Penanganan Limbah Cair
Penanganan Limbah Cair – Limbah cair dapat berasal dari berbagai sumber, antara lain:
- Air limbah yang bersumber dari rumah tangga yaitu air limbah yang berasal dari pemukiman dan aktifitas penduduk. Air limbah biasanya berupa air bekas cucian dapur, air bekas mandi, tinja, air seni dan umumnya terdiri dari bahan-bahan organik.
- Air limbah yang bersumber dari industri yaitu air limbah yang berasal dari berbagai jenis industri. Zat-zat yang terkandung didalamnya sangat bervariasi sesuai dengan bahan baku yang dipakai oleh masing-masing industri, antara lain nitrogen, sulfida, amoniak, lemak, garam-garam, zat pewarna, mineral, logam berat, zat pelarut dan sebagainya. Karena banyaknya bahan kimia yang mengandung didalmnua maka proses pengolahannya menjadi lebih rumit.
- Air limbah kotpraja yaitu air buangan yang berasal dari daerah perkantoran, perdagangan hotel, restoran, tempat-tempat umum, tempat ibadah dan sebagainya. Pada umumnya zat-zat yang terkandung dalam jenis air limbah ini sama dengan air limbah rumah tangga.
Beberapa cara sederhana pengelolaan air buangan antara lain:
- Pengenceran atau DilutionAir limbah diencerkan sampai tahap konsentrasi yang cukup rendah kemudian dibuang ke badan-badan air. Pertambahan penduduk yang tinggi diikuti meningkatnya aktifitas manusia menyebabkan jumlah air limbah yang semakin banyak. Akibatnya air yang digunakan untuk pengenceran semakin banyak pula. Karena itu, cara pengenceran tidak lagi dapat dipertahankan. Disamping itum pengenceran menyebabkan efek samping lain. Bahaya kontaminasi terhadap badan-badan air masih tetap ada, kemudian terjadi pengendapan air, seperti selokan, sungai, kali, waduk danau dan sebagainya. Pendangkalan dapat menyebabkan kapasitas badan air semakin berkurang untuk menampung air hujan yang turun sehingga dapat menimbulkan banjir.
- Kolam Oksidasi atau Oxidation PondsPada dasarnya kolam oksidasi adalah proses memanfaatkan sinar matahari, ganggang, bakteri dan oksigen untuk pembersih alamiah. Air limbah dialirkan ke dalam kolam besar berbentuk segi empat dengan kedalamn berkisar 1-2 meter. Dinding dan dasar kolam tidak perlu diberi lapisan apapun. Lokasi kolam harus jauh dari daerah pemukiman dan didaerah yang terbuka sehingga memungkinkan sirkulasi angin dengan bagik. Cara kerja kolam oksidasi sebagai berikut:a. Empat faktor yang berperan dalam proses klam oksidasi adalah sinar matahari, ganggang, bakteri dan oksigen. Ganggang dalam air limbah dengan bantuan butir khlorophyl dan sinar matahari melakukan proses fotosintesis sehingga tumbuh dengan suburb. Setelah proses fotosintesis terbentuk karbohidrat dan oksigen dari H20 dan CO2. Kemudian oksigen ini digunakan oleh bakteri aerobik untuk melakukan dekomposisi zat-zat oganik yang terdapat dalam air buangan.c. Dekomposisi zat organik akan menurunkan nilai BOD dari air limbah tersebut sehingga relatif aman bila akan dibuang ke dalam bada-badan air seperti selokan ,kali, sungai, danau, waduk dan sebagainya.
Irigasi
Air limbah dialirkan ke dalam parit terbuka kemudian air tersebut merembes masuk ke dalam tanah melalui dasar dan dinding parit tersebut. Pada kondisi tertentu, air buangan tersebut dapat digunakan untuk mengaliri ladang pertanian atau perkebunan. Air buangan tersebut dapat berasal dari limbah rumah tangga, perusahaan susu sapi, rumah potong hewan dan lain-lainnya dimana kandungan zat-zat organik dan protein cukup tinggi diperlukan oleh tumbuhan.
Rata-rata industri membuang 85-95% air limbah dari jumlah air yang dipergunakan dalam proses produksi. Volume air limbah yang tidak diolah tersebut dibuang ke sungai atau laut sehingga menyebabkan pencemaran, dapat merusak tatanan ekosistem yang ada dan menimbulkan penyakit.
Karakteristik air limbah perlu diketahui karena hal ini akan menentukan cara pengolahan yang tepat sehingga tidak mencemari lingkungan hidup. Pengolahan air limbah dapat digolongkan menjadi tiga yaitu pengolahan secara fisika, kimia dan biologi. Ketiga proses tersebut tidak selalu berjalan sendiri-sendiri tetapi kadang-kadang harus dilaksanakan secara kombinasi antara satu dengan yang lainnya. Ketiga proses tersebut yaitu (Daryanto, 1995);
A. Karakteristik Fisik Limbah
Tingkat kekotoran air limbah ditentukan oleh sifat fisik yang mudah terlihat. Sifat fisik yang penting adalah kandungan zat padat yang berdampak pada estetika, kejernihan, bau, warna, dan temperatur. Beberapa komposisi air limbah akan hilang apabila dilakukan pemanasan secara lambat. Jumlah total endapan terdiri dari benda-benda yang mengendap, terlarut dan tercampur. Untuk melakukan pemeriksaan dapat dilakukan dengan memisahkan air limbah agar dapat terlihat besar kecilnya partikel yang terkandung didalamnya.
Dengan mengetahui besar kecilnya partikel yang terkandung di dalam air akan memudahkan dalam pemilihan teknik pengendapan yang akan diterapkan sesuai dengan partikel yang ada didalamya. Air limbah yang mengandung ukuran partikel besar memudahkan proses pengendapan yang berlangsung, sedangkan air limbah yang mengandung ukuran partikel yang sangat kecil akan menyulitkan dalam proses pengendapan.
Sifat-sifat fisik yang umum diuji pada limbah cair adalah:
– Nilai pH atau keasaman alkalinitas
– Suhu
– Warna, bau dan rasa
– Jumlah padatan
– Nilai BOD dan COD
– Pencemaran mikroorganisme patogen
– Kandungan minyak
– Kandungan logam berat
– Kandungan bahan radioaktif
Chemical oxygen Demand (COD) atau Kebutuhan Oksigen Kimia (KOK) merupakan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik yang ada dalam sampel air atau banyaknya oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik menjadi CO2 dan H2O. Pada reaksi ini hampir semua zat yaitu sekitar 85% dapat teroksidasi menjadi CO2 dan H2O dalam suasan asam, sedangkan penguraian secara biologi (BOD) tidak semua zat organik dapat diuraikan oleh bakteri. Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat-zat organik yang secara alamiah dapat dioksidasikan melalui proses mikrobiologis, dan mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut didalam air.
Uji COD yaitu suatu uji yang menentukan jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bahan-bahan organik yang terdapat dalam air. Pengukuran COD didasarkan pada kenyataan hampir semua bahan organik dapat dioksidasi menjadi karbondioksida dan air dengan bantuan oksidator kuat yaitu kalium dikromat (K2Cr2O7) dalam suasana asam. Dengan menggunakan dikromat sebagai oksidator, diperkirakan sekitar 95-100% bahan organik dapat dioksidasi.
Pada analisa COD dari suatu air limbah menghasilkan nilai COD selalu lebih tinggi dari nilai BOD. Perbedaan antara kedua nilai disebabkan banyak faktor antara lain:
a. Bahan kimia yang tahan terhadap oksidasi biokimia tetapi tidak tahan terhadap oksidasi kimia seperti lignin
b. Bahan kimia yang dapat dioksidasi secara kimia dan peka terhadap oksidasi biokimia tetapi tidak dalam uji BOD seperti selulosa, lemak berantai panang atau sel-sel mikroba. Adanya bahan toksik dalam limbah yang akan mengganggu uji BOD tetapi tidak uji COD
c. Angka BOD adalah jumlah komponen organik biodegradable dalam air buangan, sedangkan tes COD menentukan total organik yang dapat teroksidasi, tetapi tidak dapat membedakan komponen bodegradable/nonbiodegradable.
d. Beberapa substansi anorganik seperti sulfat dan tiosulfat, nitrit dan besi yang tidak akan terukur dalam tes BOD akan terkosidasi oleh kalium dikromat, membuat nilai COD anorganik yang menyebabkan kesalahan dalam penetapan komposisi organik dalam laboratorium.
e. Hasil COD tidak tergantung pada aklimasi bakteri sedangkan tes BOD sangat dipengaruhi aklimasi bakteri. Aklimasi adalah perubahan adaptif yang terjadi pada bakteri dalam kondisi yang terkendali.
B. Karakteristik kimiawi Limbah
Kandungan bahan kimia yang ada di dalam air dapat mempengaruhi fungsi lingkungan. Bahan organik terlarut dapat mengurangi bahkan menghabiskan oksigen dalam limbah dan akan menimbulkan rasa dan bau yang tidak sedap pada penyediaan air bersih. Pengolahan secara kimia dalah proses pengolahan yang meggunakan bahan kimia untuk mengurangi konsentrasi zat pencemar dalam air limbah. Proses ini menggunakan reaksi kimia untuk mengubah air limbah yang berbahaya menjadi kurang kurang berbahaya. Proses yang termasuk dalam pengolahan secara kimia adalah netralisasi, presipitasi, khlorinasi, koagulasi dan flokulasi. Pengolahan air buangan secara kimia biasanya dilakukan untuk koloid, logam-logam berat, senyawa phospor dan zat organik beracun, dengan membubuhkan bahan kimia tertentu yang diperlukan. Pengolahan secara kimia dapat memperoleh efisiensi yang tinggi akan tetapi membutuhkan biaya yang tidak sedikit (Tjokrokusumo, 1995).
C. Karakterisitk bakteriologis Limbah
Pengolahan secara biologi dipandang sebagai pengolahan yang paling murah dan efisien. Dalam beberapa dasawarsa telah berkembang berbagai metode pengolahan biologi dengan segala modifikasinya.
Pemeriksaan biologis didalam limbah cair untuk mengetahui apakah ada bakteri-bakteri patogen dalam limbah cair. Apabila terdapat bakteri patogen, maka sebelum limbah cair dibuang ke perairan harus dilakukan pengolahan tertentu agar bakter-bakteri tersebut mati dan tidak menimbulkan bahaya bagi mahluk hidup. Semua polutan air yang biodegradable dapat diolah secara biolgis. Pengolahan secara biologis adalah pengolahan yang paling murah dan efisien. Dalam beberapa dasawarsa telah dikembangkan berbagai metoda pengolahan biologis dengan segala modifikasinya (Tjokrokusumo, 1995).
Pengolahan air limbah secara biologis, bertujuan untuk menghilangkan bahan anorganik, organik, fosfat dan amoniak dengan bantuan mikroorganisme. Penggunaan saringan atau filter dikenal sebagai bahan pengolahan fisik, namun bisa digunakan untuk pengolahan biologi. Pada penggunaan sistem saringan anerobil, media filter ditempatkan dalam suatu bak atau tangki dan air limbah yang akan disaring lalu dialirkan dari arah bawah ke atas (laksmi dan Rahayu, 1993).
Ditinjau dari segi lingkungan dimana berlangsung proses penguraian secara biologi, proses ini dapat dibedakan menjadi dua jenis:
1. Proses aerob, yang berlangsung dengan hadirnya oksigen;
2. Proses anaerob, yang berlangsung tanpa adanya oksigen.
Apabila BOD air buangan tidak melebihi 400 mg/l, proses aerob masih dapat dianggap lebih ekonomis dari anaerob. Pada BOD lebih tinggi dari 4000 mg/l, proses anaerob menjadi lebih ekonomis.
Pengolahan limbah dengan cara biologis dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu:
1. Aerobic treatment dan
2. Anaerobic treatment
Kedua metode ini mempunai proses yang berbeda, karena proses aerobi membutuhkan oksigen dalam prosesnya sedangkan anerobic harus meminimumkan oksigen, agar proses perombakan limbah dapat berlangsung secara sempurna.
Terdapat keuntungan dan kerugian tiap-tiap sistem. Karenanya dalam pemilihan dua alternatif pengolahan biologi perlu diketahui kondisi dari proses itu tersendiri:
Aerobik
1. Kelebihan
a. Sudah dikenal dan banyak digunakan pada umumnya untuk kapasitas kecil sampai besar
b. Diterapkan dalam pengolahan air limbah dengan konsentrasi BOD dan COD rendah pada temperatur 5-30 C
c. Mampu menanggulangi “Loading Fluctuation”
d. Effluen dapat dibuang ke badan penerima
2. Kekurangan
a. Membutuhkan area yang lebih luas
b. Pemakaian energi lebih tinggi dengan adanya aerator
c. Lumpur yang dihasilkan banyak
Anaerobik
1. Kelebihan
a. Sesuai untuk mengolah air limbah dengan konsentrasi BOD lebih tinggi untuk kapasitas menengah sampai besar
b. Menghasilkan biogas (70-90% CH4)
c. Tidak membutuhkan energi untuk oksidasi
d. Membutuhkan area lebih kecil
e. Lumpur yang dihasilkan sedikit
2. Kekurangan
a. Temperatur air limbah harus dijaga sekitar 20-35 C
b. Setelah diolah dalam sistem anaerobik effluen perlu diolah lagi secara aerob sebelum dibuang ke badan penerima untuk mereduksi paramater NH4
c. Tidak sesuai untuk mengolah air limbah dengan konsentrasi nitrat dan atau sulfat tinggi
d. Pengoperasian cukup rumit karena sangat tergantung pada temperatur dan pH air limbah
Pengolahan dengan sistem aerob dapat dilakukan dengan berbagai cara tergantung pada proses penyediaan oksige, lahan dan situasi dan kondisi lingkungan, antara lain lumpur aktif, nitrifikasi, lagon ersi, proses digestin aerobik kolam oksidasi, saringan tetes, dan saringan kasar. Proses dengan cara aerobic bisanya digunakan untuk limbah dengan konsentrasi rendah biochemical oxygen demand (BOD) < 2000 mg/l. Proses anaerobic hanya menghasilkan BOD dengan konversi 10 – 40% dari kondisi awal dan untuk itu proses aerob diperlukan membantu melanjutkan proses penguraiaan.
Ingin mengetahu cara penanganan limbah? Ikuti training Multikompetensi dengan mengklik Link ini.
Sumber:
Judul Buku: Pengelolaan Limah Berkelanjutan
Penulis: Arif Zulkifli
Penerbit: Graha Ilmu