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
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.
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 50ยต 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
|
