DASAR-DASAR PENGOLAHAN LIMBAHOleh :Umi Baroroh L.U,M.Si

MATERI PEMBAHASANPendahuluanPengelolaan dan Manajemen LimbahKebijakan Pemerintah tentang Pengelolaan dan Pengolahan LimbahPengelolaan dan Pengolahan Limbah PadatPengelolaan dan Pengolahan Limbah Cair

PENDAHULUANLingkungan yang bersih harus selalu diupayakan oleh masy. Yang peduli lingkunganAktivitas alam dan manusia meningkatkan polutan di lingkunganMimimalisasi limbah/polutan harus dilakukan oleh individu, kelompok masy, dan institusi/lembagaPengolahan Limbah adalah upaya terakhir sesudah semua cara pengelolaan limbah dilakukan

LIMBAHBuangan yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomi.

Karekteristik Limbah :Limbah PadatLimbah Gas dan partikelLimbah Cair

Mekanisme Pengolahan Limbah IndustriPengolahan

LIMBAH CAIRSUMBER ASAL LIMBAHAir Limbah Rumah TanggaDaerah PerumahanDaerah PerdaganganDaerah KelembagaanDaerah RekreasiAir Limbah IndustriAir Limbah Rembesan dan Tambahan

KOMPOSISI AIR LIMBAH

Parameter Kualitas Air LimbahParameter FisikaPadatan tersuspensiTurbiditasWarnaRasa dan bauSuhuParameter Biologi VirusBakteriProtozoaAlga

Parameter KimiaPadatan terlarutAlkalinitasKesadahanLogamOrganik

JENIS INDUSTRI DAN IDENTIFIKASI LIMBAH CAIRNYA

INDUSTRI PAKAIANLimbah Tekstil, Kulit, sabun/detergenINDUSTRI BAHAN MAKANLimbah makanan kaleng, susu, minuman, farmasi, mak. Ternak, aneka proses bahan makanINDUSTRI MATERIAL- Industri serat kayuIndustri logamIndustri Material cairLimbah pulp dan kertasLimbah besi baja, perak, tembaga,dllLimbah kilang/minyak, karet, gelasINDUSTRI KIMIALimbah asam, Pupuk, sabun, formaldehida, plastik, pestisidaINDUSTRI ENERGILimbah pembangkit tenaga, batubara, minyak bumiINDUSTRI NUKLIRLimbah radioaktif

TUJUAN PRODUKSI BERSIHMeningkatkan daya saing dan kegiatan perusahaan agar dapat berkelanjutan, mengingat semakin besarnya peranan lingkungan hidup dalam kebijakan perdagangan internasionalMengkaitkan aspek lingkungan dalam setiap kegiatan proses produksi secara berkesinambungan sehingga industri akan memperoleh keuntungan ekonomi dengan adanya peningkatan efisiensi bahan baku dan energi Menurunkan biaya produksi dan biaya pengelolaan limbah serta sekaligus mengurangi terjadinya kerusakan dan pencemaran lingkunganMenyelaraskan kepentingan ekonomi dari perusahaan dengan pemeliharaan lingkungan

PRODUKSI BERSIH adalah suatu cara berpikir yang baru dan kreatif tentang produk dan proses yang menghasilkannya, yang diperoleh dari penerapan strategi yang terus-menerus untuk mengurangi terbentuknya limbah dan emisi KEUNTUNGAN PRODUKSI BERSIH Memenuhi peraturan lingkungan Penghematan bahan baku, air, energi dan lain-lain Mengurangi resiko terhadap kesehatan manusia dan lingkunganMengurangi atau mencegah terbentuknya pencemar Memberikan peluang untuk mencapai Sistem Manajemen Lingkungan ISO 14001Mengurangi biaya-biaya pentaatan hukumMengurangi biaya-biaya pembersihan lingkunganMemberikan keunggulan daya saing di pasar domestik dan Internasional

PENGOLAHAN LIMBAH CAIRPengolahan menurut tingkatan perlakuanPretreatment Primary TreatmentSecondary TreatmentTertiary Treatment2. Pengolahan menurut karakteristik limbahProses FisikaProses KimiaProses Biologi

Pengolahan menurut tingkatan perlakuanPretreatment Dalam limbah cair banyak dijumpai padatan terapung atau melayang Berupa lumpur, potongan ranting, daun, pasir dan sisa buangan lainDalam proses ini biasanya digunkan saringan (filter) kasar yang tidak mmudah berkaratDimensi filter tergantung dari debit airUntuk debit air limbah 100 m3/jam , dimensi saringan 30cm x 30 cm, dengan ukuran mesh-nya kawat kasa saringan nyamukSaringan ini harus diperiksa tiap hariMinyak dan lemak pada lapisan atas air akan tersasing pada kawat kasa bersama dengan bahan kasar lainnya

2. Primary Treatment

Prinsip untuk memisahkan air dari limbah padatan, yaitu dengan membiarkan padatan tersebut mengendap atau dengan memisahkan bagian bagian padatan yang mengapung, seperti daun, plastik, kertas,dsb

Proses penanganan primer air limbahAir lebih bersih

Penanganan primer air buanganPenyaringanDapat digunakan alat kominator (alat yang dapat menyaring sambil menghancurkan limbah padatanBahan yang telah dihancurkan kan tetap berada di dalam air, dan akan dipisahkan dalam bak pengendap IPengendapan dan pemisahan benda kecilPasnda kecil hasil penghancuran dibiarkan mengendap pada dasar tangki pengendap I.Endapan dipisahkan dan dapat digunakan untuk menutup lahan pertanian atau keperluan lain. ir, beBahan yang telah dihancurkan kan tetap berada di dalam air, dan akan dipisahkan dalam bak pengendap I

Pemisahan endapan Air yang masih mengandung padatan tersuspensi, dapat mengendap jika aliran buangan diperlambat.Proses ini dilakukan pada tangki pengendap 2. Padatan tersusupensi disebut lumpur mentah . KlorinasiPemberian gas klorin sebelum dibuang sebagai effluent ke sungai Tujuan adalah untuk membunuh bakteri penyebab penyakit

Dasar Pengolahan Primary treatmentMetode Fisika Pengedapan tanpa bahan kimia (membutuhkan kolam dengan luas tertentu), akan mengendap karena pengaruh gravitasipengapungan dilakukan dengan memasukkan udara ke dalam air, sehingga partikel halus akan terbawa bersama gelembung ke permukaan. Di permukaan gelembung akan pecah, sementara padatan masuh terapung Metode Kimia Pengendapan dengan menambahkan zat kimia (koagulan) seperti : alumunium sulfat (Al2(SO)4 natrium hidroksida, Besi (II) sulfat (FeSO4), besi (III) klorida (FeCl3), polialuminium klorida /PAC (Al2(OH)20Cl4Reaksi kimia antara antara zat kimia dengan bahan yang akan diendapkan akan menyebabkan butiran bertambah besarPengendapan terjadi jika lembah mengandung mencemar senyawa anorganik seperti alumunium, pliumbum, nikel, dll

Keberhasilan pengendapan tergantung dari Dimensi partikelKonsentrasi padatanBerat jenis partikelSuhuRetention time (waktu tinggal di dalam bak pengendapPilihan koagulan

3. Secondary TreatmentPada umumnya melibatkan proses biologiTujuannya adalah untuk menghilangkan bahan organik melalui oksidasi biokimiaPada proses ini biasanya digunakan reaktor lumpur aktif dan tricking filter

Lumpur aktif

Mikroorganisme yang berperan sebagai pengurai:BakteriProtozoaalgae

Inffluent

Tricking filter

sludge

Tricking filterBiasanya terdiri lapisan batu dan kerikil dengan ketinggian 90 cm sampai 3 m, dan bahan pendukung untuk mikroorganismeMikroorganisme (bakteri) akan berkumpul dan berkembang di sela batuan dan kerikil Air didistribusikan melalui permukaan reaktor dengan rotary sprinklerAir limbah yang diolah dikembalikan untuk mengontrol kecepatan aliran. Kapasitas pembilasan dan akumulasi biomassa dapat dikontrolBahan organik terlarut yang terkandung di air limbah diubah oleh bakteri, dan dipisahkan dari cairan dalam bak sedimentasi secara berturut-turut

3. Tertiary Treatment

Jika proses sebelumnya belum memuaskanProses sebelumnya menurunkan BOD dan COD dan bakteri berbahayaProses primer dan sekunder tidak dapat menghilangkan komponen organik dan anorganik yang terlarutProses :Menghilangkan nitrpgen (algae nitrifikasi)Menghilangkan fosfor, misalnya dengan CaO, sehingga fosfor mengendapAdsopsiOsmosis berlawanan (reverse osmosis)ElektrodialisisSaringan multi mediaVacum filterPengurangan logam berat

Pengolahan menurut karakteristik limbahProses FisikaProses KimiaProses Biologi

1.Proses Fisika Proses FisikaYaitu proses pengolehan limbah secara mekanisProses tersebut a.l :Penyaringan Penghancuran Perataan airPenggumpalanSedimentasiPengapunganFiltrasi

PenyaringanBertujuan memisahkan padatan yang tak larut, bahan kasar yang cukup kasar dimensinya, sehingga padatan tertahanBahan yg sering digunakan : kawat stainless steel, kain polyester, kawat tembaga, plat karbon

Bar SceenPenyaring yang dilengkapi dg komunitor

SedimentasiPadatan yang mudah menggumpal bereaksi dengan zat penggumpal pada unit penggumpalanJika masih terdapat bahan lain yang tidak ikut bereaksi, diperlukan proses lebih lanjut agar dapat mengendapLimbah masuk secara perlahan agar partikel dapat mengendapKecepatan pengendapan :Vo = Q/AVo = kecepatan pengendapan (L perjam/m2)Q = debit aliran masuk (L/jam)A = Luas permukaan bak (m2)

Laju aliran air dihitung berdasar persamaan :Vw = Q/AVw = kecepatan aliran air (m/det)Q = debit aliran masuk (m3/det)Aw = Luas penampung air masuk (m2)Beberapa hal yang perlu diperhatikan :Perlu dibuat penahan air masuk untuk menjada arus turbulensi dan menahan buih Beban aliran perlu ditetepkanKemiringan bak ditetapkan 7o untuk memudahkan pengambilan lumpur

PengapunganProses ini menggunakan bantuan kompresor untuk memasukan udara ke dalam airTujuan agar lemak dan minyak dengan cepat naik ke permukaanBahan yang terapung dihilangkan dengan Skimming, suatu alat penangkap bahan terapung

EQUALISASI equalisasi laju alir mengkonstankan laju alir limbah ke IPAL selanjutnya ( menghindari beban mendadak (proses biologi), pengontrolan bhn kimia, beban padatan berkurang)

FiltrasiProses penyaringan adatan halus yang tdk mengendap walau sudah ditambah koagulan dan proses sedimentasiMedia yang digunakan : kerikil, pasir, karbon aktifFungsi filtrasi :Menghilangkan partikulat atau koloidalMeningkatkan kehilangan padatan tersuspensi, kekeruhan, BOD, COD, fosfor, dll

2. Proses KimiaMembutuhkan prakiraan biaya, mengingat ada beberapa zat kimia yang mahalBahan kimia yang murah dan tidak sulit penggunaanya biasanya yang dipilihAkan terbentuk unsur atau senyawa baru dalam air limbah, perlu pengambilanKegiatan proses kimia : pengendapan, klorinasi, oksidasi dan reduksi, netralisasi, ion exchanger, desinfektansia

NETRALISASI REAKSI ANTARA ASAM DGN BASA AIR DAN GARAM UTK MENJAGA pH 6,0 - 9,0 (diluar tsb bersifat racun bagi kehidupan air maupun bakteri) Limbah bersifat asam :H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4 atau gas CO2Limbah bersifat basa :, Ca(OH)2 atau NaOHOperasional : Bacth(kecil) dan continue (laju alir besar perlu control otomatis)

B. Pengendapan/Presipitasi dengan bahan kimiaBahan pencemar yang dapat dikurangi atau dihilangkan dengan proses kimia :Material tersuspensi baik organik maupun anorganikFosfat terlarut dapat direduksi dengan alumunium feri sulfat (

C. KOAGULASI DAN FLOKULASIKonversi polutan (koloid tersuspensi) menjadi gumpalan-gumpalan yg dpt diendapkan, disaring atau diapungkanBentuk koloid (sebagian besar dari polutan) sulit mengendap kekeruhan, shg perlu digumpalkan dgn proses koagulasi/flokulasiProses penambahan koagulan/flokulan:Destabilisasi sistem koloid (pengurangan daya tolak /netral elektrostatik)Terbentuk microflocTerbentuknya macrofloc yang dapat diendapkan,disaring, diapungkan KOAGULAN:- Valensi ion dari koagulan, semakin besar semakin baik (muatan yg akan menetralkan koloid) contoh: Al2(SO4)3, FeCl3, FeSO4, Al2(OH)2Cl4

Reaksi Al2(SO4)3. 14 H2O + Ca(HCO3)2 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 14H2O + 6CO2Agar suasana alkali terjaga, perlu ditambahkan larutan kapurAl2(SO4)3. 14 H2O + 3Ca(HCO3)2 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 14H2O + 6CO2Fero Sulkfat (pH reaksi 9,5)

Fe(SO4)3.7H2O + 2Ca(OH)2 + O22Fe(OH)3 + CaSO4 + 13H2OFeri Sulfat (pada pH 4-12)FeSO4 + Ca(OH)2 Fe(OH)2 + CaSO4 4Fe(OH)2 + O2 + H2 4Fe(OH)3FLOKULAN:- Seny. Polielektrolit pembentuk makroflok (1)non ionik polimer (poliacryamida), (2) anionik polimer (polyacrylic acid), (3) kationik (polyethylene amine)

D. DISINFEKTIONBeberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam memilih bahan kimia yg dipergunakan sbg disinfektan antara lain:Daya racu zat tersebutWaktu kontak yang dilakukanEfektivitasnyaRendahnya dosisTdk toksis thd manusia dan hewanTetap tahan terhadap airBiaya murah untuk pemakaian masalBahan kimia antara lain : kliorin oksida dan komponennya, bromin, rodin, permanganat, asam dan basa kuatDalam dunia perdagangan yg biasanya dipergunakan adalah klorin

Lanjutan.Klorin berupa gas :Cl2 + H2OHOCCl + H+ + Cl-OHOClH+ + OCl-Garam hipoklorit seperti NaOCl atau garam Ca(OCl)2 yang dikenal dengan kaporitNaOClNa+ + OCl-Ca(OCl)2Ca2+ + 2OCl-OCl- + H+HOClHOCl dan OCl- disebut klor bebas (free avaible clorin) dengan daya bunuh HOCl 40 80 kali dari OCl-

Sisa Cl2 membahayakan boita dan manusia, sisa tersebut perlu dihilangkanCaranya dengan karbon aktif atau sodium sulfatC + 2Cl2+ H2OHCl + CO2HOCl + HSO3-Cl- + SO4- + 2H+SO2 + HOCl + H2OCl- + SO4- + 2H+

3. Proses BiologiMemanfaatkan mikroorganisme untuk menguraikan bahan organik menjadi senyawa yang sederhanaDapat dilakukan dengan 3 cara :Pengolahan Cara AerobPengolahan Cara AnaerobPengolahan Fakultatif

Suspended Growth activated sludge : koloni bakteri tersuspensi dalam gumpalan-gumpalan koloid yang bergerak bebas dan bereaksi dgn limbah Pengolahan Cara AerobLumput aktif

1. Lumpur Aktif , dikenal dengan istilah mixed liquor suspended solid (MLSS), yaitu jumlah total padatan tersuspensi yang berasal dari kolam pengendap lumpur aktifAgar dihasilkan proses pengolahan yg baik, perlu dipertimbangkan : Setiap m3 limbah diperlukan 8-10m3 udara Sebaiknya air limbah dalam tangki aerasi 6-8 jamRasio udara yg dimasukkan dengan BOD berkisar 40-80 m3 untuk setiap BOD

Cell Residence Time (CRT) adalah 8 hari, dg persamaan :CRT = MLSS x Vta Wr x KiMLSS : mixed liquor suspended solid (mg/L)Vta: Volume tangki aerasi (L)Wr: Jumlah lumpur yg dibuang dari tangki aerasi (L/det)Ki: Jumlah lumpur yg dikembalikan ke tangki aerasi (L/det)

Rasio jumlah makanan dan mikroorganisme pada umumnya 0,2 0,3, dihitung dari persamaan : Fm = BOD x Vi MLSS x VtaFm = rasio makanan dan organismeVi = Volume limbah (m3/hari)BOD = Biochemical Oxygen Demand

KOLAM OKSIDASIKolam Tanah : tempat air limbah diproses secara alamiah (mikroorganisme dan alga)Oksigen: fotosintesis alga dan atmosfer, proses efektif namun butuh areal yg luas. Trickling Filter: Bhn organik terlarut ditransfor ke biomassa bakteri dalam matrik (trikling filter) kemudian dipisahkan dalam bak sedimentasi

Attached Growth : Mikroorganisme ditumbuhkan dalam Matrik PendukungAerasi

Trckling Filter (sudah)Lagon (bisa aeron maupun anaerob)Digunakan untuk menambahkan oksigen ke dalam air Cocok untuk limbah dengan volume banyakJenis langon dan efisiensi :

Jenis lagonKedalaman%BODAnaerobFakultatifDangkalAerasi sebagianAerasi sempurnatersier2,5 -3 m0,9 2,4 m0,3 0,47 ms/d 3 m s/d 3 m-s/d 3 m225 -1120 kg/hari70 -90 kg/hari67 224 kg/hari450 kg/hari450 kg/hari17 -34 kg/hari

2. Pengolahan Cara AnaerobMenghasilkan metan dan karbon dioksida Pabrik yg sesuai : penyamakan kulit, gula, rumah potong hewan, pengalenganMetan yang dihasilkan dpt dialirkan ke tangki penampung gas.

Peolahan cara anaerob , terbagi menjadi 3 sistem Kolam terbuka

Septik tankKolam anaerob digester

Septic tankUntuk membuat septictanc yang baik :Dinding septic tank dibuat dari bahan yang rapat air Untuk membuang air limbah pencernaan dari septictanc perlu dibuatkan daerah peresapanDirencanakan membuang kotoran RT 100 L/hariWaktu tinggal di tangki pencerna 24 jamBesarnya ruang lumpu = 30 L/org/tahunLantai dibuat miring ke arah lumpurPipa air masuk septictanc lebih tinggi 2,5 cm dari pipa keluarDilengkapi dengan lubang pemeriksaan dan lubang udaraUntu kenjamin terpakainya bidang peresapan, maka pemasangan siphon otomatis sangat bermanfaat agar air dibuang secara berkala

Desain septictanc 6 org, 5 th, waktu tinggal 2 hariBesar R pencernaan: 2 x 6 x 100 L = 1.200 LBesar R Lumpur: 6 x 30 x 5 th = 900 L

3. Pengolahan secara FalultatifAdalah pengolahan mengendung bakteri dengan adaptasi tinggi (bisa aeron maupun anaerob)Limbah terbagi menjadi 3 lapisan Lapisan atas : aedah aerobikLapisan tengan : daerah fakultatifLapisan bawah : daerah anaerobikPada kedalaman 1-2 m terjadi proses fotosintesis: CO2 + H2O sinar matahari O2 + sel algae

*************************************wb suyasa07******wb suyasa07****wb suyasa07*wb suyasa07********