1

BAHAN AJAR MATA KULIAH

TEKNOLOGI PENYEHATAN LINGKUNGAN INDUSTRI

MATERI

PENGENDALIAN DAN PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI

Oleh :

I G.A. LANI TRIANI, S.TP, M.SI

NIP. 197705292003122002

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS UDAYANA

2015

2

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa, yang

telah memberikan berkah dan anugerah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan

bahan ajar untuk memberikan materi kuliah pada MK. TPLI yaitu pengendalian dan

pengolahan limbah industri ini dengan tepat waktu. Materi bahan kuliah ini masih jauh

dari sempurna, karena masih perlu penambahan materi dari semua tim teaching maka

bahan ajar ini dapat terlengkapi

Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian bahan ajar ini tidak lepas dari

bantuan berbagai pihak yang memberikan dukungan, baik moril maupun materil. Untuk

itu pula pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-

besarnya pada berbagai pihak yang telah menolong penulis dalam penyelesaian penelitian

dan laporan ini.

Penulis menyadari bahwa bahan ajar ini masih banyak kekurangannya, karena

keterbatasan yang penulis miliki. Akhir kata diharapkan semoga bahan ajar ini berguna

bagi mahasiswa Jurusan TIP Semester III dalam mengikuti perkuliahan yang penulis

ampu.

Denpasar, Oktober 2015

Penulis

3

DAFTAR ISI

Hal

COVER 1

PRAKATA 2

DAFTAR ISI 3

Pengendalian Limbah Industri 4

Pengolahan Limbah Industri 7

DAFTAR PUSTAKA 30

4

PENGENDALIAN LIMBAH INDUSTRI

Pelaksanaan pengendalian pencemaran yang diakibatkan oleh limbah industri

dalam kaitannya dengan pembangunan berwawasan lingk. bertujuan untuk

memaksimalkan dampak positif dan meminimalkan dampak negatif.

Optimalisasi hal semacam itu mudah, tetapi pelaksanaannya mengalami berbagai

hambatan, seperti faktor politis dan sosial-budaya. Ada kalanya beberapa unsur

lingkungan harus dikorbankan untuk mengejar tujuan yang lebih luas, tetapi

bagaimanapun prinsip teknologi serasi lingkungan (Clean technology) harus senantiasa

mendapat kesempatan pertama.

1. Teknologi Pencegahan dan Penanggulangan Pencemaran

Berbagai industri melakukan penanggulangan pencemaran dengan memasang

perangkat pengendali. Pemasangan perangkat ini berarti menambah investasi bagi

industri yang sedang berproduksi. Hal ini berbeda dengan industri yang masih dalam

tahap perencanaan, di mana biaya penanggulangannya telah dimasukkan dalam investasi

total keseluruhan.

Teknologi pencegahan dan penanggulangan pencemaran adalah sistem

perencanaan dan pengaturan buangan (limbah) dengan bantuan berbagai fasilitas

peralatan. Beberapa hal yang menjadi pertimbangan dalam pemilihan teknologi,

diantaranya adalah :

a. Karakteristik limbah dan standar kualitas effluent (limbah buangan)

b. Sistem desain peralatan, yang berkaitan dengan kemampuannya u/ mengubah kualitas

influent (limbah masuk) agar memenuhi standar kualitas effluent

Kualitas effluent ditetapkan berdasarkan standar kualitas lingkungan. Atas dasar

pendekatan tersebut maka mencegah penyebaran sumber pencemar lebih penting

daripada penanggulangan. Sumber pencemar mudah dideteksi dari penyediaan bhn baku

maupun bahan sampai dengan produk akhir. Teknologi yg digunakan dalam pengolahan

bhn baku maupun penolong sering menjadi sumber pencemaran misalnya teknologi yang

kurang tepat/ sesuai, baik terhadap lingkungan maupun industri itu sendiri. Hal yang

5

penting lagi adalah kesadaran para karyawan akan pencemaran. Banyaknya bahan yang

tercecer di dalam pabrik apalagi bahan beracun dan berbahaya (B3), selain merugikan

pabrik itu sendiri juga akan berdampak negatif terhadap lingkungan.

Tata letak bahan dalam pabrik dan pengenalan akan sifat kimia dan fisika bahan

sangat penting bagi karyawan untuk mengetahui bagimana seharusnya bahan ditangani.

2. Teknologi Serasi Lingkungan (Clean Technology)

Pada mulanya orang awam berpendapat bahwa keberhasilan teknologi tergantung

pada sejauh mana produk teknologi tersebut mampu memberikan kemakmuran bagi

masyarakat dan memenuhi kebutuhan mereka. Teknologi yang terpadu dengan

lingkungan membutuhkan ruang, tenaga kerja, bahan baku atau penolong, dana metode

dan perancangan manajemen. Masukan dan produk teknologi dalam lingkungan

merupakan aktivitas tersendiri dr berbagai komponen. Setiap aktivitas teknologi dengan

berbagai masukan dan keluaran akan memberikan dampak terhadap lingkungan.

Kehadiran teknologi dengan aktivitas komponennya, sedikit banyak akan berinteraksi

dengan lingkungan.

Shg timbul pertanyaan demi kehadiran teknologi berapa bayak komponen lingk

yang mjd korban ? Dalam konteks teknologi serasi lingkungan, bukan lingkungan yang

harus dikorbankan tetapi teknologi tersebut yang harus disesuaikan dengan lingkungan.

Sejauh mungkin tidak ada unsur lingkungan yang harus dikorbankan, atau jika terpaksa

harus dikorbankan maka harus diusahakan penanggulangannya. Hal ini disebut dengan

penanggulangan dan pencegahan kerusakan lingkungan karena adanya teknologi.

Beberapa pendekatan yang digunakan untuk pencegahan dan penanggulangan

pencemaran, karena limbah industri adalah:

- penanggulangan pencemaran

- pencegahan pencemaran (prinsip daur ulang)

- biaya pengendalian dan penanggulangan

6

a. Penanggulangan Pencemaran

Penanggulangan pencemaran akibat industri dititikberatkan pada pemasangan

perangkat pengolahan, yang dikenal prinsip end pipe of treatment. Jenis zat pencemar,

volume, lamanya berlangsung, jangkauan pemaparan dan jumlah yang terkena dampak

menjadi dasar perencanaan pengadaan end pipe of treatment. Pengidentifikasi dengan

pengamatan yg cermat, teknik dan waktu pengambilan sampel yang harus benar-benar

mewakili seluruh sistem pabrik, dari hasil identifikasi maka akan dirancang jenis alat yg

digunakan dalam rancangan pembangunan pusat pengolahan limbah

b. Prinsip daur ulang

Limbah yang dibuang pabrik ditampung terlebih dahulu dan diolah sehingga

mempunyai nilai ekonomis (menghasilkan nilai tambah dan di sisi lain menghemat biaya

pengendalian pencemaran), sistem ini dikenal dengan asas pencegahan pencemaran yang

menguntungkan. Begitu pula penggunaan B3 dapat disubtitusikan dengan bahan lain

yang lebih kecil resikonya.

c. Biaya pengendalian dan penanggulangan

Biaya merupakan masalah tersendiri dalam penanggulangan pencemaran,

terutama industri yang sudah terlanjur beroperasi. Bagi industri yang masih dalam tahap

perencanaan maka masalah ini tidak serumit industri yang sudah beroperasi, karena

programnya masih fleksibel, biayanya masih dapat disesuaikan dan alternatif pemilihan

lokasi masih tersedia. Investasi untuk penanggulangan pencemaran, dapat dimasukkan

sebagai bahan dari biaya investasi total pabrik yang nantinya akan ikut menentukan

harga pokok produk.

Bila investasi ini dibebankn kepada harga pokok produk berarti biaya

penanggulangan pencemaran ini menjadi tanggung jawab masyarakat konsumen. Biaya

penanggulangan pencemaran meliputi :

• Biaya pengadaan lokasi (areal)

• Biaya pengadaan peralatan

• Biaya tenaga listrik dan tenaga kerja

• Biaya bahan penolong (bahan kimia, bakteri, dan lain-lain)

7

• Biaya pemeliharaan

• Biaya instalasi, bangunan dan transportasi.

PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI

Limbah diolah bertujuan untuk mengambil bahan-bahan berbahaya didalamnya

dan/ atau mengurangi/ mnghilangkan senyawa-senyawa kimia maupun non kimia yg

berbahaya dan beracun. Pengolahan limbah berhubungan erat dengan sistem produksi

pabrik.

Limbah membutuhkan penanganan awal dan kemudian diolah lebih lanjut di

mana pengolahan awal tersebut sangat menentukan, karena kesalahan awal akan

berpengaruh terhadap pengolahan selanjutnya. Untuk menetapkan metode pengolahan

yang digunakan, kondisi limbah harus diketahui terlebih dahulu dan parameter untuk

limbah pencemaran lingkungan harus sudah ditetapkan (Gambar 1).

Gambar 1. Bagan pengelompokan bahan yang terkandung di dalam

limbah (Duncan dalam Suryadipura, 2001)

8

Air limbah mungkin terdiri dari satu atau lebih parameter pencemar yang

melampaui ambang batas yang telah ditetapkan Kemungkinan didalamnya terdapat

bahan-bahan asing sehingga dalam pengolahannya dibutuhkan kombinasi dari beberapa

metode dan peralatan (Tabel 1).

Tabel 1. Jenis Kegiatan dan Tujuan Pengolahan Limbah Air

Jenis Kegiatan Peralatan Tujuan Pengolahan

Penyaringan Bar screen untuk menyaring bahan

kasar dan padat

Menangkap pasir Grit chamber menghilangkan pasir dan

koral

Menangkap lemak dan buih Skimmer & Gresetrap memisahkan bahan-bahan

terapung

Perataan air Tangki ekualisasi meratakan konsentrasi

Netralisasi Bahan kimia menetralkan air

Pengendapan Tangki pengendap mengendapkan lumpur

dengan bahan kimia

Pengapungan Tangki Pengapung menghilangkan senyawa

terlarut dg bantuan udara

Lumpur aktif Bak (kolam) menghilangkan larutan

organik biologis

Aerasi Tangki dan kompresor menghilangkan larutan

organik

Karbon aktif Saringan dengan menghilangkan senyawa

karbon aktif organik yg tak dpt larut

Pengendapan kimia Tangki pengendap dan mengendapkan bahan

Bahan kimia kimia

Nitrifikasi Menara menghilangkan nitrat dan

nitrit

Klorinasi Bahan kimia menghancurkan

Sumber : Ginting (1995) dalam Kristanto (2002)

9

1. Pengolahan Limbah Air

Pada dasarnya pengolahan limbah air dapat dibedakan antara lain :

- pengolahan menurut tingkatan perlakuan

- pengolahan menurut karakteristik limbah

A. Pengolahan Menurut Tingkatan Perlakuan

Digolongkan menjadi 5 tingkatan, tetapi tidak semua tingkatan harus dilalui

karena pilihan tingkatan proses tetap bergantung pada kondisi limbah (sedangkan kondisi

limbah sendiri baru diketahui setelah ada hasil uji laboratorium).

1. Pretreatment

Dijumpai : padatan terapung/ melayang yang ikut dengan air limbah (padatan ini

berupa lumpur, potongan ranting, daun, pasir, minyak dll).

Umumnya : mudah diidentifikasi

Proses : menggunakan saringan (filter) kasar yang tidak mudah berkarat,

dimensi saringan tergantung dari debit air limbah

Misalnya : debit air limbah 100 m3/ jam, dimensi saringan 30 x 30 cm,

sedangkan meshnya sebanding dengan kawat kasa nyamuk.

Saringan ini setiap hari harus diperiksa untuk mengambil barang yang

tersaring, supaya tidak menghambat

2. Primary Treatment

Tahapannya :

- pemisahan air dari limbah padatan, yaitu dengan membiarkan padatan tersebut

mengendap/ dengan memisahkan bagian-bagian padatan yg mengapung (Gambar

2)

10

Tahapan proses penanganan primer air buangan :

• Penyaringan di mana bahan-bahan buangan yg mengapung dan berdimensi besar

dihilangkan dari air buangan dengan cara mengalirkan air tersebut melalui

saringan. Pada tahap ini bisa juga digunakan alat komunitor (yaitu alat yg dapat

menyaring sambil menghancurkan limbah padat). Bahan yg telah dipotong akan

tetap berada di air, dan akan dipisahkan kemudian di dalam tangki pengendap 1

• Pengendapan dan pemisahan benda-benda kecil hasil penghancuran sebelumnya,

dibiarkan mengendap pada dasar tangki 1. Endapan yg dihasilkan ini akan dipisah

untuk menutup lahan pertanian atau keperluan.lainnya.

• Pemisahan endapan, setelah dipisahkan dari benda-benda kecil, air buangan masih

mengandung padatan tersuspensi. Padatan ini akan mengendap jika aliran air

buangan diperlambat. Proses dilakukan pada tangki pengendap 2. Padatan

suspensi yg mengendap disebut lumpur mentah, yang kemudian dikumpulkan

untuk dibuang.

• Klorinasi, air hasil penanganan primer yang telah dihilangkan padatan dan

padatan tersuspensinya kemudian diberi perlakuan (treatment) dengan klorin

(dalam bentuk gas), fungsinya untuk membunuh bakteri penyebab penyakit yang

dapat membahayakan lingkungan.

3. Secondary Treatment

Pada umumnya melibatkan proses biologis, tujuan : untuk menghilangkan

bahan organik melalui oksidasi biokimia. Pilihan proses biologis tergantung pada banyak

faktor, misalnya kuantitas air buangan dan luas areal. Yang digunakan reaktor lumpur

Air buangan

Gambar 2. Proses penanganan primer air limbah

11

aktif (Gambar 3) dan tricking filter (penyaring trikel) (Gambar 4). Sistem lumpur aktif

dapat mencapai efisien yang tinggi jika dapat mnghilangkan padatan tersuspensi dan

BOD sampai dengan 90 %. Sistem trikel dikatakan baik jika dapat menghilangkan

padatan tersuspensi dan BOD sampai dengan 80 - 85 % (biasanya dlm praktek hanya

mencapai 75 %).

Pada proses lumpur aktif, kecepatan aktivitas bakteri ditingkatkan dengan cara

memasukkan udara dan lumpur yang mengandung bakteri ke dalam tangki sehingga lebih

banyak mengalami kontak dengan air buangan yang sebelumnya telah mengalami proses

penanganan primer. Air buangan, udara dan lumpur aktif tetap mengalami kontak selama

beberapa jam di dalam tangki aerasi.

Selama proses ini bahan buangan organik dipecah menjadi senyawa yang lebih

sederhana oleh bakteri yang terdapat di dalam lumpur aktif. Pengembangan dari proses

lumpur aktif ini telah dilakukan dengan jalan menggantikan udara dengan oksigen murni.

Dengan menggunakan oksigen murni maka lebih banyak bakteri yang tumbuh di dalam

wadah yang lebih kecil. Sistem yang digunakan pada saat ini dapat mencapai efisiensi

tinggi (90 %). Air buangan kemudian keluar menuju tangki sedimentasi di mana padatan

akan dihilangkan. Proses penanganan skunder ini diakhiri dengan proses klorinasi.

Lumpur yang mengandung bakteri dapat digunakan lagi dengan mengalirkan kembali ke

dalam tangki aerasi dan mencampurnnya dengan air buangan yang baru dan udara/

oksigen murni.

Gambar 3. Proses lumpur aktif dalam air buangan

12

Sistem penyaring trikel biasanya terdiri dari lapisan batu dan kerikil dengan

ketinggian 90 cm sampai 3 m, di mana air buangan akan dialirkan melalui lapisan ini

secara lambat. Bakteri akan terkumpul dan berkembang biak pada batu-batuan dan kerikil

tersebut, sehingga jumlahnya cukup untuk mengkonsumsi sebagian bahan organik yang

masih terdapat di dalam air buangan setelah proses penanganan primer. Air yang telah

mengalir melalui lapisan aktif tersebut akan dikeluarkan melalui pipa bagian bawah

penyaring.

Sistem penyaring filter (disebut juga penyaring biologis) merupakan cara lama

dalam penangann skunder air buangan. Biayanya cukup murah, pengoperasiannya

sederhana dan tidak membutuhkan keahlian khusus. Filter yg digunakan antara lain batu-

batuan, pasir, granit dll, mulai dari diameter ¾ sampai dengan 2,5 inch.

1. Tertiary Treatment

Pada pengolahan limbah, pretreatment, primary dan secondary seringkali tidak

memuaskan/ tidak berhasil sehingga dibutuhkan pengolahan lebih lanjut. Perlakuan

primary dan secondary dapat menurunkan nilai BOD air dan bakteri berbahaya hilang,

tetapi tidak dapat menghilangkan komponen-komponen organik dan anorganik yang

Gambar 4. Proses Pengolahan limbah dengan tricking filter

13

terlarut. Jika air buangan tersebut harus memenuhi standar mutu air yang ada maka bahan

terlarut tersebut harus dihilangkan terlebih dahulu, yaitu dengan perlakuan tersier atau

penanganan lanjut.

Beberapa perlakuan lanjut tersebut adalah :

• Adsorbsi dan pengendapan

Komponen-komponen organik tersebut akan teradsorbsi pada permukaan karbon

aktif dan terpisah dari air. Karbon yang banyak digunakan sekarang berbentuk butiran

(granular) atau bubuk (tepung). Karbon berbentuk bubuk waktu kontaknya yang lebih

sedikit dibanding granular. Komponen-komponen organik akan teradsorbsi pada karbon,

selanjutnya dapat dipisahkan dengan penggumpalan menggunakan bahan kimia tertentu.

Fosfor yang merupakan nutrien tanaman dapat dihilangkan dari air dengan cara

pengendapan. Dua metode kimia yang digunakan dlm pengendapan fosfor yaitu dengan

penembahan kapur (CaO) sehingga air bersifat alkali, fosfor mengendap. Metode ke-2

dgn metal hidroksi. Pada kedua metode tersebut fosfor anorganik (sebagai fosfat)

diendapkan sebagai garam fosfat yg tidak larut dengan kation-kation seperti Fe3+

, Al3+

atau Ca2+

, dan komponen fosfor organik diadsorbsi pada endapan (floc) hidroksi yang

terbentuk dari kation tersebut dalam larutan alkali. Lumpur yang dihasilkan dapat

dikumpulkan dan diberi perlakuan untuk regenerasi bahan pengendap tersebut.

• Elektrodialisis (Gambar 5)

Gambar 5. Sel elektrodialisis

14

Untuk menghilangkan garam-garam anorganik yang terdapat di dalam air limbah

dibutuhkan proses khusus yaitu elektrodialisis. Dalam proses ini memgunakan listrik dan

membran (biasanya yang terbuat dari plastik yang diberi perlakuan kimia). Aliran listrik

dilewatkan melalui air oleh 2 buah elektroda (ke-2 elektroda dipisahkan oleh membran).

Ion-ion di dalam larutan akan tertarik oleh elektroda, menembus membran, sehingga air

yang tertinggal menjadi bersih dari garam-garam anorganik. Air yang dibersihkan dengan

cara ini dapat digunakan kembali/ diolah lebih lanjut.

Permasalah utama dari metode ini yaitu :

- molekul organik tidak dapat dihilangkan dengan cara ini, tetapi cenderung

berkumpul pada membran sehingga mengurangi efektivitas sel elektrodialisis.

- Tempat untuk membuang larutan garam yang diproduksi

- Proses ini terbatas, hanya dapat dilakukan di daerah dekat dengan badan air

laut, di mana pembuangan dapat dilakukan.

Perlakuan elektrodialisis satu tahap dapat mengurangi kandungan garam terlarut

di dalam air sebanyak 35 % dan menghasilkan recovery air sebanyak 92 %.

• Osmosis berlawanan (Gambar 6)

Gambar 6. Diagram proses osmosis berlawanan

15

Proses osmosis terjadi bila terdapat 2 macam larutan dengan konsentrasi yang

berbeda yang dipisahkan satu sama lain oleh suatu membran-permeable. Selama

proses ini air akan mengalir dari larutan yang konsentrasinya lebih rendah melalui

membran ke larutan yg konsentrasinya lebih tinggi, sampai kedua larutan tersebut

mencapai kondisi ekuilibrium di mana konsentrasinya menjadi sama. Osmosis

berlawanan menggunakan proses semacam ini tetapi arahnya berlawanan. Larutan

dengan konsentrasi tinggi harus diberi tekanan yg sedemikian rupa sehingga molekul-

molekul air tidak akan mengalir ke dalam tetapi ke luar. Beberapa laporan, metode ini

dapat mengurangi sekitar 90 % dari total padatan dan menghasilkan recovery air

sebanyak 75 %.

Tidak satupun proses-proses di atas dapat digunakan menangani air buangan

secara terpisah tanpa melakukan kombinasi. Misalnya tahapan proses penanganan air

buangan sebagai berikut: penanganan primer, sekunder, pengendapan, adsorpsi,

elektrodialisis, dan klorinasi.

B. Pengolahan Menurut Tingkatan Karakteristiknya

Berdasarkan karakteristik limbah, dapat digolongkan menjadi 3 bagian yaitu:

proses fisika, kimia dan biologi, proses ini tidak berjalan sendiri, tetapi kadang-kadang

dilaksanakan secara kombinatif (Tabel 2).

Tabel 2. Pilihan Proses untuk Berbagai Tujuan

Proses Tujuan Penggunaan

FISIKA

Striping udara Menghilangkan gas terlarut dalam limbah

Menghilangkan partikel halus

Filtrasi Memisahkan bahan dengan menciptakan 2 macam kondisi

Destilasi Pemisahan zat padat/ partikel cair dr limbah dengan bantuan udara

Pengapungan Pemisahan air dr garam terlarut melaui membran semipermeabel

Reverse osmosis Menghilangkan fosfat

Adsorbsi Menghilangkan senyawa organik yg sulit dipisahkan/ dipecah

16

KIMIA

Karbon aktif Mengendapkan bahan yg mudah mengendap atau

menggumpal

Pengendapan kimia Penjernihan (permukaan air)

Pertukaran ion Memperoleh zat ttt dlm buangan (daur ulang)

Elektrolisa Menurunkan konsentrasi zat organik dan

mengurangi bakteri/ virus

Oksidasi Mengurangi konsentrasi zat ttt

Reduksi Mengoksidasi amoniak nitrogen

BIOLOGI

Asimilasi bakteri Menghilangkan nitrogen dan fosfor

Algae Menghilangkan nitrogen

Nitrifikasi-denitrifikasi Menghilangkan/ menambah nitrogen

a. Proses Fisika

1. Penyaringan

Bertujuan untuk memisahkan padatan yang tak larut, bahan kasar lain yang

dimensinya cukup besar sehingga padatan ini tertahan. Bentuk saringan ini

bermacam-macam mulai dari yang halus sampai yang kasar. Bahan saringan yang

sering digunakan adalah kawat steinless steel yang berupa anyaman, kain polyster,

kawat tembaga, plat karbon dengan ukuran kasar, sedang dan halus.

2. Penghancuran

Dalam limbah terdapat padatan dengan ukuran yang tidak seragam, yang terdapat di

dalam air membuat aliran air menjadi tidak merata. Padatan harus dihancurkan dahulu

dengan pemotong berupa sisir sehingga padatan tadi seperti disisir terus menerus.

3. Perataan air

Dilakukan dengan dua cara yaitu dengan perataan aliran yang dilakukan dengan

mengubah sistem saluran dan dengan membuat kolam. Tujuan daripada kedua cara

ini adalah agar dapat keseragaman aliran pada saat terjadi pencampuran dengan bahan

kimia agar mudah pengolahan lanjut.

17

4. Pengapungan

Proses ini menggunakan bantuan pompa kompresor untuk memasukkan udara ke

dalam air (Gambar 7)

5. Filtrasi

Merupakan proses penyaringan padatan halus yang tidak mengendap walaupun sudah

ditambah dengan bahan kimia. Penyaringan ini menggunakan media kerikil, pasir,

dan karbon aktif.

b. Proses Kimia

1. Penggumpalan

Partikel yang tidak larut dalam air akan terapung di permukaan air atau membentuk

andapan di dasar wadah. Dengan penembahan bahan kimia tertentu partikel ini akan

bereaksi membentuk suatu gumpalan sehingga dimensi partikel menjadi lebih besar

karena pengaruh gravitasi maka partikel ini mengendap. Bahan kimia untuk

menggumpalkan misalnya aluminium sulfat atau ferro sulfat.

2. Netralisasi

Air limbah yang berada kondisi asam atau basa harus dinetralkan sebelum dan

sesudah perlakuan. Untuk air limbah dengan proses biologi, pH harus dijaga 6,5 – 8,5

merupakan kondisi yang baik untuk pertumbuhan mikroorganisme.

3. Oksidasi dan Reduksi

Bahan kimia pengoksidasi seperti klorin dan ozon digunakan untuk mengubah bahan

organik dan anorganik menjadi bentuk yang sesuai dengan yang dikehendaki.

Misalnya suatu bahan digunakan untuk mereduksi BOD, warna dan mengubah bahan

Gambar 7. Pemasukan oksigen melalui pipa udara bertekananan

18

spesifik seperti sianida menjadi produk yang berguna. Oksidan (pemberi electron)

seperti seng (Zn) dan reduktan (penerima electron) seperti cuprum.

4. Klorinasi

Bakteri pathogen didalam air limbah dapat dihancurkan dengan proses klorinasi.

c. Proses Biologi

1. Pengolahan Lumpur aktif

2. Lagon

Lagon atau kolam sering digunakan sebagai reaktor biologikal. Lagon dilengkapi

dengan aerasi baik alamiah ataupun dengan menggunakan kompresor jika di dalam

kolam tumbuh algae. Algae dibutuhkan untuk fotosintesis sebagai sumber kebutuhan

Gambar 9. Proses pembersihan dengan lagon

Gambar 8. Skema pengolahan Lumpur aktif

19

oksigen. Algae (ganggang) yang memperoleh energi dari matahari akan menambah daya

larut oksigen di dalam air.

Tahap awal, zat-zat organik di dalam air dipecah menjadi CO2 dan amoniak.

Saringan kasar dipasang di tempat sebelum air limbah masuk. Juga ada gritchamber (bak

pemisah air), alat ukur debit, dan oil catcher (bak penyaring minyak). Peralatan ini cocok

untuk digunakan menangani limbah pabrik minyak kelapa sawit, tepung tapioka, atau

peternakan yang memiliki BOD tinggi.

2. Pengolahan Limbah Gas

Ada beberapa metode yaitu adsorbsi, pembakaran, penyerapan ion, kolam

netralisasi dan pembersihan partikel. Pilihan peralatan berdasarkan faktor yaitu jenis bhn

pencemar, komposisi, konsentrasi, kecepatan polutan udara, daya racun polutan, berat

jenis, reaktivitas dan kondisi lingkungan.

Desain peralatan disesuaikan dengan variabel tersebut guna mendapatkan tingkat

efisiensi maksimum. Faktor lain yang harus diperhatikan yaitu nilai ekonomis peralatan

karena biaya pengendalian pencemaran menjadi beban konsumen. Atas dasar ini maka

pemilihan teknologi pengolahan harus merupakan kebijaksanaan perlindungan

konsumen, baik dari sudut pencemaran maupun segi biaya.

a. Beberapa jenis peralatan untuk pengolahan limbah gas yaitu :

• Scrubber (Gambar 10)

Gambar 10. Beberapa tipe dari Scrubber

20

Alat ini digunakan untuk membersihkan gas yang mudah bereaksi dengan air.

Prinsip kerjanya adalah mencampur air dengan uap/gas dalam suatu wadah. Pada

umumnya arah aliran berlawanan, agar kontak antara uap/gas dengan air dapat sempurna.

• Menara semprot (Gambar 11)

Pada alat ini gas kotor masuk dari bagian dasar akibat adanya tekanan. Gas

membumbung ke atas sementara dari atas disemprotkan air melalui pipa air yang

dilengkapi sprayer sehingga air yang keluar merupakan butiran-butiran halus yang

memenuhi menara. Karena adanya gaya berat, butiran-butiran air akan turun sementara

gas naik bersama udara. Gas yang terkandung dalam udara bereaksi dengan air dan turun

ke bawah kemudian ditampung dan dialirkan ke tempat tertentu. Udara dan gas yang

bersih keluar melalui cerobong atas.

b. Salah satu metode pengolahan limbah gas yaitu : cara adsorbsi

Prinsipnya pemisahan zat pencemar berbentuk gas melalui suatu cairan penyerap

yang tidak mudah menguap. Udara yang mengandung zat pencemar dialirkan melalui

cairan penyerap yang tidak mudah menguap (misalnya air) sehingga zat-zat tersebut

terserap.

Yang perlu diperhatikan di sini adalah proses penyerapan akan mudah bila permukaan

Gambar 11. Packet tower

Udara bersih

21

kontak cukup luas. Untuk itu dilakukan dengan membentuk butiran cairan/ cairan yang

berbentuk film dengan membentuk gelembung-gelembung gas.

3. Pengolahan Limbah Padat

Berdasarkan sifatnya, pengolahan limbah padat dilakukan 2 cara yaitu: tanpa

pengolahan dan dengan pengolahan. Limbah padat tanpa pengolahan dapat dibuang

ketempat tertentu yang difungsikan sebagai tempat pembuangan akhir karena limbah

tersebut tidak mengandung unsur kimia yang beracun dan berbahaya.

Tempat pembuangan ini terdapat didaratan (Gambar 12) maupun dilautan. Limbah yang

mengandung senyawa kimia berbahaya dan beracun atau yang setidaknya menimbulkan

reaksi kimia baru, limbah ini harus diolah terlebih dahulu.

Faktor-faktor yang perlu pertimbangan sebelum limbah diolah adalah:

a) Jumlah limbah (apakah limbah dapat ditanggulangi sendiri di dalam pabrik tanpa

menggunakan peralatan pengolahan ataupun pengangkutan? Jika sedikit tidak

Gambar 12. Tempat pembuanganan akhir (TPA) di Daerah Suwung,

Denpasar Selatan

22

membutuhkan penanganan khusus, seperti tempat dan sarana pembuangan, tetapi jika

banyak mis 4 m³ / hari, sudah tentu membutuhkan tempat pembuangan akhir dan sarana

pengangkutan)

b) Sifat fisik dan kimia limbah

c) Kemungkinan pencemaran dan kerusakan lingkungan

d) Tujuan akhir yg hendak dicapai (tujuan tergantung dari kondisi limbah, bersifat

ekonomis atau non-ekonomis. Untuk limbah non-ekonomis pengolahan ditujukan untuk

pencegahan (preventive) kerusakan lingkungan. Sedangkan limbah yang memiliki nilai

ekonomis mempunyai tujuan meningkatkan efisiensi produksi dan pemanfaatan kembali

bahan untuk tujuan lain)

Proses-Proses Pengelolaan Limbah Padat sebagai berikut :

a. Pemisahan

Dilakukan karena limbah memiliki beberapa ukuran dan kandungan tertentu.

Disesuaikan dengan peralatan dan sekaligus mencegah kerusakan alat (karena tidak

sesuai dengan komponen bahan pencemar dalam limbah).

Cara pemisahan antara lain :

- Sistem balistik dilakukan untuk mendapatkn ukuran yang lebih seragam, misalnya

berat dan volumenya sama

- Sistem gravitasi dilakukan berdasarkan gaya beratnya, misalnya terhadap bahan yang

mengapung dengan bahan yang tenggelam di dalam air yang karena gravitasi akan

mengendap

- Sistem magnetis, digunakan untuk memisahkan limbah yang merupakan campuran

antara bahan logam dan non logam

b. Penyusutan Ukuran

Ukuran bahan diperkecil untuk mendapatkan ukuran yang lebih homogen

sehingga mempermudah dalam pengolahan berikutnya.Misalnya limbah supaya memiliki

berat dan volume bahan lebih kecil, diperlakukan dengan pembakaran (insenerasi),

alatnya incenerator.

23

c. Pengomposan

Bhn kimia yg terdapat di dalam limbah diuraikan secara biokimia sehingga

manghasilkan bahan organik baru lebih bermanfaat. Sebelum proses pengomposan,

dilakukan pemisahan dahulu (Gambar 13). Pengomposan dilakukan terhadap limbah

yang mudah membusuk, limbah perkotaan, buangan industri, lumpur pabrik dsb. Hasil

pengomposan dapat digunakan untuk pupuk tanaman.

d. Pembuangan Limbah

Pembuangan di laut :

Laut dapat menetralisir bahan berbahaya dan beracun (B3), diperkirakan

dampaknya kecil terhadap kualitas air laut. Tetapi harus dipertimbangkan juga :

- pemanfaatan laut terhadap masyarakat di sekitarnya, seperti untuk rekreasi,

penangkapan ikan, taman laut dll

- diperhatikan juga kedalaman laut untuk pembuangan

Tidak semua limbah padat dapat dibuang ke laut, terutama limbah yang

mengandung bahan berbahaya dan beracun seperti limbah radioaktif. Di samping itu

walaupun limbah tidak mengandung B3, tetapi mengingat pemanfaatan laut sebagai

tempat rekreasi, lalu lintas kapal dan nelayan menangkap ikan, maka pembuangan tidak

dapat dilakukan disembarang tempat di laut.

Gambar 13. Operasi Pengomposan mekanis

24

Pembuangan di darat (sanitary landfill):

Penetapan tempat pembuangan di darat memerlukan pertimbangan, karena tidak

semua darat dapat dijadikan pembuangan. Faktor pertimbangan pemilihan landfill adalah

pengaruh iklim, suhu, kecepatan dan arah angin, struktur tanah, jaraknya terhadap lokasi

pemukiman penduduk, kemungkinan pengaruhnya terhadap sumber air, perkebunan,

perikanan, flora, fauna dll. Lokasi yang dipergunakan yang benar-benar tidak ekonomis

(tidak produktif) untuk kepentingan apapun.

Menurut keadaan lokasi landfill dibedakan :

~ Landfill lembah. Lerengnya terjal dan berbentuk lembah, limbah dimasukkan secara

bertahap dan bertingkat sampai sama datarnya dengan permukaan tanah atasnya.

Demikian dilakukan terus-menerus.

~ Landfill galian. Tanah sengaja digali sesuai untuk kebutuhan, limbah dimasukkan ke

dalam lubang galian dan bila sudah rata dengan permukaan tanah, limbah ditimbun

dengan tanah, kemudian dipadatkan.

~ Landfill tanah datar. Limbah ditumpuk pada tempat tertentu kemudian dipadatkan dan

ditimbun dengan tanah dan dipadatkan kembali, dan disusul dengan timbunan

berikutnya sampai berlapis-lapis, bagian paling atas ditutup tanah dan kemudian

dipadatkan.

PENETAPAN LOKASI PENGOLAHAN DAN PEMILIHAN

PERALATAN

Untuk membuat desain sistem pengolahan limbah sudah barang tentu banyak hal

yang terkait dan saling mendukung. Limbah sebagai input membutuhkan perlakuan

pendahuluan seperti pencucian, penyaringan, pemotongan, agar dalam proses selanjutnya

lebih memudahkan pengolahannya. Penetapan lokasi, pemilihan metode, kondisi

lapangan dan pemilihan peralatan merupakan proses manajemen yang akan menentukan

hasil akhir (efluement) yang memenuhi syarat buangan.

Penetapan lokasi, baik lokasi pengolahan maupun lokasi pembuangan merupakan

prioritas pendahuluan sebelum penetapan metode. Lokasi pengolahan dan lokasi

pembuangan sedapat mungkin berdekatan. Artinya, lokasi pengolahan limbah dan sarana

25

penampungannya seharusnya merupakan bagian dari sistem pabrik dan diupayakan

semua pusat operasinya berada di dalam lingkungan pabrik. Hal ini suatu pertimbangan

untuk kemudahan dalam melakukan pengawasan dan pemantauan lingkungan.

Ada kalanya lokasi pabrik tidak memungkinkan lagi untuk lokasi pengolahan,

sehingga lokasinya harus berjauhan. Maka limbah air pada pabrik tersebut yang sarana

penampungannya cukup jauh, maka perlu dibuatkan saluran yang panjang.

Kondisi lapangan seperti tanah berpasir, lembah, tanah miring, dekat lokasi

pemukiman, dekat dengan peternakan dan jalur gempa, sangat mempengaruhi pemilihan

lokasi dan pemilihan metode. Kondisi lapangan yang mempunyai lembah dapat

dimanfaatkan untuk pembuatan lagon. Tanah miring dapat digunakan sebagai pengganti

pompa, sehingga pemindahan air dapat dilakukan dengan over flow.

Pemilihan perangkat pengolahan harus selalu terkait dengan metode pengolahan.

Jenis-jenis perangkat sebagian besar tersedia di pasaran, seperti pompa, aerator, mixer,

saringan dll. Namun beberapa peralatan bantu lainnya harus dibuat di lapangan dan

disesuaikan dengan kondisi lapangan, lokasi dan metode yang digunakan. Misalnya

pembuatan kolam oksidasi, kolam aerasi, bak saringan, sistem sirkulasi dan pemberian

panas.

1. Kondisi Lingkungan

Lingkungan terdiri dari berbagai komponen mulai dari pendudik, perumahan,

perkebunan, perikanan, dll. Pengaruh limbah terhadap komponen lingkungan akan

mempengaruhi metode pengendalian. Maka keadaan lingkungan harus diteliti, apakah

sarana pembuangan cukup tersedia misalnya sungai. Kalau badan penerimanya sungai,

tingkat kualitas, volume dan tingkat penggunaan air merupakan variabel-variabel yang

digunakan untuk melakukan penelitian.

Tempat suatu industri berdiri atau akan berdiri akan menentukan pemilihan

metode dan desain peralatan pengolahan limbah. Skema hubungan antara lingkungan dan

pengelolaan dapat dilihat pada Gambar 14.

26

Dengan melihat kondisi lingkungan maka dilakukan :

a. Pemilihan Metode

Dengan metode maka ditentukan peralatan yg digunakan. Metode ditetapkan

berdasarkan parameter fisika, kimia, biologi.

b. Pemilihan peralatan

Yang pertama perlu diperhatikan adalah pemilihan saluran terbuka atau tertutup,

pada saluran terbuka mudah dilakukan kontrol terhadap adanya penyumbatan, tetapi

berpeluang bercampur dengan limbah terbawa oleh air hujan. Harus adanya pengawasan.

2. Perencanaan Saluran

Saluran dalam pabrik terdiri dari beberapa jenis :

~ Saluran penampung air hujan dan buangan dari kamar mandi/ WC

~ Saluran penampung air limbah

~ Saluran penampung Lumpur

~ Saluran penampung limbah yg mengandung B3

Ada yang perlu digabungkan, dan ada kalanya dipisah untuk mempermudah

sistem pengolahan.

Gambar 14. Bagan hubungan lingkungan dengan pengolahan

27

Yang perlu diperhatikan lagi:

- Penggunaan bahan (untuk pipa saluran), pilihan bahan harus disesuaikan dengan jenis

limbah, bahan kimia, harga dan sistem pemasangan. Misalnya pipa beton dengan ukuran

kecil digunakan pada saluran terbuka, pipa ini akan padat, tahan lama dan tidak korosi.

Misalnya pipa asbes rusak oleh asam, tetapi cocok untuk limbah yg mengandung basa

tinggi

- Kolam pengendap

Banyaknya jenis senyawa kimia dalam air limbah mengakibatkan reaksi antara

koagulan dengan limbah menjadi tidak sempurna sehingga endapan tidak sepenuhnya

terjadi. Oleh karena itu perlu kolam pengendap sehingga limbah masuk ke dalam kola

mini dilakukan pengadukan lambat dengan putaran di bawah 200 rpm. Tangki dipasang

sejajar dan salah satu ujungnya dihubungkan pipa. Semua bahan yang kontak dengan

koagulan diharapkan segera mengendap, bila tidak maka air harus diolah lebih lanjut.

Bila pengendapan cukup baik dan air keluar (efluement) memenuhi syarat, pengolahan

dapat dihentikan, namun bila air masih mengandung senyawa kimia harus dilakukan

pengolahan lebih lanjut. Bagian dasar kolam dibuat miring agar Lumpur endapan

terkumpul di salah satu sisi, yang pada bagian sudutnya dipasangi pipa penghisap

Lumpur (Gambar 15).

Gambar 15. Agitator pada pemasukan air limbah

28

- Perhitungan kecepatan pengendapan

Bila jumlah air limbah sebanyak Q m3/ hari masuk ke dalam kolam yang

mempunyai luas permukaan A m2, maka kecepatan pengendapan V0, dinyatakan sebagai:

Waktu tinggal adalah waktu yang dibutuhkan limbah untuk tinggal dalam kolam

pengendapan sehingg limbah mempunyai waktu yang cukup untuk mengisi seluruh

kolam sebelum dibuang keluar.

- Pompa lumpur

Digunakan untuk menghisap lumpur pada tangki atau bak pengendap

pendahuluan maupun tangki atau bak berikutnya. Pada pompa tersebut dapat dibuat suatu

instalasi khusus dengan menggunakan beberapa buah pipa yang masuk ke dalam tangki

dengan lubang pengeluaran hanya 1 buah.

- Alat aerasi

Untuk menambahkan oksigen ke dalam air buangan, ada beberapa peralatan bantu yang

digunakan :

� Kompresor. Udara dihisap dan kemudian dimasukkan ke dalam tangki melalui

pipa yang ada di sebelah bawah tangki.

� Nozzle. Air dalam kolam disemprotkan ke udara agar kembali jatuh ke dalam bak.

Air berhamburan itu akan kontak dengan udara yang mengandung oksigen.

� Fan. Sebuah alat berputar di permukaan air sehingga air berhamburan ke atas

sehingga terjadi kontak antara air limbah dengan udara.

Q

V0 = ----- m/ hari

A

Volume kolam pengendap

W.T = ------------------------------------

Volume limbah per hari

29

� Menara. Air dinaikkan ke atas menara dan kemudian dari atas air jatuh ke bawah

seperti air hujan, manfaatnya : untuk menghilangkan bau dan melepaskan gas-gas

yang terlarut di dalam air.

PEMANTAUAN LINGKUNGAN

Perubahan baik jangka pendek atau panjang terhadap lingkungan harus terus

dipantau. Tujuannya untuk melihat perubahan lingkungan sebelum dan sesudah kegiatan

berjalan dengan sempurna, mengadakan upaya perbaikan dan pemeliharaan agar

lingkungan tetap terjaga kelestariannya.

Unsur-unsur lingkungan yang perlu dipantau sebelum dan sesudah

kehadiran proyek :

~~ Kualitas udara dalam lingkungan

~~ Kualitas air buangan

~~ Keadaan fauna dan flora

~~ Kualitas air

~~ Struktur permukaan tanah

Penetapan unsur lingkungan yang mendapat pemantauan diurutkan berdasarkan

prioritasnya. Selanjutnya perlu ditetapkan di mana lokasi pemantauan dilakukan.

Lokasi Pemantauan

Penetapan lokasi pemantauan adalah untuk melihat wujud yang menyeluruh,

sejauh mana dampak yang ditimbulkan polutan, baik melalui air, udara maupun tanah.

Pemantauan dilakukan pada pusat-pusat sumber pencemar untuk mengetahui

konsentrasinya, seperti. Konsentrasi SOx, CO2 pada cerobong asap pabrik yang

diperkirakan mengeluarkan bahan buangan kimia. Lokasi pemantauan kemudian

diperluas sampai bebarapa ratus meter dengan memprhatikan berbagai unsur lingkungan..

30

Waktu Pemantauan

Harus memperhatikan berbagai faktor :

- Produksi maksimum dan minimum

- Blow down ketel pd pabrik

- Pembersihan secara keseluruhan dalam pabrik

- Penggunaan B3

- Kecerobohan dan kekurangterampilan karyawan

- Kondisi peralatan dan mesin

- Efisiensi pengolahan limbah

- Debit maksimum dan minimum wadah penerima

DAFTAR PUSTAKA

Kristanto, P. 2002. Ekologi Industri. Penerbit Andi, Yogyakarta

Suryadipura, P. 2001. Lingkungan Hidup : Permasalahan dan Pengelolaannya. UPT.

Penerbit, Universitas Udayana, Denpasar.