Tugas Makalah Pengolahan Limbah

7/18/2019 Tugas Makalah Pengolahan Limbah

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-makalah-pengolahan-limbah 1/14

TUGAS MAKALAH

PENGOLAHAN LIMBAH

PROSES LIMBAH PADA INDUSTRI KERTAS

KELAS 2D

Disusun oleh :

1. Dind M!s"i# De$i2. In#n %i#!i An&

D' TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI MALANG



Pengertian

Limbah merupakan buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun

domestic (rumah tangga atau yang lebih dikenal sabagai sampah), yang kehadirannya pada suatusaat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomis.

Jenis sampah ini pada umumnya berbentuk padat dan cair. Kertas adalah bahan yang tipis danrata, yang dihasilkan dengan kompresi serat yang berasal dari pulp. Serat yang digunakan

biasanya adalah alami, dan mengandung selulosa dan hemiselulosa. Pabrik Kertas menghasilkan

limbah cair yang mengandung logam berat jenis Hg dan u. Limbah cair tersebut berupa buburkertas encer yang apabila dibuang sembarangan akan mengakibatkan pencemaran lingkungan.

Bahan Baku Industri Kertas

Kayu sebagai bahan baku dalam industri kertas mengandung beberapa komponen antara lain !

". Selulosa

Selulosa merupakan komponen yang paling dikehendaki dalam pembuatan kertas karena bersi#at

panjang dan kuat. $enurut Stanley (%&&") dalam kayu mengandung sekitar '& komponenselulosa.

%. Hemiselulosa

Hemiselulosa lebih mudah larut dalam air dan biasanya dihilangkan dalam proses pulping .

. Lignin

Lignin ber#ungsi merekatkan serat * serat selulosa sehingga menjadi kaku. Pada

proses pulping secara kimia dan proses pemutihan akan menghilangkan komponen lignin tanpamengurangi serat selulosa. $enurut Stanley (%&&") komponen lignin dalam kayu adalah sekitar

& .



+. ahan ekstrakti#

Komponen ini meliputi hormon tumbuhan, resin, asam lemak dan unsur lain. Komponen ini

sangat beracun bagi kehidupan perairan dan mencapai jumlah toksik akut dalam limbah industrikertas. $enurut Stanley (%&&"), jumlah komponen hemiselulosa dan hidrokarbon dalam kayu

adalah sekitar %& .

Karakteristik limbah pabrik kertas

-arnanya yang kehitaman atau abuabu keruh, bau yang khas, kandungan padatan

terlarut dan padatan tersuspensi yang tinggi, /0 yang tinggi dan tahan terhadap oksidasi

biologis

Limbah Industri Kertas

Pada proses pembuatan kertas terdapat 1at yang berpotensi mencemari lingkungan. limbah

proses pembuatan kertas yang berpotensi mencemari lingkungan tersebut dibagi menjadi +kelompok yaitu !

Limbah cair, yang terdiri dari !

• Padatan tersuspensi yang mengandung partikel kayu, serat dan pigmen

• Senya2a organik koloid terlarut seperti hemiselulosa, gula, alkohol, lignin, terpenting, 1at

pengurai serat, perekat pati dan 1at sintetis yang menghasilkan /0 ( Biological Oxygen

Demand ) tinggi,

• Limbah cair ber2arna pekat yang berasal dari lignin dan pe2arna kertas,

• ahan anorganik seperti 3a/H, 3a%S/+ dan klorin, • Limbah panas

• $ikroba seperti golongan bakteri koli#orm.

Partikulat yang terdiri dari !

• 4bu dari pembakaran kayu bakar dan sumber energi lain

• Partikulat 1at kimia terutama yang mengandung natrium dan kalsium.

5as yang terdiri dari !

• 5as sul#ur yang berbau busuk seperti merkaptan dan H %S yang dilepaskan dari berbagai

tahap dalam proses kraft pulping dan proses pemulihan bahan kimia

• /ksida sul#ur dari pembakaran bahan bakar #osil, kraft recovery furnacedan lime kiln (tanur

kapur)

• 6ap yang mengganggu jarak pandangan

Limbah padat yang terdiri dari !

• Sludge dari pengolahan limbah primer dan sekunder

• Limbah dari potongan kayu.



Dampak Pencemaran Limbah Pabrik Kertas

4dapun dampak dari limbah industri kertas yaitu pencemaran lingkungan dan kesehatanmanusia, dan ini dampak bagi pencemaran lingkungan antara lain !

a. $embunuh ikan, kerang, dan in7ertebrata akuatik lainnya b. $emasukkan 1at kimia karsinogenik dan 1at pengganggu akti7itas hormon ke dalamlingkungan

c. $enghabiskan jutaan liter air ta2ar

d. $enimbulkan resiko terpaparnya masyarakat oleh buangan 1at kimia berbahaya dari limbahindustri yang mencemari lingkungan

$enurut 5reen (%&&'), terdapat beberapa senya2a dalam industri pulp dan kertas yang berpeluang besar bersi#at karsinogenik bagi kesehatan manusia, yaitu !

8 4sbes

4sbes dapat menyebabkan kanker paru * paru, digunakan pada penyambungan pipa dan boiler.

8 4diti# kertas lainnya termasuk benzidine-base dyes, #ormaldehid danepichlorohydrin yang berpeluang menimbulkan kanker pada manusia.

8 Kromium heksa7alen dan senya2a nikel

Senya2a ini umumnya digunakan pada pengelasan stainless steel dan dikenal sebagaikarsinogenik terhadap paru * paru dan organ perna#asan lain.

8 0ebu kayu (utamanya kayu keras)

0ebu kayu keras dikenal sebagai penyebab kanker perna#asan.8 Hidra1in, styren, minyak mineral, chlorinated phenols dan dio9in

Senya2a * senya2a tersebut berpeluang besar menyebabkan kanker.

Pengolahan Limbah Industri Kertas

Limbah industri terdiri dari limbah gas, cair dan padat. $enurut Sunu (%&&"), berbagaicara untuk mencegah pencemaran udara antara lain !

7 Pencemar berbentuk gas

a. 4dsorbsi4dsorbsi merupakan proses melekatnya molekul polutan atau ion pada permukaan 1at padat,

yaitu adsorben, seperti karbon akti# dan silikat.

b. 4bsorbsi4bsorbsi merupakan proses penyerapan yang memerlukan sol7en yang baik untuk memisahkan

polutan gas dengan konsentrasinya.

c. KondensasiKondensasi merupakan proses perubahan uap air atau benda gasmenjadi cair pada suhu udara di

ba2ah titik embun.

d. Pembakaran

Pembakaran merupakan proses untuk menghancurkan gas hidrokarbon yang terdapat di dalam polutan dengan menggunakan proses oksidasi panas yang disebut incineration menghasilkan gas

karbon dioksida (/%) dan air.



7 Pencemaran berbentuk partikel

a. :ilter

:ilter udara bertujuan menangkap debu atau partikel yang ikut keluar cerobong atau stack pada

permukaan #ilter agar tidak ikut terlepas ke lingkungan. b. :ilter basah

ara kerja #ilter basah atau scrubbers; wet collectors adalah membersihkan udara kotor denganmenyemprotkan air dari bagian atas alat sedangkan udara yang kotor dari bagian ba2ah alat.

c. <lektrostatik

4lat pengendap elektrostatik menggunakan arus searah (0) yang mempunyai tegangan %' *

"&& K= sehingga terjadi pemberian muatan pada polutan dan akhirnya mengendap.d. Kolektor mekanis

Kolektor mekanis merupakan proses pengendapan polutan partikel berukuran besar secara

gra7itasi. ontohnya adalah cyclone separators(pengendap siklon) dengan meman#aatkan gayasentri#ugal.

7 Pengolahan limbah cair pada dasarnya dikelompokkan menjadi tahap yaitu !

". Pengolahan primer

Pengolahan primer bertujuan membuang bahan * bahan padatan yang mengendap atau

mengapung. Pada dasarnya pengolahan primer terdiri dari tahap * tahap untuk memisahkan air dari limbah padatan dengan membiarkan padatan tersebut mengendap atau memisahkan bagian *

bagian padatan yang mengapung. Pengolahan primer ini dapat menghilangkan sebagian /0

dan padatan tersuspensi serta sebagian komponen organik. Proses pengolahan primer limbah cair ini biasanya belum memadai dan masih diperlukan proses pengolahan selanjutnya.

%. Pengolahan sekunder Pengolahan sekunder limbah cair merupakan proses dekomposisi bahan * bahan padatan secara

biologis. Penerapan yang e#ekti# akan dapat menghilangkan sebagian besar padatan tersuspensi

dan /0. 4da % proses pada pengolahan sekunder yaitu !a. Penyaring triklePenyaring trikle menggunakan lapisan batu dan kerikil dimana limbah cair dialirkan melalui

lapisan ini secara lambat. 0engan bantuan bakteri yang berkembang pada batu dan kerikil akan

mengkonsumsi sebagian besar bahan * bahan organik. b. Lumpur akti#

Kecepatan akti7itas bakteri dapat ditingkatkan dengan cara memasukkan udara dan lumpur yang

mengandung bakteri ke dalam tangki sehingga lebih banyak mengalami kontak dengan limbahcair yang telah diolah pada proses pengolahan primer. Selama proses ini limbah organik dipecah

menjadi senya2a * senya2a yang lebih sederhana oleh bakteri yang terdapat di dalam lumpur

akti#.



. Pengolahan tersier.Proses pengolahan primer dan sekunder limbah cair dapat menurunkan /0 air dan

meghilangkan bakteri yang berbahaya. 4kan tetapi proses tersebut tidak dapat menghilangkan

komponen organik dan anorganik terlarut. /leh karena itu perlu dilengkapi dengan pengolahan

tersier.Pengolahan limbah cair pada industri pulp dan kertas terdiri atas tahap netralisasi,

pengolahan primer, pengolahan sekunder dan tahap pengembangan. Sebelum masuk ke tempat pengendapan primer, air limbah masuk dalam tempat penampungan dan netralisasi. Pada tahap

ini digunakan saringan untuk menghilangkan benda * benda besar yang masuk ke air limbah.

Pengendapan primer biasanya bekerja atas dasar gaya berat. /leh karenanya memerlukan

2aktu tinggal sampai %+ jam. 6ntuk meningkatkan proses pengendapan dapat digunakan bahan#lokulasi dan koagulasi di samping mengurangi bahan yang membutuhkan oksigen. Pengolahan

secara biologis dapat mengurangi kadar racun dan meningkatkan kualitas air buangan (bau,

2arna, dan potensi yang mengganggu badan air). 4pabila terdapat lahan yang memadai dapatdigunakan laguna #akultati# dan laguna aerasi. Laguna aerasi akan mengurangi >& /0

dengan 2aktu tinggal "& hari.

4pabila tidak terdapat lahan yang memadai maka proses lumpur akti#, parit oksidasidan trickling filter dapat digunakan dengan hasil kualitas yang sama tetapi membutuhkan biaya

operasional yang tinggi.

?ahap pengembangan dilakukan dengan kapasitas yang lebih besar, melalui pengolahan #isik

dan kimia untuk melindungi badan air penerima (0e7i, %&&+). Sedangkan endapan ( sludge) yang

biasanya diperoleh dari proses filter press dari @P4L (@nstalasi Pengolahan 4ir Limbah), menurutSunu (%&&") dapat dikategorikan sebagai limbah (ahan erbahaya dan eracun) atau tidak.

Pembuangan lumpur organik, termasuk pada industri pulp dan kertas, dapat dibedakan menjadi !

". $etode pembakaran$etode pembakaran ini merupakan salah satu cara untuk mencegah dampak lingkungan yang

lebih luas sebelum dilakukan pembuangan akhir. eberapa metode yang dapat dilakukan antaralain adalah metode incinerator basah yang mengoksidasi lumpur organik pada suhu dan tekanan

tinggi.%. $etode #ermentasi metan dan metode pembusukan

$etode #ermentasi metan dilakukan menggunakan tangki #ermentasi sehingga dihasilkan gas

metan, sedangkan metode pembusukan akan diperoleh hasil akhir berupa kompos. Lumpur yangdihasilkan dari pengolahan buangan pada masa lalu biasanya ditimbun. 4kan tetapi sistem ini

menimbulkan bau karena pembusukan dan menyebabkan pencemaran air tanah dan air

permukaan. Sekarang lumpur dihilangkan airnya dan dibakar atau digunakan sebagai bahan bakar (Aini, %&&%).



Usaha Penanggulangan Masyarakat terhadap Limbah Industri

Kertas

$asyarakat juga turut andil dalam pengelolaan limbah pabrik kertas. Limbah pabrik kertasdapat didaur ulang menjadi karton yang memiliki nilai jual tinggi. Karton hasil pengolahanlimbah pabrik kertas ini disebut dengan kertas gembos. Proses pembuatannya relati7e sederhana.

Sludge dan kertas pemulung diproses menjadi bubur kertas. Kemudian dicetak menjadi lembaran

dengan ukuran BB 9 C> cm. Setelah itu, dijemur di ba2ah terik matahari selama empat jam.

Kemudian dihaluskan dengan rol kalender. Kemudian di pak dengan berat %' kg. Hal ini tentusaja terasa lebih bernilai ekonomis serta dapat mengurangi dampak terhadap lingkungan.

KOAGULAI DA! "LOKULAI

Koagulasi;#lokulasi adalah proses pengumpulan partikelpartikel halus yang tidak dapat

diendapkan secara gra7itasi, menjadi partikel yang lebih besar sehingga bisa diendapkan dengan

jalan menambahkan bahan koagulasi (koagulan). 4dapun bahan koagulan yang sering

dipergunakan yaitu!

a. ?a2as (4l%(S/+))

b. :ero Sul#at (:eS/+)

c. 3atrium 4luminat (3a4l/%)

d. :eri Sul#at (:e%(S/+))

e. :ero hlorida (:el%)

#. :eri hlorida (:el).

• Proses koagulasi;#lokulasi yang terjadi bila menggunakan!

". ?a2as

Persenya2aan 4l%(S/+) disebut juga ta2as, merupakan bahan koagulan yang paling banyak

digunakan karena bahan ini palg ekonomis (murah), mudah didapatkan di pasaran, serta mudah

penimpanannya. Selain itu bahan ini cukup e#ekti# untuk menurunkan kadar karbonat

0engan demikian makin banyak dosis ta2as yang ditambahkan pH makin turun, karena

dihasilkan asam sul#at sehingga perlu dicari dosis ta2as optimum yang harus ditambahkan.Pemakaian ta2as paling e##ekti# antara pH ',>C,+.

6ntuk pengaturan (menaikkan) pH biasanya ditambahkan larutan kapor a(/H)% atau soda abu

(3a%/).



%. :eri Sul#at dan :eri hlorida

ahan ini bersi#at korosi#, serta tidak tahan penyimpanan lama dan mempunyai si#at asam.

<ndapan :e(/H) e#ekti# terbentuk pada pH ','. 6ntuk pengaturan pH biasanya ditambahkan

larutan kapur. Aeaksi yang terjadi dengan bikarbonat, dalam air atau dengan kapur.

5aram #eri ini biasanya dipakai untuk koagulasi air buangan industri. ?etapi setelah itu harus

diolah lagi untuk menghilangkan :e yang ada dalam air tadi.

:ero Sul#at dan :ero hlorida

:lokulasi dengan #erro ini biasanya akan lebih baik dengan penambahan larutan akpur atau

3a/H dengan perbandingan " ! % :e sebagai pengaturan kondisi #lukulasi.

Aeaksi yang terjadi !

Aeaksi dengan bikarbonat dan basa membentuk :e(/H)% yang sedikit larut dan selanjutnya akan

dioksidasi oleh /ksigen terlarut menjadi :e(/H) yang tidak dapat larut.

. 3atrium 4luminat

ahan ini masih kurang populer penggunannya. Aeaksinya dengan karbohidrat atau /% dalam

air!

3a4l/% D a(H/)% D H%/ 4l(/H) D a/ D 3aH/%

% 3a4l/% D % / D + H%/ % 4l(/H) D % 3aH/

+.Kapur

Pengaruh penambhan kapur a(/H)% atau menaikkan pH dan bereaksi dengan bikarbonat

membentuk endapan a/ . ila kapur yang ditambahkan cukup banyak sehingga pH E "&,',

maka akan terbentuk endapan $g(/H)%.

Kelebihan ion a pada pH tinggi dapat diendapkan dengan penambahan soda abu.

'.oagulan 4id

iasanya untuk mendapatkan air yang lebih jernih dan mempercepat proses pengendapan

ditambahkan coagulan aid yang ber#ungsi membentu;memacu proses koagulasi. ahan yang

sering dipakai sebagai koagulasi aid ialah :locculant dari bahan polymer organik.

Polymer adalah bahan organik yang berat molekulnya besar. iasanya sering disebut juga

polyelektrolit.



ahan ini ada yang asli (alamiah) dan ada yang syntesis. Polyelektrolit sintetis diklassi#ikasikan

berdasarkan atas jenis muatan pada rantai polymer sebagai berikut !

a. 4nion polyelektrolit ! Polymer bermuatan negati#

b. Kation poltelektrolit ! Polimer bermuatan positi#

c. Polyelektrolit bukan ion ! Polymer tak bermuatan

ermacammacam polyelektrolit, tergantung dari pabrik yang memproduksinya seperti ! super

#loc, magni#loc, Konon#loc, 4Fua#loc dan lain sebagainya. 0osisi polyelektrilit yang

ditambahkan ada batasannya, sehingga tidak mengganggu;membahayakan kesehatan.

:aktor#aktor yang mempengaruhi terbentuknya #loc pada proses koagulasi !

a. 0osis dan jenis bahan koagulan

b. Kondisi pH

c. 4lkalinitas

d. Kekeruhan air baku

e. ?ype suspended solid

#. Pengadukan



#ar $est

4lat yang dipergunakan untuk percobaan Gar ?est adalah #loc tester yang dilengkapi

dengan alatalat gelas dan pengadukan yang sempurna, atau dapat dilakukan dengan alat

pengaduk sederhana misalnya dengan pengaduk batang bambu.

ahan koagulan yang biasa dikerjakan untuk percobaan koagulasi adalah ta2as. Sedangkan

untuk pengaturan kondisi pH bisa digunakan kapur. Penambahan kapur diperlukan apabila air

bakunya asam atau pH C.

Pada dasarnya percobaan ini meliputi !

a. $enentukan dosis bahan koagulant (ta2as) yang ditambahkan dengan 7ariasi dosis ta2as yang

berbedabeda.

b. 6ntuk air yang asam perlu ditambahkan kapur dengan dosis yang di7ariasi untuk mendapatkan

kondisi pH yang optimum.

c. 0engan kondisi pH yang telah dipilih, dilakukan optimasi berapa dosis ta2as yang tepat yang

harus ditambahkan.



/perator dengan prosedur jar test yang sukses biasanyamenggunakan parameter teoritis

sebagai titik a2al dan kemudian membuat sedikit penyesuaian dengan trial and error sampai

hasil skala penuh secara akurat disimulasikan oleh jar test. $eskipun jar test sering dilakukan

sebagai bagian dari Ienhanced coagulationI persyaratan. 0alam hal ini, tidak ada usaha yang

dibuat untuk mensimulasikan kondisi pabrik skala penuh. Jar test enhanced coagulation ini

harus dilakukan dalam kondisi standar tertentu dan digunakan untuk menentukan alternati# total

kebutuhan karbon organik (?/) remo7al untuk tanaman tertentu (4--4, "%).

Pengadukan

Pengadukan merupakan operasi yang mutlak diperlukan pada proses koagulasi#lokulasi.

Pengadukan cepat berperan penting dalam pencampuran koagulan dan destabilisasi partikel.

Pengadukan lambat berperan dalam upaya penggabungan #lok.

%&'&(& )enis Pengadukan

Jenis pengadukan dapat dikelompokkan berdasarkan kecepatan pengadukan dan metoda

pengadukan. erdasarkan kecepatannya, pengadukan dibedakan menjadi pengadukan cepat dan

pengadukan lambat. erdasarkan metodanya, pengadukan dibedakan menjadi pengadukan

mekanis, pengadukan hidrolis, dan pengadukan pneumatis.

Kecepatan pengadukan merupakan parameter penting dalam pengadukan yang dinyatakan

dengan gradien kecepatan.

5radien kecepatan merupakan #ungsi dari tenaga yang disuplai (P)!('.") = P 5 .

dalam hal ini!

P E suplai tenaga ke air (3.m;detik) E 7olume air yang diaduk, m

M E 7iskositas absolut air, 3.detik;m%

Persamaan ('.") berlaku umum untuk semua jenis pengadukan. Parameter yang membedakannya

adalah besarnya tenaga yang disuplai ke dalam air (P) yang dapat dihitung dengan rumusrumus

yang akan dijelaskan pada subbab '..%. Aumus yang digunakan untuk menghitung nilai P

bergantung pada metoda pengadukan yang digunakan. C



%&'&(&(& Pengadukan *epat

?ujuan pengadukan cepat dalam pengolahan air adalah untuk menghasilkan turbulensi air

sehingga dapat mendispersikan bahan kimia yang akan dilarutkan dalam air. Secara umum,

pengadukan cepat adalah pengadukan yang dilakukan pada gradien kecepatan besar (&& sampai"&&& detik") selama ' hingga B& detik atau nilai !"d (bilangan hamp) berkisar && hingga

"C&&. Secara spesi#ik, nilai 5 dan td bergantung pada maksud atau sasaran pengadukan cepat.

Pengadukan cepat dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu!

". Pengadukan mekanis

%. Pengadukan hidrolis

. Pengadukan pneumatis

%&'&(&+& Pengadukan Lambat

?ujuan pengadukan lambat dalam pengolahan air adalah untuk menghasilkan gerakan air secara perlahan sehingga terjadi kontak antar partikel untuk membentuk gabungan partikel hingga berukuran besar. Pengadukan lambat adalah pengadukan yang dilakukan dengan gradien

kecepatan kecil (%& sampai "&& detik") selama "& hingga B& menit atau nilai !"d (bilangan

hamp) berkisar +>&&& hingga %"&&&&. 6ntuk menghasilkan #lok yang baik, gradien kecepatanditurunkan secara bertahap agar #lok yang telah terbentuk tidak pecah lagi dan berkesempatan

bergabung dengan yang lain membentuk gumpalan yang lebih besar.

Pengadukan lambat dapat dilakukan dengan beberapa cara antara lain!

". Pengadukan mekanis

%. Pengadukan hidrolis

%&'&(&'& Pengadukan Mekanis

Pengadukan mekanis adalah metoda pengadukan menggunakan peralatan mekanis yang

terdiri atas motor, poros pengaduk ( shaft ), dan alat pengaduk (impeller ). Peralatan tersebut

digerakkan dengan motor bertenaga listrik. erdasarkan bentuknya, ada tiga macam impeller ,

yaitu paddle (pedal) # turbine, dan propeller (balingbaling). entuk ketiga impeller tersebut

dapat dilihat pada 5ambar '.' dan 5ambar '.B. Kriteria impeller dapat dilihat pada ?abel '..



Pengadukan mekanis dengan tujuan pengadukan cepat umumnya dilakukan dalam 2aktu singkat

dalam satu bak (5ambar '.B). :aktor penting dalam perancangan alat pengaduk mekanis adalah

dua parameter pengadukan, yaitu 5 dan td. Sekadar patokan, ?abel '.+ dapat digunakan dalam

pemilihan nilai 5 dan td. Pengadukan mekanis dengan tujuan pengadukan lambat umumnyamemerlukan tiga kompartemen dengan ketentuan ! di kompartemen @ lebih besar daripada ! di

kompartemen @@ dan ! di kompartemen @@@ adalah yang paling kecil (5ambar '.C). Pengadukan

mekanis yang umum digunakan untuk pengadukan lambat adalah tipe paddle yang dimodi#ikasi

hingga membentuk roda (paddle 2heel), baik dengan posisi horisontal maupun 7ertical.

Tugas Makalah Pengolahan Limbah

Documents

Transcript of Tugas Makalah Pengolahan Limbah