BAB IV
PENANGANAN LIMBAH
Tujuan Pembelajaran:
· Memahami cara penanganan limbah cair
· Memahami cara penanganan limbah padat
· Mampu membuat kompos secara sederhana
· Mampu mendaur ulang kertas secara sederhana
· Memahami cara penanganan limbah gas
Aa
Ggg
A. Penanganan Limbah Cair
IPAL merupakan sebutan bagi fasilitas pengolahan limbah cair/ air limbah yang dibuang masyarakat ataupun industri. Di IPAL, limbah cair diolah melalui berbagai proses untuk menghilangkan atau mengurangi bahan-bahan pencemar (polutan) yang terkandung dalam limbah sehingga tidak melebihi baku mutu. Setelah melalui proses pengolahan, air limbah diharapkan dapat dibuang ke lingkungan dengan aman.
Metode dan tahapan proses pengolahan limbah cair yang dikembangkan sangat beragam. Limbah cair dengan kandungan polutan yang berbeda kemungkinan akan membutuhkan proses pengolahan yang berbeda pula.
1. Pengolahan Primer (Primary Treatment)
Tahap pengolahan primer limbah cair sebagian besar adalah berupa proses pengolahan secara fisika. Pertama, limbah yang mengalir melalui saluran pembuangan disaring menggunakan jeruji saring (bar screen). Metode ini di sebut penyaringan (screening). Metode penyaringan merupakan cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan-bahan padat berukuran besar dari air limbah. Kedua, limbah yang telah disaring kemudian disalurkan kesuatu tangki atau bak yang berfungsi untuk memisahkan pasir dan partikel padat tersuspensi lain yang berukuran relative besar. Tangki ini dalam bahasa Inggris disebut grit chamber dan cara kerjanya adalah memperlambat aliran limbah sehingga partikel-partikel pasir jatuh kedasar tangki sementara air limbah terus dialirkan untuk proses selanjutnya. Kedua proses yang dijelaskan diatas sering disebut juga sebagai tahap pengolahan awal (pretreatment).
Setelah melalui tahap pengolahan awal, limbah cair akan dialirkan ke tangki atau bak pengendapan. Metode pengendapan adalah metode pengolahan utama dan yang paling banyak digunakan pada proses pengolahan primer limbah cair. Ditangki pengendapan, limbah cair didiamkan agar partikel-partikel padat yang tersuspensi dalam air limbah dapat mengendap ke dasar tangki. Endapan partikel tersebut akan membentuk Lumpur yang kemudian akan dipisahkan dari air limbah ke saluran lain untuk diolah lebih lanjut.
Selain metode pengendapan, dikenal juga metode pengapungan (flotation). Metode ini efektif digunakan untuk menyingkirkan polutan berupa minyak atau lemak. Proses pengapungan dilakukan dengan menggunakan alat yang dapat menghasilkan gelembung-gelembung udara berukuran kecil (± 30 – 120 mikron). Gelembung udara tersebut akan membawa partikel-partikel minyak dan lemak ke permukaan air limbah sehingga kemudian dapat disingkirkan.
Bila limbah cair hanya mengandung polutan yang telah dapat disingkirkan melalui proses pengolahan primer, maka limbah cair yang telah mengalami pengolahan promer tersebut dapat langsung dibuang ke lingkungan (perairan). Namun, bila limbah tersebut juga mengandung polutan lain yang sulit dihilangkan melalui proses diatas, misalnya agen penyebab penyakit atau senyawa organic dan anorganik terlarut, maka limbah tersebut perlu disalurkan ke proses pengolahan selanjutnya.
2. Pengolahan Sekunder (Secondary Treatment)
Tahap pengolahan sekunder merupakan proses pengolahan secara biologis, yaitu dengan melibatkan mikroorganisme yang dapat mengurai/mendegradasi bahan organic. Mikroorganisme yang digunakan umumnya adalah bakteri aerob.
Terdapat tiga metode pengolahan secara biologis yang umum digunakan, yaitu metode penyaringan dengan tetesan (trickling filter), metode Lumpur aktif (activated sludge), dan metode kolam perlakuan (treatment ponds/lagoons)
a. Metode trickling filter
Pada metode ini, bakteri aerob yang digunakan untuk mendegradasi bahan organic melekat dan tumbuh pada suatu media lapisan kasar, biasanya berupa serpihan batu atau palstik, dengan ketebalan ± 1 – 3 m. limbah cair kemudian disemprotkan kepermukaan media dan dibiarkan merembes melewati media tersebut. Selama proses perembesan, bahan organic yang terkandung dalam limbah akan didegradasi oleh bakteri aerob. Setelah merembes sampai ke dasar lapisan media, limbah akan menetes ke suatu wadah penampung dan kemudian disalurkan ke tangki pengendapan. Dalam tangki pengendapan, limbah kembali mengalami proses pengendapan untuk memisahkan partikel padat tersuspensi dan mikroorganisme dari air limbah.
b. Metode activated sludge
Pada metode activated sludge atau Lumpur aktif, limbah cair disalurkan ke sebuah tangki dan didalamnya limbah dicampur dengan Lumpur yang kaya akan bakteri aerob. Proses degradasi berlangsung di dalam tangki tersebut selama beberapa jam, dibantu dengan pemberian gelembung udara untuk aerasi (pemberian oksigen). Aerasi dapat mempercepat kerja bakteri dalam mendegradasi limbah. Selanjutnya, limbah disalurkan ke tangki pengendapan untuk mengalami proses pengendapan, sementara Lumpur yang mengandung bakteri disalurkan kembali ke tangki aerasi. Seperti pada metode trickling filter, limbah yang telah melalui proses ini dapat dibuang ke lingkungan atau diproses lebih lanjut jika masih diperlukan.
c. Metode Treatment ponda/lagoons
Metode treatment ponds/lagoons atau kolam perlakuan merupakan metode yang murah namun prosesnya berlangsung relative lambat. Pada metode ini, limbah cair ditempatkan dalam kolam-kolam terbuka. Algae yang tumbuh dipermukaan kolam akan berfotosintesis menghasilkan oksigen. Oksigen tersebut kemudian digunakan oleh bakteri aerob untuk proses penguraian/degradasi bahan organic dalam limbah. Pada metode ini, terkadang kolam juga diaerasi. Selama proses degradasi di kolam, limbah juga akan mengalami proses pengendapan. Setelah limbah terdegradasi dan terbentuk endapan didasar kolam, air limbah dapat disalurkan untuk dibuang ke lingkungan atau diolah lebih lanjut.
3. Pengolahan Tersier (Tertiary treatment)
Pengolahan tersier dilakukan jika setelah pengolahan primer dan sekunder masih terdapat zat tertentu dalam limbah cair yang dapat berbahaya bagi lingkungan atau masyarakat. Pengolahan tersier bersifat khusus, artinya pengolahan ini disesuaikan dengan kandungan zat yang tersisa dalam limbah cair/air limbah. Umumnya zat yang tidak dapat dihilangkan sepenuhnya melalui proses pengolahan primer maupun sekunder adalah zat-zat anorganik terlarut, seperti nitrat, fosfat dan garam-garaman.
Pengolahan tersier sering disebut juga pengolahan lanjutan (advanced treatment). Pengolahan ini meliputi berbagai rangkaian proses kimia dan fisika. Contoh metode pengolahan tersier yang dapat digunakan adalah metode saringan pasir (sand filter). Metode pengolahan tersier jarang diaplikasikan pada fasilitas pengolahan limbah. Hal ini disebabkan biaya yang diperlukan untuk melakukan proses pengolahan tersier cendrung tinggi sehingga tidak ekonomis.
4. Desinfeksi (Desinfection)
Desinfeksi atau pembunuhan kuman bertujuan untuk membunuh atau mengurangi mikroorganisme pathogen (penyebab penyakit) yang ada dalam limbah cair/air limbah. Mekanisme desinfeksi dapat secara kimia, yaitu dengan menambahkan senyawa/zat tertentu, atau dengan perlakuan fisik. Dalam menentukan senyawa/zat untuk membunuh mikroorganisme, terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu:
· Daya racun zat
· Waktu kontak yang diperlukanEfektivitas zat
· Kadar dosis yang digunakan
· Tidak boleh bersifat toksik (racun) terhadap manusia dan hewan
· Tahan terhadap air
· Biaya murah
Contoh mekanisme desinfeksi pada limbah cair adalah penambahan klorin (klorinasi), penyinaran dengan sinar ultraviolet (UV) atau dengan ozon (O3). Proses disinfeksi pada limbah cair biasanya dilakukan setelah proses pengolahan limbah selesai, yaitu setelah pengolahan primer, sekunder atau tersier, sebelum limbah dibuang ke lingkungan.
5. Pengolahan Lumpur (Sludge Treatment)
Setiap tahap pengolahan limbah cair, baik primer, sekunder maupun tersier, akan menghasilkan edndapan polutan berupa Lumpur. Lumpur tersebut tidak dapat dibuang secara langsung melainkan perlu diolah lebih lanjut. Endapan Lumpur hasil pengolahan limbah biasanya akan diolah dengan cara diurai/dicerna secara anaerob (anaerob digestion), kemudian disalurkan ke beberapa alternative, yaitu dibuang ke laut atau ke lahan pembuangan (landfill), dijadikan pupuk kompos atau dibakar (incinerated).
B. Penanganan Limbah Padat
Beberapa metode pengolahan limbah padat (sampah) yang telah umum diterapkan.
1. Penimbunan
Terdapat dua cara penimbunan sampah yang umum dikenal, yaitu metode penimbunan terbuka (open dumping) dan metode sanitary landfill. Pada metode penimbunan terbuka, sampah dikumpulkan dan ditimbun begitu saja dalam lubang yang dibuat pada suatu lahan, biasanya dilokasi tempat pembuangan akhir (TPA). Gas metan yang dihasilkan oleh pembusukan sampah organic dapat menyebar ke udara sekitar dan menimbulkan bau busuk serta mudah terbakar. Cairan yang tercampur dengan sampah dapat merembes ke tanah dan mencemari tanah serta air.
Berbagai permasalahan yang ditimbulkan oleh metode open dumping menyebabkan dikembangkan metode penimbunan sampah yang lebih baik, yaitu sanitary landfill. Pada landfill yang lebih medrn lagi, biasanya dibuat system lapisan ganda (plastic – lempung – plastic – lempung) dan pipa-pipa saluran untuk mengumpulkan cairan serta gas metan yang terbentuk dari proses pembusukan sampah. Gas tersebut kemudian dapat digunakan untuk menghasilkan listrik.
Kelemahan utama penanganan sampah dengan cara penimbunan adalah cara ini menghabiskan lahan. Sampah akan terus terproduksi sementara lahan untuk penimbunan akan semakin berkurang, meskipun telah menggunakan sanitary landfill, masih ada kemungkinan terjadi kebocoran lapisan sehingga zat-zat berbahaya dapat merembes dan mencemari tanah serta air.
2. Insinerasi
Insinerasi adalah pembakaran sampah/limbah padat menggunakan suatu alat yang disebut insinerator. Kelebihan dari proses incinerator adalah volume sampah berkurang sangat banyak (bisa mencapai 90%). Selain itu, proses insinerasi menghasilkan panas yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik atau untuk pemanas ruangan, tidak semua jenis limbah padat dapat dibakar dalam incinerator. Jenis limbah padat yang cocok untuk insinerasi di antaranya adalah kertas, plastic dan karet sedangkan contoh jenis limbah padat yang kurang sesuai untuk insinerasi adalah kaca, sampah makanan dan baterai.
Kelemahan utama metode incinerator adalah biaya operasi yang mahal. Selain itu, insinerasi menghasilkan asap buangan yang dapat menjadi pencemar udara serta abu hasil pembakaran yang kemungkinan mengandung senyawa berbahaya.
3. Pembuatan Kompos
Kompos adalah pupuk yang dibuat dari sampah organic, seperti sayuran, daun dan ranting, serta kotoran hewan, melalui proses degradasi/penguraian oleh mikroorganisme tertentu. Pembuatan kompos merupakan salah satu cara terbaik untuk mengurangi timbunan sampah organic. Cara ini sangat cocok diterapkan di Indonesia, karena cara pembuatan relative mudah dan tidak membutuhkan biaya yang besar. Selain itu kompos dapat dijual sehingga dapat memberikan pemasukan tambahan atau bahkan menjadi alternative mata pencaharian.
Berdasarkan bentuknya, kompos ada yang berbentuk padat dan cair. Pembuatan kompos dapat dilakukan dengan menggunakan kompos yang telah jadi, kultur mikroorganisme, atau cacing tanah. Contoh kultur mikroorganisme yang telah banyak dijual dipasaran dan dapat digunakan untuk membuat kompos adalah EM4 (Effective Microorganism 4). EM4 merupakan kultur campuran mikroorganisme yang dapat meningkatkan degradasi limbah/sampah organic, menguntungkan dan bermanfaat bagi kesuburan tanah maupun tumbuhan dan produksi tanaman, serta ramah lingkungan. EM4 mengandung mikroorganisme yang terdiri dari beberapa jenis bakteri, diantaranya Lactobacillus sp, Rhodopseudomonas sp, Actinomyces sp, Streptomyces sp dan khamir (ragi) yaitu Saccaharomyces cerevisiae. Kompos yang dibuat menggunakan EM4 dikenal juga dengan sebutan bokashi.
Kompos dapat juga dibuat dengan bantuan cacing tanah karena cacing tanah mampu menguraikan bahan organic. Kompos yang dibuat dengan bantuan cacing tanah dikenal juga dengan sebutan kascing. Cacing tanah yang dapat digunakan adalah cacing dari spesies Lumbricus terrestis, Lumbricus rebellus, Pheretima defingens dan Eisenia foetida. Cacing tanah akan mengurai bahan-bahan kompos yang sebelumnya sudah diuraikan oleh mikroorganisme dalam pembuatan kompos menyebabkan pembentukan kompos lebih efektif dan lebih cepat.
4. Daur Ulang
Berbagai jenis limbah padat dapat mengalami proses daur ulang menjadi produk baru. Proses daur ulang sangat berguna untuk mengurangi timbunan sampah karena bahan buangan diolah menjadi bahan yang dapat digunakan kembali. Contoh beberapa jenis limbah padat yang dapat didaur ulang adalah kertas, kaca, logam (seperti besi, baja dan alumunium) plastic dan karet.
Meskipun daur ulang sangat bermanfaat untuk menangani limbah padat, solusi ini masih memiliki kelemahan. Seperti halnya proses produksi lain, proses daur ulang masih menghasilkan polutan sebagai hasil sampingan/sisa proses daur ulang tersebut.
Kaji Ulang
1. Sebutkan dua cara penimbunan sampah dalam penanganan limbah padat
2. Apakah menurutmu sanitary landfill dapat mengatasi masalah limbah padat secara tuntas? Jelaskan
3. Apa yang dimaksud dengan insinerasi?
4. Jelaskan manfaat kompos bagi kesuburan tanah
5. Sebutkan tiga contoh bahan yang dapat di daur ulang
|
C. Penanganan Limbah Gas
Pengolahan limbah gas secara teknis dilakukan dengan menambahkan alat Bantu yang dapat mengurangi pencemaran udara. Pencemaran udara sebenarnya dapat berasal dari limbah berupa gas atau materi partikulat yang terbawa bersama gas tersebut.
1. Mengontrol Emisi Gas Buang
Gas-gas buangan seperti sulfur oksida, nitrogen oksida, karbon monoksida dan hidrokarbon dapat dikontrol pengeluarannya melalui beberapa metode. Gas sulfur oksida dapat dihilangkan dari udara hasil pembakaran bahan baker dengan cara desulfurisasi menggunakan filter basah (wet scrubber). Mekanisme kerja filter basah ini akan dibahas lebih lanjut pada pembahasan berikutnya, yaitu mengenai metode menghilangkan materi partikulat, karena filter basah juga digunakan untuk menghilangkan materi partikulat.
2. Menghilangkan Materi Partikulat dari Udara Pembuangan
a. Filter udara
Filter udara adalah alat untuk menghilangkan materi partikulat padat, seperti debu, serbuk sari dan spora dari udara. Alat ini terbuat dari bahan yang dapat menangkap materi partikulat sehingga udara yang melewatinya akan tersaring dan keluar sebagai udara bersih (bebas dari materi partikulat)
b. Pengendap siklon
Pengendapan siklon atau Cyclone Separator adalah alat pengendap materi partikulat yang ikut dalam gas atau udara buangan. Prinsip kerja pengendap siklon adalah pemanfaatan gaya sentrifugal dari udara/gas buangan yang sengaja dihembuskan melalui tepi dinding tabung siklon sehingga partikel yang relative berat akan jatuh ke bawah.
c. Filter basah
Filter basah (wet scrubber) membersihkan udara yang kotor dengan cara menyalurkan udara ke dalam filter kemudian menyemprotkan air ke dalamnya. Saat udara kontak dengan air, materi partikulat padat dan senyawa lain yang larut air akan ikut terbawa air turun ke bagian bawah sedangkan udara bersih dikeluarkan dari filter.
d. Pengendap system gravitasi
Alat pengendap system gravitasi hanya dapat digunakan untuk membersihkan udara yang mengandung materi partikulat dengan ukuran partikel relative besar, yaitu sekitar 50µ atau lebih. Cara kerja ini sangat sederhana sekali, yaitu dengan mengalirkan udara yang kotor ke dalam alat yang dapat memperlambat kecepatan gerak udara.
e. Pengendap elektrostatik
Alat pengendap elektrostatik (Electrostatic precipitator) digunakan untuk membersihkan udara yang kotor dalam jumlah (volume) yang relative besar dan pengotor udaranya umunya adalah aerosol atau uap air.
Kaji Ulang
1. Apa yang dimaksud dengan proses desulfurisasi?
2. Jelaskan perbedaan antara alat pengendap siklon dengan alat pengendap system gravitasi
3. Jelaskan prinsip kerja alat pengendap elektrostatik
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar