20-35 Cb. Setelah diolah dalam sistem anaerobik effluen perlu diolah lagi secara aerob sebelum di buang ke badan penerima untuk mereduksi parameter NH4c. Tidak sesuai untuk mengolah air limbah dengan konsentrasi nitrat dan atau sulfat tinggi.d. Pengoperasian cukup rumit karena sangat tergantung pada temperatur dan pH air limbah.

Pengolahan dengan system aerob dapat dilakukan dengan berbagai cara tergantung pada poses penyediaan oksigen , penyediaan lahan dan situasi dan kondisi lingkungan, antara lain lumpur aktif, nitrifikasi, lagon ersi, proses digestin reobik kolam oksidsi, saringan tetes, dan saringan kasar. Poses dengan cara aerobic biasanya digunakan untuk limbah dengan konserasi rendah biochemical oxygen demand (BOD) < 2000 mg/l. Proses anaerobic hanya menghasilkan biochemical oxygen demand (BOD) dengan konversi (10 40) % dari kondisi awal dan untuk itu proses aerob diperlukan membantu melanjutkan proses perombokan .

Lumpur AktifLumpur aktif (activated sludge) adalah proses pertumbuhan mikroba tersuspensi. Proses ini pada dasarnya merupakan pengolahan aerobik yang mengoksidasi material organik menjadi CO2 dan H2O, NH4 dan sel biomassa baru. Proses ini menggunakan udara yang disalurkan melalui pompa blower (diffused) atau melalui aerasi mekanik. Sel mikroba membentuk flok yang akan mengendap di tangki penjernihan. Kemampuan bakteri dalam membentuk flok menentukan keberhasilan pengolahan limbah secara biologi, karena akan memudahkan pemisahan partikel dan air limbah. Metode lumpur aktif memanfaatkan mikroorganisme (terdiri 95% bakteri, sisanya protozoa, rotifer, dan jamur) sebagai katalis untuk menguraikan material yang terkandung di dalam air limbah. Proses lumpur aktif merupakan proses aerasi (membutuhkan oksigen). Pada proses ini mikroba tumbuh dalam flok (lumpur) yang terdispersi sehingga terjadi proses degradasi. Proses ini berlangsung dalam reactor yang dilengkapi recycle/umpan balik lumpur dan cairannya. Oksigen yang dibutuhkan untuk reaksi mikroorganisme tersebut diberikan dengan cara memasukkan udara ke dalam tangki aerasi dengan blower.Aerasi ini juga berfungsi untuk mencampur limbah cair dengan lumpur aktif, hingga terjadi kontak yang intensif. Sesudah tangki aerasi, campuran limbah cair yang sudah diolah dan lumpur aktif dimasukkan ke tangki sedimentasi di mana lumpur aktif diendapkan, sedangkan supernatant dikeluarkan sebagai effluen dari proses. Dewasa ini metode lumpur aktif merupakan metode pengolahan air limbah yang paling banyak dipergunakan, termasuk di Indonesia, hal ini mengingat metode lumpur aktif dapat dipergunakan untuk mengolah air limbah dari berbagai jenis industri seperti industri pangan, Perhotelan, Rumah tinggal, Sekolah, bahan Pabrik dan lain sebaginya. Dengan menerapkan sistem ini didapatkan air bersih yang tidak lagi mengandung senyawa organik beracun dan bakteri yang berbahaya bagi kesehatan. Air tersebut dapat dipergunakan kembali sebagai sumber air untuk kegiatan industri selanjutnya. Diharapkan pemanfaatan sistem daur ulang air limbah akan dapat mengatasi permasalahan persediaan cadangan air tanah demi kelangsungan kegiatan industri dan kebutuhan masyarakat akan air.

Limbah yang datang dari segala macam aktifitas akan ditampung kedalam bak penyaring. bak penyaring berfungsi sebagai penyaring kotoran padat dan sampah yang dapat mengganggu proses peralatan selanjutnya atau peralatan lainnya air yang telah disaring selanjutnya menuju ke bak equalizing, bak equalizing berfungsi sebagai penampung dalam proses awal agar kualitas air rata dan teratur.Air kemudian di pompakan ke flow control box untuk selanjutnya masuk ke bak aerasi, bak ini dilengkapi dengan air difuser yang berfungsi melarutkan udara kedalam air sehingga bakteri menjadi aktif.Di bak ini air limbah akan diproses dengan cara menambahkan atau melarutkan udara kedalam air dan menambahkan lumpur aktif yg diperoleh dari bak pengendap atau sedimentation tank. Bak ini berfungsi untuk mengendapkan lumpur yang datang dari aerasi dengan tujuan mempercepat pengendapan struktur, sehingga dibuat seperti limas segi empat.Lumpur yang mengendap akan diangkat oleh airlift melalui udara blower kemudian lumpur ditampung ke setiap distributor box untuk di distribusikan ke bak aerasi, bak penampungan lumpur dan bak klorinasi atau clorinasi tank. Setelah air diendapkan proses selanjutnya biasanya menambahkan bahan kimia yg berfungsi untuk membunuh kuman, namun bisa juga tidak menggunakan bahan kimia, hal tersebut dapat diatasi dengan menambahkan bakteri aktif pada saat proses aerasi. Bak penampung air olahan atau efluent tank adalah bak yang berfungsi sebagai bak penampung air olahan yang dihasilkan oleh unit pengolahan limbah untuk disalurkan ke water tank, air yang masuk ke bak ini adalah air yg sudah di proses bebas dari kuman.Apa Itu Sludge Thickening? Sludge thickening adalah alat yang berfungsi untuk mengurangi kadar air (liquid) dalam lumpur, sehingga menambah kandungan solid (padatan) dalam lumpur. Pabrik pengolahan air limbah pada umumnya menggunakan perangkat penebalan untuk meningkatkan konsentrasi padatan pada akhir langkah proses tertentu dalam proses lumpur aktif. Penebalan meningkatkan kandungan padatan lumpur dan mengurangi volume air gratis sehingga meminimalkan beban unit pada proses hilir seperti pencernaan dan dewatering.

Sistem Lumpur Aktif Konvensional

1. Tangki aerasiOksidasi aerobik material organik dilakukan dalam tangki ini. Efluent pertama masuk dan tercampur dengan Lumpur Aktif Balik (Return Activated Sludge =RAS) atau disingkat LAB membentuk lumpur campuran (mixed liqour), yang mengandung padatan tersuspensi sekitar 1.500 - 2.500 mg/l. Aerasi dilakukan secara mekanik. Karakteristik dari proses lumpur aktif adalah adanya daur ulang dari biomassa. Keadaan ini membuat waktu tinggal rata-rata sel (biomassa) menjadi lebih lama dibanding waktu tinggal hidrauliknya (Sterritt dan Lester, 1988). Keadaan tersebut membuat sejumlah besar mikroorganisme mengoksidasi senyawa organik dalam waktu yang singkat. Waktu tinggal dalam tangki aerasi berkisar 4 - 8 jam.2. Tangki SedimentasiTangki ini digunakan untuk sedimentasi flok mikroba (lumpur) yang dihasilkan selama fase oksidasi dalam tangki aerasi. Seperti disebutkan diawal bahwa sebaghian dari lumpur dalam tangki penjernih didaur ulang kembali dalam bentuk LAB kedalam tangki aerasi dan sisanya dibuang untuk menjaga rasio yang tepat antara makanan dan mikroorganisme (F/M Ratio).3. ParameterParameter yang umum digunakan dalam lumpur aktif (Davis dan Cornwell, 1985; Verstraete dan van Vaerenbergh, 1986) adalah sebagai berikut: Mixed-liqour suspended solids (MLSS). Isi tangki aerasi dalam sistem lumpur aktif disebut sebagai mixed liqour yang diterjemahkan sebagai lumpur campuran. MLSS adalah jumlah total dari padatan tersuspensi yang berupa material organik dan mineral, termasuk didalamnya adalah mikroorganisma. MLSS ditentukan dengan cara menyaring lumpur campuran dengan kertas saring (filter), kemudian filter dikeringkan pada temperatur 1050C, dan berat padatan dalam contoh ditimbang. Mixed-liqour volatile suspended solids (MLVSS). Porsi material organik pada MLSS diwakili oleh MLVSS,yang berisi material organik bukan mikroba, mikroba hidup dan mati, dan hancuran sel (Nelson dan Lawrence, 1980). MLVSS diukur dengan memanaskan terus sampel filter yang telah kering pada 600 -6500C, dan nilainya mendekati 65-75% dari MLSS. Food - to - microorganism ratio (F/M Ratio). Parameter ini merupakan indikasi beban organik yang masuk kedalam sistem lumpur aktif dan diwakili nilainya dalam kilogram BOD per kilogram MLSS per hari (Curds dan Hawkes, 1983; Nathanson, 1986). Adapun formulasinyasebagai berikut : F/M = Q x BOD5Adsorbsi Karbon AktifProduksi karbon aktif dunia diperkirakan 300000-400000 ton. Sekitar 80% karbon aktif diaplikasikan pada fase cair. Karbon aktif dapat berasal dari arang hasil pembakaran batubara, lignit, produk-produk kayu, batok kelapa, dan lainnya. Karbon tersebut kemudian diaktivasi dengan memberikan uap pada suhu tinggi (2300F) tanpa pemberian oksigen. Pada beberapa kasus, karbon juga diproses dengan asam pencuci atau dilapisi oleh suatu senyawa yang dapat menambah kemampuan karbon dalam menghilangkan kontaminan tertentu. Karbon yang telah diaktivasi memiliki ukuran partikel yang kecil dan luas permukaan yang besar sehingga memungkinkan kontaminan lebih banyak terjerap ke dalam karbon. PAC (Powdered Activated Carbon) diperoleh dengan menghaluskan karbon sehingga diperoleh karbon berupa serbuk yang sangat halus. Luas permukaan karbon aktif berkisar 500-1400 m2/g (Hassler 1974).Karbon aktif mempunyai ukuran pori yang sangat banyak. Pori-pori ini dapat menangkap partikel-partikel yang sangat halus maupun molekul organik yang besar seperti rasa, warna, maupun bau dan menjebaknya disana. Karbon aktif memiliki jaringan pori yang sangat luas dan berubah-ubah bentuknya untuk menerima molekul kontaminan baik besar maupun kecil. Pori karbon aktif diklasifikasikan berdasarkan ukuran dan diameter pori. Variasi pori meliputi mikropori (2 nm), mesopori (2-50 nm), dan makropori (>50 nm).Adsorpsi karbon aktif merupakan proses adsorpsi dimana kontaminan ditarik atau dijerap oleh permukaan partikel karbon (Gambar 10). Efisiensi proses adsorpsidipengaruhiolehkarakteristikkarbon (ukuranpartikel, ukuranpori, luas permukaan, densitas, kekerasan) dan karakteristik kontaminan (konsentrasi, kelarutan kontaminan, penarikan kontaminan kepermukaan karbon. Adsorpsi karbon merupakan metode yang sering digunakan dalam treatment air karena kemampuannya dalam menghilangkan rasa dan bau termasuk klorin. Karbon aktif dapat menghilangkan banyak senyawa kimia dan gas, bahkan senyawa mikroorganisme. Karbon aktif sangat baik digunakan untuk menghilangkan kontaminan kelas 1 yang merupakan senyawa organic penyebab rasa dan bau menurutEnviroment Protect Agency (EPA).

Gambar 1 Proses Adsorpsi Karbon Aktif

Pada proses adsorpsi, kontaminan mematahkan ikatannya dengan molekul air untuk berikatan kimia dengan media filter. Kontaminan yang dapat dihilangkan dengan karbon aktif terdapat pada Tabel 3.Tabel 3 Jenis kontaminan yang dapat dihilangkan dengan karbon aktifKontaminanJenis Kontaminan

Ion dan LogamKlorin, Radon

Senyawa Kimia OrganikBenzena, Karbon Tetraklorida, Dikloro Benzena, Toluena, Trikloroetilena, Trihalometana (THMs)

Pestisida1,2,4-Triklorobenzena, 2,4-D, Atrazine

Kontaminan tidak semua dapat diatasi dengan satu metode karena semua metode memiliki keterbatasan, dan terkadang harus dikombinasikan untuk mentreatment air sehingga diperoleh air bersih. Setiap tipe karbon memiliki kemampuan yang berbeda dalam menghilangkan kontaminan, tidak ada satupun karbon yang dapat menghilangkan semua kontaminan secara maksimal. Adsorpsi karbon aktif tidak dapat menghilangkan virus, bakteri, kalsium dan magnesium, fluorida, nitrat dan senyawa lainnya. Efektivitas penghilangan kontaminan yang spesifik tergantung pada sumber atau tipe karbon dan metode aktivasi. Contohnya, karbon yang paling efektif untuk menghilangkan Timbal berbeda tipe dan metode aktivasinya dengan karbon yang digunakan untuk menghilangkan klorin. Berikut adalah faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kapasitas adsorpsi.

Tabel 4 Faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas adsorpsiFaktor yang mempengaruhiEfek

Luas PermukaanLuas permukaan sebanding dengan kapasitas adsorpsi (luas permukaan ditentukan oleh derajat aktivasi)

Ukuran PoriUkuran pori sangat penting untuk proses distribusi karena menyediakan sisi adsorpsi dan jalan untuk transport adsorbat

KelarutanSenyawa dengan kelarutan rendah dalam pelarut dijerap lebih mudah dibandingkan dengan senyawa dengan kelarutan tinggi

Struktur MolekulSenyawa organik rantai bercabang lebih mudah dijerap dibandingkan dengan rantai lurus

Ukuran PartikelPartikel yang lebih kecil memiliki tingkat adsorpsi yang lebih besar

PolaritasSenyawa nonpolar lebih mudah dijerap dibandingkan dengan senyawa polar

Sifat HidrokarbonSenyawa hidrokarbon tak jenuh (ikatan ganda atau rangkap tiga) akan dijerap lebih mudah dibandingkan hidrokarbon jenuh (ikatan tunggal)

SuhuSuhu yang rendah dapat meningkatkan kapasitas adsorpsi kecuali untuk l;arutan yang kental

Nilai pHKapasitas adsorpsi meningkat pada kondisi pH rendah

Konsentrasi AdsorbatKapasitas adsorpsi sebanding dengan konsentrasi adsorbat

Waktu KontakWaktu kontak yang cukup dibutuhkan untuk mencapai kesetimbangan adsorpsi

Waktu kontak antara air dan karbon ditentukan oleh laju alir dan proses adsorpsi kontaminan. Semakin lama waktu kontak semakin besar pula jumlah kontaminan yang teradsorpsi. Jumlah karbon dalam filter juga mempengaruhi proses penghilangan kontaminan, contohnya karbon dalam jumlah sedikit secara umum hanya mampu menghilangkan rasa dan senyawa penyebab bau, sementara untuk menghilangkan THMs diperlukan jumlah karbon yang lebih banyak. Jumlah karbon juga mempengaruhi kecepatan penjenuhan media.Pada saat semua sisi aktif karbon terisi oleh kontaminan, media menjadi jenuh dan telah mencapai kapasitasnya. Pada saat seperti itu kontaminan tidak dapat lagi dijerap atau mungkin beberapa kontaminan terlepas kembali ke dalam air. Apabila ini terjadi, kemungkinan kontaminan dalam air setelah treatment lebih tinggi dibandingkan dengan sebelum treatment, untuk mencegahnya kita harus mengetahui kapasitas media yang digunakan. Media yang telah jenuh dapat diregenerasi kembali artinya setelah proses aktivasi karbon mencapai batas maksimum dan semua sisi aktif terisi, regenerasi dapat dilakukan dengan mencuci dan memanaskan kembali karbon aktif pada suhu 820-930 C. Persen recovery dari proses regenerasi berkisar 90-95%.Rangkaian unit sistem adsorpsi karbon aktif terdiri atas tipepoint of use(POU) danpoint of entry(POE). POE mentreatment semua air yang masuk ke rumah. Tipe ini direkomendasikan untuk mentreatment senyawa-senyawa berbahaya dalam air seperti radon dan VOCs. VOCs mudah menguap tetapi tetap menempel pada shower, mesin cuci, maupun dishwasher sehingga kemungkinan tetap kontak dengan kulit. POE dapat mereduksi kontaminan saat masuk dalam berbagai situasi. POE harus memperhatikan waktu kontak, tipe dan jumlah karbon yang digunakan untuk membuang air buangan (wastewater).POU mentreatment air pada saat akan digunakan, biasanya sistem ini hanya digunakan untuk minum dan keperluan memasak. Pada tipe ini air yang akan digunakan saja yang ditreatment, air yang bukan untuk konsumsi tidak ditreatment dan dikeluarkan melalui suatu kran. Filter karbon pada tipe ini tidak dihubungkan dengan sumber air/air baku, harganya lebih murah dan susunan alatnya sederhana, namun air yang ditreatment jumlahnya terbatas karena waktu kontak terbatas dan jumlah karbon pun sedikit. Berdasarkan uraian diatas, keuntungan adsorpsi karbon adalah menghilangkan senyawa organik volatil (VOCs) terlarut dan klorin secara efektif dan memiliki kapasitas adsorpsi yang tinggi (long life) untuk menghilangkan lebih banyak kontaminan, sementara kerugiannya karbon aktif relatif mahal, aktivasi karbon dapat mengembangbiakan mikroorganisme, hal ini dapat menjadi keuntungan pula sejak mikroba mampu mendegradasi senyawa organik terlarut. Solusinya adalah air harus didesinfeksi sebelum melalui media karbon, post desinfeksi juga sebaiknya digunakan karena reaksi dengan karbon aktif dapat menghilangkan zat pengoksidasi yang digunakan pada saat awal proses desinfeksi. Perlu diketahui, kondisi yang paling baik untuk pertumbuhan bakteri yaitu saat filter jenuh dengan kontaminan organik karena dapat menyediakan sumber makanan untuk bakteri, dan pada saat filter tidak digunakan lagi dalam jangka waktu lama. Kondisi seperti itu dapat membuat air tidak jernih, untuk mengatasinya karbon aktif harus dilengkapi dengan logam perak yang dapat mencegah pertumbuhan bakteri. Namun, efektivitas prosedur ini tidak valid karena perak juga dapat mengkontaminasi air. Hal terbaik adalah kita harus sering mengganti karbon aktif lebih sering lagi daripada yang dianjurkan dalam petunjuk pemakaian. Kerugian lain, karbon aktif menghasilkan emisi tinggi berupa sulfur oksida (SO2), emisi tersebut dapat diperoleh dari proses pemanasan pembuatan karbon aktif dari batu bara.Estimasi harga alat : Absorption TowerDiameter: 5 ftColumn Height: 10 ftColumn Type: Mild steel construction, 40 psi, verticalCost: US $ 7000

Mikro FiltrasiMikrofiltrasi merupakan pemisahan partikel berukuran mikron atau semimikron. Membran mikrofiltrasi berukuran 0.1-1.0 mikron. Bentuknya lazim berupa cartridge gunanya untuk menghilangkan partikel dari air yang berukuran 0.04-100 mikron, asalkan kandungan total padatan terlarut tidak melebihi 100 ppm. Filtrasi cartridge merupakan filtrasi mutlak, artinya partikel padat akan tertahan, terkadang cartridge yang berbentuk silinder itu dapat dibersihkan. Cartridge tersebut diletakkan dalam wadah tertentu (housing). Bahan cartridge beragam diantaranya berasal dari katun, wool, rayon, selulosa, fiberglass, polipropilena, akrilik, nilon, asbes, ester-ester selulosa, serta polimer hidrokarbon terfluorinasi.

Gambar 9 Proses Filtrasi pada Membran MikrofiltrasiKeuntungan mikrofiltrasi diantaranya mampu menghilangkan semua partikel dan mikroorganisme yang lebih besar dari ukuran pori, dan perawatan yang dibutuhkan minimal. Sementara kerugiannya tidak mampu menghilangkan senyawa anorganik terlarut, senyawa kimia, pirogen, dan semua koloid. Selain itu mikrofiltrasi tidak dapat diregenerasi. Mikrofiltrasi tidak berbeda secara fundamental dengan reverse osmosis, ultrafiltrasi ataupun nanofiltrasi kecuali dalam hal ukuran partikel yang dihilangkannya.Cairan dilewatkan pada kecepatan yang relatif tinggi sekitar 1-3 m / s dan pada tekanan rendah sampai sedang (sekitar 100-400kPa) secara paralel atau tangensial dengan membran semipermeabel dalam lembaran atau bentuk tubular.Sebuahpompaumumnya dipasang ke peralatan pengolahan untuk memungkinkan cairan dapat melalui filter membran.Ada juga dua konfigurasi pompa, baik tekanan didorong atauvakum.Sebuah pengukur tekananumumnya melekat untuk mengukur penurunan tekanan antara outlet dan inlet sungai.

Estimasi harga alat :Total Cost = US $ 115800 FilterFilter type: LeafFilter Area: 100 ft2Material: Carbon SteelPressure: AtmosphericCost: US $ 32800

VesselVessel type: Vert, Shop Fab, MediumVolume: 20000 gallonsMaterial: Carbon Steel & APIPressure: AtmosphericCost: US $ 44400 PumpPump Type: Piston, MediumFlow Rate: 100 gpmMaterial: Cast IronSeal Type: Mechanical SealCost: US $ 38600

Bioreaktor Membran (alternatif menggantikan adsorpsi karbon + mikrofiltrasi)Bioreaktormembrane (BRM)merupakan teknologi pengolahan limbah yang mengkombinasikan proses biologis untuk mendegradasi limbah dan proses membran untuk pemisahan biomassa. Membran menggantikan peran kolam sedimentasi untuk memisahkan padatan dan cairan pada teknologi konvensional (lumpur aktif). Dengan membran, kinerja pemisahan menjadi lebih baik karenapemisahan tidak lagi dibatasi oleh kondisi hidrodinamik lumpur seperti waktu tinggal lumpur (SRT,sludge retention time), waktu tinggal cairan (HRT,hydraulic retention time) serta laju pembuangan lumpur.Membran dapat memisahkan hampir seluruh baktericoliform, padatan tersuspensi (suspended solid) dan menghasilkan efluen dengan kualitas yang sangat baik. Efluen yang dihasilkan dari unit membran memiliki kualitas yang sangat baik sehingga unitpostreatmenttidak dibutuhkan lagi. Perbandingan antara pengolahan limbah dengan metode konvensional (Gambar A), kombinasi metode konvensional dengan membran (Gambar B) dan bioreaktor membran terendam (Gambar C) dapat dilihat pada gambar berikut

Bioreaktor membran sangat potensial digunakan untuk mengolah limbah baik limbah domestik maupun limbah industri. Kelebihan sistem bioreaktor membran terendam adalah :1. Biomassa dapat direjeksi dengan sempurna. Efluen yang dihasilkan oleh bioreaktor membran terendam tidak tergantung dari efisiensi pengolahan biologis. Dengan demikian, produk BRM terendam bersih dari kista dan protozoa, serta dapat mereduksi bakteri dan virus.Efluen ini, sesuai dengan standar baku air bersih.2. Waktu tinggal padatan yang lama dapat diperoleh dan lumpur yang dihasilkan sangat sedikit.3. Rentang MLSS yang dapat diolah lebih tinggi dibanding dengan metode lumpur aktif. Desain BRM dapat mengolah limbah dengan kandungan MLSS 8-15 mg/l bahkan sampai 50 mg/l, sedangkan dengan lumpur aktif hanya sekitar 3,5 mg/l.4. Level pencemar pada efluen seperti bahan organik, nitrogen, fosfor dan padatan terlarut sangat rendah sehingga tidak dibutuhkan pengolahan lanjutan.5. Dapat digunakan pada skala kecil untuk pengolahan limbah pemukiman atau untuk dikomersialisasikan.6. Membran menahan mikroorganisme di bioreaktor selama mungkin termasuk bakteri nitrogen, sehingga laju reduksi bahan organik dan nitrogen berlangsung cepat.7. Konfigurasi dan instalasi alat sederhana, sehingga dapat mereduksi biaya konstruksi dan operasi. Peralatan yang dibutuhkan tidak banyak, termasuk tidak membutuhkan pompa lumpur dan pompa resirkulasi.

Klasifikasi Bioreaktor Membran TerendamBerdasarkan letak modul membrannya, BRMdibagi menjadi duabagian yaitu:1.Bioreaktor membran eksternal (External membrane bioreactor)Pada tipe ini, membran diletakkan terpisah dari reaktor. Cairan hasil penguraian bioreaktor di pompa ke membran secaracross-flowuntuk dilakukan pemisahan padat cair. Kelebihan cairan diresirkulasi, sedangkan produk ditempatkan pada bak khusus.2.Bioreaktor membran terendam (Submerged membrane bioreactor)Membran tipe ini diletakkan tenggelam dalam bioreaktor. Permeat dialirkan secaradead-end, sehingga retentat tetap tertinggal di bioreaktor. Perbedaan antara kedua membran tersebut dapat dilihat pada gambar 2.7.

Masing-masing tipe tersebut memiliki keunggulan. Namun, bioreaktor membran terendam paling disukai dan banyak digunakan pada instalasi pengolahan air limbah. Hal ini disebabkan oleh faktor-faktor sebagai berikut (Thanh, 2002):a. Ukuran unit lebih kecilDengan BRM terendam, membran diletakkan di dalam bioreaktor sehingga tidak diperlukan tempat khusus untuk membran.b. Penggunaan energi lebih efisienBRM terendam tidak menggunakan pompa tambahan untuk mengalirkan umpan ke membran seperti halnya BRM eksternal. Hal ini menyebabkan, kebutuhan energi menjadi lebih sedikit.c. Lebih ekonomis karena tidak menggunakanhousingmembranHal ini terjadi karena dialirkan secaradead-enddan dari luar ke dalam sehingga BRM terendam tidak memerlukanhousingmembran. Akibatnya, tidak diperlukan biaya untukhousingmembran.d. Instalasi unit lebih mudah dan sederhanaAkibat tidak menggunakan pompa resirkulasi, konfigurasi dan instalasi BRM ini menjadi lebih mudah.

Gambar 10 Instalasi BRM

Bioreaktor Membran ada juga yang, konfigurasinya sebagai berikut:

Gambar 11 Bioreaktor MembranEstimasi harga alat : Total Cost : US $ 78400 Absorption TowerDiameter: 5 ftColumn Height: 10 ftColumn Type: Mild steel construction, 40 psi, verticalCost: US $ 7000

FilterFilter type: LeafFilter Area: 100 ft2Material: Carbon SteelPressure: AtmosphericCost: US $ 32800

PumpPump Type: Piston, MediumFlow Rate: 100 gpmMaterial: Cast IronSeal Type: Mechanical SealCost: US $ 38600OzonisasiGas ozon (O3) dapat berfungsi sebagai pembersih, penghilang bau serta sebagai bahan desinfektan yang mampu membunuh semua mikro-orghanisme seperti bakteri, virus, jamur, benih, dsb. Ozon merupakan bahan pengoksida yang sangat kuat kedua setelah fluorin, dan kalau dibandingkan terhadap klorin kekuatan ozon sebagai tenaga desinfektan bias 3250 kali lebih cepat serta 50% lebih kuat tenaga oksidatifnya. Mengingat akan efek kegunaan dan kelebihan ozon maka tak mengherankan bila ozon hingga sekarang masih terus dimanfaatkan untuk sterilisasi air, udara dna bahan makanan sehingga disamping bahan dapat tahan lama juga lebih untuk dikonsumsi.Ozon sebelum atau setelah bereaksi dengan unsur lai akan selalu menghasilkan oksigen (O2) sehingga teknologi ozon sangat ramah lingkungan atau sering dikatakan ozon merupakan kimia hijau masa depan. Ozon merupakan gas triatomic allotrope oksigen yang dapat terbentuk akibat adanya rekombinasi atom-atom oksigen. Ozon meruapak gas yang hamper tak berwarna dengan bau yang khas sehingga dapat terdeteksi oleh indra cium sampai dengankonsentrasi 0,01 ppm (part per million). Konsentrasi ozon maksimum pada ruang terbuka adalah sekitar 0,1 pp, sedanga konsentrasi setinggi 1,00 ppm masih dapat dianggap tak berbahaya asal tidak terhirup ke dalam saluran pernapasan hingga lebih dari 10 menit.Di lapisan atmotsfir, secara alamiah ozon dibentuk oleh adanya cahaya ultraviolet matahri atau adanya petir yakni dengan memanfaatkan tenaganya untuk mengeksitasi molekul-molekul oksigen ke tingkat tenaga yang lebih tinggi untuk memproduksi atao-atom oksigen yang tak stabil. Atom-atom oksigen tunggal yang biasanya berpresentase rendah akan bergabung dengan molekul oksigen membentuk ozon. Molekul ozon dalam kenyataan tidak dapat berdiri sendiri tetapi harus merupakan kombinasi dari 2 molekul yang masing-masing keberadaannya sebagai resonansi tak teratur (resonance hybrid0. Hal ini dapat terjadi karena pasangan electron yang berperan dalam ikatan rangkap, kenyataannya dapat berpindah-pindah dan mereka bebas untuk bergerak diantara atom-atom oksigen, yang berakibat atom oksigen yang ditinggalkanya menjadi bermuatan positip dan atom oksigen lain yang dituju/ditempati electron menjadi bermuatan negatif.Aplikasi ozon mempunyai banyak manfaat terhadap bidang teknologi lain seperti industry tekstil, kulit dan bahan makanan/minuman, maka pembuatan generator/pembangkit ozon sangat perlu untuk direalisasikan. Hal ini juga mengingat bahwa sifat ozon di alam sangat tak stabil mengakibatkan ozon tidak dapat dipaketkan untuk dibawa ke suatu tempat, sehingga ozon harus dibuat di tempat yang memerlukan.

.

Ozoniser dapt dijelaskan dengan menggunakan skema ozonizer lucutan senyap seperti ditunjukkan pada gambar 1. Tegangan luar (eksternal) yang meruapakn tegangan tinggi AC dibebankan pada bagian elektroda tabung ozonizer lucutan senyap sehingga pada celah lucutan yakni pada daerah antar lapisan dielektrik dengan elektroda akan terjadi lucutan-lucutan mikro yang sifat kelistrikannya secara keseluruhan dapat dijabarkan dengan kuantitas rata-rata.Sumber daya tegangan tegangan bolak-balik dengan frequensi orde kilo Hertz (kHz) merupakan komponen pendukung yang sangat penting dalam rangkaian unit ozonizer. Komponen pendukung tersebut terdiri dari rangkaian osilator, rangkaian penguat daya dan rangkaian penguat tegangan. Pada awalnya rangkaian osilator memberikan sinyal (pulsa) bolak-balik, kemudian dayanya ditingkatkan oleh rangkaian penguat daya dan selanjutnya oleh rangkaian pelipat tegangan (transformator tegangan tinggi) tegangan keluaran dari rangkaian penguat daya ditingkatkan menjadi tegangan tinggi.Adanya dielektrik yang menutup salah satu elektroda adalah merupakan fungsi kunci dari keistimewaan lucutan senyap dimana dielektrik dapat berfungsi sebagai sumber filament arus yang berisi electron energetic (1-10ev). Besarnya tenaga ini merupakan daerah tenaga ideal untuk terjadinya eksitasi dari partikel atom dan molekul sehingga mampu untuk memisahkan ikatan-ikatan kimia suatu partikel. Atom dan molekul yang tereksitasi memiliki reaktivitas yang lebih tinggi dari pada mereka yang dalam keadaan ground state. Oleh karenanya penggunaan lucutan senyap pada ozonizer merupakan metode yang paling cocok untuk digunakan dalam bidang aplikasi kimia plasma volum dibandingkan dengan model lucutan tak seimbang lainnya seperti lucutan bara (glow discharge) atau pun lucutan gelombang mikro.Dalam volume lucutan, interaksiantar partikel bermuatan (ion, electron) dengan partikel kimia lain (atom, molekul dan radikal) sangat memegang peranan. Interaksi ini dapat merubah partikel kimia, eksitasi molekul yang menimbulkan disosiasi, sintesa atau membentuk jenis partikel baru seperti ozon. Laju produksi ozon dapat ditentukan dengan metode absorbansi (serapan) atas dasar sifat ozon yang berkemampuan menyerap radiasi yang berpanjang gelombang pendek (tenaga tinggi) yakni pada daerah spectrum ultraviolet (UV). Jika seberkas radiasi UV bertenaga Po dilewatkan melalui sampel larutan maka sebagian tenaga radiasi tersebut akan diserap oleh larutan dan sisa tenaga akan diteruskan. Peralatan yang digunakan dalam rancang bangun ozonizer serta untuk mengidentifikasi ozon yang dihasilakn meliputi tabung lucutan ganda yang merupakan tempat terjadinya proses ozonisasi dari bahan gas alir udara atau oksigen, pompa hisap sebagai penghisap oksigen atau udara, kran dan flowmeter untuk mengontrol alioran gas udara oksigen dimana kran digunakan untuk mematikan aliran gas dari tangki reservoir, sedang volume gas yang mengalir dapat dihitung pada kecepatan yang telah ditentukan, sumber daya tinggi bolak-balik orde kV untuk melucut elektroda dan spectrophotometer HP 8452A untuk menganalisa larutan pnyerap (yang terkontaminasi ozon). Sedang bahan yang digunakan untuk identifikasi dan penentuan jumlah produksi ozon, meliputi larutan penyerap (dikontaminasi olehj keluaran gas ozon dari tabung lucutan) merupakan campuran anatar larutan standar I2 dengan larutan pewarna: bahan-bahan kimia yang digunakan untuk larutan standar I2 terdiri dari kalium (KI), Iodium (I2), dan air ultra murni sedang untuk larutan pewarna menggunakan bahan Kalium dihidrogen fosfat (KH2PO4). Dinatrium hidrophospat (Na2HPO4), KI dan air ultra murni.

Bagian-bagian dari tabung lucutan yang menunjukkan pada gambar 2 meliputi:1. dielektrik gelas bentuk silinder dengan panjang 17,0 mm, tebal 1,6 mm dan diameter 18 mm,2. elektroda dalam (anoda) tersebut dari bahan allumunium (Al) bentuk silinder dengan panjang 120 mm, tebal 1,00 mm, dan diameter 14,5 mm.3. elektroda luar (katoda) yang terbuat bahan stainless steel (SS) bentuk silinder dengan panjag 120 mm, tebal 1,0 mm dan diameter 25,5 mm.4. celah lucutan sebagai tempat aliran gas udara atau oksigen dari lubang masukan udara5. penyangga sekaligus sebagai penutup ujung-ujung tabung lucutan yang terbnuat dari bahan fleksiglass dengan panjang 70 mm, lebar 70 mm dan tebal 10 mm6. lubang masukan yakni tempat masuknya udara atau oksigen dari pompa udara yang terbuat dari bahan besi dengan panjang 15 mm tebal 0,5 dan diameter 2 mm7. lubang keluaran ozon dengan bahan dan ukuran sama dengan lubang masukan8. terminal positif tempat untuk memasok tegangan tinggi postip dan9. terminal negatifnya

Sistem Pengolahan LimbahProses pengolahan air limbah terbagi menjadi tiga tahap pemrosesan, yaitu :1. Proses primer, Proses primer merupakan perlakuan pendahuluan yang meliputi : a). Penyaringan kasar,b). Penghilangan warna, c). Ekualisasi,d). Penyaringan halus, dan e). Pendinginan.2. Proses sekunder, Proses biologi dan sedimentasi.3. Proses tersier, merupakan tahap lanjutan setelah proses biologi dan sedimentasi.

Adapun waktu yang dibutuhkan untuk tiap-tiap proses dapat dilihat pada Tabel 4.Tabel 4. Dimensi, Debit Air Masuk, dan Waktu Tinggal dari masing-masing Unit Pengolah Limbah Cair

Unit Penanganan Jumlah Vol Tangki (m3) Total Vol Debit Waktu(m3) (m3/hari) Retensi

Kolam equalisasiLimbah air warna 2 59 + 56 115 1200 1 653 653 1800 1 3.1 3.6 720 2 14.2 28.4 720 2.3 jam

Limbah air umum8.7 jam

Tangki Koagulasi I7.2 menit

Tangki Sedimentasi I25 menit

Kolam Aerasi 3 2(1250) + 925 3425 3000 27.4 jam

Tangki Sedimentasi II 1 407 407 3394 2.9 jam

Tangki Koagulasi II 1 6 6 3394 2.5 menit

Tangki Intermeadiat 1 57 57 3394 24 menit

Tangki Sedimentasi III 1 178 178 3394 1.26 jam

Kolam Ikan 1 15 15 3394 6.4 menit

Gambar 11. Sistem Pengolahan Limbah Pabrik Tekstil

Proses Primer

a. Penyaringan KasarAir limbah dari proses pencelupan dan pembilasan dibuang melalui saluran pembuangan terbuka menuju pengolahan air limbah. Saluran tersebut terbagi menjadi dua bagian, yakni saluran air berwarna dan saluran air tidak berwarna. Untuk mencegah agar sisa-sisa benang atau kain dalam air limbah terbawa pada saat proses, maka air limbah disaring dengan menggunakan saringan kasar berdiameter 50 mm dan 20 mm.

b. Penghilangan WarnaLimbah cair berwarna yang berasal dari proses pencelupan setelah melewati tahap penyaringan ditampung dalam dua bak penampungan, masing-masing berkapasitas 64 m3 dan 48 m3, air tersebut kemudian dipompakan ke dalam tangki koagulasi pertama (volume 3,1 m3) yang terdiri atas tiga buah tangki, yaitu : Pada tangki pertama ditambahkan koagulasi FeSO4 (Fero Sulfat) konsentrasinya 600-700 ppm untuk pengikatan warna. Selanjutnya dimasukkan ke dalam tangki kedua dengan ditambahkan kapur (lime) konsentrasinya 150 - 300 ppm, gunanya untuk menaikkan pH yang turun setelah penambahan FeSO4. Dari tangki kedua limbah dimasukkan ke dalam tangki ketiga pada kedua tangki tersebut ditambahkan polimer berkonsentrasi 0,5 - 0,2 ppm, sehingga akan terbentuk gumpalan-gumpalan besar (flok) dan mempercepat proses pengendapan. Setelah gumpalan-gumpalan terbentuk, akan terjadi pemisahan antara padatan hasil pengikatan warna dengan cairan secara gravitasi dalam tangki sedimentasi. Meskipun air hasil proses penghilangan warna ini sudah jernih, tetapi pH-nya masih tinggi yaitu 10, sehingga tidak bisa langsung dibuang ke perairan. Untuk menghilangkan unsur-unsur yang masih terkandung didalamnya, air yang berasal dri koagulasi I diproses dengan sistem lumpur aktif. Cara tersebut merupakan perkembangan baru yang dinilai lebih efektif dibandingkan cara lama yaitu air yang berasal dari koagulasi I digabung dalam bak ekualisasi.

Tabel 5. Hasil pengamatan konsentrasi, debit, dan laju penambahan koagulan dan flokulan terhadap limbah air warna (Rapto, 1996)

AgentKonsentrasi (kg/l)Debit (l/jam)Laju Penambahan(kg/jam)

Fe SO4 0.21 13.28 2.84

Lime 0.11 806.76 86.44

Polimer ANP-10 2. 10-4 561.60 0.11

Tabel 6. Efisiesi removal proses koagulasi dan flokulasi air limbah warnaTahun 1994 (Rapto, 1996)ParameterInlet (mg/l)Outlet (mg/l)Efisiensi removal(%)

TSS 132.33 17.33 86.9

BOD5 266.12 54.92 79.4

COD 432.33 112.00 74.1

DO 0.4 0.25 37.5

c. EkualisasiBak ekualisasi atau disebut juga bak air umum memiliki volume 650 m3 menampung dua sumber pembuangan yaitu limbah cair tidak berwarna dan air yang berasal dari mesin pengepres lumpur. Kedua sumber pembuangan pengeluarkan air dengan karakteristik yang berbeda. Oleh karena itu untuk memperlancar proses selanjutnya air dari kedua sumber ini diaduk dengan menggunakan blower hingga mempunyai karakteristik yang sama yaitu pH 7 dan suhunya 32oC. Sebelum kontak dengan sistem lumpur aktif, terlebih dahulu air melewati saringan halus dan cooling tower, karena untuk proses aerasi memerlukan suhu 32oC. Untuk mengalirkan air dari bak ekualisasi ke bak aerasi digunakan dua buah submerble pump atau pompa celup (Q= 60 m3/jam).

d. Saringan Halus (Bar Screen f = 0,25 in)Air hasil ekualisasi dipompakan menuju saringan halus untuk memisahkan padatan dan larutan, sehingga air limbah yang akan diolah bebas dari padatan kasar berupa sisa-sisa serat benang yang masih terbawa.

e. Cooling TowerKarakteristik limbah produksi tekstil umumnya mempunyai suhu antara 35oC - 40oC, sehingga memerlukan pendinginan untuk menurunkan suhu yang bertujuan mengoptimalkan kerja bakteri dalam sistem lumpur aktif. Karena suhu yang diinginkan adalah berkisar 29-30oC.

Proses Sekunder

a. Proses BiologiInstalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) memiliki tiga bak aerasi dengan sistem lumpur aktif, yang pertama berbentuk oval mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan bentuk persegi panjang. Karena pada bak oval tidak memerlukan blower sehingga dapat menghemat biaya listrik, selain itu perputaran air lebih sempurna dan waktu kontak bakteri dengan limbah lebih merata serta tidak terjadi pengendapan lumpur seperti layaknya terjadi pada bak persegi panjang. Kapatas dari ketiga bak aerasi adalah 2175 m3. Pada masing-masing bak aerasi ini terdapat separator yang mutlak diperlukan untuk memasok oksigen ke dalam air bagi kehidupan bakteri. Parameter yang diukur dalam bak aerasi dengan sistem lumpur aktif adalah DO, MLSS, dan suhu. Dari pengalaman yang telah dijalani, parameter- parameter tersebut dijaga sehingga penguraian polutan yang terdapat dalam limbah dapat diuraikan semaksimal mungkin oleh bakteri. Oksigen terlarut yang diperlukan berkisar 0,5 2,5 ppm, MLSS berkisar 4000 6000 mg/l, dan suhu berkisar 29 30oC.

b. Proses SedimentasiBak sedimentasi II (volume 407 m3) mempunyai bentuk bundar pada bagian atasnya dan bagian bawahnya berbentuk kronis yang dilengkapi dengan pengaduk (agitator) dengan putaran 2 rph. Desain ini dimaksudkan untuk mempermudah pengeluaran endapan dari dasar bak. Pada bak sedimentasi ini akan terjadi settling lumpur yang berasal dari bak aerasi dan endapan lumpur ini harus segera dikembalikan lagi ke bak aerasi (return sludge=RS), karena kondisi pada bak sedimentasi hampir mendekati anaerob. Besarnya RS ditentukan berdasarkan perbandingan nilai MLSS dan debit RS itu sendiri. Pada bak sedimentasi ini juga dilakukan pemantauan kaiment (ketinggian lumpur dari permukaan air) dan MLSS dengan menggunakan alat MLSS meter.

Proses TersierPada proses pengolahan ini ditambah bahan kimia, yaitu Alumunium Sulfat (Al2(SO4)3), Polimer dan Antifoam (Silicon Base); untuk mengurangi padatan tersuspensi yang masih terdapat dalam air. Tahap lanjutan ini diperlukan untuk memperoleh kualitas air yang lebih baik sebelum air tersebut dibuang ke perairan.Air hasil proses biologi dan sedimentasi selanjutnya ditampung dalam bak interdiet (Volume 2m3) yang dilengkapi dengan alat yang disebut inverter untuk mengukur level air, kemudian dipompakan ke dalam tangki koagulasi (volume 3,6 m3) dengan menggunakan pompa sentrifugal. Pada tangki koagulasi ditambahkan alumunium sulfat (konsentrasi antara 150 300 ppm) dan polimer (konsentrasi antara 0,5 2 ppm), sehingga terbentuk flok yang mudah mengendap. Selain kedua bahan koagulan tersebut juga ditambahkan tanah yang berasal dari pengolahan air baku (water treatment) yang bertujuan menambah partikel padatan tersuspensi untuk memudahkan terbentuknya flok. Pada tangki koagulasi ini terdapat mixer (pengaduk) untuk mempercepat proses persenyawaan kimia antara air dan bahan koagulan, juga terdapat pH kontrol yang berfungsi untuk memantau pH effluent sebelum dikeluarkan ke perairan. Setelah penambahan koagulan dan proses flokulasi berjalan dengan sempurna, maka gumpalan-gumpalan yang berupa lumpur akan diendapkan pada tangki sedimentasi III (volume = 178 m3). Hasil endapan kemudian dipompakan ke tangki penampungan lumpur yang selanjutnya akan diolah dengan belt press filter machine.

PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI TEKSTILPT. KAHATEX

Nama Kelompok :

1. Erza Specta14-2011-0352. Viska Febrianti14-2009-0113. Kanita Febiyanti14-2009-0274. Ditta Haksari P.14-2009-0355. Ridho Mirfiza Nur14-2010-0216. Galih Manata14-2010-0307. Rita Hastarita14-2011-0118. Roro Shelly14-2011-0139. Fitri Anggraeni14-2011-01510. Wiwil Syukmalia14-2011-01711. Chandra R.14-2011-02412. Chairul Akmal14-2011-065

INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL BANDUNG2013

DAFTAR PUSTAKA

1. Pharmawati,Kancitra; Moh. Rangga Sururi dan kawan-kawan, 2010, Efiseinsi Ozonisasi Air Tanah dalam Proses DesinfektanBandung, ITENAS Bandung.2. Puspitasari, Nevy; Nurul Latipah dan kawan-kawan, 2013, Praktikum Pengolahan Limbah Industri , Bandung, Politeknik Negeri Bandung.3. Usada, Widdi; Agus Purwadi, Is Yuniarto, Suryadi, 2002, Rancangan Bangun Ozonizer Jinjing dan Manfaatnya untuk Netralisasi Limbah Cair Industri dan Paska Panen.Yogyakarta.Puslitbang Teknologi Maju.4. Anonim, Pengolahan Limbah Anaerob pada Air Limbah. http://nadyacintabiru.blogspot.com/2012/10/pengelolaan-anaerob-pada-air-limbah.html?m=1. Diakses pada 25 Oktober 2013.5. Anonim, Pengolahan Limbah Cair. http://library.usu.ac.id/download/ft/tkimia-renita.pdf. Diakses pada tanggal 25 Oktober 2013.6. Anonim, Pengolahan Limbah Menggunakan Lumpur Aktif. http://kanasyma.blogspot.com/2012/09/pengolahan-limbah-menggunakan lumpur.html. Diaskses pada tanggal 28 Oktober 2013.