I.PENDAHULUAN1.1Latar BelakangLimbah adalah buangan yang
kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki
lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomi. (Ritonga, 2011).
Limbah merupakan salah satu permasalahan yang cukup pelik mengingat
banyak kasus pelanggaran regulasi penanganan limbah yang dilakukan
oleh pengusaha dan pedagang Indonesia. Limbah yang mengandung bahan
pencemar akan mengubah kualitas lingkungan, bila lingkungan
tersebut tidak mampu memulihkan kondisinya sesuai dengan daya
dukung yang ada padanya. Oleh karena itu sangat perlu diketahui
sifat limbah dan komponen bahan pencemar yang terkandung di dalam
limbah tersebut. (Ritonga, 2011).Limbah yang dibahas dalam makalah
ini dipersempit menjadi limbah bahan pangan. Umumnya, limbah bahan
pangan mengandung banyak bahan-bahan organik. Apabila limbah
organik ini masuk ke dalam ekosistem tanpa memperhatikan kandungan
oksigen terlarut didalamnya (COD dan BOD), kemungkinan besar akan
merusak ekosistem tersebut dan mematikan komponen biotik di
dalamnya. Dari permasalahan ini, dapat disimpulkan bahwa penanganan
limbah industri baik di bidang pangan maupun nonpangan sangat
diperlukan untuk menjaga keseimbangan alam.
1.2Tujuan1. Mengetahui bagaimana cara penanganan limbah pada
industri minuman ringan secara umum.2. Mengklasifikasikan
tahap-tahap penanganan limbah (primer, sekunder, tersier) pada
industri minuman ringan.
II.ISI2.1.Penanganan Limbah Secara PrimerTujuan utama pengolahan
air limbah ialah untuk mengurai kandungan bahan pencemar di dalam
air terutama senyawa organik, padatan tersuspensi, mikroba patogen,
dan senyawa organik yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme
yang terdapat di alam. Bila dilihat dari tingkat perlakuan
pengolahan air limbah maka sistem pengolahan limbah cair
dikalisifikasikan menjadi; Primary Treatment System, Secondary
Treatment System, Tertiary Treatment System (Metcalf and Eddy,
1991).
Gambar 1. Sistem Pengolahan Limbah CairSetiap tingkatan treatmen
terdiri pula atas sub- sub treatmen yang satu dengan lainnya
berbeda, tergantung pada jenis parameter pencemar didalam limbah
cair, volume limbah cair, dan kondisi fisik lingkungan .Ada
beberapa proses yang dilalui air limbah agar limbah ini benar-benar
bebas dari unsur pencemaran. Awalnya, air limbah harus dibebaskan
dari benda terapung atau padatan melayang. Untuk itu diperlukan
treatment pendahuluan (pretreatment). Pengolahan selanjutnya adalah
mengendapkan partikel-partikel halus kemudian lagi
menetralisasinya. Demikian tingkatan ini dilaksanakan sampai
seluruh parameter pencemar dalam air buangan dapat dihilangkan
(Grady and Lim, 1980).
Gambar 2. Tahapan Primary TreatmentTahapan primer dalam
pengolahan limbah industri minuman berupa proses biomassa
tersuspensi, diantaranya: Pengolahan Awal (Pretreatment)Tahap
pengolahan ini melibatkan proses fisik yang bertujuan untuk
menghilangkan padatan tersuspensi dan minyak dalam aliran air
limbah. Beberapa proses pengolahan yang berlangsung pada tahap ini
ialah screen and grit removal, equalization and storage, serta oil
separation. Pengolahan Tahap Pertama (Primary Treatment)Pada
dasarnya, pengolahan tahap pertama ini masih memiliki tujuan yang
sama dengan pengolahan awal. Letak perbedaannya ialah pada proses
yang berlangsung. Proses yang terjadi pada pengolahan tahap pertama
ialah menghilangkan partikel-partikel padat organik melalui proses
fisika, yakni neutralization, chemical addition and coagulation,
flotation, sedimentation, dan filtration, sehingga partikel padat
akan mengendap (disebut sludge) sedangkan partikel lemak dan minyak
akan berada di atas / permukaan (disebut grease).
2.2 Penanganan Limbah Secara SekunderPengolahan sekunder disebut
juga pengolahan biologis karena melibatkan aksi beberapa mikroba
yang ada pada limbah ataupun penambahan beberapa mikroba ke dalam
system tersebut. Menurut Rahayu (2008), pengolahan sekunder ini
juga dilakukan untuk merombak campuran bahan organic terlarut
melalui aktivitas mikroorganisme aerobic alami dan menghasilkan
lumpur. Adapun reactor yang digunakan adalah sebagai berikut :
Proses Lumpur Aktif dengan Aerasi Oksigen Murni. Pengolahan limbah
dengan system lumpur aktif mulai dikembangkan di Inggris pada tahun
1914 oleh Arden dan Lockett. Proses ini mampu menstabilkan limbah
secara aerobik. Istilah lumpur aktif diterapkan baik pada proses
maupun padatan biologis di dalam unit pengolahan. Pengolahan ini
termasuk pengolahan biologi, karena menggunakan bantuan
mikroorganisma pada proses pengolahannya. Cara Kerja alat ini
adalah sebagai berikut: Air limbah setelah dilakukan penyaringan
dan equalisasi dimasukkan kedalam bak pengendap awal untuk
menurunkan suspended solid. Air limpasan dari bak pengendap awal
dialirkan ke kolam aerasi melalui satu pipa dan dihembus dengan
udara sehingga mikroorganisma bekerja menguraikan bahan organik
yang ada di air limbah. Dari bak bak aerasi air limbah dialirkan ke
bak pengendap akhir, lumpur diendapkan, sebagian lumpur
dikembalikan ke kolam aerasi.Keuntungannya adalah daya larut
oksigen dalam air limbah lebih besar; efisiensi proses lebih
tinggi; dan cocok untuk pengolahan air limbah dengan debit kecil
untuk polutan organik yang susah terdegradasi. Namun, juga terdapat
kekurangan dimana areal instalasi luas, sehingga dana yang
dibutuhkan cukup besar dan tidak efisien, memerlukan pengawasan
yang cukup ketat seperti kondisi suhu dan bulking control proses
endapan, membutuhkan energy yang besar, dan membutuhkan operator
yang terampil dalam mengatur jumlah massa mikroba dalam
reaktor.
Gambar 3. Aeration Tank
Gambar 4. Proses Lumpur Aktif Lagun AerasiLagun Aerasi merupakan
unit penanganan biologic dimana kebutuhan oksigen dipenuhi dengan
peralatan aerasi mekanik. Suplai oksigen secara kontinyu mendukung
lagun aerasi untuk menangani air limbah per unit per hari. Lagun
merupakan sebuah kolam yang dilengkapi dengan aerator, system lagun
mirip dengan kolam oksidasi. Lagun memiliki ukuran yang luas dan
mampu menampung limbah cair dalam volume besar. Lagun mempunyai
proses kerja dimana aerator langsung beroperasi di atas permukaan
lagun dan menggoncangkan seluruh permukaan limbah agar dapat
tercampur merata antara udara dan limbah. Mikroorganisme
memanfaatkan limbah sebagai sumber energy. Kelebihan dari proses
ini adalah biaya pemeliharaannya rendah, effluent yang dihasilkan
baik, biaya instalasi awal rendah, dan tidak menimbulkan bau.
Sedangkan kelemahannya masih membutuhkan lahan yang luas dan
membutuhkan energy yang besar.
Gambar 2. Lagun Aerasi
Oxidation Ditch (Parit Oksidasi)Oxidation ditch adalah bak
berbentuk parit yang digunakan untuk mengolah air limbah dengan
memanfaatkan oksigen (kondisi aerob). Kolam oksidasi ini biasanya
digunakan untuk proses pemurnian air limbah setelah mengalami
proses pendahuluan. Fungsi utamanya adalah untuk penurunan
kandungan bakteri yang ada dalam air limbah setelah pengolahan.
Gambar 3. Proses Oxidation DitchKelebihan dari proses ini adalah
biaya yang diperlukannya relatif rendah. Namun, kelemahannya adalah
membutuhkan lahan yang luas, efisiensi penurunan zat organic sangat
terbatas dan masih mengandung zat padat tersuspensi yang tinggi
dari adanya algae, serta efisiensi tidak stabil (menurun pada malam
hari) karena proses photosyntesa terhenti.
Trickling Filter (Saringan Menetes)Trickling Filter merupakan
salah satu aplikasi pengolahan air limbah dengan memanfaatkan
teknologi Biofilm. Trickling ini terdiri dari suatu bak dengan
media permeable untuk pertumbuhan organisme yang tersusun oleh
materi lapisan yang keras, kasar, tajam dan kedap air. Kegunaannya
adalah untuk mengolah air limbah dengan air yang jatuh mengalir
perlahan-lahan melalui lapisan batu untuk kemudian
tersaring.Kelebihannya adalah tidak membutuhkan lahan yang luas dan
operator yang digunakan tidak perlu terampil. Sedangkan
kelemahannya adalah sering timbul lalat dan bau dari reactor,
karena suplai oksigen tidak merata, sering terjadi pengelupasan
biofilm, timbul sumbatan, dan hanya untuk mengolah limbah encer
dengan beban BOD rendah.
Gambar 4. Trickling FilterBerdasarkan jurnal yang kami bahas
yaitu mengenai pengolahan limbah cair industri minuman ringan
dilakukan melalui penanganan limbah berupa lumpur aktif. Pada
Neutralisasi Tank dilakukan pengolahan limbah yang menggunakan
proses biologi (proses lumpur aktif) yang akan berjalan optimal
pada pH sekitar 7-8,5. Namun, air limbah minuman ringan tersebut
memiliki pH 11-12 (basa) sehingga perlu dilakukan penambahan asam
klorida di neutralisasi tank yang dilengkapi dengan mixer ini.
Selanjutnya air limbah diteruskan pada Oxidation ditch yang
merupakan tempat utama berlangsungnya proses mikrobiologi dengan
menggunakan lumpur aktif. Kandungan senyawa organik diharapkan akan
terdegradasi kurang lebih 90% dengan bantuan bakteri selain itu
terjadi juga proses nitrifikasi dan denitrifikasi. Menurut Jenie,
dkk (1993), penurunan kandungan organik ini disebabkan
mikroorganisme yang mendekomposisi bahan organik tersebut menjadi
CO2, H2O dan NH4 sehingga kandungan organik setelah proses menjadi
turun. Unit pengolahan didesain dalam 2 tahap untuk penurunan BOD
secara seri. Pada Oxydation I diharapkan BOD turun dari 1600 ppm
menjadi 700 ppm dan pada Oxydation Dicth II dari 700 ppm menjadi 50
ppm.Berdasarkan hasil data pengamatan selama 3 (tiga) bulan
terlihat adanya penurunan dari parameter parameter selama
pengolahan sehingga dapat memenuhi baku mutu yang disyaratkan.
Penurunan BOD pada tangki Oxidation I terjadi sebesar 56,25% untuk
tangki Oxydation Ditch II terjadi penurunan sebesar 96,875 % dari
yang pertama. Hal tersebut telah sesuai berdasarkan literature
dimana oxidation ditch mempunyai beberapa kelebihan, yaitu
efisiensi penurunan BOD dapat mencapai 85%-90% (Kusumawati, 2013).
Selain itu, parameter COD memperlihatkan penurunan 90% untuk yang
pertama dan 96% untuk yang kedua. Hal ini sesuai dengan literature
dimana pengolahan limbah menggunakan lumpur aktif dapat menurunkan
konsentrasi COD >85 % (Lestari, 2003). TSS berkurang 66,7 %
untuk yang pertama dan 80% untuk yang kedua, Oil & grease
menurun 50% dan 75 % untuk yang kedua, sedangkan TDS nya tetap
karena sudah dibawah baku mutu yang disyaratkan, untuk Total N
terjadi penurunan 61,5 % pada tangki Oxydation Ditch I dan 76,92 %
untuk yang kedua sedangkan untuk penurunan temperatur relatif
stabil penurunannya tidak terlalu tinggi karena limbah cair yang
keluar cukup hangat dan temperatur ambient cukup panas. Berdasarkan
pengamatan yang dilakukan selama tiga bulan dapat diambil
kesimpulan bahwa unit pengolah limbah dengan sistem Oxydation Ditch
dalam activated sludge dapat digunakan untuk pengolahan limbah cair
dari pabrik minuman ringan sejenis dengan kandungan BOD yang tidak
terlalu tinggi serta efisiensi yang dicapai sebesar 96,875%, COD
96%, TSS 80%, Oil & grease 75%, TDS tetap 1200 ppm karena sudah
dibawah baku mutu, Total N 76,92 %, pH turun sekitar 41 % sedangkan
temperatur turun menjadi 29oC.
2.3Penanganan Limbah Secara TersierPengolahan ini merupakan
kelanjutan dari pengolahan sekunder (Secondary Treatment). Pada
sistem ini pengolahan limbah dengan kosentrasi bahan pencemar
tinggi atau limbah dengan parameter yang bervariasi banyak dengan
volume yang relatif banyak. Pengolahan limbah dengan cara ini
biasanya dilakukan untuk mengurangi kandungan amonia dan nitrat
yang masih terkandung dalam efluen setelah melewati proses
pengolahan limbah secara sekunder.Sistem operasinya dikenal dengan
operasi biologi yaitu metode pengolahan dengan menghilangkan
senyawa pencemar melalui aktivitas biological yang dilakukan pada
peralatan unit proses biologi. Metode ini dipakai terutama untuk
menghilangkan bahan organic biodegaradable dalam limbah cair.
Senyawa-senyawa organik tersebut dikonversikan menjadi gas dan air
yang kemudian dilepaskan di atmosfer. Zat- zat organik dengan
rantai korban panjang diubah menjadi rantai ikatan karbon sederhana
dan air yang berbentuk gas. Untuk menghilangkan senyawa nitrogen
dalam air dipakai proses aerasi dengan menggunakan metode biologi.
Unit proses dipakai pada proses biologi yaitu: kolam aerobik,
aerasi, lumpur aktif, kolan oksidasi, dan saringan biologi dan
kolam anaerobik. Berikut ini adalah tabel beberapa parameter
pencemar dan pilihan peralatan dan pengolahan:
Tabel 1. Parameter Pencemar dan Pilihan Peralatan dan
Pengolahan
Sumber: Eddy dan Matclaf, 1991.
III.KESIMPULAN1. Penanganan limbah umumnya dibagi menjadi 3
yaitu primer, sekunder, dan tersier.2. Limbah yang diolah melalui
ketiga tahap tersebut adalah limbah cair hasil sisa pengolahan
minuman ringan.3. Penanganan secara primer dilakukan dengan proses
lumpur aktif dengan aerasi oksigen murni (sedimentasi).4.
Penanganan secara sekunder dilakukan dengan proses lagun aerasi,
parit oksidasi, lumpur aktif, dan saringan menetes5. Penanganan
secara tersier dilakukan dengan konversi senyawa organik menjadi
gas dan dilepaskan ke atmosfer.
DAFTAR PUSTAKA
Grady, Jr., C.P.L. and Lim, H.C., 1980. Biological Wastewater
Treatment, theory and application. Marcel Dekker, Inc. New York and
Basel.
Jenie B, Dkk. 1993. Penanganan Limbah Industri Pangan. Kanisius,
Jakarta.
Kusumawati E, 2013. Lumpur Aktif. Politeknik Negeri Bandung,
Bandung.
Matcalf and Eddy. 1991. Wastewater Engineering: Treatment,
Disposal and Reuse, 3rd Eddition. Singapore: McGraw-Hill Book
Co.
Rahayu, W. P. 2008. Penanganan Limbah Industri Pangan. Available
at: http:// www.foodreview.biz (Diakses 1 Maret 2015 pukul 20.31
WIB).
Ritonga, L. 2011. Penanganan Limbah Cair. Available at :
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/28006/5/Chapter%20I.pdf
(Diakses pada 1 Maret 2015 pukul 06.56 WIB)