Download - Limbah Cair
PRINSIP & TEKNOLOGI PENANGANAN LIMBAH CAIR
AIR LIMBAH
- AIR PERMUKAAN - AIR TANAH
DAMPAK AKTIVITAS MANUSIA
-DOMESTIK
-INDUSTRI
LIMBAH
KARAKTER
DAMPAK
LINGKUNGAN
Limbah Industri
Bahan Pencemar
Gangguan Lingkungan:
-Penyangga
-Keseimbangan
Degradasi Fungsi:Fisik, Kimia dan Biologi
Masalah Lingkungan:
Air, Tanah dan Udara
ELEMEN BIOLOGI
SINAR MATAHARI
CO2 + H2O + Energi Biomassa + O2
fotosintesis
respirasipanas
produsen
Konsumen & destruen
Energi dari konversi mahluk hidup
Energi dari penguraian bahan organik yg telah mati anorganik
Proses terjadi setelah hidrolisis : bakteri dan fungi
KOMPONEN KIMIA
• BAHAN ORGANIK : ALAM DAN SINTETIK (Komponen dasar C,H,N,O,P dan S dgn klpk senyawa protein, karbohidrat dan lipida
• BAHAN ANORGANIK : MINERAL DAN LOGAM BERAT• GAS
Bahan Organik terlarut& tersuspensi
- Rasa dan bau
- Substansi racun
- Penurunan oksigen terlarut
ION DALAM AIR
JENIS ION AIR LAUT(%) AIR TANAH(%)
Kalsium 1,2 20,4Magnesium 3,7 3,4Sodium 30,6 5,8Potasium 1,1 2,1Karbonat 0,4(HCO3-) 35,2Sulfat 7,7 12,1Klorida 55,0 5,7Nitrat - 1.0
GAS 1. OKSIGEN, NITROGEN & KARBONDIOKSIDA (KOMPONEN UTAMA ATMOSFER(INTRUSI)
2. METAN, H2S DAN AMONIA (BERKAITAN DENGAN AKTIVITAS BAKTERI
KONSENTRASI TERGANTUNG TEMPERATUR
OKSIGEN: FOTOSINTESIS, KONSUMSI, DESTRUEN DAN PERTUKARAN DENGAN ATMOSFER
KARAKTER AIR LIMBAHFISIKA Temperatur, Bau, Warna dan Padatan
-Temp.(tingkat panas) berpengaruh thd proses biologi dan fisik- Bau : sensitivitas dan subyektif- Warna : dissolved, suspended dan koloidal (spektrum warna-Padatan: floating, settleable, suspended, dissolved
KIMIA Organik: jutaan seny.karbon terkombinasi (O,N,P,H) sintetik dan alamiAnorganik: sand, grit, mineral-mineral, bhn terlarut(klorida,nitrogen, fosfor, logam berat, asam dan gas
SIKLUS DAN NERACA MASSA
exchange
inflowexchange
precipitationoutflow
Biogenous turnover
Absorption desorption
1. Produksi, Konsumsi dan Penghancuran
2. Pengendapan dan Pelarutan (kesetimbangan)
3. Aliran Masuk-Keluar
4. Pertukaran dan Presipitasi dengan Atmosfer
5. Penyerapan dan Pelepasan pada dan dari partikel
Kelompok Komponen Efek Tipe Sumber
Bahan organik teroksidasi(BOD)
Anaerobik Berbagai jenis karbohidrat terlarut : pemurnian, pengalengan, destilasi, ekstraksi gula, prosesing susu, pembuatan pulp dan kertas.
Toksikan utama: As,CN, Cr,Cd, Cu, F, Hg, Pb dan Zn
Bioakumulasi, kematian biota Metal cleaning, plating, ekstrak (refine) fosfat dan bauxite, pabrik baterai
Asam dan basa Merusak sistem penyangga alamiah dan ekologi
Drainase pertambangan, steel pickling, tekstil, pabrik kimia, laundries, pembilasan.
Disinfektans: Cl2, H2O2, formalin, fenol Rasa, bau, mematikan mikroorganisme positif
Bleaching kertas dan tekstil, pabrik kimia, pembuatan resin, penicillin, dll
Ionics forms: Fe,Ca, Mg,Mn, Cl, SO4 Mengubah sifat alami air:Hardness, salinitas
Metallugy, semen, keramik, dll.
Agen oksidasi dan reduksi : NH3-, NO2
-, NO3
-, S2-, SO32-
Merusak keseimbangan kimia lingkungan, menyerap oksigen, over nutrien
Pupuk, fiber sintetik, prosesing kayu, dll
Patogen Contaminan, infeksi Prosesing wool, bak penampungan limbah, limbah ternak, rumah sakit dll
Kekeruhan dan bau Buih, bahan mengapung: minyak, lemak dll
Limbah detergen, prosesing makanan dan pakan, destilasi minyak, dll
PROSES PENGOLAHAN FISIK
1. SARINGAN (SCREEN) : PEMISAHAN POTONGAN-POTONGAN KAYU, PLASTIK dbs. Bar Screen:batangan lurus /melengkung (75 – 90o) dengan jarak antar bar (5 – 15mm, 15 – 50mm, > 50mm)
2. EQUALISASI : equalisasi laju alir mengkonstankan laju alir limbah ke IPAL selanjutnya ( menghindari beban mendadak (proses biologi), pengontrolan bhn kimia, beban padatan berkurang)
3. SEDIMENTASI : PEMISAHAN PARTIKEL DARI AIR DENGAN MEMANFAATKAN GAYA GRAVITASI (hanya partikel yg > berat dari air yang terpisah)
Misal : kerikil & pasir pada bak primer, biofloc pada bak skunder, dan floc hasil pengolahan kimia dan lumpur
4. FLOTASI : DENSITAS PARTIKEL < AIR SHG CENDERUNG MENGAPUNG : MEMASUKAN UDARA MENAMBAH GAYA KEATAS UTK PEMISAHAN LAMAK/MINYAK
PROSES PENGOLAHAN KIMIA
1. NETRALISASI : REAKSI ANTARA ASAM DGN BASA AIR DAN GARAM
UTK MENJAGA pH 6,0 - 9,0 (diluar tsb bersifat racun bagi kehidupan air maupun bakteri)
Limbah bersifat asam : Ca(OH)2 atau NaOH
Limbah bersifat basa : H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4, atau gas CO2
Operasional : Bacth(kecil) dan continue (laju alir besar perlu control otomatis)
2. PRESIPITASI : pengurangan bhn-bhn terlarut dgn penambahan bhn kimia terlarut shg terbentuk padatan (floc)
Tujuan : menghilangkan heavy metal, sulfat, fluorida dan fosfat
Zat kimia yg digunakan : CaCO3 yg dikombinasikan dengan Kalsium klorida, magnesium klorida, Aluminium klorida dan garam besi
3. KOAGULASI DAN FLOKULASIKonversi polutan (koloid tersuspensi) menjadi gumpalan-gumpalan yg
dpt diendapkan, disaring atau diapungkan
- Bentuk koloid (sebagian besar dari polutan) sulit mengendap kekeruhan, shg perlu digumpalkan dgn proses koagulasi/flokulasi
- Proses penambahan koagulan/flokulan:
1. Destabilisasi sistem koloid (pengurangan daya tolak /netral elektrostatik)
2. Terbentuk microfloc
3. Terbentuknya macrofloc yang dapat diendapkan,disaring, diapungkan
KOAGULAN:
- Valensi ion dari koagulan, semakin besar semakin baik (muatan yg akan menetralkan koloid) contoh: Al2(SO4)3, FeCl3, FeSO4, Al2(OH)2Cl4
- Perubahan /dinamika kimia (pH dan konduktifitas)
FLOKULAN:
-Seny. Polielektrolit pembentuk makroflok (1)non ionik polimer (poliacryamida), (2) anionik polimer (polyacrylic acid), (3) kationik (polyethylene amine)
- OKSIDATOR :
Penambahan bahan kimia (oksidator) untuk memcah persenyawaan dalam limbah yang berbahaya dengan reaksi oksidasi
Contoh : NaOCl, CaOCl, Klorin dll
Tugas Untuk didiskusikan
- Cari salah satu bahan kimia utk pengolahan limbah, jelaskan prosesnya dan contoh pemanfaatannya pada suatu pengolahan kegiatan usaha !
PENGOLAHAN BIOLOGIMikroorganisme Ekosistem Self Purification Lingk. Perairan
Pengolahan limbah biologi artifisial dari proses alam, lebih intensif dan hamat tempat.
-Tujuan: transformasi (pengurangan bhn terlarut: BOD, nitrifikasi, denitrifikasi, stabilisasi, reduksi fosfor
- pengubahan yg kurang berbahaya : nitrifikasi dgn oksidasi
- Penggunaan kembali (recovery; BO(pupuk), gas metan)
PROSES AEROBIK DAN ANAEROBIK:
AEROBIK: Kebutuhan akan oksigen terlarut (aerasi), Tempat >luas, membutuhkan energi dan nutrien tambahan
ANAEROBIK : Tanpa oksigen, menghasilkan gas metan, sulfida yang dpt ditangkap sbg sumber energi, sering membutuhkan rangkain proses aerobik
SUSPENDED GROWTH & ATTACHED GROWTH
Suspended Growth activated sludge : koloni bakteri tersuspensi dalam gumpalan-gumpalan koloid yang bergerak bebas dan bereaksi dgn limbah
KOLAM OKSIDASIKolam Tanah : tempat air limbah diproses secara alamiah
(mikroorganisme dan alga)
Oksigen: fotosintesis alga dan atmosfer, proses efektif namun butuh areal yg luas.
Trickling Filter: Bhn organik terlarut ditransfor ke biomassa bakteri dalam matrik (trikling filter) kemudian dipisahkan dalam bak sedimentasi
udaraOut flow
inflow
Settled sludge
sludge
TRICKLING FILTER
ACTIVATED SLUDGE