MODUL KULIAH - Sisfo Unisla

MODUL KULIAH

Rita Sunartaty, S.Si, MT

Nidn : 1326058602

Mata Kuliah: Penanganan Limbah Industri

Universitas Serambi Mekkah Fakultas Teknologi Pertanian

KATA PENGANTAR

ALHAMDULILLAH Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala limpahan Rahmat, Taufik dan Hidayahnya sehingga saya dapat menyelesaikan penyusunan modul ajar mata kuliah Penanganan Limbah Industri ini. Salawat beserta salam tidak lupa pula saya sampaikan kehadirat Nabi Muhammad SAW yang telah memberikan sumber inspirasi dan semangat untuk berjuang kepada kami semua. Modul Ajar Kuliah ini merupakan ringkasan yang penulis ambil dari berbagai referensi untuk dikutip yang bertujuan menyampaikan Ilmu Pengetahuan kepada pembaca khususnya para mahasiswa. Semoga bahan ajar ini dapat berdampak positif untuk dijadikan pedoman bagi mahasiswa dalam Mata kuliah Penangan Limbah Industri. Modul ajar ini penulis akui masih banyak kekurangan didalamnya. Wassalam

Salam Penulis

Universitas Serambi Mekkah Fakultas Teknologi Pertanian

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS SERAMBI MEKKAH

KARAKTERISTIK LIMBAH INDUSTRI

Pengertian limbah

Menurut Metcalf and Eddy

• Kombinasi dari sampah cair, air tanah air permukaan dan air hujan yg mungkin ada

Ehlers and Stell

• Cairan dari RT, industri & T4 lainnya yg biasanya mengandung zat-zat yg dpt membahayakan kehdpn & gangguan kelestarian lingkungan

Data mengenai utk memperkirakan

Sumber Air jlh rata-rata aliran

Limbah air limbah di suatu t4

berguna utk merencanakan

IPAL (sal. Pembawa air

limbah sampai pd unit

pengolah air limbah)

KOMPOSISI AIR LIMBAH

SEWAGE

WATER 99,9%

SOLIDS 0,1%

Organik 70%

Anorganik 30%

Protein 65% CH 25% Fats 10% Grit Salts Metal

Karakteristik air limbah

Fisika

• Total solid

• Bau

• Warna

• Suhu

Kimia

• Virus

• Protista

• biologi

Biologi

• Organik Matter (Protein, CH, Fats-Oils and Greas, Surfactant, Phenols, Pestisida, ThOD, BOD, COD)

• Inorganik Matter pH, Cl, Alkalinity, N, P, S, Komponen beracun

Karakteristik limbah secara fisika dan sumber air limbah

Total solid

Bau

Warna

Suhu

Sumber

Domestik, industri, pelapukan material organik

Dekomposisi limbah

Water suplay, domestik, industr, infiltrasi

Limbah industri dan domestik

Karakteristik limbah secara biologi dan sumber air limbah

Binatang

Tumbuhan

Protista

Virus

Pengolahan air terbuka

Pengolahan air terbuka

Domestik, air pengolahan

Domestik

Karakteristik limbah secara fisika dan sumber air limbah

Karbohidrat

Lemak

Pestisida

Phenol

Protein

Surfaktan

dll

Sumber

Domestik, perdagangan, industri

Domestik, perdagangan, industri

Pertanian

industri

Domestik, perdagangan

Domestik, perdagangan

Pelapukan bahan organik

Jenis jenis limbah

Padat

Cair

Gas

JENIS LIMBAH Limbah cair Jenis limbah yang pertama adalah limbah cair. Limbah cair ini juga dikenal sebagai entitas pencemar air yang berbentuk cair Contoh dan cara penanganan limbah cair

Limbah cair ini sifatnya ada yang berbahaya dan ada pula yang dapat dinetralisir secara cepat.

Limbah industri yang berbahaya yang dibuang langsung ke saluran seperti ekosistem sungai, laut, maupun selokan tanpa dinetralisir terlebih dahulu pada akhirnya akan mencemari saluran- saluran tersebut sehingga akan menyebabkan ekosistem air menjadi rusak, bahkan banyak makhluk hidup yang akan mati dibuatnya.

Contoh limbah cair dari industri ini antara lain adalah sisa pewarna pakaian cair, sisa pengawet cair, limbah tempe, limbah tahu, kandungan besi pada air, kebocoran minyak di laut, serta sisa- sisa bahan kimia lainnya

Limbah padat Limbah padat merupakan buangan dari hasil- hasil industri

yang tidak terpakai lagi yang berbentuk padatan, lumpur maupun bubur yang berasal dari suatu proses pengolahan, ataupun sampah yang dihasilkan dari kegiatan- kegiatan industri, serta dari tempat- tempat umum.

Limbah padat seperti ini apabila dibuang di dalam air (baca: jenis air) pastinya akan mencemari air tersebut dan dapat menyebabkan makhluk hidup yang tinggal di dalamnya akan mati. Sementara apabila dibuang di wilayah daratan (baca: ekosistem darat) tanpa adanya proses pengolahan, maka akan mencemari tanah di wilayah tersebut. Beberapa contoh dari limbah industri padat antara lain adalah plastik, kantong, sisa pakaian, sampah kertas, kabel, listrik, bubur- bubur sisa semen, lumpur- lumpur sisa industri, dan lain sebagainya.

Limbah gas

Limbah gas merupakan limbah yang disebabkan oleh sumber alami maupun sebagai hasil aktivitas manusia yang berbentuk molekul- molekul gas dan pada umumnya memberikan dampak yang buruk bagi kehidupan makhluk hidup yang ada di Bumi.

Limbah gas berbentuk gas. Oleh karena itu bentuknya limbah pabrik gas ini biasanya mencemari udara. Beberapa contoh limbah gas ini antara lain adalah kebocoran gas, pembakaran pabrik, asap pabrik sisa produksi dan lain sebagainya.

Lima cemaran primer yang secara total memberikan sumbangan lebih dari 90% pencemaran udara global adalah:

Nitrogen oksida

Karbon monoksida

hidrokarbon

Sulfur oksida

partikulat

Selain cemaran primer terdapat cemaran sekunder yaitu cemaran yang memberikan dampak sekunder terhadap komponen lingkungan ataupun cemaran yang dihasilkan akibat transformasi cemaran primer menjadi bentuk cemaran yang berbeda. Ada beberapa cemaran sekunder yang dapat mengakibatkan dampak penting baik lokal,regional maupun global yaitu:

co2

Hujan asam

CH3 CFC

Smoke fog

Limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun

Limbah B3 adalah sisa suatu usaha atau kegiatan yang mengandung bahan- bahan berbahaya dan atau beracun yang karena sifatnya, konsentrasinya, maupun jumlahnya baik secara langsung maupun tidak langsung dapat mencemarkan, merusak, dan dapat membahayakan lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan hidup manusia dan juga makhluk hidup lainnya.

KARAKTERISTIK LIMBAH B3

1. Mudah meledak

adalah limbah yang pada suhu dan tekanan standar (25 °C, 760 mmHg) dapat meledak atau melalui reaksi kimia dan/atau fisika dapat menghasilkan gas dengan suhu dan tekanan tinggi yang dengan cepat dapat merusak lingkungan sekitarnya

2. Mudah terbakar

a. Limbah yang berupa cairan yang mengandung alkohol kurang dari 24% volume dan/atau pada titik nyala tidak lebih dari60 °C (140 OF) akan menyala apabila terjadi kontak dengan api, percikan api atau sumber nyala lain pada tekanan udara 760 mmHg.

b. Limbah yang bukan berupa cairan, yang pada temperatur dan tekanan standar (25 C, 760 mmHg) dapat mudah menyebabkan kebakaran melalui gesekan, penyerapan uap air atau perubahan kimia secara spontan

Lanjutan a

Beracun

limbah yang mengandung pencemar yang bersifat racun bagi manusia atau lingkungan yang dapat menyebabkan kematian atau sakit yang serius apabila masuk ke dalam tubuh melalui pemafasan, kulit atau mulut. Penentuan sifat racun untuk identifikasi limbah ini dapat menggunakan baku mu tu konsentrasi TCLP (Toxicity Characteristic Leaching Procedure) pencemar organik dan anorganik dalam limbah.

Mudah menyebabkann infeksi

Bagian tubuh manusia yang diamputasi dan cairan dari tubuh manusia yang terkena infeksi, limbah dari laboratorium atau limbah lainnya yang terinfeksi kuman penyakit yang dapat menular .Limbah ini berbahaya karena mengandung kuman penyakit seperti hepatitis dan kolera yang ditularkan pada pekerja, pembersih jalan, dan masyarakat di sekitar lokasi pembuangan limbah

Universitas Serambi Mekkah Fakultas Teknologi Pertanian

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS SERAMBI MEKKAH

PENGOLAHAN LIMBAH SECARA FISIKA

Skema pengolahan limbah cair secara fisika

Saringan Bar (bar screen)

Saringan bar (bar screen)

Saringan bar berfungsi untuk menahan dan menyaring benda-benda keras dan besar seperti ranting kayu, potongan kayu, dan sampah serta mencegah rusaknya saringan berikutnya

b. Screning

Tujuan penyaringan (screening) adalah memisahkan kotorankotoran yang berupa zat padat kasar dan berukuran relative besar yang ada dalam air limbah.

Saringan dapat berupa kawat-kawat, kisi-kisi, kawat kasar, maupun plat berlubang.

Saringan pasir dan kerikil

Saringan pasir dan kerikil Saringan pasir dan kerikil digunakan untuk mencegah limbah cair dan kerikil agar tidak mengganggu dan merusak bak penampung danpompa limbah cair.

Ekualisasi

Proses ekualisasi berfungsi untuk meminimumkan dan mengendalikan fluktuasi aliran limbah cair baik kuantitas maupun kualitas yang berbeda dan menghomogenkan konsentrasi limbah cair dalam bak ekualisasi. Proses pencampuran dan aerasi diperlukan pada proses ekualisasi untuk menghindari kondisi septik.

Tujuan ekualisasi adalah: Mengendalikan aliran limbah cair agar tidak terjadi

aliran bergelombang.

Menghomogenkan senyawa organik dalam limbah cair agar tidak terjadi fluktuasi

Menyeragamkan nilai pH sekitar 6,50–8,50.

Ketepatan memasok limbah cair secara kontinyu untuk proses berikutnya.

Ketepatan mengalirkan olahan limbah cair secara kontinyu ke badan Air

Mengendalikan beban toksisitas yang tinggi. Menurunkan nilai Biochemical Oxygen Demand (BOD) limbah cair.

Sedimentasi

Proses sedimentasi limbah cair untuk memisahkan zat padat dan cair digunakan prinsip pengendapan gravitasi untuk: Memisahkan padatan terlarut dalam klarifikasi

primer sehingga mampu menurunkan nilai BOD dengan rentang antara 30% sampai 75%.

Menurunkan padatan terlarut sekitar 40% sampai 95%.

Mereduksi mikroba sampai sekitar 40% sampai 75%.

Memindahkan endapan biologi dalam klarifikasi akhir lumpur aktif.

Memindahkan humus dalam perlakuan tricklink filter.

Perolehan lumpur padat dikirim ke lokasi penguburan limbah padat (landfill).

Sedimentasi

Sedimentasi primer dan sekunder

Klasifikasi primer

unit proses yang dirancang untuk memindahkan zat padat tersuspensi dan padatan lain yang ada di dasar bak atau tangki klarifikasi sebelum dilakukan perlakuan biologi untuk senyawa organik terlarut.

Klasifikasi sekunder

unit proses yang dirancang untuk memindahkan senyawa biomassa yang terbentuk selama proses biologi dan zat padat lain yang terbawa oleh limbah cair masuk ke unit proses biologi, dan juga untuk mengentalkan lumpur biologi

filtrasi

• Filtrasi digunakan untuk pemisahan senyawa kimia padat dan cair dimana cairan melewati media porous untuk memindahkan padatan tersuspensi halus. Media filtrasi porous digunakan untuk memisahkan padat-cair dengan menggunakan prinsip gravitasi sehingga padatan tersuspensi dipisahkan. Media filtrasi dibedakan menurut media filtrasi tunggal, misal pasir, media filtrasi ganda, misal pasir dan antrasit, dan media filtrasi multi pasir, antrasit, dan garnet.

Flotasi

Flotasi digunakan proses daya apung untuk memisahkan partikel padatan tersuspensi dari limbah cair dan pemisahan lemak, pelumas dari industri olahan susu sapi/kerbau dan juga untuk memisahkan partikel padat rendah densitas. Pada industri roti, olahan ikan, dan industri olahan unggas khususnya ayam, pemisahan protein dan lemak dilakukan dengan menggunakan metode flotasi. Pemisahan lemak dan pelumas dari limbah cair dilakukan dengan menggunakan bak flotasi dimana di dasar bak flotasi dialiri udara pada tekanan rendah atau dengan menggunakan kompresor. Pada tekanan rendah, maka nitrogen dan oksigen lebih mudah larut jika dibandingkan dengan tekanan atmosfir. Gelembung udara yang timbul dalam limbah cair mengangkat lemak dan pelumas ke atas permukaan bak flotasi sehingga lemak dan pelumas di permukaan limbah cair dapat dipisahkan dengan menggunakan garpu pemisah.

Jenis flotasi

Flotasi gravitasi

Flotasi vacum

Flotasi eletro

Flotasi udara

Flotasi dengan prinsip gravitasi. Flotasi gravitasi digunakan pada limbah cair dari bengkel kendaraan mobil, kereta api, pesawat terbang, dan kapal laut. Kecepatan aliran limbah cair sekitar 4 sampai 6 m/jam dan waktu tinggal hidraulik 30 menit.

Flotasi dengan prinsip vacuum.

Flotasi vacuum banyak digunakan pada limbah cair dari industri olahan buah-buahan dan sayuran.

Flotasi dengan prinsip elektro. Flotasi elektro digunakan elektroda ditempatkan di dasar bak sehingga mengahasilkan gelembunggelembung sangat halus jika limbah cair di bak dielektrolisis oleh arus searah. Gelembung oksigen timbul pada anode naik ke atas dan mengangkat lemak, minyak dan pelumas selanjutnya terbentuk busa di permukaan bak dan dipisahkan.

Flotasi udara. Flotasi udara (air flotation) digunakan untuk

memisahkan padatan tersuspensi dan sebagai alternatif sedimentasi, mengentalkan suspensi lumpur senyawa kimia organik. Di samping flotasi tersebut di atas, dikenal pula flotasi elektro yang diikuti dengan dissosiasi air oleh listrik dalam tangki terbuka. Lumpur yang terbentuk pada perlakuan primer ini akan digabung dengan lumpur sekunder. Pemindahan senyawa organik yang terbiodegrasi dengan metode sedimentasi merupakan metode yang murah dibandingkan dengan metode aerasi dalam bak aerasi.

Adsorpsi

Adsorpsi digunakan untuk memindahkan senyawa kimia tertentu

larutan dengan menggunakan adsorben karbon aktif mampu mengadsorpsi senyawa organik dan juga menghilangkan bau tak sedap, rasa, dan warna serta senyawa organik toksik. Wujud karbon aktif yang digunakan ialah karbon aktif bentuk granular. Adsorpsi dibedakan atas adsorpsi fisik dan adsorpsi kimia.

Universitas Serambi Mekkah Fakultas Teknologi Pertanian

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS SERAMBI MEKKAH

PENGOLAHAN LIMBAH SECARA BIOLOGI

Aerator pada kolam Activated Sludge

Sumber:

constructionphotography.com

Lumpur aktif

Lumpur aktif

Lumpur aktif adalah kumpulan mikroba yang masih aktif berupa gumpalan lumpur atau menyerupai lumpur, maka disebut lumpur aktif. Aliran limbah cair (Q) dicampur dengan aliran lumpur (R) kemudian campuran ini dengan kadar antara 2000 mg/L sampai 4000 mg/L masuk ke dalam bioreaktor.Dalam sistem lumpur aktif, limbah cair dan biomassa dicampur secara sempurna dalam suatu reaktor dan diaerasi.

Pada umumnya, aerasi ini juga berfungsi sebagai sarana pengadukan suspensi tersebut.

Suspensi biomassa dalam limbah cair kemudian dialirkan ke tangki sedimentasi~ dimana biomassa dipisahkan dari air yang telah diolah. Sebagian biomassa yang terendapkan dikembalikan ke bioreaktor, dan air yang telah terolah dibuang ke lingkungan. Agar konsentrasi biomassa di dalam reaktor konstan (MLSS = 3 - 5 gfL), sebagian biomassa dikeluarkan dari sistem. tersebut sebagai excess sludge.

Dalam sistem tersebut, mikroorganisme dalam biomassa (bakteri dan protozoa) mengkonversi bahan organik terlarut sebagian menjadi produk akhir (air, karbon dioksida), dan sebagian lagi menjadi sel (biomassa).

Oleh karena itu, agar proses perombakan bahan organik berlangsung secara optimum syarat berikut harus terpenuhi(I) polutan dalam limbah cair harus kontak dengan mikroorganisme, (II) suplai oksigen cukup, (III) cukup nutnien, (IV) cukup waktu tinggal (waktu kontak), dan (V) cukup biomasa jumlah dan Jenis).

Kelebihan dan Kekurangan

Sistem lumpur aktif dapat diterapkan untuk hampir semua jenis limbah cair industri pangan, baik untuk oksidasi karbon, nitrifikasi, denitrifikasi, maupun eliminasi fosfor secara biologis.

Kendala yang mungkin dihadapi oleh dalam pengolahan limbah cair industri pangan dengan sistem ini kemungkinan adalah besarnya biaya investasi maupun biaya operasi, karena sistem ini memerlukan peralatan mekanis seperti pompa dan blower.

Biaya operasi umumnya berkaitan dengan pemakaian energi listrik.

Trakling filter

Prinsip kerja Trickling filter Trackling filter terdiri atas tumpukan media padat dengan

kedalaman sekitar 2 m, umumnya berbentuk silinder. Limbah cair disebarkan ke permukaan media bagian atas dengan

lengan distributot berputar, dan air kemudian mengalir (menetes) ke bawah melalui lapisan media.

Polutan dalam limbah cair yang mengalir melalui permukaan media padat akan terabsorps oleh miikrooreanisme yang tumbuh dan berkembang pada permukaan media padat tersebut.

Setelah mencapai ketebalan tertentu, biasanya lapisan biomassa ini terbawa aliran limbah cair ke bagian bawah. Limbah cair di bagian bawah dialirkan ke tangki sedimentasi untuk memisahkan blomassa. Resirkulasi dari tangki sedimentasi diperlukan untuk meningkatkan efislensi

Aplikasi trackling filter

Trickilne filter dapat digunakan untuk mengoksidasi karbon organik dan nitrogen organik atau amonium (nitrifikasi) dalam limbah cair.

Trickling filter jarang digunakan untuk proses denitrifikasi. Hampir semua jenis limbah industri pangan yang dapat diolah dengan sistem lumpur aktif dapat juga diolah dengan sistem trickling filter.

Nilai tipikal parameter desain trackling filter

• ]

Kelebihan dan Kekurangan.

Sistem trickling filter sesuai untuk pengolahan limbah cair dengan relatif kecil, baik untuk tujuan oksidasi karbon maupun nitrifikasi.

Desain dan operasi trickling filter cukup sederhana, tetapi sistem ini memerlukan klarifier primer, klarifier sekunder, serta memerlukan resirkulasi efluen.

Terdapat potensi terjadinya penyumbatan pada media filter oleh benda berukuran besar (seperti plastik, ranting, daun, kayu), terutama jika sistem tidak dilengkapi fasilitas penyaringan kasar.

Proses aerobik

Proses oksigen terlarut

Aerobik

1. Perlakuan aerobik limbah cair bertujuan untuk melarutkan dan menggumpalkan senyawa organik menjadi produk baru seperti CO2, NH3, radikal anorganik seperti SO4¯, PO4 -3, dan mikroba baru.

2. Bakteri dalam jumlah besar dalam bioreaktor digunakan untuk mengkonversi limbah cair yang berisi senyawa organik dan anorganik beracun. Masing-masing spesies mikroba tidak diketahui dan tiadanya pembibitan (seeding) yang diperlukan.

Proses anaerob

Tanpa oksigen terlarut

Anaerob

Sistem anaerob

Limbah industri khususnya lumpur primer dinyatakan dalam wujud limbah organik yang mudah busuk dan berpotensi menimbulkan mikroba patogen.

Pada pengolahan limbah lumpur berupa senyawa kimia organik dengan proses anaerobik oleh berbagai macam mikroba yang dibantu oleh nutrien menjadi produk gas bio.

Contoh bakteri anaerob

Obliglanat Anaerob

Metana

Bakteri anaerob memperoleh energinya dari oksidasi bahan organik kompleks tanpa menggunakan oksigen terlarut tetapi menggunakan senyawa lain sebagai pengoksidasi

Senyawa pengoksidasi selain oksigen yang dapat digunakan oleh mikroorganisme termasuk CO2, Senyawa organik teroksidasi sebagian, sulfat dan nitrat

Proses dimana bahan organik dipecah adanya oksigen fermentasi

Perbedaan lain antara proses aerobik dan anerobik terletak pada karakteristik biomassa yang menentukan jalannya proses perombakan.

Pada proses aerobik, biomassa terdiri atas berbagai jenis mikroorganisme, tetapi masing-masing merombak bahan organik untuk keperluannya masing-masing.

Pada proses anaerobik, sebenamya biomassa juga terdiri atas berbagai jenis mikroorganisme, tetapi merombak bahan organik satu setelah yang lain dafi bahan organik hingga biogas.

Dengan demikian, proses berlangsung sempurna hingga menghasilkan produk akhir, hanya jika proses pertukaran massa pada setiap mikroorganisme yang terlibat berlangsung dengan kecepatan sama.

Karena alasan tersebut, proses anaerobik lebih sensitif terhadap pengaruh bahan toksik, pH, dan temperatur dibanding dengan proses aerobik.

Keuntungan perlakuan anaerobik diantaranya adalah reduksi limbah, stabilisasi, perbaikan drainase, dan matinya mikroba patogen.

Kelebihan dan Kekurangan

Kelebihan reaktor UASB adalah konstruksi sederhana, tanpa bahan untuk pertumbuhan mikroorganisme, paling banyak diterapkan pada skala teknis sehingga banyak pengalaman praktis.

Kekurangan reaktor UASB antara lain adalah sangat sensitif terhadap perubahan beban Hidrolik dan beban organik laju perombakan relatif rendah dibanding dengan reaktor anaerobik lainnya, seperti reaktor fluidized bed.

Kadar bahan organik dalam efluen UASB umumnya masih tinggi, sehingga memerlukan pengolahan tambahan, misalnya dengan proses aerobik.

Nitrifikasi dan denitrifikasi

Pada senyawa kimia, nitrogen dan fosfor adalah kunci penyebab pencemar dalam limbah cair.

Proses denitrifikasi terjadi karena terdapat Pseudomonas denitrificans. Metode penghilangan senyawa nitrogen dapat

dilakukan dengan perlakuan kolam stabilisasi. Kolam stabilisasi merupakan metode murah, namun

efisiensi penghilangan nitrogen terbatas. Proses ini berlangsung secara alami dengan

menggunakan simbiosis bakteri dan ganggang nitrogen dipindahkan dalam bentuk biomassa. Semakin tinggi kadar CO2 semakin tinggi konversinya.

Universitas Serambi Mekkah Fakultas Teknologi Pertanian

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS SERAMBI MEKKAH

PENGOLAHAN LIMBAH SECARA KIMIA

Pengolahan limbah cair secara kimia yang sering diterapkan adalah:

Disinfeksi

Pengendapan materi terlarut (presipitasi),

Koagulasi (destabilisasi) koloid

Oksidasi

Ion exchange.

Netralisasi dengan basa atau asam

Limbah cair dari industri pada umumnya bersifat alkali atau asam

sehingga diperlukan proses kimia netralisasi limbah cair. Limbah cair yang bersifat basa, maka proses netralisasi dilakukan dengan penambahan HCl, atau asam sulfat, atau gas CO2 sehingga dicapai nilai pH antara 6,50-8,50.

Jika gas karbondioksida tidak tersedia, maka netralisasi dilakukan

dengan menggunakan asam sulfat karena harganya jauh lebih murah jika dibandingkan dengan asam asam khlorida.

Limbah cair yang bersifat asam dinetralkan dengan penambahan

bahan kimia air kapur atau Ca(OH)2, kostik soda atau NaOH, soda abu atau Na2CO3.

Koogulasi dan Flokulasi

Koagulasi adalah proses destabilisasi partikel senyawa koloid

dalam limbah cair. Proses pengendapan dengan menambahkan bahan koagulan ke dalam limbah cair sehingga terjadi endapan pada dasar tangki pengendapan.

Flokulasi adalah proses pengendapan pencemar dalam limbah cair

dengan penambahan bahan koagulan utama dan koagulan pendukung

sehingga terjadi gumpalan sebelum mencapai dasar tangki pengendap.

Flokulasi dikenal pula sebagai pencampuran (mixing), namun kecepatan

pencampuran sangat lambat, dan tangki flokulasi dilengkapi dengan

pengaduk bentuk pedal, dan baffle atau sirip di dinding tangki flokulasi.

Limbah cair yang diberi koagulan dengan dosis tertentu diaduk dalam

tangki flokulasi kemudian pengaduk dimatikan dan didiamkan, maka akan

terbentuk endapan di bagian bawah..

Adsorpsi

Proses adsorpsi dengan menggunakan adsorben digunakan untuk

memisahkan senyawa pencemar dalam limbah cair.

Proses adsorpsi adalah

kumpulan senyawa kimia dipermukaan adsorben, padat sebaliknya

absorpsi adalah penetrasi kumpulan senyawa kimia ke dalam senyawa

padat.

Karbon aktif digunakan sebagai adsorben untuk menghilangkan

kontaminan. Karbon aktif terbuat dari kayu, batu bara, lignit, tempurung

kepala, dan tulang ternak serta limbah sayuran kemudian dipanaskan tanpa adanya oksigen sehingga terbentuk arang utuh.

Dialisis

Proses membran adalah proses pemisahan senyawa dari larutan

yang berisi senyawa dengan menggunakan membran permiabel selektif.

Proses membran terdiri atas proses dialisis, elektrodialisis, dan reverse

osmosis.

Dialisis adalah proses pemisahan solute dari berbagai ionik atau ukuran molekul dalam larutan oleh membran permiabel selektif.

Perpindahan oksigen dan pencampurannya

Pada perlakuan lumpur aktif, lagon teraerasi, dan proses digesi diperlukan adanya oksigen dalam proses aerobik dan proses pencampuran dengan hasil padatan tersuspensi..

Perpindahan oksigen dan proses pencampuran dilakukan dengan aerasi dari alat kompresor.

Sistem aerobik menggunakan bak terbuka yang berisi limbah cair kemudian dipasok oksigen dalam udara untuk proses metabolisme sehingga mampu mendegradasi senyawa organik dalam limbah cair dengan nilai BOD yang tidak terlalu tinggi.

Ozonasi

Pendekatan bioteknologi ramah lingkungan terhadap limbah pestisida dan limbah senyawa organik lainnya merupakan pendekatan yang sangat dianjurkan untuk diterapkan meskipun proses ozonisasi lebih lama jika dibandingkan dengan proses kimia.

Ozonisasi adalah salah satu pendekatan proses kimia untuk mendegradasi limbah pestisida dalam limbah cair dan limbah senyawa organik meskipun limbah pestisida merupakan residu yang permanen

Residu pestisida organofosfor sangat dimefox, dan lain-lain. Tujuan ozonisasi adalah mengeliminasi bakterim patogen dalam air maupun limbah cair.

Khlorin dioksida

Metode penambahan khlorin ke limbah cair untuk mengoksidasi

senyawa ammonia menjadi gas nitrogen dipengaruhi oleh: waktu kontak reaksi, suhu reaksi, dan nilai pH reaksi.

Kerugian dengan melakukan metode ini adalah Diperlukan sistem pengendalian nilai pH, Diperlukan biaya operasi mahal karena jumlah larutan NaOH dan khlorin cukup besar dan mahal serta merupakan bahan berbahaya dan beracun (B-3), Diperlukan dekhlorinasi, Adanya senyawa karsinogen hidrokarbon terkhlorinasi, Sangat peka terhadap perubahan suhu untuk menghilangkan senyawa ammonia-nitrogen sampai konsentrasi 0,10 mg/L.

Penghilangan amonia

Ammonia dihasilkan oleh dekomposisi senyawa organik terdapat

dalam limbah cair yang harus dihilangkan sebab ammonia bersifat toksik

atau beracun terhadap kehidupan ikan air tawar jika konsentrasi ammonia

dalam air lebih dari 3 mg/L dan senyawa ammonia akan dioksidasi oleh

mikroba menjadi nitrat dengan menggunakan oksigen.

Universitas

Universitas Serambi Mekkah Fakultas Teknologi Pertanian

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS SERAMBI MEKKAH

PENGOLAHAN LIMBAH PADAT

Apa itu pencemaran?

Pencemaran lingkungan meningkat dengan meningkatnya jumlah penduduk, bertambah dan beraneka ragamnya industri. Namun prasarana untuk mengolah limbah tidak berkembang sepesat pertambahan limbah. Masalah yang sering timbul adalah bahwa pengelolaan limbah dianggap akan menambah biaya tanpa disertai manfaat yang dapat diukur secara kuantitat

Proses terbentuknya limbah padat

Limbah yang berasal dari bahan baku yang tidak mengalami perubahan komposisi baik secara kimia dan biologis. Mekanisme transformasi yang terjadi hanya bersifat fisis semata seperti pemotongan dan penggergajian dsb. Limbah katagori ini sangat cocok untuk dimanfaatkan kembali sebagai bahan baku.

Limbah yang terbentuk akibat hasil samping dari sebuah proses kimia, fisika dan biologis, atau karena kesalahan ataupun ketidak optimuman proses yang berlangsung. Limbah yang dihasilkan mempunyai sifat yang berbeda dari bahan baku semula. Limbah ini ada yang dapat menjadi bahan baku bagi industri lain atau sama sekali tidak dapat dimanfaatkan.

Limbah yang terbentuk akibat penggunaan bahan baku sekunder, misalnya pelarut atau pelumas.

Bahan baku sekunder ini tidak ikut dalam reaksi proses pembentukan produk

Teknik daur ulang ataupun penghematan penggunaan bahan baku sekunder banyak diterapkan dalam menanggulanginya.

Limbah berasal dari hasil samping proses pengolahan limbah menghasilkan produk sampingan yang harus ditangani lebih lanjut, berupa partikulat, gas dan abu (misalnya dari insinerator), lumpur (misalnya dari unit pengolah limbah cair), atau bahkan limbah cair (misalnya dari sebuah lahan-urug).

Limbah yang berasal dari bahan samping pemasaran produk industri, misalnya kertas, plastik, kayu, logam, drum, kontainer, tabung kosong dsb.

Limbah jenis ini dapat dimanfaatkan kembali sesuai fungsinya semula atau diolah terlebih dahulu agar menjadi produk baru. Sampah kota banyak terdapat dalam katagori ini

Gambar 12. Karakteristik Limbah Padat Industri Pangan

Prinsip. Selama pengomposan bahan-bahan organik seperti karbohidrat, selulosa, hemiselulosa dan lemak dirombak menjadi C02 dan air, Protein dirombak menjadi amida, asam amino, amonium, C02 dan air. Pada proses pengomposan tedadi pengikatan unsurunsur hara (nutrien), seperti nitrogen, fosfor dan kalsium oleh mikroorganisme, tetapi unsur-unsur tersebut akan dilepas lagi ke kompos apabila m1kroorganisme tersebut mati. Oleh karena itu, selama proses pengomposan terjadi peningkatan ratio N/C dan P/C.

Pemusnahan/pengolahan limbah padat dapat dikelompokkan dalam tiga metode utama, yaitu

1. Pengolahan limbah agar lebih memudahkan dalam pengelolaannya, atau agar mengurangi dampak negatif bila diolah lebih lanjut, seperti :

penghalusan (shredding)

pemadatan timbunan

solidifikasi/pengkapsulan

Pengolahan limbah agar dihasilkan sebuah produk yang bermanfaat, seperti

pengomposan (dihasilkan humus)

insinerasi/pembakaran (dihasilkan enersi panas)

metanisasi (dihasilkan gasbio)

Pembuangan limbah ke suatu tempat guna menghindari kontak dengan manusia, seperti lahan-urug (landfill)

Dalam hal limbah industri, informasi yang akurat tentang timbulan dan komposisi limbah padatnya biasanya sulit didapat karena: Timbulan limbah padatnya bisa beraneka ragam

Kerahasiaan terhadap industri saingan,

Kehawatiran tidak sesuai peraturan yang ada,

Variasi dari aktivitas industri,

Tingkat pendaur ulangan yang beraneka ragam,

Tidak dicatat secara sistematis dan kontinyu

PENGELOLAAN LIMBAH PADAT SECARA UMUM

1. Konsep pertama adalah, bagaimana mengelola limbah yang sudah terbentuk. Konsep ini bertitik tolak dari usaha untuk mengurangi semaksimal mungkin dampak negatif dari limbah itu. Konsep inilah yang praktis banyak dianut dalam usaha memerangi pencemaran lingkungan, misalnya pengelolaan sampah kota yang sekarang dianut secara formal.Konsep ini dikenal sebagai pendekatan end-of-pipe.

2. Konsep kedua adalah, bagaimana teknologi dapat intervensi dalam proses itu sendiri, sehingga limbah yang terbentuk menjadi seminimal mungkin. Konsep ini dikenal sebagai Teknologi Bersih atau Proses Bersih.

Apa itu konsep produksi bersih?

Mengoptimasi proses produksi, misalnya minimisasi bahan baku atau enersi, sehingga didapat limbah yang minimum,

Memodifikasi proses industri atau memodivikasi jenis bahan baku atau enersi yang digunakan, sehingga dihasilkan limbah yang lebih sedikit, atau limbah yang lebih tidak berbahaya,

Merubah proses industri dengan sistem yang baru, sehingga didapat limbah yang lebih sedikit atau lebih tidak berbahaya

PENGOLAHAN LIMBAH PADAT

1. Pengolahan limbah agar lebih memudahkan dalam pengelolaannya, atau agar mengurangi dampak negatif bila diolah lebih lanjut, seperti penghalusan (shredding), pemadatan timbunan dan solidifikasi/pengkapsulan

2. Pengolahan limbah agar dihasilkan sebuah produk yang bermanfaat, seperti pengomposan (dihasilkan humus), insinerasi/pembakaran (dihasilkan enersi panas, metanisasi (dihasilkan gasbio)

3. Pembuangan limbah ke suatu tempat guna menghindari kontak dengan manusia, seperti lahan-urug (landfill)

Insenerator

Sasaran dari sebuah insinerator adalah bagaimana mengurangi volume limbah dengan gas yang terbuang dan residu yang tak berbahaya

Suatu insinerator yang baik akan dapat mengurangi volume limbah sampai 80-95 %, sedang pengurangan berat dapat mencapai 70-80 %, yang semuanya tergantung pada kualitas dan tipe tungku yang digunakan

Guna menjamin pembakaran sempurna perlu diperhatikan tiga hal

1. Waktu kontak

2. Kehomogenan

3. Temperatur

Sebuah insinerator biasanya terdiri dari elemen-elemen dasar

1. ruang pembakaran (tungku) dan suplai udara

2. sistem cerobong gas

3. sistem pembuangan abu

4. pengontrol pencemaran udara

5. sistem penangkap panas yang dihasilkan (recovery)

Pengomposan

Pengomposan merupakan salah satu teknik pengolahan limbah yang biodegradabel (dapat diuraikan oleh mikroorganisme).

Fungsi kompos adalah selain sebagai pupuk organik, akan berfungsi pula untuk memperbaiki struktur tanah, memperbesar kemampuan tanah untuk menyerap dan menahan air serta zat hara yang lain.

Pembuatan Kompos Pembuatan kompos relatif mudah dan murah serta

memberi pemasukan tambahan atau alternatif mata pencaharian.

Pembuatan kompos dapat dilakukan dengan menggunakan kompos yang telah jadi, kultur mikroorganisme dan cacing tanah.

Contoh kultur mikroorganisme yang telah banyak dijual di pasaran dan dapat digunakan untuk membuat kompos adalah EM4.

EM4 merupakan kultur campuran mikroorganisme yang dapat meningkatkan degradasi limbah/sampah organik, menguntungkan dan bermanfaat bagi kesuburan tanah maupun pertumbuhan dan produksi tanaman, serta ramah lingkungan

92

Kompos juga dapat dibuat dengan bantuan cacing

tanah, karena cacing tanah mampu mengurai bahan

organik.

Kompos yang dibuat dengan bantuan cacing tanah

disebut 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.

Keterlibatan cacing tanah dan mikroorganisme

dalam pembuatan kompos menyebabkan

pembentukan kompos lebih efektif dan lebih cepat. 93

Proses pengomposan (composting) adalah dekomposisi materi organik limbah secara biologis dibawah kontrol kondisi proses yang berlangsung. Dalam produk akhir, materi organik belumlah dapat dikatakan stabil, namun dapat disebut stabil sementara secara biologis, karena disini dibedakan dengan cara kimia-fisik seperti insinerasi dan pirolisis. Penggunaan kata 'kontrol‘ disini untuk membedakan dengan dekomposisi yang terjadi secara alamiah, seperti dalam sebuah landfill.

Kompos dapat disebut berkualitas baik bila mempunyai karakteristik sebagai humus dan bebas dari bakteri patogen serta tidak berbau yang tidak enak. Pengomposan sampah kota dalam hal ini bersasaran ganda, yaitu menangani sampah kota dan sekaligus memperoleh bahan untuk menunjang pertanian.

Klasifikasi pengomposan:

didasarkan atas prinsip penggunaan oksigen : aerob dan anaerob

didasarkan atas temperatur yang terjadi : mesofilik dan thermofilik

didasarkan atas teknologinya : lambat (open/windrow) dan cepat (accelerated composting).

Menurut prosesnya, pengomposan dapat dibedakan atas 2 jenis 1. Secara aerobik (tersedia oksigen dalam

prosesnya), karena berbagai kelebihan, seperti: tidak menimbulkan bau, waktu lebih cepat, temperatur tinggi, sehingga dapat membunuh bakteri patogen an telur cacing. Kompos yang dihasilkan disebut kompos higienis

2. Secara anaerob Sedang pengomposan secara anaerob tidak membutuhkan kehadiran mikroba aerob selama prosesnya. Keuntungan dari proses anaerob adalah tidak dibutuhkan perhatian yang terlalu banyak selama proses berlangsung.

PARADIGMA BARU DALAM PENGELOLAAN SAMPAH KOTA

Konsep 3R

Recycle

reduce reuse

Reduce adalah pengurangan timbulnya sampah hendaknya menjadi prioritas utama dalam mengurangi timbulnya sampah

Reuse adalah menggunakan kembali sampah

Recycle adalah mendaur ulang sampah

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 : kertas, kaca, logam, plastik 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. 100

Pada sebagian negara maju, penduduknya telah

menerapkan pemisahan jenis sampah yang akan

dibuang. Sampah sisa makanan yang mudah

busuk, plastik, kertas dan logam, sehingga

memudahkan proses daur ulang.

Namun, ada juga produk tertentu yang memiliki

kandungan berbagai bahan berbeda sehingga

hampir tidak mungkin dipisahkan untuk didaur

ulang. Misalnya, kemasan produk makanan yang

tersusun atas lapisan kertas, plastik dan

alumunium. Bahan yang seperti ini tidak

dapat didaur ulang.

Sampah sumber biomassa dan enersi:

Dilihat dari komposisi sampah, maka sebagian besar sampah kota di Indonesia adalah tergolong sampah organik

70% organik

28% anorga

nik

2% lain lain

LANDFILLING

landfilling merupakan cara pengolahan sampah yang paling sering dilakukan . Hal ini dikarenakan biayanya relatif murah, pengoperasiannya mudah dan luwes dalam menerima limbah.

Namun fasilitas ini berpotensi mendatangkan masalah pada lingkungan, terutama dari lindi (leachate) yang dapat mencemari air tanah serta timbulnya bau dan lalat yang mengganggu, karena biasanya sarana ini tidak disiapkan dan tidak dioperasikan dengan baik.

Prinsip dasar dalam penggunaan metode landfilling agar mengurangi dampak negatif yang mungkin timbul adalah :

1. Memilih site yang akan digunakan secara seksama

2. Merancang site yang telah dipilih seduai kaidah-kaidah yang berlaku

3. Membangun sarana ini sesuai dengan spesifikasi yang telah digariskan dalam rancangan

4. Megoperasikan sarana yang telah dibangun secara baik

5. Melakukan monitoring secara sistematis sejak mulai dioperasikan sampai pasca operasi.

Terima kasih

Dikutip

Penangan limbah gas dan B3

Cara Penanganan limbah gas adalah?

• Dengan melakukan penambahan alat bantu yang dapat mengurangi pencemaran udara

Cara penanganan pencemaran udara adalah?

• Mengontrol gas buang dan menghilangkan materi partikulat udara pembuangan

1. Mengontrol Emisi Gas Buang Gas-gas buang seperti sulfur oksida,

nitrogenoksida, karbon monoksida dan hidrokarbon dapat di kontrol pengeluarannya dengan beberapa metode. Gas sulfur oksida dapat hilang dengan cara desulfurisasi menggunakan filter basah.

Gas-gas nitrogen dapat dikurangi dari hasil pembakaran kendaraan bermotor dengan menurunkan suhu pembakaran

Gas karbon monoksida dan hidrokarbon dapat dikurangi dengan memasang alat pengubah katalik, sebagai penyempurna pembakaran.

110

2. Menghilangkan Meteri Partikulat

Dari Udara Pembuangan

a. Filter Udara

Adalah alat bantu menghilangkan materi pertikulat

padat, seperti bedu, serbuk sari, dan spora di udara.

Filter udara dapat digunakan pada ventilasi ruangan

atau bangunan, mesin atau cerobong pabrik, mesin

kendaraan bermotor atau pada daerah yang

membutuhkan udara bersih.

111

b. Pengendap silikon

Cyclone Separator Adalah alat pengendap

materi partikulat yang ikut udara buangan.

Prinsip kerjanya adalah pemanfaatan gaya

sentrifugal dari udara buangan yang sengaja

dihembuskan melalui tepi dinding siklon sehingga

pertikel yang relatif berat akan jatuh ke bawah.

Ukuran materi partikulat yang bisa diendapkan

adalah 5-40µ. Makin besar ukuran pertikel, makin

cepat partikel tersebut diendapkan.

112

c. Filter basah

wet scrubber membersihkan udara kotor

dengan cara menyalurkan udara kedalam filter

kemudian menyemprotkan air kedalamnya. Saat

udara bertemi denga air, materi pertikulat akan

larut dalam air dan mengair melalui pembuangan.

Contoh senyawa atau materi pertikulat yang dapat

dibersihkan oleh filter basah adalah debu, sulfur

oksida, amonia, hidrokarbon klorida, dan senyawa

asam dan basa lain.

113

d. Pengendapan sistem grafitasi

Alat pengendap ini biasanya digunakan untuk

mengendapkan materi partikulat yang ukuranya

cukup besar, yaitu sekitar 50 µ atau lebih. Cara

adalah dengan megalirkan udara yang kotor ke

dalam alat yang dapat memperlambat kecepatan

udara. Saat terjadi perubahan kecepatan secara

tiba-tiba, materi partikualt akan jatuh dan

terkumpul di bagian bawah akibat grafitasi bumi.

114

e. Pengendapan elektrostatik

Elektrostatic precipitator digunakan untuk

membersihkan udara kotor dalam jumlah atau

volume yang besar dan gas pengotor udaranya

adalah aerosol atau uap air.

Alat pengendap ini menggunakan elektroda yang

dialiri arus searah. Udara kotor disalurkan ke

dalam alat dan elektrada akan menyebabkan

materi pertikulat ber ionisasi. Ion ion kotoran

tersebut akan ditarik ke bawah sedangkan udara

bersih akan terhembus keluar.

115

C. Penanganan Limbah B3. • Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) tidak

dapat begitu saja ditimbun, dibakar atau dibuang kelingkungan, kerena mengandung bahan yang dapat membahayakan manusia dan makhluk hidup lain. Limbah seperti ini memerlukan penanganan khusus dibandingkan dengan yang limbah non B3. limbah B3 perlu diolah baik secara fisik, biologi maupun kimia sehingga menjadi tidak berbahaya atau berkurang daya racunnya. Setelah diolah, limbah B3 harus memerlukan metode pembuangan yang khusus untuk mencegah terjadinya pencemaran.

117

1. Metode pengolahan secara

Kimia, Fisik dan Biologi

• Proses penanganan secara kimia atau fisik yang

umum dilakukan adalah stabilisasi/solidifikasi.

Stabilisasi adalah proses pengubahan bentuk fisik

dan/atau sifat kimia dengan menambah bahan

pengikat atau senyawa pereaksi tertentu untuk

memperkecil/membatasi kelarutan, pergerakan

atau penyebaran daya racun limbah sebelum

dibuang. Contoh bahan yang dapat digunakan

untuk proses stabilisasi adalah semen, kapur dan

bahan termoplastik. 118

• Metode insinerasi (Pembakaran) dapat diterapkan

untuk memperkecil volume limbah B3. namun saat

melakukan pembakaran perlu dilakukan

pengontrolan ketat agar gas beracun hasil

pembakaran tidak mencemari lngkungan.

• Proses pengolahan secara biologi dikenal dengan

istilah bioremidiasi dan fitoremidiasi.

Bioremidiasi adalah penggunanan bakteri dan

mikroorganisme lain untuk mendegradasi limbah

B3, sedangkan fitiremidiasi adalah penggunaan

tumbuhan untuk mengabsobsi dan

mengakumulasi bahan-bahan beracun dari tanah.

119

2. Metode Pembuangan Limbah B3 a. Sumur dalam/sumur injeksi (deep weel injection)

salah satu cara membuang limbah B3 agar tidak

membahayakan adalah dengan memompakan

limbah tersebut melalui pipa ke lapisan batuan

yang dalam, di bawah lapisan-lapisan air tanah

dangkal maupun air tanah dalam. Secara teori,

limbah B3 akan terperangkap di laipsan itu

sehingga tidak mencemari tanah maupun air.

Namun, sebenarnya tetap ada kemungkinan

kebocoran atau korosi pipa akibat gempa

sehingga limbah merembes ke lapisan tanah. 120

b. Kolam penyimpanan (surface impuondments)

limbah B3 cair dapat ditampung pada kolam-

kolam yang memang dibuat untuk limbah B3.

kolam ini dilapisi oleh pelindung yang dapat

mencegah perembesan limbah. Ketika air limbah

menguap, senyawa B3 akan terkonsentrasi dan

mengendap didasar. Kelemahan metode ini

adalah memekan lahan karena limbah akan

semakin tertimbun dalam kolam, ada

kemungkinan kebocoran pada lapisan pelindung,

dan ikut menguapnya senyawa B3 bersama air

limbah sehingga mencemari udara.

121

c. Landfill untuk limbah B3 (secure landfills)

limbah B3 dapat ditimbun pada landfill, namun

harus denga pengamatan tinggi. Pada metode

pembuangan secura landfill, limbah B3

ditempatkan dalam drum, kemudian dikubur

dalam landfill yang didesain khusus untuk

mencegah pencemaran limbah B3. Metode ini

jika diterapkan dengan benar dapat menjadi cara

penanganan limbah B3 ynag efektif. Namun,

metode secure landfill merupakan metode yang

memiliki biaya operasi yang tinggi, masih ada

kemungkinan terjadi kebocoran, dan tidak

memberikan solusi jangka panjang. 122

SUMBER KUTIPAN

Sri,B.Laksmi, 1990, PENANGANAN LIMBAH INDUSTRI PANGAN, Kasinus, Bogor

O,Thomas, 1991, LIMBAH PADAT DI INDONESIA, Yayasan Obor Indonesia, Jakarta