Dasar-Dasar Teknologi Pengolahan Limbah Cair

Industri primerpengolahan hasilhutan merupakansalah satupenyumbang limbahcair yang berbahayabagi lingkungan.Bagi industri-industribesar, seperti industripulp dan kertas,teknologipengolahan limbahcair yangdihasilkannyamungkin sudahmemadai, namuntidak demikian bagiindustri kecil atausedang. Namundemikian, mengingatpenting dan besarnyadampak yangditimbulkan limbahcair bagi lingkungan,penting bagi sektorindustri kehutananuntuk memahamidasar-dasar teknologipengolahan limbahcair.

Teknologipengolahan airlimbah adalah kuncidalam memeliharakelestarian lingkungan. Apapun macam teknologi pengolahan air limbahdomestik maupun industri yang dibangun harus dapat dioperasikan dandipelihara oleh masyarakat setempat. Jadi teknologi pengolahan yang dipilihharus sesuai dengan kemampuan teknologi masyarakat yang bersangkutan.

Berbagai teknik pengolahan air buangan untuk menyisihkan bahanpolutannya telah dicoba dan dikembangkan selama ini. Teknik-teknikpengolahan air buangan yang telah dikembangkan tersebut secara umumterbagi menjadi 3 metode pengolahan:

1. pengolahan secara fisika

2. pengolahan secara kimia

3. pengolahan secara biologi

Untuk suatu jenis air buangan tertentu, ketiga metode pengolahan tersebutdapat diaplikasikan secara sendiri-sendiri atau secara kombinasi.

Pengolahan Secara Fisika

Pada umumnya, sebelum dilakukan pengolahan lanjutan terhadap airbuangan, diinginkan agar bahan-bahan tersuspensi berukuran besar dan yangmudah mengendap atau bahan-bahan yang terapung disisihkan terlebihdahulu. Penyaringan (screening) merupakan cara yang efisien dan murahuntuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar. Bahantersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan. Parameter desain yang utama untuk prosespengendapan ini adalah kecepatan mengendap partikel dan waktu detensihidrolis di dalam bak pengendap।

Pemisahan Cair - Padatan

• Penapisan
• Presipitasi
• Filtrasi
• Flotasi
• Filtrasi
• Filter membran
• Filtrasi lambat
• Filtrasi cepat
• Tipe bertekanan
• Tipe gravitasi
• Mikro filter
• Ultra filter
• Reverse osmosis
• Dialisis elektris
• Filtrasi precoat
• Klarifier
• Tipe resirkulasi berlumpur
• Tipe pallet selimut lumpur
• Tipe selimut lumpur
• Tipe konvensional
• Pemekatan
• Dewatering
• Filter vacuum rotasi
• Filter tekan/press
• Belt press
• Contrifugasi
• Presipitasi sentrifugasi
• Dehidrasi sentrifugasi

Proses flotasi banyak digunakan untuk menyisihkan bahan-bahan yangmengapung seperti minyak dan lemak agar tidak mengganggu prosespengolahan berikutnya. Flotasi juga dapat digunakan sebagai carapenyisihan bahan-bahan tersuspensi (clarification) atau pemekatan lumpurendapan (sludge thickening) dengan memberikan aliran udara ke atas (air flotation).

Proses filtrasi di dalam pengolahan air buangan, biasanya dilakukan untukmendahului proses adsorbsi atau proses reverse osmosis-nya, akandilaksanakan untuk menyisihkan sebanyak mungkin partikel tersuspensi daridalam air agar tidak mengganggu proses adsorbsi atau menyumbat membranyang dipergunakan dalam proses osmosa.

Proses adsorbsi, biasanya dengan karbon aktif, dilakukan untuk menyisihkansenyawa aromatik (misalnya: fenol) dan senyawa organik terlarut lainnya,terutama jika diinginkan untuk menggunakan kembali air buangan tersebut.

Teknologi membran (reverse osmosis) biasanya diaplikasikan untuk unit-unit pengolahan kecil, terutama jika pengolahan ditujukan untukmenggunakan kembali air yang diolah. Biaya instalasi dan operasinya sangatmahal.

Pengolahan Secara Kimia

Pengolahan air buangan secara kimia biasanya dilakukan untukmenghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid),logam-logam berat, senyawa fosfor, dan zat organik beracun; denganmembubuhkan bahan kimia tertentu yang diperlukan. Penyisihan bahan-bahan tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan-bahan tersebut, yaitu dari tak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan(flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi, danjuga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi. 

Pengolahan Kimia - Fisik

• Netralisasi
• Penukar ion
• Koagulasi & Flokulasi
• Alumina aktif
• Karbon aktif
• Adsorbsi
• Oksidasi dan/atau Reduksi
• Aerasi
• Ozonisasi
• Elektrolisis
• Oksidasi kimia/reduksi
• UV
• Resin penukar anion
• Resin penukar kation
• Resin penukar anion
• Zeolite

Pengendapan bahan tersuspensi yang tak mudah larut dilakukan denganmembubuhkan elektrolit yang mempunyai muatan yang berlawanan denganmuatan koloidnya agar terjadi netralisasi muatan koloid tersebut, sehinggaakhirnya dapat diendapkan. Penyisihan logam berat dan senyawa fosfordilakukan dengan membubuhkan larutan alkali (air kapur misalnya)sehingga terbentuk endapan hidroksida logam-logam tersebut atau endapanhidroksiapatit. Endapan logam tersebut akan lebih stabil jika pH air > 10,5dan untuk hidroksiapatit pada pH > 9,5. Khusus untuk krom heksavalen,sebelum diendapkan sebagai krom hidroksida [Cr(OH)₃], terlebih dahuludireduksi menjadi krom trivalent dengan membubuhkan reduktor (FeSO₄, SO₂, atau Na₂S₂O₅).

Penyisihan bahan-bahan organik beracun seperti fenol dan sianida padakonsentrasi rendah dapat dilakukan dengan mengoksidasinya dengan klor(Cl₂), kalsium permanganat, aerasi, ozon hidrogen peroksida.

Pada dasarnya kita dapat memperoleh efisiensi tinggi dengan pengolahansecara kimia, akan tetapi biaya pengolahan menjadi mahal karenamemerlukan bahan kimia.

Pengolahan secara biologi

Semua air buangan yang biodegradable dapat diolah secara biologi. Sebagaipengolahan sekunder, pengolahan secara biologi dipandang sebagaipengolahan yang paling murah dan efisien. Dalam beberapa dasawarsa telahberkembang berbagai metode pengolahan biologi dengan segalamodifikasinya.

Pada dasarnya, reaktor pengolahan secara biologi dapat dibedakan atas duajenis, yaitu:

1. Reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth reaktor);

2. Reaktor pertumbuhan lekat (attached growth reaktor).

Di dalam reaktor pertumbuhan tersuspensi, mikroorganisme tumbuh danberkembang dalam keadaan tersuspensi. Proses lumpur aktif yang banyakdikenal berlangsung dalam reaktor jenis ini. Proses lumpur aktif terusberkembang dengan berbagai modifikasinya, antara lain: oxidation ditch dankontak-stabilisasi. Dibandingkan dengan proses lumpur aktif konvensional,oxidation ditch mempunyai beberapa kelebihan, yaitu efisiensi penurunanBOD dapat mencapai 85%-90% (dibandingkan 80%-85%) dan lumpur yangdihasilkan lebih sedikit. Selain efisiensi yang lebih tinggi (90%-95%),kontak stabilisasi mempunyai kelebihan yang lain, yaitu waktu detensihidrolis total lebih pendek (4-6 jam). Proses kontak-stabilisasi dapat pulamenyisihkan BOD tersuspensi melalui proses absorbsi di dalam tangkikontak sehingga tidak diperlukan penyisihan BOD tersuspensi denganpengolahan pendahuluan.

Kolam oksidasi dan lagoon, baik yang diaerasi maupun yang tidak, jugatermasuk dalam jenis reaktor pertumbuhan tersuspensi. Untuk iklim tropisseperti Indonesia, waktu detensi hidrolis selama 12-18 hari di dalam kolamoksidasi maupun dalam lagoon yang tidak diaerasi, cukup untuk mencapaikualitas efluen yang dapat memenuhi standar yang ditetapkan. Di dalamlagoon yang diaerasi cukup dengan waktu detensi 3-5 hari saja.

Di dalam reaktor pertumbuhan lekat, mikroorganisme tumbuh di atas mediapendukung dengan membentuk lapisan film untuk melekatkan dirinya.Berbagai modifikasi telah banyak dikembangkan selama ini, antara lain:

1. trickling filter

2. cakram biologi

3. filter terendam

4. reaktor fludisasi

Seluruh modifikasi ini dapat menghasilkan efisiensi penurunan BOD sekitar80%-90%.

Ditinjau dari segi lingkungan dimana berlangsung proses penguraian secarabiologi, 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 masihdapat dianggap lebih ekonomis dari anaerob. Pada BOD lebih tinggi dari4000 mg/l, proses anaerob menjadi lebih ekonomis।

Pengolahan Biologi

• Pengolahan aerob
• Anaerobic treatment
• Pencerna anaerobi
• Proses UASB
• Proses lumpur aktif
• Aerasi
• Saluran oksidasi
• Proses bebas bulki
• Metode standar
• Proses nitrifikasi dan denitrifikasi
• Pengolahan film biologi
• Lagoon
• Cakram biologi
• Proses filter biologi diaerasi
• Aerasi kontak
• Filter trikling
• Proses media unggun biologi