3. Pengolahan Limbah Cair secara Kimia

Prinsip yang digunakan untuk mengolah limbah cair secara kimia adalah menambahkan bahan kimia (koagulan) yang dapat mengikat bahan pencemar yang dikandung air limbah, kemudian memisahkannya (mengendapkan atau mengapungkan).

Kekeruhan dalam air limbah dapat dihilangkan melalui penambahan/pembubuhan sejenis bahan kimia yang disebut flokulan. Pada umumnya bahan seperti aluminium sulfat (tawas), fero sulfat, poli amonium khlorida atau poli elektrolit organik dapat digunakan sebagai flokulan.

Untuk menentukan dosis yang optimal, flokulan yang sesuai dan pH yang akan digunakan dalam proses pengolahan air limbah, secara sederhana dapat dilakukan dalam laboratorium dengan menggunakan test yang merupakan model sederhana dari proses koagulasi.

Dalam pengolahan limbah cara ini, hal yang penting harus diketahui adalah jenis dan jumlah polutan yang dihasilkan dari proses produksi. Umumnya zat pencemar industri kain sasirangan terdiri dari tiga jenis yaitu padatan terlarut, padatan koloidal, dan padatan tersuspensi.

Terdapat 3 (tiga) tahapan penting yang diperlukan dalam proses koagulasi yaitu : tahap pembentukan inti endapan, tahap flokulasi, dan tahap pemisahan flok dengan cairan.

3.1. Tahap Pembentukan Inti endapan

Pada tahap ini diperlukan zat koagulan yang berfungsi untuk penggabungan antara koagulan dengan polutan yang ada dalam air limbah. Agar penggabungan dapat berlangsung diperlukan pengadukan dan pengaturan pH limbah. Pengadukan dilakukan pada kecepatan 60 s/d 100 rpm selama 1 s/d 3 menit; pengaturan pH tergantug dari jenis koagunlan yang digunakan, misalnya untuk :

 Alum  pH 6 s/d 8 Fero Sulfat  pH 8 s/d 11 Feri Sulfat  pH 5 s/d 9 PAC  pH 6 s/d 9

3.2. Tahap Flokulasi

Pada tahap ini terjadi penggabungan inti inti endapan sehingga menjadi molekul yang lebih besar, pada tahap ini dilakukan pengadukan lambat dengan kecepatan 40 s/d 50 rpm selama 15 s/d 30 menit. Untuk mempercepat terbentuknya flok dapat ditambahkan flokulan misalnya polielektrolit.

Polielektrolit digunakan secara luas, baik untuk pengolahan air proses maupun untuk pengolahan air limbah industri. Polielektrolit dapat dibagi menjadi tiga jenis yaitu non ionik, kationik dan anionik; biasanya bersifat larut air. Sifat yang menguntungkan dari penggunaan polielektrolit adalah : volume lumpur yang terbentuk relatif lebih kecil, mempunyai kemampuan untuk menghilangkan warna, dan efisien untuk proses pemisahan air dari lumpur (dewatering).

3.3. Tahap Pemisahan Flok dengan Cairan

Flok yang terbentuk selanjutnya harus dipisahkan dengan cairannya, yaitu dengan cara pengendapan atau pengapungan. Bila flok yang terbentuk dipisahkan dengan cara pengendapan, maka dapat digunakan alat klarifier, sedangkan bila flok yang terjadi diapungkan dengan menggunakan gelembung udara, maka flok dapat diambil dengan menggunakan skimmer.

Gambar diagram alir proses koagulasi dengan pengendapan adalah sebagai berikut :

Klarifier berfungsi sebagai tempat pemisahan flok dari cairannya. Dalam klarifier diharapkan lumpur benar-benar dapat diendapkan sehingga tidak terbawa oleh aliran air limbah yang keluar dari klarifier, untuk itu diperlukan perencanaan pembuatan klarifier yang akurat.

Kedalaman klarifier dipengaruhi oleh diameter klarifier yang bersangkutan. Misalkan dibuat klarifier dengan diameter lebih kecil dari 12m, diperlukan kedalaman air dalam klarifirer minimal sebesar 3,0 m dan disarankan 

Pengolahan Secara Kimia

Pengolahan 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. 

PENGOLAHAN LIMBAH SECARA BIOLOGIS.

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

Karakteristik limbah:

1. Berukuran mikro2. Dinamis

3. Berdampak luas (penyebarannya)

4. Berdampak jangka panjang (antar generasi)

Faktor yang mempengaruhi kualitas limbah adalah:

1. Volume limbah2. Kandungan bahan pencemar

3. Frekuensi pembuangan limbah

Berdasarkan karakteristiknya, limbah industri dapat digolongkan menjadi 4 bagian:

1. Limbah cair2. Limbah padat

3. Limbah gas dan partikel

4. Limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun)

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

1. pengolahan menurut tingkatan perlakuan2. pengolahan menurut karakteristik limbah

Indikasi Pencemaran Air

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

1. Perubahan pH (tingkat keasaman / konsentrasi ion hidrogen) Air normal yang memenuhi syarat untuk suatu kehidupan memiliki pH netral dengan kisaran nilai 6.5 – 7.5. Air limbah industri yang belum terolah dan memiliki pH diluar nilai pH netral, akan mengubah pH air sungai dan dapat mengganggukehidupan organisme

didalamnya. Hal ini akan semakin parahjika daya dukung lingkungan rendah serta debit air sungai rendah. Limbah dengan pH asam / rendah bersifat korosif terhadap logam.

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

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

Bahan buangan padat Bahan buangan organik

Bahan buangan anorganik

Pengolahan air limbah berdasarkan tingkatannya:

Pengolahan primer

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

Pengolahan sekunder

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

Pengolahan tersier (lanjut)

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

Perencanaan sistem pengolahan limbah cair:

1. Pembuatan diagram alir proses2. Penentuan kriteria dan ukuran setiap UPL (unit pengolahan limbah)

3. Persiapan keseimbangan/neraca padatan

4. Evaluasi tekanan hidrolik

5. Pembuatan lay out UPL

Pengolahan limbah cair secara biologis:

Peranan mikroorganisme:

1. Bakteri

Paling penting

Kemoheterotropik: BO sebagai sumber energi (umum)

Kemoautotropik: bahan anorganik sebagai sumber energi

Fotosintesis: sinar sebagai sumber energi

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

Rumus umum C5H7O2N

Punya kemampuan untuk menggumpal

1. Kapang

Nonfotosintesis, bersel jamak, aerobik

Banyak terdapat pada limbah pH , kadar air , N

Rumum umum C10H17ON

Kurang diinginkan karena sulit diendapkan

1. Protozoa

Motil, bersel tunggal

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

1. Ganggang (alga)

Autotrof, fotosintesis

Rumus umum: C106H180O45N16P

Metabolisme: CO2 + H2O sinar matahari CH2O + O2

Mensuplai oksigen untuk pertumbuhan bakteri

Spesies yang penting: ganggang biru – hijau, dan ganggang hijau

TIPE METABOLISME:

1. Aerobiko Mengoksidasi BO

o Memerlukan O2 sebagai aseptor elektron

2. Anaerobik

o Tidak memerlukan oksigen (obligat)

3. Fakultatif

o Sebagian besar mikroorganisme

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

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PENGOLAHAN LIMBAH SECARA BIOLOGIS:

1. Nutrieno Makro: C, N, P

o Mikro: cukup

o Pendekatan ~ rumus sel

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

2. Oksigen

Diperlukan untuk proses anaerobik, min: 1.0 mg/l

Untuk anaerobik tidak perlu

1. Suhu

o 25 - 35°C (mesofilik)

o 45 - 60°C (thermofilik)

1. pH

o Umum = 6,5 – 8,5

o Limbah asam/alkali netralisasi

PROSES PENGOLAHAN LIMBAH SECARA BIOLOGIS

AEROBIK

1. Pertumbuhan tersuspensi (suspended growth)

o Activated sludge

o Sequenzing batch reactor

o Contact stabilization

o Aerobic digestion

o Aerated tagoons

o Parit oksidasi

2. Pertumbuhan melekat (attached growth)

Tricking filter (filter menetes)

Rotating biological contractors

ANAEROBIK

1. Pertumbuhan tersuspensi

o Anaerobik digestion

o Anaerobic contact process

o Upflow anaerobic sludge – blanked

2. Pertumbuhan melekat

Anaerobic filter process

Expanded bed

ANOXIC PROCESSES

1. Suspended - growth denitrification

2. Fixed film denitrification

KOMBINASI AEROBIK, ANOXIC, ANAEROBIK

1. Pertumbuhan tersuspensi

Proses: fase, atau multifase

1. Kombinasi pertumbuhan tersuspensi melekat

Proses: fase atau multifase

SISTEM KOLAM

Kolam fakultatif

Kolam anaerobik

Kolam aerobik

Kolam pematangan (stabilisasi/tertiary pond)

PENCERNAAN ANAEROBIK

Waktu retensi padatan lama (15-20 hari) Padatan yang dihasilkan minimum

Reaksi endogenes metabolisme dominan

Dalam digesteranaerobik (aerasi tidak terlalu intensif)

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

Reduksi padatan menguap 40-60%

Keuntungan VS pencernaan aerobik:

o Tidak perlu insulasi, panas tambahan ‹ penutup

o Punya kemampuan untuk menangani konsentrasi lumpur