LIMBAH INDUSTRI

2.1 Pengertian Limbah Industri

Limbah adalah buangan yang kehadirannya pada suatu saat dan

tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungannya karena tidak mempunyai

nilai ekonomi. Limbah yang mengandung bahan polutan yang memiliki

sifat racun dan berbahaya dikenal dengan limbah B3, yang dinyatakan

sebagai bahan yang dalam jumlah relatif sedikit tetapi berpotensi untuk

merusak lingkungan hidup dan sumberdaya (Ginting, 2007).

2.2 Klasifikasi Limbah Industri

Berdasarkan nilai ekonominya limbah dibedakan menjadi limbah

yang mempunyai nilai ekonomis dan limbah yang tidak memiliki nilai

ekonomis. Limbah yang memiliki nilai ekonomis yaitu limbah dimana

dengan melalui suatu proses lanjut akan memberikan suatu nilai tambah.

Limbah non ekonomis adalah suatu limbah yang walaupun telah dilakukan

proses lanjut dengan cara apapun tidak akan memberikan nilai tambah

kecuali sekedar untuk mempermudah sistem pembuangan. Limbah jenis

ini sering menimbulkan masalah pencemaran dan kerusakan lingkungan

(Kristanto, 2002).

2.2.1 Limbah Cair

2.2.1.1 Pengertian Limbah Cair

Secara umum dapat dikemukakan bahwa limbah cair adalah cairan

buangan yang berasal dari rumah tangga dan industri serta tempat-tempat

umum lainnya dan mengandung bahan atau zat yang dapat membahayakan

kesehatan manusia serta mengganggu kelestarian lingkungan hidup

(Kusnoputranto, 1985).

2.2.1.2 Sumber Air Limbah

Beberapa sumber air limbah antara lain adalah (Kusputranto, 1985) :

1. Air limbah rumah tangga (domestic wastes water)

2. Air limbah kota praja (municipal wastes water)

3. Air limbah industri (industrial wastes water)

2.2.1.3 Parameter Air Limbah

Beberapa parameter yang digunakan dalam pengukuran kualitas air limbah

antara lain : (Kusnoputranto, 1985).

1. Kandungan Zat Padat

Yang diukur dari kandungan zat padat ini adalah dalam bentuk

Total Solid Suspended (TSS) dan Total Dissolved Solid (TDS). TSS adalah

padatan yang menyebabkan kekeruhan air yang tidak larut dan tidak dapat

mengendap langsung. TDS adalah padatan yang menyebabkan kekeruhan

pada air yang sifatnya terlarut dalam air.

2. Kandungan Zat Organik

Zat organik di dalam penguraiannya memerlukan oksigen dan

bantuan mikroorganisme. Salah satu penentuan zat organik adalah dengan

mengukur BOD (Biochemical Oxygen Demand) dari buangan tersebut.

BOD adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bakteri untuk

melakukan dekomposisi aerobik bahan-bahan organik dalam larutan, di

bawah kondisi waktu dan suhu tertentu (biasanya lima hari pada 200C).

3. Kandungan Zat Anorganik

Beberapa komponen zat anorganik yang penting untuk mengawasi

kualitas air limbah antara lain : Nitrogen dalam senyawaan Nitrat,

Phospor, H2O dalam zat beracun dan logam berat seperti Hg, Cd, Pb dan

lain-lain.

4. Gas

Adanya gas N2, O2, dan CO2 pada air buangan berasal dari udara

yang larut ke dalam air, sedangkan gas H2S, NH3, dan CH4 berasal dari

proses dekomposisi air buangan. Oksigen di dalam air buangan dapat

diketahui dengan mengukur DO (Dissolved Oxygen). Jumlah oksigen yang

ada di dalam sering digunakan untuk menentukan banyaknya/besarnya

pencemaran organik dalam larutan, makin rendah DO suatu larutan makin

tinggi kandungan zat organiknya.

5. Kandungan Bakteriologis

Bakteri golongan Coli terdapat normal di dalam usus dan tinja

manusia. Sumber bakteri patogen dalam air berasal dari tinja manusia

yang sakit. Untuk menganalisa bakteri patogen yang terdapat dalam air

buangan cukup sulit sehingga parameter mikrobiologis digunakan

perkiraan terdekat jumlah golongan coliform (MPN/ Most Probably

Number) dalam sepuluh mili buangan serta perkiraan terdekat jumlah

golongan coliform tinja dalam seratus mili air buangan.

6. pH (Derajat Keasaman)

Pengukuran pH berkaitan dengan proses pengolahan biologis

karena pH yang kecil akan menyulitkan, disamping akan mengganggu

kehidupan dalam air bila dibuang ke perairan terbuka.

7. Suhu

Suhu air buangan umumnya tidak banyak berbeda dengan suhu

udara tapi lebih tinggi daripada suhu air minum. Suhu dapat

mempengaruhi kehidupan dalam air. Kecepatan reaksi atau pengurangan,

proses pengendapan zat padat serta kenyamanan dalam badan-badan air.

2.2.1.4 Tujuan Pengolahan Limbah Cair Industri

Pengolahan limbah cair industri mempunyai tujuan (Pandia, 1995) :

1. Penghilangan bahan tersuspensi dan terapung

2. Penghilangan organisme patogen

3. Pengolahan bahan organik yang terbiodegradasi

4. Peningkatan pengertian tentang dampak pembuangan limbah yang tidak

diolah atau sebagian diolah terhadap lingkungan.

5. Peningkatan pengetahuan dan pemikiran tentang efek jangka panjang

yang mungkin akan ditimbulkan oleh komponen tertentu dalam limbah

yang dibuang ke badan air.

6. Peningkatan kepedulian nasional untuk perlindungan lingkungan.

7. Pengembangan berbagai metoda yang sesuai untuk pengolahan limbah.

2.2.1.5 Sistem Pengolahan Limbah Cair

Pengolahan limbah dengan memanfaatkan teknologi pengolahan

dapat dilakukan dengan cara fisika, kimia, dan biologis atau gabungan

ketiga sistem pengolahan tersebut. Berdasarkan sistem unit operasinya

teknologi pengolahan limbah diklasifikasikan menjadi unit operasi fisik,

unit operasi kimia dan unit operasi biologi. Sedangkan bila dilihat dari

tingkatan perlakuan pengolahan maka sistem pengolahan limbah

diklasifikasi menjadi : Pre treatment, Primary treatment system,

Secondary treatment system, Tertiary treatment system. Setiap tingkatan

treatment terdiri pula atas sub-sub treatment yang satu dengan yang laain

berbeda.

1. Pre Treatment

Pengolahan pendahuluan digunakan untuk memisahkan padatan kasar,

mengurangi ukuran padatan, memisahkan minyak atau lemak dan proses

menyetarakan fluktuasi aliran limbah pada bak penampung. Unit yang

terdapat dalam pengolahan pendahuluan adalah :

a. Saringan (bar screen)

b. Pencacah (communitor)

c. Bak penangkap pasir (grit chamber)

d. Penangkap lemak dan minyak (skimmer and grease trap)

e. Bak penyetaraan (equlization basin)

2. Primary Treatment

Pengolahan tahap pertama bertujuan untuk mengurangi kandungan

padatan tersuspensi melalui proses pengendapan (sedimentation). Pada

proses pengendapan partikel padat dibiarkan mengendap ke dasar tangki.

Bahan kimia biasanya ditambahkan untuk menetralisasi dan meningkatkan

kemampuan pengurangan padatan tersuspensi. Dalam unit ini pengurangan

BOD dapat mencapai 35% sedangkan suspended solid berkurang sampai

60%. Pengurangan BOD dan padatan pada tahap awal ini selanjutnya akan

membantu mengurangi beban pengolahan tahap kedua.

3. Secondary Treatment

Pengolahan kedua ini mencakup proses biologis untuk mengurangi

bahan-bahan organik melalui mikroorganisme yang ada di dalamnya. Pada

proses ini sangat dipengaruhi oleh banyak faktor antara lain jumlah air

limbah, tingkat kekotoran, jenis kotoran yang ada dan sebagainya reaktor

pengolahan lumpur aktif (activated sludge) dan saringan penjernihan

biasanya dipergunakan dalam tahap ini. Pada proses penggunaan lumpur

aktif, maka air limbah yang telah lama ditambahkan pada tangki aerasi

dengan tujuan untuk memperbanyak jumlah bakteri secara cepat agar

proses biologis dalam menguraikan bahan organik berjalan lebih cepat.

Lumpur aktif tersebut dikenal sebagai MLSS (Mizeed Liquiour Suspended

Solid), dalam proses biologis ada dua hal yang penting yaitu:

a. Proses Penambahan Oksigen

Pengambilan zat pencemar yang terkandung di dalam air limbah

merupakan tujuan pengolahan air limbah. Penambahan oksigen adalah

salah satu usaha dari pengambilan zat pencemar tersebut sehingga

konsentrasi zat pencemar akan berkurang atau bahkan dihilangkan sama

sekali. Zat yang diambil dapat berupa gas, cairan ion, koloid, atau bahan

tercampur.

b.Pertumbuhan bakteri dalam bak reaktor

Bakteri diperlukan untuk menguraikan bahan organik yang ada di

dalam air limbah. Oleh karena itu, diperlukan jumlah bakteri yang cukup

untuk menguraikan bahan-bahan organik tersebut. Bakteri yang digunakan

ini memerlukan bahan makanan, yaitu lumpur. Untuk penambahan bahan

makanan agar persediaan makan lebih banyak maka digunakan lumpur.

Lumpur yang digunakan untuk penambahan makanan ini disebut lumpur

aktif (activated sludge). Pemberian lumpur aktif ini dilakukan sebelum

memasuki bak aerasi dengan mengambil lumpur dari bak pengendapan

kedua atau dari bak pengendapan akhir (final sedimentation tank).

4. Tertiary Treatment

Pengolahan ini adalah lanjutan dari pengolahan terdahulu,

pengolahan jenis ini baru akan dipergunakan apabila pada pengolahan

pertama dan kedua masih banyak terdapat zat tertentu yang masih

berbahaya bagi masyarakat umum. Pengolahan ketiga ini merupakan

pengolahan secara khusus sesuai dengan kandungan zat terbanyak dalam

air limbah, biasanya dilaksanakan pada pabrik yang menghasilkan air

limbah yang khusus pula. Beberapa jenis pengolahan yang sering

dipergunakan antara lain :

a. Saringan pasir

Penyaringan adalah pengurangan lumpur tercampur dan partikel koloid

dari air limbah dengan melewatkan pada media yang porous. Saringan

pasir ini ada 2 jenis yaitu saringan pasir lambat dan saringan pasir cepat.

b. Saringan Multimedia

Penyaring dengan multimedia ini dengan menggunakan saringan yang

berbeda granulanya, misalnya : 0,5 meter antrasit dengan diameter 1

milimeter pada bagian atas 0,3 meter pasir silika dengan diameter 0,5 m.

Satu set penyaring menghasilkan 2,7 - 5,4 liter/meter kubik perdetik.

c. Micro Staining

Saringan micro staining terdiri dari bahan drum yang diputar, sedangkan

drum itu dibungkus ayakan bahan stainless steel. Pada penggunaannya

drum diputar dengan 2/3 bagian dari drum terendam di dalam air limbah

sehingga air yang cukup jernih dapat masuk ke dalam drum sedangkan

lumpur tertahan pada ayakan pembungkusnya dan melekat sehingga ikut

terangkat ke atas pada waktu berputar.

d. Vaccum Filter

Saringan ini terdiri dari drum horizontal yang dilapisi dengan filter

medium atau spiral, kemudian diputar dalam campuran lumpur dan limbah

dengan ¼ bagian dari drum terendam larutan.

Penyerapan secara umum adalah proses pengumpulan benda-benda terlarut

yang terdapat dalam antara dua permukaan. Keberadaan ferric dan manganic

larutan dapat berbentuk dengan adanya pabrik tenun, kertas dan proindustri. Fe

dan Mn dapat dihilangkan dari dalam air dengan melakukan oksidasi menjadi Fe

(OH)3 dan MnO2 yang tidak larut dalam air, kemudian diikuti dengan

pengendapan dan penyaringan. Oksidator utama adalah molekul-molekul oksigen

dari udara, klosin atau KmnO4 .

f. Osmosis bolak-balik

Osmosis bolak-balik adalah satu diantara sekian banyak teknik pengurangan

bahan mineral yang diterapkan untuk memproduksi air yang siap dipergunakan

lagi.

g. Pembunuhan bakteri (desinfektan)

Pembunuhan bakteri bertujuan untuk mengurangi atau membunuh

mikroorganisme patogen yang ada dalam air limbah.

h. Pengolahan lanjut (ultimate disposal)

Dari setiap tahap pengolahan air limbah maka hasilnya adalah berupa lumpur

yang perlu dilakukan pengolahan secara khusus agar lumpur tersebut dapat

digunakan kembali untuk keperluan kehidupan misalnya untuk menimbun lubang.

2.2.2. Limbah Lumpur

2.2.2.1 Pengertian Lumpur Bor

Lumpur bor adalah fluida yang dipakai dalam pengeboran yang terdiri dari

bahan dasar atau bahan aditif atau hasil campuran keduanya yaitu bahan

dasar dan bahan aditif (PerMen ESDM RI, 2006). Bahan dasar adalah fluida

dasar lumpur bor dalam bentuk bahan dasar air, bahan dasar minyak dan

bahan dasar sintetis. Bahan aditif adalah bahan tambahan untuk pembuatan

lumpur, dapat berupa padatan atau cairan yang dicampurkan pada bahan

dasar dengan fungsi khusus. Lumpur pemboran menurut definisi API

(American Petroleum Institute 2003) adalah fluida sirkulasi yang digunakan

dalam pemboran dan memiliki peranan yang penting dalam keberhasilan

proses pemboran itu sendiri. Lumpur pengeboran adalah fluida yang

digunakan dalam proses pengeboran yang diedarkan atau dipompakan dari

permukaan melalui pipa bor menuju mata bor dan akan kembali ke

permukaan melalui Annulus (celah antara pipa bor dengan lubamg sumur)

sambil membawa cutting pemboran (Growcock, 2005).

Pengertian Limbah Lumpur

Limbah lumpur adalah sisa-sisa pemakaian lumpur bor yang telah

dipergunakan pada proses pengeboran minyak dan tidak dipergunakan lagi

(PerMen ESDM RI, 2006).

Jenis Lumpur Bor

1. Fresh Water Muds

Lumpur yang fasa cairnya adalah air tawar dengan kadar garam yang kecil

(kurang dari 10000 ppm = 1 % berat garam) berfungsi sebagai fase kontinyu

65% berat bobot dan clay sebagai pembentuk mud itu sendiri.

2. Salt Water Muds (air asin)

Lumpur ini digunakan untuk membor garam massive (saltdome) atau salt

stringer (lapisan formasi garam) dan kadang-kadang bila ada aliran garam

yang terbor.

3. Oil Base Mud

Lumpur yang dibuat dengan minyak sebagai fase kontinyu dan attapulgite

sebagai pengganti bentonite memiliki kadar air dibawah 3 - 5% volume

untuk mengontrol viscositas, menaikan gel strength, efek kontaminasi,

untuk menaikan gel strength perlu ditambahkan zat kimia. Manfaat dari Oil

Base Mud adalah untuk melepaskan drill pipe yang terjepit dan

mempermudah pemasangan casing dan liner.

4. Gaseous Drilling Fluids

Lumpur yang dibuat dengan udara atau gas sebagai fase continue dan air

sebagai fase dispersant dibawah 5% volume total, lumpur ini digunakan

pada pemboran daerah yang memiliki kondisi air sangat minim serta pada

pemboran daerah dengan jenis batuan yang sangat keras dan bertemperatur

tinggi.

Lumpur bor secara umum terbuat dari bongkahan bentonit yang dicampur dengan

air untuk viskositas yang diinginkan. Bahan aditif lain yang juga ditambahkan

adalah barium sulfat (barit), kalsium karbonat (kapur) atau hematite yang

berfungsi sebagai pemberat, caustic soda (NaOH) dan potassium hydroxide

sebagai pengatur pH serta bahan tambahan lainnya, seperti pengatur air tapisan

(fluid loss control), penstabil lapisan lempung (shale stabilizer). Sedangkan

bongkahan bentonit sendiri berfungsi sebagai pengental lumpur (viscofisier)

dengan komposisi terbesar dari adonan lumpur ini adalah air.

Sifat-Sifat Fisik Lumpur Pengeboran

1. Berat Jenis

Berat jenis lumpur pengeboran sangat besar pengaruhnya dalam mengontrol

tekanan formasi, sebab dengan naiknya berat jenis lumpur maka tekanan lumpur

akan naik pula.

Dengan perhitungan sebagai berikut :

D = W/V

Dimana : D = Berat jenis lumpur

W = Berat lumpur

V = Volume lumpur

2. Tekanan Hidrostatik

Tekanan hidrostatik lumpur didefinisikan sebagai fungsi tekanan per satuan luas

yang secara matematis dinyatakan sebagai berikut :

P = 0.052 h D a

Dimana : P = Tekanan hidrostatik lumpur

A = Luas penampang

h = Tinggi kolom lumpur

D = berat jenis

3. Viskositas

Salah satu sifat lumpur yang menentukan daya tahan terhadap pergerakan,

dimana tahanan ini terjadi disebabkan oleh pergesekan antar partikel-partikel dari

lubang bor. Viskositas menyatakan kekentalan dari lumpur bor, dimana viskositas

memegang peranan dalam pengangkatan serbuk bor ke permukaan. Makin kental

lumpur, maka pengangkatan cutting kurang sempurna, dan akan mengakibatkan

cutting tertinggal didalam lubang bor serta mengakibatkan tejepitnya rangkaian

pipa pemboran. Akan tetapi bila lumpur pemboran mempunyai harga viskositas

yang terlalu tinggi maka dapat mengakibatkan permasalahan pemboran seperti

loss circulation.

4. Gel Strength

Waktu lumpur bersirkulasi besaran yang berperan adalah viskositas,

sedangkan ketika sirkulasi berhenti yang memegang peranan adalah gel strength.

Lumpur akan menjadi gel saat tidak ada sirkulasi. Hal ini disebabkan oleh gaya

tarik menarik antara partikel-partikel padatan lumpur. Saat lumpur berhenti

bersirkulasi, lumpur harus mempunyai gel strength yang dapat menahan cutting

dan material pemberat lumpur agar jangan turun, sehingga padatan tidak

menumpuk dan mengendap di annulus, dan mencegah pipa terjepit. Akan tetapi

jika gel strength terlalu tinggi akan menyebabkan beratnya kerja pompa lumpur

untuk memulai sirkulasi kembali. Walaupun pompa mempunyai daya yang kuat,

pompa tidak boleh mempompakan lumpur dengan daya yang besar karena formasi

akan pecah.

5. Yield Point

Bagian dari resistensi untuk mengalir oleh gaya tarik-menarik antar

partikel. Jadi Yield Point merupakan angka yang menunjukkan shearing stress

yang diperlukan untuk mensirkulasikan lumpur kembali. Dengan kata lain lumpur

tidak akan dapat sirkulasi sebelum diberikan shearing stress sebesar yield point.

Yield Point sangat penting diketahui untuk perhitungan hidrolika lumpur, dimana

yield point mempengaruhi hilangnya tekanan waktu lumpur disirkulasikan

.

6. Filtrasi dan Mud cake

Ketika terjadi kontak antara lumpur dan batuan porous, batuan tersebut

akan bertindak sebagai saringan yang memungkinkan fluida dan partikel-partikel

kecil melewatinya. Fluida yang hilang ke dalam batuan disebut filtrate, sedangkan

partikel-partikel besar tertahan di permukaan dan membentuk lapisan batuan

disebut mud cake.

7. pH Lumpur

pH dipakai untuk menentukan tingkat kebasaan dan keasaman dari lumpur

bor. pH dari lumpur yang dipakai berkisar 8.5 – 12. Jadi lumpur bor yang

digunakan adalah dalam suasana basa. Lumpur sebaiknya tidak terlalu basa karena

akan menaikkan viskositas dan gel strength dari lumpur.

Aditif merupakan bahan yang ditambahkan sehingga mud memiliki kemampuan

untuk mengatasi masalah yang terjadi pada saat pemboran berlangsung, adapun

aditif yang dipakai dalam pemboran meliputi :

a. Thinner: Material yang ditambahkan untuk mengurangi densitas lumpur

Contoh: Lignosulfonate, Lignin, Alkylene oxide polimer, Quebranco

(Dispersant), Phosphate, Sodium tanate, Surfactant.

c. Viscosifier: Material yang ditambahkan kedalam lumpur untuk mengontrol

viscositas. Contoh: Clay, Acrylic polimer, Hidroksi metil selulosa, Polimer,

viscosifier, Polysaccharide.

d. Weighting agent: Material yang ditambahkan kedalam lumpur untuk

menambah berat lumpur. Contoh : Galena, Barite, Kalcium karbonate.

e. Special aditif: Material khusus untuk lumpur. Contoh: Viscositas reducer,

Chemical breaker, Fluid loss reducer, pH adjustment.

f. Loss circulation material: bahan yang ditambahkan pada lumpur untuk

menanggulangi loss pada pemboran.