PENGOLAHAN AIR LIMBAH
PENGOLAHAN AIR LIMBAH
Indonesia mempunyai potensi yang besar untuk pengembangan industri pangan. Pada saat ini, perkembangan industri pangan di Indonesia tumbuh cukup pesat. Adanya perkembangan industri pangan menghasilkan dampak positif dan dampak negatif. Dampak positif perkembangan industri pangan adalah meningkatkan devisa negara dan kesejahteraan masyarakat, sedangkan dampak negatifnya adalah menimbulkan limbah yang dapat mencemari lingkungan apabila tidak dikelola dengan baik.
Air limbah merupakan salah satu masalah dalam pengendalian dampak lingkungan industri karena karakteristik fisik dan karakteristik kimia air limbah memberikan dampak negatif terhadap lingkungan. Air limbah yang dihasilkan terdiri dari zat-zat organik dan zat-zat non organik yang tidak berbahaya. Akan tetapi, air limbah tersebut mempunyai harga zat padat terlarut, zat padat tersuspensi, COD dan BOD yang cukup tinggi. Oleh karena itu, diperlukan langkah penanganan sebelum dibuang ke lingkungan atau dimanfaatkan kembali sebagai air pendukung aktivitas industri.
Tinjauan Pustaka
Pengertian Limbah
Air limbah adalah air yang tidak bersih dan mengandung berbagai zat yang dapat membahayakan kehidupan manusia dan makhluk hidup lainnya dan lazimnya muncul karena hasil aktivitas manusia (Risdianto 2007).
Sifat Air Limbah
Sifat air limbah dapat dikelompokkan menjadi tiga jenis yaitu sifat fisik, sifat kimia, dan sifat biologis (Masrun 1987). Sifat fisik air limbah adalah kandungan zat padat, kejernihan, warna, bau, dan temperatur. Salah satu faktor yang mempengaruhi sifat fisik adalah turbiditas atau kekeruhan. Turbiditas dalam air disebabkan zat yang tersuspensi seperti lumpur, plankton, dan zat organik.
Sifat kimia air limbah dapat diketahui dengan adanya zat kimia dalam air limbah. Zat kimia yang terdapat dalam air limbah berupa bahan organik dan bahan anorganik. Bahan organik dalam limbah mengandung sekitar 40%-60% protein, 25%-50% karbohidrat dan 10% lemak. Zat organik pada air limbah sebagian besar mudah terurai dan merupakan sumber makanan bagi mikroba. Bahan anorganik dalam air limbah adalah sulfur, zat beracun, fosfor, methan, dan nitrogen. Sifat biologis air limbah perlu diketahui untuk menaksir tingkat kekotoran air limbah sebelum dibuang ke badan air.
Parameter Pengolahan Air Limbah Industri
Ada tiga parameter utama dalam pengolahan air limbah industri yaitu oksigen terlarut (OT) atau Dissolved Oxygen (DO), kebutuhan oksigen biologis (KOB) atau Biologycal Oxygen Demand (BOD) dan kebutuhan oksigen kimia (KOK) atau Chemical Oxygen Demand (COD). DO (Dissolved Oxygen) adalah jumlah oksigen terlarut dalam air yang berasal dari fotosintesis dan absorbsi atmosfer atau udara. BOD (Biologycal Oxygen Demand) adalah jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh organisme untuk memecah atau mengoksidasi bahan organik dalam air (Kurnia 2009). COD (Chemical Oxygen Demand) adalah kebutuhan oksigen kimia untuk reaksi oksidasi terhadap bahan buangan di dalam air.
Pengolahan Air Limbah
Prinsip pengelolaan lingkungan adalah meminimalkan dampak negatif dan memaksimalkan dampak positif yang terjadi. Untuk meminimalkan dampak negatif, dilakukan upaya pengolahan air limbah sebelum dibuang ke badan air. Teknologi pengolahan air limbah adalah kunci dalam memelihara kelestarian lingkungan. Teknik-teknik pengolahan air limbah secara umum dibagi menjadi tiga teknik yaitu pengolahan secara fisika, kimia dan biologi (Eckenfelder & Wesley 2000). Ketiga teknik tersebut dapat diaplikasikan secara sendiri-sendiri atau secara kombinasi.
Pengolahan air limbah secara fisika dapat dilakukan dengan penyaringan (screening), presipitasi, filtrasi. Penyaringan merupakan cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi berukuran besar dengan menggunakan sand filter dimana ukuran silikanya dapat disesuaikan dengan bahan tersuspensi yang akan disaring. Bahan tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan. Proses filtrasi dilakukan untuk mendahului proses adsorbsi atau proses reverse osmosis. Hal ini dilakukan untuk menyisihkan sebanyak mungkin partikel tersuspensi dalam air sehingga tidak mengganggu proses adsorbsi atau menyumbat membran yang digunakan dalam proses osmosis. Proses adsorbsi biasanya menggunakan karbon aktif dan dilakukan untuk menyisihkan senyawa aromatik dan senyawa organik terlarut lainnya.
Pengolahan air limbah secara kimia dilakukan dengan menambahkan bahan kimia tertentu yang diperlukan untuk menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid), logam-logam berat, senyawa fosfor dan zat organik beracun. Bahan kimia yang banyak digunakan adalah ferosulfat, kapur, alum, PAC dan polielektrolit. 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. Penyisihan logam berat dan senyawa fosfor dilakukan dengan menambahkan larutan alkali (misalnya air kapur) sehingga terbentuk endapan hidroksida logam-logam tersebut. Penyisihan bahan-bahan organik beracun seperti fenol dan sianida pada konsentrasi rendah dilakukan dengan cara mengoksidasinya dengan klor atau kalsium permanganat.
Pengolahan air limbah secara biologi dipandang sebagai pengolahan yang paling murah dan efisien. Semua air limbah yang biodegradable dapat diolah secara biologi. Ditinjau dari segi lingkungan, pengolahan air limbah secara biologi dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu pengolahan aerob dan pengolahan anaerob. Apabila BOD air limbah tidak melebihi 400 mg/L, proses aerob masih dapat dianggap lebih ekonomis dari anaerob.
Koagulasi Flokulasi
Koagulasi flokulasi adalah salah satu proses kimia yang digunakan untuk menghilangkan bahan cemaran yang tersuspensi atau dalam bentuk koloid (Risdianto 2007). Partikel-partikel koloid tidak dapat mengendap sendiri dan sulit ditangani oleh perlakuan fisik. Koagulasi adalah proses destabilisasi muatan koloid padatan tersuspensi dengan suatu koagulan sehingga terbentuk flok-flok halus yang dapat diendapkan. Flokulasi adalah pengelompokan/aglomerasi antara partikel dengan koagulan menggunakan proses pengadukan lambat.
APLIKASI INDUSTRI
Air limbah PT. S mempunyai hidroulic load sekitar 130 m3/hari, flow time sekitar 18 jam mulai dari jam 06.00–24.00 WIB dengan peak flow sekitar 10 m3/jam. Sumber air limbah tersebut sekitar 90% dihasilkan dari aktivitas pencucian bahan baku jamu serta sekitar 10% dihasilkan dari pencucian mesin proses dan air limbah domestik. Sebagian besar komposisi air limbah PT. S terdiri dari zat-zat organik dan zat-zat non organik (besi, mangan, silika) yang tidak berbahaya. Akan tetapi, air limbah tersebut mempunyai harga zat padat terlarut, zat padat tersuspensi, COD dan BOD yang melebihi baku mutu yang dikeluarkan pemerintah yaitu peraturan daerah no 10 tahun 2004 tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri Jamu dan Farmasi di Propinsi Daerah Tingkat I. Oleh karena itu, diperlukan pengolahan air limbah
Air limbah hasil aktivitas industri PT. S mengalami serangkaian proses pengolahan baik secara kimiawi (proses koagulasi dan flokulasi), secara fisika (proses sedimentasi dalam clarifier dan filtrasi dalam sand filter), maupun secara biologi (proses aerasi). Proses pengolahan secara kimia lebih mendapat prioritas dibandingkan pengolahan secara biologi karena dapat berlangsung cepat, tidak memerlukan lahan yang luas dan efisiensinya dapat ditingkatkan.
Pengolahan air limbah yang saat ini dilakukan oleh PT. S adalah dengan menampung air limbah dari beberapa unit proses produksi kedalam penampungan berkapasitas sekitar 60m3 untuk proses equalisasi. Air limbah tersebut kemudian dipompa menggunakan pompa submersible dengan kapasitas 7 m3/jam. Air limbah yang keluar dari tiap unit proses menuju tempat pengolahan air limbah disaring oleh beberapa screening dengan ukuran diameter lubang screening mulai 10 mm sampai 2 mm. Hal ini dilakukan untuk menghindari tersumbatnya pompa karena material berukuran besar masuk kedalam bak penampungan awal dan terhisap pompa. Di sepanjang perpipaan dilakukan injeksi kimia menggunakan Poly Alumunium Chloride (PAC) dengan dosis 300 mg/l sebagai koagulan, flokulan trimer 6784 dengan dosis 35 mg/l sebagai flokulan dan Ca(OH)2dengan dosis 200 mg/l untuk menaikan pH sampai pH 7.
Efluen yang telah diinjeksi kimia mengalami proses koagulasi flokulasi dan dialirkan secara laminar kedalam clarifier I untuk mengendapkan flok-flok yang terbentuk. Pada clarifier I, air limbah mempunyai retention timesekitar 30 menit Karena hasilnya belum optimal, dilanjutkan proses filtrasi menggunakan sand filter I yang berisi pasir silika dengan ukuran 2 x 3 mm. Pada proses filtrasi, air limbah langsung terfiltrasi sehingga waktu berlangsungnya proses ini singkat (tidak lebih dari 5 menit). Efluen dari sand filter kemudian dimasukan ke dalam bak aerasi untuk proses pengolahan secara biologi kurang lebih 6-8 jam.
Setelah diproses secara biologi, air limbah kemudian dialirkan ke clarifier II dan sand filter II dengan retention time yang sama dengan efluent yang keluar setelah injeksi kimia. Air limbah yang telah selesai diolah tersebut kemudian digunakan untuk menyiram tanaman di lingkungan pabrik dan 60% hasil pengolahan air limbah digunakan kembali sebagai air pendukung aktivitas industri. Pada selang waktu tertentu, clarifier di blowdownuntuk membuang sludge yang terbentuk pada dasar clarifier. Sludge dibuang ke dalam dryng bed.
Koagulasi flokulasi adalah salah satu proses kimia yang digunakan untuk menghilangkan bahan cemaran yang tersuspensi. Koagulasi adalah proses destabilisasi muatan koloid padatan tersuspensi dengan suatu koagulan sehingga terbentuk flok-flok halus yang dapat diendapkan. Flokulasi adalah aglomerasi antara partikel dengan koagulan menggunakan proses pengadukan lambat.
Pada proses koagulasi, koagulan dan air limbah dicampurkan dalam suatu wadah, kemudian dilakukan pengadukan secara cepat agar diperoleh campuran yang merata distribusi koagulannya dan proses pembentukan flok dapat terjadi secara merata. Koagulan digunakan untuk menggumpalkan bahan-bahan yang ada dalam air limbah menjadi flok yang mudah untuk dipisahkan dengan cara diendapkan, diapungkan dan disaring. Koagulasi umumnya berhasil menurunkan kadar bahan organik (COD,BOD) sebanyak 40-70%. Proses flokulasi dilakukan setelah proses koagulasi dimana pada proses koagulasi kekokohan partikel koloid ditiadakan dan terbentuk flok-flok lembut yang kemudian disatukan melalui proses flokulasi sehingga terjadi penggabungan beberapa partikel menjadi flok yang berukuran besar dan mudah dipisahkan.
Proses koagulasi flokulasi dalam pengolahan air limbah PT. S memiliki kemampuan mereduksi komponen sebesar 64%. Proses ini dirasa belum optimal karena idealnya proses koagulasi flokulasi mempunyai kemampuan untuk mereduksi komponen diatas 70%.
