TEKNOLOGI PENANGANAN LIMBAH

A. PENCEMARAN RISIKO LINGKUNGAN, AKIBAT LIMBAH AGRO-INDUSTRI

1. Risiko apa yang kita hadapi setiap hari?a. Risiko kimiawi : senyawa-senyawa kimia berbahaya yang terdapat di air, tanah, udara dan makanan. b. Risiko fisik : mis. kebakaran, gempa bumi, letusan gunung berapi, kebisingan, radiasi ionisasi.c. Risiko biologis : mis. patogen (bakteri, virus, parasit), sengatan lebah, gigitan ular beracun.d. Risiko gaya hidup & sosial-budaya : mis. merokok, pola makan yang tidak sehat, keamanan tempat

kerja, kriminalitas, kemiskinan.2. PENCEMAR

Suatu penambahan yang mengubah kondisi lingkungan (udara, air, tanah) atau makanan sehingga berdampak negatif terhadap makhluk hidup.

Pencemar dapat berupa zat padat, cair, gas atau bentuk emisi energi yang tidak diinginkan (mis. panas). Sebagian besar pencemar adalah zat padat, cair atau gas yang merupakan hasil sampingan atau

LIMBAH yang terbentuk ketika suatu sumber daya alam diekstraksi, diproses menjadi produk, kemudian digunakan

3. LIMBAH BERBAHAYA & BERACUN :Sisa suatu usaha dan/atau kegiatan yang mengandung bahan berbahaya dan/atau beracun yang karena sifat dan/atau konsentrasinya dan/atau jumlahnya, baik secara langsung maupun tidak langsung, dapat mencemarkan dan/atau merusakkan lingkungan hidup, dan/atau dapat membahayakan lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan hidup manusia serta makhluk hidup lain” (U.U. R.I. No. 23/1997 Pasal 1 Ayat 18).Limbah berbahaya & beracun mengandung zat-zat beracun, karsinogenik*, mutagenik* atau teratogenik* pada tingkatan yang melampaui batasan yang ditetapkan, atau bersifat reaktif (mis. mudah meledak, mudah tersambar api) atau korosif. Pencemar kimiawi: mis logam berat beracun, senyawa organik sintetis. Pencemar fisik: mis. radiasi, partikulat, gelombang elektromagnetik, panas, kebisingan, cahaya. Pencemar biologis: mis. bahan menular (infectious agents) Karsinogen: agensia (mis. senyawa kimia, radiasi, virus) yang menyebabkan atau merangsang

pertumbuhan tumor berbahaya (kanker) karena perbanyakan sel yang tidak terkendali; Mutagen: agensia yang mengakibatkan mutasi atau perubahan dalam struktur molekul DNA; Teratogen: agensia yang mengakibatkan kelainan atau cacat tubuh pada embrio makhluk hidup saat

pertumbuhan dan perkembangan dalam kandungan.4. LIMBAH BAHAN BERBAHAYA BERACUN (B3)

Eksplosif Pengoksidasi Mudah terbakar Beracun Berbahaya

Korosif Mudah mengiritasi Karsinogenik Teratogenik Mutagenik

5. Risiko KIMIAWI akibat pembuangan limbahKasus Minamata, Jepang: antara tahun 1932-1968, suatu industri petrokimia & plastik membuang 27 ton senyawa yang mengandung merkuri/raksa ke dalam perairan di Teluk Minamata. Penduduk sekitar yang banyak memakan ikan di daerah tsb. menunjukkan gejala peracunan metilmerkuri. Pada tahun 1950an, banyak penduduk yang mengalami kerusakan sistem saraf pusat (kerusakan otak, hilang kesadaran, kejang-kejang).

6. Risiko FISIK akibat radiasi nuklirKasus kebocoran nuklir di Chernobyl, Rusia (1986): radiasi tinggi mencapai radius 30 km dan terdeteksi sampai 5 tahun; kematian total + 16.000 jiwa. Efek radiasi terhadap manusia, a.l. adalah kerusakan pada otak, mata, saluran pencernaan, sistem reproduksi, sumsum tulang dan sistem saraf, sistem peredaran darah, serta bayi dalam kandungan (keterbelakangan mental).

7. Risiko BIOLOGIS akibat penyebaran penyakit AIDS : virus yang menyerang sistem pertahanan tubuh; > 35 juta penderita di dunia; 2 juta meninggal

setiap tahun. Tuberkulosis (TBC): penyebaran oleh bakteri; > 3 juta orang meninggal setiap tahun. Malaria : karena protozoa & penyebaran oleh nyamuk: 300-500 juta penderita di dunia.

8. PEMANFAATAN LIMBAH Penggunaan kembali (Reuse)

Menggunakan kembali untuk keperluan yang sama, tanpa pengolahan atau perubahan bentuk. Daur ulang (Recycle)

Mengolah limbah secara fisik atau kimiawi untuk menghasilkan produk yang sama atau produk yang lain.

Perolehan kembali (Recovery)Memproses limbah untuk memperoleh kembali salah satu atau lebih materi/komponen yang terkandung di dalamnya.

B. IDENTIFIKASI JENIS LIMBAH

9. PENGERTIAN LIMBAHSisa/buangan dari suatu usaha dan/atau kegiatan manusia

10. BAKU MUTU LINGKUNGANUkuran batas atau kadar makhluk hidup, zat, energi atau komponen yang ada atau harus ada dan/atau unsur pencemar yang ditenggang keberadaannya dalam suatu sumber daya tertentu sebagai unsur lingkungan hidup.

11. PENGELOMPOKAN LIMBAH Berdasarkan jenis senyawa

Organik Non Organik (logam, gelas, kaleng dll)

Berdasarkan wujud Cair

Domestik Industri Rembesan dan luapan Air Hujan

Aliran air hujan di permukaan tanah dapat melewati dan membawa partikel-partikel buangan padat atau cair

Padat Organik mudah busuk (garbage) Organik tidak mudah busuk atau anorganik (rubbish) Abu (ashes) Sapuan (street cleaning) Sampah industri (industrial waste)

Gas

Berdasarkan sumber Domestik (rumah tangga, pasar, restoran, kantor) Industri Pertanian (pestisida) Pertambangan

C. LIMBAH INDUSTRI PANGAN

12. LIMBAH Adalah bahan sisa yang dihasilkan dari suatu kegiatan dan proses produksi (rumah tangga, industri dan pertambanganan)Bentuk limbah :1. Gas (udara)2. Padat3. Cair

13. CIRI KHAS LIMBAH INDUSTRI PANGAN• Mengandung sejumlah besar karbohidrat, protein, lemak, garam-garam mineral dan sisa-sisa bahan

bahan kimia yang digunakan dalam pengolahan dan pembersihanContoh : industri pengolahan susu , daging dan ikan

industri pengolahan tahu , tempe dan sari buah• Menimbulkan bau dan polusi• Tidak berbahaya bagi kesehatan manusia• Kandungan bahan organiknya tinggi, sebagai sumber bahan makanan mikroba dalam air dan

mengurangi kandungan oksigen terlarut dalam air• Oksigen terlarut air normal = 8 ppm• Oksigen terlarut untuk kehidupan ikan = 5 ppm• Oksigen terlarut < 5 ppm , menyebabkan ikan dan biota air mati

14. BIOLOGICAL OXYGEN DEMAND = BOD”Kandungan bahan organik dalam cairan limbahBOD = Jumlah oksigen terlarut yg dikonsumsi atau digunakan oleh kegiatan kimia atau mikrobiologis Air yg diinkubasikan (keadaan gelap) selama 5 hari suhu 20 oC Oksigen dibutuhkan untuk oksidasi bahan organik BOD menunjukkan indikasi kasar banyak bahan organik

15. EUTROFIKASIPeristiwa kelebihan nitrogen dan fosfat dalam air limbah industri pangan yang menyebabkan ekosistem tidak seimbang dan ditandai dengan kekeruhan, sedimentasi, kenaikan suhu rata-rata melibatkan banyak faktor : Kekeruhan, sedimen, produktivitas, suhu rata-rata Ganggang/algae penyebab eutrofikasi karena penambahan bahan organik dalam sistem

16. Keterangan Proses Eutrofikasi Tingginya bahan organik dalam suatu cairan akan menyebabkan ledakan pertumbuhan populasi

ganggang Pertumbuhan ganggang (siang dan malam) akan terjadi perbedaan besar kadar oksigen air. Malam hari terjadi respirasi ganggang berlanjut dan terjadi pemecahan oksigen Ganggang yang mati dibagian dasar danau dan dioksidasi bakteri, menghasilkan lumpur dan pemecahan

oksigen Jika oksigen terlarut habis, karena kadar organik yg tinggi, maka akan timbul bau dan warnanya gelap Jika protein larut air mengandung sulfur atau sulfat tinggi , maka akan menghasilkan hidrogen sufida

(bau busuk dan warna hitam) Biota dan ikan diperairan akan mati

17. DEFINISI LIMBAH B3 ( MENURUT BAPEDAL , 1995) :Setiap bahan (limbah) sisa suatu kegiatan proses produksi yang mengandung bahan berbahaya dan beracun (b3) karena sifat toxicity, flammability, reactivity dan corosivity) serta konsentrasi atau jumlahnya yang baik secara langsung maupun tidak langsung dapat merusak, mencemarkan, atau membahayakan kesehatan manusia

D. SIFAT -SIFAT LIMBAH INDUSTRI PANGAN

18. SIFAT LIMBAH INDUSTRI PANGAN Bervariasi kualitas dan kuantitasnya Berbeban rendah, volume cairannya tinggi Dari peternakan berbeban tinggi volumenya rendah Mengandung bahan organik (karbohidrat, protein, lemak, mineral) Sisa bahan kimia yg digunakan dalam pengolahan

19. CIRI-CIRI DAN MUTU AIR LIMBAH Air murni (tidak berwarna, berasa, berbau. Terdiri hidrogen dan oksigen) Sebagai pelarut , sehingga ada zat terlarut Pencemar :

1. Ionik dan terlarut2. Non ionik dan tidak terlarut3. Gas-gas

20. SIFAT FISIK AIR LIMBAH Penentuan derajat kotoran air limbah dipengaruhi oleh sifat fisik yang mudah terlihat Penentuan sifat fisik penting :

Mengetahui kandungan zat padat sebagai efek estetika dan kejernihan , bau, warna dan suhu21. PADATAN, DIBEDAKAN 6 BERDASARKAN SIFATNYA

1. Total padatan (total solid) Sisa bahan yg tertinggal setelah airnya diuapkan pada suhu 105 o c selama 1 jam Hasil penguraian komponen organik dan anorganik Terdiri bahan padat tidak terlarut + senyawa yg larut dalam air

2. Padatan tersuspensi (suspended solid) Sisa bahan yg tertinggal setelah airnya disaring dengan penyaring asbes atau gelas wool , kemudian

diuapkan pada suhu 105 oC selama 1 jam Bahan tersuspensi akan tertinggal dalam penyaring asbes/glas Bahan terlarut dan koloid akan lolos saringan Padatan tersuspensi yang dapat terendapkan Dilakukan untuk penjernihan air Cara pengendapan menggunakan :

1. Reaksi bahan kimia (koagulan)2. Adsorbsi3. Mendiamkan (settling) air dalam tabung/bejana

Alat yg digunakan untuk mengukur padatan terendapkan adalah tabung kerucut imhoff Bahan padat terendapkan: bahan padat yg diambil dengan cara pengendapan

3. Padatan terendap (settleable solid) Padatan tersuspensi yang dapat terendapkan dengan cara mendiamkan (settling) air dalam

tabung/bejana Dilakukan untuk penjernihan air Menggunakan reaksi bahan kimia (koagulan)

4. Padatan terlarut (dissolved solid) Padatan yg terlarut di air dengan ukuran patrikel kecil sehingga lolos pada saringan asbes/gelas Penentuan dengan menguapkan air dan menimbang residunya Termasuk bahan organik dan anorganik (ca, mg, cl, hg)

5. Padatan yg menyebabkan kekeruhan Disebabkan bahan bahan tersuspensi dan bahan koloid Bahan tersuspensi : lumpur, tanah liat, mikrooganisme, bahan organik Mengurangi kejernihan air Pengukuran kekeruhan dengan turbiditimeter

6. Minyak/lemak (grease) Dalam bentuk ikatan dengan ion ca atau mg, disebut sabun Minyak mengapung/menutupi permukaan lapisan air Menghambat aerasi dari udara, air kekurangan oksigen, biota mati

Jenis padatan1. organik 2. anorganik

22. WARNA AIR LIMBAH Kuning, coklat, kehijauan Air mengandung lumpur : kuning kecoklatan Air mengandung fe/ tanin : coklat kemerahan Warna air limbah :

True color : bahan yg terlarut dalam air Apparent color: bahan yang terlarut dan tersuspensi

23. BAUAdanya dekomposisi bahan-bahan dalam limbah (pertumbuhan alga, plankton, tumbuhan dan hewan yang mati) bau sulfit : reduksi sulfat dengan bahan organik ( bakteri anaerobik) : h2s, cadaverin, indol, skatol, mercaptan bau ikan (fishy odor/ amis) : uroglena sp bau aromatik : asterionella sp

24. RASA Disebabkan adanya bahan asing dalam air Adanya zat kimia , senyawa fenol dan turunannya Chlorinasi air , terbentuknya senyawa cloramin (r-nh-cl atau r-ncl2) hasil reaksi chlorin dengan

amoniak Rasa fenol : dekomposisi senyawa tanin

25. ALKALINITAS Kapasitas air untuk menetralkan asam-asam tanpa menurunkan ph larutan Keasaman : jumlah kalsium karbonat yg dibutuhkan untuk menetralkan air Fungsinya sebagai buffer (mempertahankan air dari keasaman) Disebabkan adanya :

- ion bikarbonat (hco3-)- ion hidroksida (oh)- ion fosfat (po4 3-)- ion silikat ( sio4 4- )

26. KESADAHAN Kesadahan air tanah > 300 mg/l sebagai caco3 Air permukaan ; air lunak Air operasi ketel : 50 mg/l sebagai caco3 Adanya ion ca dan mg terlarut dalam air Air sadah bermasalah pada industri :

1. Timbulknya korosi pada alat2. Kenaikan konsumsi sabun3. Terbentuknya endapan/kerak

Golongan kesadahan air:1. Kesadahan Sementara (Temporer)

adanya kandungan garam carbonat (CO3-) dan H CO3

-) bicarbonat dari Ca dan Mg CaCO3 + CO2 + H2O Ca (HCO3) (tidak Larut) (larut)

dapat dihilangkan dengan pemanasan (CaCO3) mengendap2. Kesadahan Tetap (Permanen)

27. SURFAKTAN Zat yg dapat menurunkan tegangan permukaan (surface active chemical) Zat yg membentuk busa dan mengganggu kehidupan lingkungan Air limbah hasil sanitasi (pencucian) Sabun, deterjen Dapat dpecah (dihilangkan) oleh mikroorgasnisme

28. ThOD (Theoritis Oxygen Demand) Kebutuhan Oksigen teoritis/yg larut dalam air dari hasil fotosintesa atau absorbs dari atmosfer Bila rumus kimia limbah diketahui, maka jumlah kebutuhan oksigen bisa dihitung untuk proses

fisiologis

Ex :  glycine (CH2(NH2)COOH)organic carbon dan nitrogen dikonversi menjadi carbon dioksida (CO2) dan amonia (NH3).Amonia dioksidasi menjadi  nitrit. Nitrit dioksidasi menjadi nitrat.

ThOD adalah jumlah oksigen yang diperlukan untuk langkah tadi 29. BOD (Biological Oxygen Demand)

Kebutuhan Oksigen untuk proses penguraian senyawa organik secara biokimia pada kondisi aerobik Menunjukkan kandungan senyawa organik (makanan bagi ragi bakteri) dan diperlukan untuk

menentukan tingkat pencemaran oleh senyawa organic yang dapat diuraikan oleh bakteri. Mikroba mengoksidasi karbon dan nitrogen secara autotrof dan heterotrof Prinsip Pengenceran sampel, inkibasi selama 5 hari pada suhu 200 C dan pengukuran Oksigen terlarut

sebelum dan sesudah inkubasi. (Oksigen terlarut dianalisa dengan metode winkler). Dihindarkan dari sinar matahari untuk menghindari fotosintesis. Nilai ini hanya merupakan indeks bahan organik yang dapat diurai secara biologis Limbah cair domestik mengandung BOD 200 ppm Limbah industri pangan BOD 1000 ppm Kelemahan Uji BOD :

- Panjangnya fase lag tidak dapat diduga- Fase stasioner yang tetap untuk mengetahui pengambilan oksigen dari bahan organik

30. Chemical Oxygen Demand (COD) Kebutuhan oksigen secara kimia Mengukur kebutuhan oksigen (proses oksidasi) yang digunakan untuk mengurai bahan organik secara

kimiawi menggunakan dicromat pada larutan asam Waktu yg digunakan 2,5 jam

31. Total Organic Carbon (TOC) Mengukur jumlah karbon total dalam air (bahan organik) Diukur dengan mengkonversi karbon organik air limbah secara oksidasi katalitik suhu 900oC menjadi

CO2 Sebagai pengukuran pencemaran limbah cair secara cepat 15 menit TOC berkolerasi dengan nilai BOD

32. Radioaktif Air yg terpolusi radioaktif sangat berbahaya dan mengganggu kesehatan Sinar UV, Infar merah, alfa, gamma Benturan sinar gamma dengan air menyebabkan molekul air pecah dan menghasilkan ion radikal bebas

(o H) dan (o OH) sifatnya reaktif Radikal bebas bisa bereaksi dengan O2 , bahan Organik, Bahan anorganik, ion yg terlarut dalam air

membentuk H2O2 (oksidator kuat) dan bahan beracun lainnya o H dan o OH sebagai oksidator kuat

33. SIFAT BIOLOGIS AIR LIMBAH Mengandung mikroba dari udara, tanah, tanaman, hewan mati, manusia dan bahan organik lainnya Bakteri Coliform ( Salmonella Typhi, Escherichia coli) penyebab sakit perut Bakteri Pseudomonas , Achromobacter, Micrococcus, Bacillus, Flavobacterium, Serratia, Clostridium Bakteri pembentuk warna :

- Serratia marcecens (pigmen merah) /= Flavobacterium aurantiacum (pigmen oranye)- Chromobacterium violaceum (pigmen violet)=/Pseudomonas Flourescens (pigmen hijau bercahaya)

34. Air tercemar mengandung : Bakteri Aerobacter aerogenes, tumbuh pada tanaman dan hewan mati Escherichia coli berasal dari kotoran manusia Streptococcus Jenis mikroba lebih diperhatikan daripada total mikroba Setiap jenis mikroba mempunyai pengaruh Penting dalam pengolahan limbah (proses pembusukan) Ganggang (algae) memberikan rasa dan bau Pertumbuan Ganggang dicegah dengan chlorin dan CuSO4 Protozoa (Entamoeba hystolitica) penyebab diare Bakteri Crenothrix, menyumbat pipa-pipa pembuangan limbah

E. DASAR-DASAR PEMANTAUAN LIMBAH

35. PENETAPAN ANALISA LIMBAH Survey lokasi pencemar dan tercemar

Wajib dilakukan untuk mengetahui kondisi lingkungan dan dampaknya terhadap lingkungan (yg berdekatan dengan pemukiman)Caranya :1. Langsung (FISIK) - Melalui Indera (Bau Busuk, Rasa Tidak Enak, Kekeruhan, Pertumbuhan Algae, Kematian Ikan2. Tidak Langsung

Keluhan penduduk sekitar, metode wawancara Pemetaan (sketsa lokasi)

Penentuan titik sampling

Pengambilan sampel

Analisa laboratorium

36. PENGAMBILAN SAMPEL REPRESENTATIF (TERWAKILI)

Misal : Mempelajari dampak air limbah terhadap kualitas sungai, Harus diambil 2 lokasi (di Hulu dan hilir/Muara) Lokasi Hilir/Muara lebih banyak diambil sampelnya Sampel segera dibawa di laboratorium untuk dianalisa

37. PERSIAPAN PENGAMBILAN SAMPEL DAN PENGAWETANNYA Botol yg digunakan mengambil sampel harus bersih Pengambilan sampel pada kedalaman tertentu menggunakan botol tertutup dan akan terbuka dengan

sendirinya setelah direndam38. GANGGUAN SELAMA PENYIMPANAN DAN PENGAWETAN SAMPEL :

Gas O2 dan CO2 yg dapat diserap atau dilepas dari sampel Zat tersuspensi dan koloid dapat membentuk flok dan mengendap sehingga berbeda dengan konsisi

aslinya (harus disuspensikan) Populasi bakteri berubah Terjadi oksidasi zat terlarut (Mn 2+ menjadi MnO) Beberapa zat terlarut berubah (Ca 2+ dan CO3 menjadi CaCO3)

39. CARA PENGAWETAN SAMPEL Penyimpanan suhu 4 o C Pengaturan pH (Penambahan bahan kimia H2 SO4 atau HNO3) Penempatan dalam wadah kaca berwarna gelap (coklat, hitam)

40. PEMILIHAN TITIK PENGAMBILAN SAMPEL Saluran kedalam < 5 m , aliran turbulen, sampel diambil ½ atau 2/3 tinggi saluran berjarak minimal 10

cm dari tepi Jika aliran sungai terpisah dan pada musim kering maka diambil pada lokasi yang alirannya paling besar Anak sungai atau saluran pada muara laut, diambil cukup jauh dari muara Debet badan harus terukur, untuk sumber pencemaran setempat (industri, RS, domestik), juga untuk

sumber pencemaran tersebar (drainase) 41. FREKUENSI SAMPLING

Perubahan Waktu, Dipertimbangkan : Sifat badan air Sumber pencemaran Adanya pengendapan atau erosi Jenis aliran air (laminer atau turbulensi) Kapsitas air limbah (waktu Puncak)Pemilihan frekuensi pengambilan sampel : Sampel sesaat (grab) , volum sampel yg diambil langsung dari badan air Sampel sesaat tersusun (integrated)

42. FREKUENSI PENGAMBILAN SAMPEL1. PERUBAHAN BEBAN PENCEMARAN (PUNCAK)2. TUJUAN ANALISA

• Mengetahui kualitas air permukaan sehingga dapat ditentukan peruntukannya sebagai, misalnya air minum, air untuk rekreasi, air untuk industry, air untuk perikanan, air pertanian, dan sebagainya 

• Membuktikan dan mengendalikan pencemaran • Menetapkan kebijakan pengelolaan air permukaan

3. PERALATAN Alat pengambil contoh harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :a) Terbuat dari bahan yang tidak mempengaruhi sifat contoh;b) Mudah dicuci dari bekas contoh sebelumnya;c) Contoh mudah dipindahkan ke dalam botol penampung tanpa ada sisa bahan tersuspensi di

dalamnya;d) Mudah dan aman di bawa;e) Kapasitas alat tergantung dari tujuan pengujian.

43. JENIS ALAT PENGAMBIL CONTOH1. Alat pengambil contoh sederhana

Alat pengambil contoh sederhana dapat berupa ember plastik yang dilengkapi dengan tali atau gayung plastik yang bertangkai panjang.

Botol biasa yang diberi pemberat yang digunakan pada kedalaman tertentu2. Alat pengambil contoh air otomatis

Alat ini dilengkapi alat pengatur waktu dan volume yang diambil, digunakan untuk contoh gabungan waktu dan air limbah, agar diperoleh kualitas air rata-rata selama periode tertentu

Alat pengukur parameter lapangan pH meter; konduktimeter; termometer; meteran; water level meter atau tali yang telah dilengkapi pemberat dan terukur panjangnya; dan Global Positioning System (GPS). Alat pendingin Alat ini dapat menyimpan contoh pada 4°C ± 2°C, digunakan untuk menyimpan

contoh untuk pengujian sifat fisika dan kimia. Alat penyaring, Alat ini dilengkapi dengan pompa isap atau pompa tekan serta saringan berpori 0,45

μm. Alat ekstraksi (corong pemisah), Corong pemisah terbuat dari bahan gelas atau teflon yang tembus

pandang dan mudah memisahkan fase pelarut dari contoh.Persyaratan wadah contoh

Terbuat dari bahan gelas atau plastik poli etilen (PE) atau poli propilen (PP) atau teflon (Poli Tetra Fluoro Etilen, PTFE);

Dapat ditutup dengan kuat dan rapat; Bersih dan bebas kontaminan; Tidak mudah pecah; Tidak berinteraksi dengan contoh.

Pengambilan sampel Analisa laboratorium

F. METODE PENGOLAHAN LIMBAH

1. Fisik: Penyaringan, penapisan/screening, presipitasi,flotasi, sentrifuge dan sedimentasi2. Kimia:

Reaksi asam dan basa dan menetralkan bahan organik Metode Fisikokimia Menggunakan adsorbsi, penukar ion, osmosis

3. Mikrobiologis: Kombinasi Fisik, kimia dan mikrobiologis

FISIK Pengolahan tahap awal Bahan tersuspensi yg terapung disisihkan dengan penyaringan (screening) Bahan tersuspensi mengendap dipisahkan dengan pengendapan (coagulation) Disain proses pengendapan :

- Waktu pengendapan partikel- Waktu detensi hidrolisis

PENGOLAHAN LIMBAH SECARA FISIKA DAN KIMIA1. PENYARINGAN KASAR(SCREENING)

- Penyaringan kasar untuk memisahkan dari kotoran besar (daun, ranting dan benda-benda kasar), partikel yang terapung

- Saringan kasar (terali besi) dipasang vertikal, dengan lobang ukuran 2,5 – 7,5 cm- Dibelakangnya diberi saringan halus (saringan kasa kawat 2 mesh)- Hasil saringan dimanfaatkan untuk kompos atau dilakukan pembakaran untuk meminimalkan jumlahnya

2. SEDIMENTASI BIASA (PLAIN SEDIMENTATION)KSI- Cara pengendapan kotoran air dalam waktu dan tempat tertentu, tanpa penambahan bahan kimia- Waduk , bak - Partikel yang mengendap dipisahkan dengan pengerukan- Kotoran yang mempunyai BJ > BJ air- Proses ini menghilangkan 50 % bahan tersuspensi dan 75 % bakteri (jika terbuka dan langsung dengan

sinarmatahari)

3. KOAGULASI (koagulan=cepat) DAN SEDIMENTASI- Partikel kolloid tidak bisa dipisahkan dengan sedimentasi biasa- Pemisahan dengan bahan kimia (koagulan), terjadinya flokulasi sehingga partikelnya besar (layer)- Pemberian koagulan jika tingkat kekeruhan 30-50 ppm, waktu detensi = 2-6 jam- Bahan koagulasi :

- Alum/tawas/alumunium sulfat (Al2(SO4) 3.18 H2O)- Garam Fe, seperti (FeCl2; FeSO4.7H2O), Fe(SO4)3)

- Bahan tersebut aktif pada kondisi basa (pH 8-10)- Jika asam ditambahkan CaO

4. FlokulasiBentukan dengan penambahan polimer, agregat menjadi lebih besar, (lambat)

5. PENYARINGAN HALUS (FILTRATION)- Kotoran halus ditahan dengan filter- Proses filtrasi dengan mengalirkan air dalam lapisan bahan berpori (pasir diameter 0,25-0,35 mm,

antrasit)- Ada 2 tipe filter :

1. Filter Gravitasi - Filter pasir cepatPenyaringan besar-kecil- Fiter pasir lambatpenyaringan kecil-besar

2. Filter bertekanan6. DESINFEKSI- Menyisihkan bahan terapung minyak/lemak- Menyisihkan bahan tersuspensi (clarification) atau pemekatan lumpur endapan (sludge thickening) dengan

memberikan aliran udara keatas (air flotation) 7. FILTRASI

- Mendahului proses adsorbsi / reverse osmosis- Untuk menyisihkan partikel tersuspensi sebelum memasuki proses adsorbsi- Agar tidak menyumbat membran (proses osmosa)

8. ADSORBSI- Untuk menyisihkan senyawa aromatik (fenol) dan bahan organik terlarut- Dilakukan jika ingin menggunakan air buangan

9. AERASI- Menghembuskan gas O2 melalui nozel bertekanan 1.05-1,4 kg/cm dalam air- Tujuan mengusir gas C- Memperbaiki rasa, bau- Menghilangkan kelebihan besi menjadi feri- Makin lama waktu aerasi nilai DO meningkat- Makin bertambahnya waktu aerasi, BOD menurun

10. DESALINASI- PROSES PENURUNAN KADAR

GARAM DALAM AIR - CARA DESALINASI :

1. DESTILASI2. ELEKTRODIALISIS3. OSMOSIS REVERS

Anoda (+) Na+/ Menangkap ion -Katoda (-) Cl+/menangkap ion +Oksidasi = kehilangan elektronReduksi= Ketambahan elektron

KIMIA

Untuk menghilangkan partikel yang tidak mudah mengendap (koloid), logam-logam berat, senyawa fosfor, zat organik yang beracun

Dilakukan memberikan bahan kimia Prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan

- Flokulasi- Reaksi oksidasi

1. KOAGULASI DAN FLOKULASI Bahan tersuspensi larut (koloid) ditambahkan bahan kimia yang mempunyai muatan berlawanan agar

terjadi netralisasi dengan muatan kolloid, sehingga mudah mengendap Penyisihan logam berat dan fosfor dilakukan dengan menambahkan larutan alkali (larutan caoh)

sehingga terbentuk endapan hidroksida logam dan hidrosiapatit Endapan logam lebih stabil pada ph > 10,5 Endapan hidrosiapatit stabil pada ph >9,5 Senyawa Crom Heksavalen Harus Dirubah Menjadi Crom Trivalen Dengan Penambahan Reduktor

(FESO4, SO2, NA2S2O5) Selanjutnya dirubah menjadi Cr(OH) 3

Penyisihan bahan organik beracun, senyawa fenol dan sianida konsentrasi rendah dengan mengoksidasi Cl2, Kalsium permangkat, aersai, ozon , H2O2

Pengolahan secara kimia efisien, tapi biaya mahal2. DESINFEKSI

Hasil perlakuan fisik masih mengandung bakteri Perlu pembebasan air dari bakteri menggunakan bahan kimia atau fisik Desinfeksi : membunuh mikroorganisme penyebab penyakit dengan bahan kimia atau secara

fisik Proses desinfeksi atau sterilisasi, merupakan tindakan terakhir dari pengolahan air Syarat bahan kimia yang digunakan :

1. Tidak boleh membahayakan manusia2. Dapat diterima oleh masyarakat3. Mempunyai efek desinfeksi yg lama

3. PELUNAKAN Air sadah = air yang mengandung garam sulfat Prinsip pelunakan air secara kimia kedalam air sadah, bahan penyadah yg larut dalam air menjadi tidak

larut dan mengendap Metode Pelunakan air :

1. Proses kapur 2. Proses kapur – soda3. Proses zeolit [Na2(Al2SiO3O10).2H2O ]4. Proses kapur - zeolit5. Proses pemanasan

Ca(HCO3)2 (aq) –> CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)BIOLOGI

Air limbah biodegradable dapat diolah secara biologi, yaitu: oleh ganggang, mo dan virus Pengolah sekunder menggunakan reaktor Biaya murah dan efisien Trickling filterbakteritabungdisemprotkan (media yang dilekati oleh mikrobia) yang berfungi untuk

menguraikan bahan organic yang ada dilimbah dan menghasilkan bahan yang diteima oleh lingkungan. Cakram biologis Dilekati oleh biofilm oleh bakteri yang menempel sehingga bahan organic dalam limbah

menyentuh cakram, terkena bakteri dan terurai. Lumpur aktif Lumpur yang didalamnya terdapat mo sehingga tidak mencemari lingkungan. REAKTOR BIOLOGI , dibedakan 2 jenis :

a. REAKTOR PERTUMBUHAN TERSUSPENSI (SUSPENDED GROWTH REACTOR)

b. REAKTOR PERTUMBUHAN LEKAT(ATTACHED GROWTH REACTOR)

6 TAHAP PENGOLAHAN LIMBAH CAIR1. Penanganan pendahuluan (pre treatment)

- Penyaringan kasar untuk memisahkan dari kotoran besar (daun, ranting dan benda-benda kasar), partikel yang terapung

- Saringan kasar (terali besi) dipasang vertikal, dengan lobang ukuran 2,5 – 7,5 cm- Dibelakangnya diberi saringan halus (saringan kasa kawat 2 mesh)- Partikel yang mengendap dipisahkan dengan pengerukan- Hasil saringan dimanfaatkan untuk kompos atau dilakukan pembakaran untuk meminimalkan

jumlahnya2. Penanganan primer (primary treatment)

- Benda-benda yang belum terpisah, diendapkan dengan penambahan bahan kimia tertentu- Bisa ditambahkan proses penghembusan udara sehingga partikel dapat mengapung dan mudah untuk

diambil3. Penanganan sekunder (secondary treatment).

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

bahan organik dikurangi dengan bantuan mikroba- Mikroba berasal dari limbah atau ditambahkan dari luar- Mikroba bersifat aerobik atau anaerobik.

4. Disinfeksi (disinfection).Pada proses disinfeksi, mikroba direduksi konsentrasinya dan mikroba patogen dihilangkan. Caranya dapat dengan cara fisik menggunakan pemanasan atau dengan cara kimia dengan penambahan bahan disinfeksi. Disinfektan yang digunakan dapat berupa klorin, iodium, dan ammonium kuartener. Klorin merupakan bahan disinfektan yang banyak digunakan dan selain sebagai disinfektan, klorin juga berguna menghilangkan bau limbah.

5. Penanganan tertier (tertiary treatment).Pada penanganan tertier, biasanya digunakan berbagai jenis saringan seperti saringan pasir, saringan multi media, saringan mikro, saringan vakum dan berbagai jenis saringan lainnya tergantung dari kebutuhan. Dilakukan bila efluen akan dimanfaatkan kembali. Merupakan kombinasi perlakuan fisik, kimia, dan biologis. Menurunkan N, P, atau komponen beracun lainnya.

6. Penanganan lanjutan (extended treatment).Proses ini bertujuan untuk menangani hasil pengolahan limbah yang meliputi proses pemekatan, penstabilan, pengeringan dan pembuangan. Misalnya proses pemanfaatan lumpur yang dihasilkan dari penanganan limbah untuk suatu keperluan yang bermanfaat. Lumpur dapat digunakan untuk pupuk atau untuk penimbun lubang.

G. PENGOLAHAN LIMBAH SISTEM KOLAM (LAGUN)

Kolam fakultatif / oksidasi / stabilisasi Kolam yg mempunyai kondisi aerobik pada lapisan atas dan proses anaerobik pada lapisan dasar (padatan

yang mengendap) dan dalamnya masih bias ditembus oleh oksigen Konsentrasi limbah 50 lb/BOD/are (0,4646 ha/hari) dan efluen mempunyai konsentrasi BOD dalam kisaran

20-40 mg/l Kolam dangkal < 2 m ,struktur tanggul dengan permukaan luas untuk mempertahankan kondisi aerob Daerahnya datar dan biayanya murah Efluennya stabil Kendalanya :

c. Membutuhkan lahan yg luasd. Sistem cenderung anaerobik bila bahan organik berlebihan e. Terjadi perubahan suhuf. Timbul bau (dicegah dengan penambahan oksidator)g. membutuhkan waktu lama (minggu – bulan)

Untuk pengolahan limbah pengalengan dan bir

REAKSI BIOKIMIA Bakteri dan Ganggang sebagai mikroorganisme kunci Bakteri heterotrof bertanggung jawab untuk memecah bahan organik Sebagian mengendap terjadi proses anaerobik Urutan reaksi biokimia :

1. Bahan organik masuk kolam, dimetabolisme oleh bakteri 2. Produk CO2. ion NH4, NO3, PO4 digunakan pertumbuhan ganggang + energi sinar matahari3. Hasil O2 digunakan oleh bakteri

KOLAM AEROBIK Mampu mengubah bahan organik limbah yg tidak stabil menjadi sel ganggang Proses penanganan tidak sempurna,bila sel ganggang tidak dihilangkan dari efluen Mampu menghilangkan bod 95 %LAGUN ANAEROBIK Unit yg diberi muatan limbah , sehingga aerasi terdapat dalam permukaan dan aktivitas fotosistesis tidak

dapat mempertahankan kondisi aerobik Tujuan :

Desktruksi dan stabilisasi bahan organik Digunakan sebagai sedimen primeruntuk mengurangi beban pada unit selanjutnya Fraksi padatan terdekomposisi secara anaerobik Tidak membutuhkan lahan yg luas Kedalaman tidak dibatasi oleh penetrasi cahaya Kegagalan : laju muatan yg beragam Pemasangan dan pemeliharaan yg cocok untuk metabolisme biologis yg optimum memegang peranan

penting untuk menentukan keberhasilan Pengendalian ph, alkalinitas, suhu, pengadukan Kondisi tidak seimbang sering terjadi pada awal kerja lagun anaerobik bila ada perubahan lingkungan yg

mendadak Bahan yg ditambahkan : kapur, naco3, nh4co3, Konversi limbah menjadi gas (gas metana 70 %) dan gas co2 dan n2

Suhu faktor terpenting , suhu panas Jika suhu dingin akan terjadi endapan Instalasi dibangun dibawah tanah dan terbuka Baik untuk daerah beriklim panas Digunakan untuk limbah peternakan , pengalengan daging, pemotongan Lagun anaerobik, diikuti dengan lagun aerobik akan mampu menghilangkan 80-99 % bod LAGUN AERASI Berbeda dengan kolam oksidasi, dilengkapi oleh alat untuk mempertahankan kondisi aerobik Keuntungan

a. Adanya suplay oksigen kontinueb. Dapat menangan banyak air limbahc. Untuk memperbaiki mutu efluen dari kolam oksidasi yg bebannya berlebihand. Lebih ekonomise. Tidak memerlukan penananan pendahuluan

INSTALASI LAGUN AERASI1. Laju reaksi biologis 2. Suhu3. Kebutuhan oksigen4. Sintesis dan oksidasi5. Kebutuhan pengadukan6. Keseimbangan ph dan nutrisi

Sifat mikroba menyerupai unit lumpur aktif kolam oksidasi Ganggang tidak diperlukan Unit penanganan limbah cair yg encer , teraduk dengan baik, bekerja tanpa daur ulang padatan Waktu detensi 1 – 10 hari Laju muatan dinyatakan dengan kebutuhan oksigen per unit volume per hari (lb BOD/1000ft/hari) Penghilangan BOD 50-70% jika padatan terlarut tidak dipisahkan