Karakteristik Fisik LumpurSetelah sebelumnya mengenal proses-proses pengolahan lumpur dan jenis-jenis lumpur di dalam instalasi pengolahan air limbah, kali ini saya ingin berbagi informasi mengenai karakteristik fisik lumpur. Informasi ini saya peroleh dari buku yang berjudul “Sludge engineering : the treatment and disposal of wastewater sludges”  karangan F. Dilek Sanin, William W. Clarkson, dan P. Aarne Vesilind. Di dalam buku ini disebutkan bahwa setidaknya ada sembilan karakteristik fisik dari lumpur. Berikut ini uraiannya satu per satu.1. Specific gravity (Sg)Sg merupakan rasio antara densitas (berat jenis, BJ) lumpur dengan BJ air. Lumpur hampir selalu membentuk flok. Mengetahui densitas flok merupakan hal yang sangat diperlukan pada tiap tahapan pengolahan karena semakin besar densitas maka flok akan semakin mudah mengendap. Metode yang paling umum digunakan untuk mengukur densitas flok adalah dengan pycnometer.2. Konsentrasi padatanTujuan utama pengolahan lumpur adalah menyisihkan padatan dari air. Berikut ini adalah tabel mengenai konsentrasi padatan yang terkandung di dalam berbagai jenis lumpur.

Lumpur Konsentrasi Padatan (%)

Raw primary 4 – 8

Anaerobic primary digested 6 – 10

Filter humus 3 – 4

Waste activated 0.5 – 1.5

Mixed digested (primary + waste activated) 2 – 4

Aerobic digested 1 – 3

Waste alum 0.5 – 1.5

 Konsentrasi padatan penting untuk diketahui karena merupakan tolok ukur keberhasilan pengolahan lumpur.3. Keterendapan lumpurKeterendapan (settleability) lumpur dapat diuji dengan dua macam cara yaitu dengan pengukuran kecepatan zona pengendapan dan sludge volume index (SVI). SVI merupakan parameter yang menunjukkan kemampuan lumpur untuk menjadi lebih kental. SVI yang baik biasanya ada pada kisaran 80-120. SVI yang bernilai 200 mengindikasikan terjadinya bulking sludge.4. Ukuran dan bentuk flok/partikelFlok dapat berbentuk bulat, lonjong, atau pipih. Ukuran flok dipengaruhi oleh faktor berikut ini:

Jenis mikroorganisme Agitasi (pencampuran/pengadukan) Konsentrasi oksigen terlarut Umur lumpur Karakteristik substrat

 5. Distribusi airAir pada lumpur dapat dibedakan menjadi beberapa macam, yaitu:

Free (bulk) water, yaitu air yang tidak terpengaruh dan tidak berkaitan dengan padatan tersuspensi.

Interstitial water, yaitu air yang terjebak di sela-sela mikroorganisme atau flok. Jenis air ini dapat menjadi free water apabila flok/mikroorganisme yang berada di sekelilingnya dihancurkan.

Vicinal water, yaitu lapisan-lapisan molekul air yang melekat kuat pada permukaan partikel akibat adanya ikatan hidrogen. Berbeda dengan interstitial water, vicinal water tidak dapat bebas bergerak melainkan melekat pada permukaan padatan. Dibanding dengan bulk water, vicinal water memiliki densitas yang lebih rendah serta viskositas yang lebih tinggi.

Water of hydration, yaitu air yang terikat secara kimia pada partikel dan hanya bisa dihilangkan dengan menggunakan energi termal.

6. Filterability dan DewaterabilityKedua istilah tersebut menyatakan seberapa mudah lumpur dapat melepaskan air (terpisah dari air). Apabila kedua nilai parameter tersebut tinggi, artinya lumpur mudah untuk di-dewater. Filterability dapat diukur dengan metode SRF (Specific Resistance to Filtration) dan CST (Capillary Suction Time).7. RheologyRheology adalah ilmu mengenai hubungan antara deformasi dan tegangan fluida. Hmmmm…terdengar scientific sekali, ya? Anyway, pada pelaksanaannya konsep ini dipakai untuk mengetahui sifat-sifat aliran serta viskositas lumpur. Salah satu manfaat dari mengetahui karakteristik reologis lumpur adalah dalam penentuan dosis koagulan dengan cara pemantauan perubahan reologi lumpur.8. Struktur dan porositas flokFlok yang terdapat pada lumpur aktif tersusun dari tiga komponen yaitu mikroorganisme, polimer ekstraseluler, dan air. Struktur flok dipenuhi oleh saliran-saluran kecil serta rongga pori sehingga memungkinkan air untuk masuk ke dalam flok.9. Konduktivitas termalKonduktivitas termal lumpur akan menurun bersamaan dengan konsentrasi padatan hingga konsentrasi padatan mencapai nilai tertentu (2% untuk waste activated sludge dan 10% untuk digested primary sludge). Setelah padatan mencapai nilai tersebut, konduktivitas termal lumpur akan konstan pada kisaran 0.85×10-3   cal cm-1  s o C.

Limbah cair memiliki 2 karakteristik yaitu karakteristik fisik dan kimia.

Adapaun karakter fisiknya antara lain :

1. 1. Padatan : pada limbah cair terdapat padatan organic dan nonorganik yang mengendap dan tersuspensi sehingga bisa mengendap dan menyebabkan pendangkalan.

2. 2. Kekeruhan : kekeruhan menunjukkan sifat optis di dalam air karena terganggunya cahaya matahari saat masuk ke dalam air akibat adanya koloid dan suspensi

3. 3. Bau : bau dikarenakan karena adanya mikroorganisme yang menguraikan bahan organic.4. 4. Suhu : limbah cair memiliki suhu yang berbeda dibandingkan dengan air biasa, biasanya suhunya

lebih tinggi karena adanya proses pembusukan

Bau pada Pengolahan LumpurIdealnya, lumpur yang telah mengalami proses pengolahan tidak akan menimbulkan bau kecuali bau seperti tanah lembab. Akan tetapi, ada kalanya di lapangan kita menemukan bau pada saat lumpur sedang dikeringkan maupun pada saat penyimpanan. Pada kesempatan kali ini saya akan sharingseputar bau yang ditimbulkan pada pengolahan lumpur.  Artikel ini terilhami dari email salah satu pembaca. Beliau bertanya mengenai cara penanggulangan bau yang ditimbulkan pada saat pengeringan lumpur. Semoga artikel ini dapat memberi informasi untuk menyelesaikan masalah yang sedang dihadapi.Mengapa lumpur bisa menimbulkan bau?Bau dalam proses pengolahan lumpur dapat terjadi selama thickening, dewatering, conditioning, drying, hampir di setiap titik pengolahan lumpur. Jika kita tengok lagi artikel sebelumnya mengenaiproses pengolahan lumpur, terdapat salah satu tahapan yang bertujuan menghilangkan bau pada lumpur. Tahap yang dimaksud adalah stabilisasi. Jadi, jika Anda menemukan bau pada saat proses pengeringan maupun penyimpanan lumpur yang sudah diolah, kemungkinan karena lumpur tersebut belum mencapai kestabilan. Dengan kata lain, masih ada senyawa-senyawa di dalam lumpur yang tidak stabil yang akhirnya menimbulkan bau pada lumpur.Apa saja penyebab bau pada lumpur?Seperti kita ketahui, di dalam pengolahan air limbah terjadi degradasi senyawa-senyawa organik. Degradasi senyawa organik tersebut menghasilkan senyawa-senyawa lain yang menimbulkan bau. Berikut ini adalah tabel yang berisi senyawa-senyawa yang berpotensi sebagai sumber bau pada pengolahan lumpur.

sumber: Son & Striebig, 2003

Bagaimana cara menanggulangi bau pada pengolahan lumpur?Mengutip dari USEPA (2000), kuantitas dan intensitas bau yang ditimbulkan oleh senyawa-senyawa di atas dapat dikurangi dengan cara:1. Menghindari kondisi anaerobik (kecuali pada pengolahan anaerob, tentunya)2. Penambahan oksidator untuk mencegah terbentuknya hidrogen sulfida3. Memilih polimer yang tidak mudah terurai pada temperatur dan pH yang tinggi4. Optimalisasi proses stabillisasi lumpur5. Mengevaluasi dampak pencampuran lumpur dari jenis  yang berbeda6. Mengaplikasikan proses chemical scrubbing maupun biofilter secara benarDari segi proses pengolahan lumpur, tahapan stabilisasi memegang peranan penting dalam mencegah/mengurangi bau yang ditimbulkan.  Selain dengan cara memastikan bahwa proses sludge stabilization berjalan dengan optimal, berikut ini adalah beberapa alternatif yang dapat ditempuh untuk mengatasi bau pada pengolahan lumpur. 1. Wet Air ScrubbingProses yang memanfaatkan proses kimia ini digunakan untuk menyisihkan senyawa H2S, NH3, dan senyawa-senyawa organik yang menjadi polutan bau. Dalam prosesnya, senyawa kimia

penyebab bau yang berfasa uap (vapour) akan terlarut dalam larutan kimia sehingga pada akhirnya akan berada dalam suatu larutan.2. Carbon AdsorptionProses adsorpsi dengan karbon aktif dapat dipakai untuk mengatasi bau dari berbagai sumber. Pengolahan dengan metode ini efektif untuk H2S dan senyawa sulfur lainnya namun tidak efektif untuk NH3 dan senyawa nitrogen lain.3. BiofiltrationProses biofiltrasi digunakan untuk mengatasi berbagai polutan bau yang bersifat biodegradable(mudah didegradasi secara biologis). Polutan bau yang berfasa uap akan terlarut menjadi fasa aqueous pada permukaan filter. Oleh sebab itu permukaan material filter harus selalu lembab. Media filter yang digunakan merupakan material alami sehingga tidak perlu melakukan inokulasi bakteri. Material yang dapat digunakan sebagai media filter antara lain kompos, gambut, atau mulch(campuran jerami basah dan daun/rerumputan)4. Regenerative Thermal Oxidizers (RTOs)Teknologi ini biasanya dipakai pada biosolid heat dryer, incinerator, atau pada exhaust dari tangki penyimpanan biosolid. RTOs merupakan teknologi yang mahal dari segi operasional dan maintenance karena memerlukan temperatur yang tinggi (1300-1600F, atau 704-871o C) untuk insinerasi polutan bau di dalam ruang bakar pada waktu yang singkat (0.3-3 detik).5. Zat-zat Penetral/Penyamar BauZat yang digunakan biasanya adalah essential oil atau bahan pengharum lain yang tidak berbahaya bagi manusia dan lingkungan. Biasanya zat-zat tersebut diaplikasikan dengan cara menyembrotkan ke udara sekitar atau menambahkannya ke dalam aliran limbah cair. Metode yang satu ini cocok untuk mengatasi bau yang sifatnya menyebar (area source).Apakah ada regulasi di Indonesia yang mengatur tentang bau?Ya, ada. Regulasi yang saya temukan yang mengatur tentang bau adalah Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No.50/ Tahun 1996. File peraturan dapat diperoleh di sini.Nah, bagi pembaca lain yang memiliki pengalaman (success story) dalam penganggulangan bau pada pengolahan lumpur, jangan ragu untuk sharing di sini. Begitu pula kalau ada usulan mengenai artikel yang ingin ditampilkan. Apabila space di comment box kurang untuk sharing cerita Anda, silakan email ke muti@airlimbah.com untuk kemudian saya tampilkan sebagai salah satu artikel. Sumber:

1. USEPA.” Odor Control in Biosolids Management”, Biosolids and Residuals Management Fact Sheet EPA 832-F-00-067. September 2000.2. Son, H.-K., & Striebig, B. A. (2003). Quantification and Treatment of Sludge Odor. [electronic version]. Environmental Engineering Research, 8(5), 252-258.3. http://digilib-ampl.net/file/pdf/Kepmen_LH_No_50_Tahun_1996.pdf (diakses & diunduh tanggal 14 November 2012)4. http://www.wwdmag.com/decentralized-wastewater/wastewater-odor-control-evaluation-technologies  (diakses tanggal 8 November 2012)