karakteristik limbah

49
ANALISIS KARAKTERISTIK AIR LIMBAH

Upload: suci

Post on 01-Oct-2015

72 views

Category:

Documents


24 download

DESCRIPTION

limbah

TRANSCRIPT

  • ANALISIS KARAKTERISTIK

    AIR LIMBAH

  • TUJUAN Menentukan apakah air limbah industri

    sudah memenuhi standar kualitas atau baku mutu

    Menentukan jenis dan teknologi pengolahan yang tepat dalam perencanaan instalasi pengolahan air limbah (IPAL)

    Mengukur kinerja IPALanalisis sample sesuai dengan baku mutu

    limbahmenghitung efisiensi pengolahan kualitas

    effluent terhadap influent Menentukan perubahan atau modifikasi

    IPAL

  • PARAMETER KUALITAS AIR LIMBAH Parameter Fisika :

    Suhu, warna, padatan tersuspensi (TSS), padatan terlarut (TDS), padatan total (TS), kekeruhan.

    Parameter Kimia : pH, DO, BOD, COD. kation logam: Fe, Mn, Zn, Cd, Cr, Pb, anion : phosphat, klorida, nitrat, nitrit zat organik

    Parameter Biologi :bakteri coli tinja dan total coli.

    Tiap industri mempunyai parameter utama yang berbeda (lihat SK Gub. 6/1999 atau perda kota/kab yang berlaku)

  • KARAKTERISTIK DOMINAN AIR LIMBAH INDUSTRI

    Secara umum, karakteristik dominan air limbah industri dapat dikelompokkan menjadi :

    Anorganik :TSS, Sisa Cl2, Sulfida (sebagai S), Besi terlarut (Fe), Fluorida (F), Ammonia, TKN, Zat Padat Terlarut (TDS), Nitrat, Nitrit, Fosfat (PO4), Sianida (CN)

    Organik :BOD5, COD, Minyak & Lemak, MBAS

    Logam Berat :Cu, Pb, Zn, Cr, Ni, Hg, Cd, Mn, Ti, Ba, Sn, As, Se, Co

    pH

  • KARAKTERISTIK LIMBAH DAN PENGARUHNYA TERHADAP KESEHATAN DAN LINGKUNGAN

    Parameter Pengaruh Organik Terlarut Deplesi DO

    Organik TersuspensiAdanya sludge blanket: terjadidekomposisi organik menyebabkandeplesi DO dan bau

    Phenol/organik lainMengubah rasa dan baukarsinogonik

    Logam Berat, Sianida dan Organik Toksik

    Keracunankarsinogenik

    Warna dan KekeruhanMasalah estetikaMenghambat sinar matahari masukke permukaan air

  • KARAKTERISTIK LIMBAH DAN PENGARUHNYA TERHADAP KESEHATAN DAN LINGKUNGAN

    Parameter Pengaruh Nitrogen dan Fosfor Eutrofikasi (Algae Blooming)

    Materi non biodegradabel(ch. ABS= alkyl benxenesulfonate)

    Toksik terhadap kehidupan akuatik

    Minyak dan Materi TerapungMenghambat sinar matahariEstetika

    Materi volatil ( H2S dan organikvolatil)

    Pencemaran Udara

  • KONDISI PARAMETER KUALITAS AIR

    Parameter Conservative / Kekal

    Bentuk senyawa yang tetap sepanjang aliran sungaikecuali perubahan alami.

    Seperti, ion-ion logam

    Parameter Non-Conservative / Tak Kekal

    Bentuk senyawa dan Kondisi berubah sepanjang aliransungai seperti, suhu, pH, kekeruhan (turbidity), DO danaliran air (potensial water current)

  • QUALITY ASSURANCE - ANALISIS Quality Assurance atau Jaminan mutu :

    Semua prosedur yang dilakukan laboratoriumberdasarkan metode standar SNI 19-17025-2000

    tentang Persyaratan umum kompetensi laboratorium pengujian dan laboratorium kalibrasi

    Pengendalian Mutu Sampel Pengendalian Mutu Pengujian (Kalibrasi Alat,

    Standart Prosedur Pelaksanaan) Evaluasi Pengendalian Mutu

  • QUALITY ASSURANCE - SAMPEL

    Pengendalian Mutu Sampling berdasarkan standar SNI 06-2912-1991

    Pemilihan lokasi Frekwensi pengambilan sampling Peralatan sampling yang tersedia

  • PENGENDALIAN MUTU ANALISISProses sistematik hasil analisis yang absah (teliti,cermat representatif, lengkap dan valid)

    Cara : menguji kecermatan, ketelitian setiap metodedan menetapkan batasan kontrol serta melakukankalibrasi peralatan analisis sesuai dengan SOP yangtergantung pada instruksi metode standar operasi.

    Fungsi batasan kontrol : mendeteksi hal-hal anomalidan melakukan tindakan pembetulan untukmencegah dan mengurangi kesalahan.

  • SAMPLING DAN TEKNIK SAMPLINGTujuan : untuk mendapatkan data sample yangrepresentatifFakta : > 50% kesalahan analisis lingkungan kesalahan samplingMutu sampel : tidak terkontaminasi, tidakberubah (fisik, kimia, biologi).Usahakan membuat duplikat sampel dan kalibrasialat

  • JENIS PENGAMBILAN SAMPEL (1)1. Sampel sesaat / Grab Sampling

    Jika air limbah memiliki karakteristik yang relatif tetap untuksuatu rentang waktu dan jarak tertentu.contoh : Pengambilan sampel yang keluar dari tangki ekualisasi,

    sampel dari tangki aerasi yang kecil, sampel dari industri yangberoperasi stabil

    Jika laju alir tidak kontinyu atau terputuscontoh : Pengambilan sampel dari unit produksi yang beroperasitidak kontinyu, sample dari SBR

    Jika parameter karakteristik/tertentu limbah cair tidak stabilcontoh : Pengambilan sampel untuk analisis detergen, fenol, sianida

  • JENIS PENGAMBILAN SAMPEL (2)2. Sampel gabungan / Composite Sampling

    Karakteristik yang fluktuatif pada suatu rentang waktu dan luas tertentucontoh : Pengambilan sampel limbah cair baku,

    pengambilan sampel di bak lumpur aktif yang luas

    Parameter tertentu limbah cair stabilcontoh : pengambilan sampel untuk analisis TSS, TDS, dll

    Analisis sampel komposit akan menghemat biaya karena analisislaboratorium cukup dilakukan satu kali untuk mendapatkan nilairata-rata suatu parameter (memerlukan pertimbangan yang matang)

  • JENIS PENGAMBILAN SAMPEL (3)a. Sampel gabungan waktu / composite sampling time

    beberapa grab sampel pada waktu yang berlainan, tempat yangsama

    volume sampel setiap pengambilan sama sampai mencapai volume yang diinginkan

    b.Sampel gabungan tempat/Composite sampling place beberapa grab sampel pada tempat yang berlainan, waktu yang

    sama volume sampel setiap pengambilan sama sampai mencapai

    volume yang diinginkan

  • Tujuan analisis parameter Untuk karakteristik limbah : hulu IPAL Untuk kinerja/efisiensi IPAL : outlet IPAL atau unit

    pengolah

    Sifat ke-representatif-an sampel Sampel diambil pada titik dimana limbah tercampur

    sempurna, misal setelah turbulensi Hindari titik sampling yang banyak serpihan kotoran

    mengapung Hindari daerah dengan endapan atau padatan

    terakumulasi Tandai titik sampling untuk sample yang diambil secara

    periodik

    Kemudahan akses pengambilan sampel

    PENENTUAN TITIK SAMPLING

  • CONTOH TITIK SAMPLING DAN PARAMETER YANG DIUKUR PADA INDUSTRI TEKSTIL

  • CONTOH TITIK SAMPLING DAN PARAMETER YANG DIUKUR PADA INDUSTRI TEKSTIL

  • PENANGANAN SAMPLING Alat pengambil sampel

    bahan yang tidak mempengaruhi sampel, mudah dicuci, mudahdipindahkan, mudah dan aman dibawa, kapasitas memadai.

    Wadah penyimpan sampelberbahan gelas / plastik, memiliki tutup yang rapat, mudah dicuci, tidak menyerap, melarutkan dan bereaksi dengan zat-zatkimia sampel.

    Cara pengambilan sampelsiapkan alat pengambil sampel, bilas dengan sampel 3 kali,ambil sampel sesuai keperluan, masukkan ke dalam wadah,lakukan analisis segera untuk parameter tertentu, atau awetkansampel untuk analisis di laboratorium

  • PERALATAN PENANGANAN SAMPLING

    Peralatan Sampling antara lain1. Alat Pengambil sampel : sederhana dan

    otomatis2. Alat pengambil sampel untuk insitu3. Alat Ekstraksi untuk memisahkan fase pelarut

    dari contoh4. Alat Penyaring

  • CONTOH PERALATAN PENGAMBILAN SAMPEL

  • CONTOH WADAH SAMPEL

  • PENGENDALIAN/PEMELIHARAAN SAMPEL

    Parameter Pengawetan Waktu Penanganan

    Acidity-alkalinity

    BOD

    Calcium

    COD

    Chloride

    Warna

    DO

    Flouride

    Metal

    Nitrogen (nitrat & nitrit)

    pH

    Phosphor

    Pendingin pada 4 O C

    Pendingin pada 4 O C

    -

    H2SO4

    -

    Pendingin pada 4 O C

    Langsung di tempat

    -

    HNO3

    HgCl2, 4 O C

    -

    HgCl2, 4 O C

    24 jam

    6 jam

    -

    7 hari

    -

    24 Jam

    -

    -

    6 bulan

    7 hari

    -

    -

  • DIAGRAM

    PENGAWETAN

    SAMPEL

  • SATUAN PENCEMARAN AIR LIMBAH

    Satuan Pencemaran dinyatakan : ppm mg/l

    1 mg/l = 1 ppm1 mg/l = 1000 g/l

    1g/l = 1 ppb

  • PERALATAN PENGUKURANNo Parameter Metoda Pengukuran

    1.

    2.

    3.

    4.

    5.

    6.

    pH, DHL, DO

    Fe, Mn, dsb

    TSS, TDS,dsb

    BOD, COD, DO

    Warna

    Kekeruhan

    Elektroda-potensiometri

    Spektrofotometri

    Gravimetri

    Titrimetri / Titrasi

    Colorimetri

    Turbidimetri

  • KETENTUAN Keputusan Gub. JABAR No.

    6/1999 : Baku mutu efluen air limbah untuk industri

    Peraturan didasarkan pada : - Beban Pencemaran (kg/ton)- Kadar (mg/l) - Debit Maksimum yang bolehdibuang (m3/ton produk)

  • KETENTUAN

    Beban Pencemaran (BP) kg/ton : BPA < BPM

    - BPA = Beban Pencemaran Sebenarnya- BPM = Beban Pencemaran Maksimum

    Debit Limbah Cair (D) m3/bulan : DA < DM

    - DA = Debit Limbah Cair Sebenarnya- DM = Debit Limbah Cair Maksimum

  • INTEPRETASI DATA - 1

    Suatu industri tekstil beroperasi 250 ton/bulan, air limbah yangdihasilkan sebanyak 1400 m3/hari dengan waktu operasi kerjasebanyak 20 hari/bulan. Air limbah tersebut di olah denganmenggunakan pengolahan lengkap dimana didalam koagulasimenggunakan PAC dengan kadar 0.2 mg/l. Hasil effluent BODyang akan dibuang ke badan air tersebut menunjukankonsentrasi sebanyak 50 mg/l .

    Persyaratan mutu limbah menurut lampiran SK Gub. JabarNo.6/1999 : Kadar maksimum BOD = 60 mg/l Beban pencemaran BOD maks = 6 kg/ton produk Debit limbah maksimum = 100 m3/ton produk

    Pertanyaan :

    Apakah industri tersebut memenuhi kriteria baku mutu limbahbaik dari beban pencemaran maupun dari debit pencemar?

  • Jawaban :1. Beban Pencemaran BOD Maks (BPM) = 6 kg/ton

    Debit limbah = 1400 m3/hariWaktu operasi = 20 hari/blnDebit air limbah = 1400 m3/hari x 20 hari/bln

    = 28.000 m3/bln

    Konsentrasi BOD effluent = 50 mg/lBeban pencemaran = Debit x konsentrasiBeban = 28.000 m3/bln x 50 mg/l x 1/106 kg/mg x 1000 l/m3

    = 1400 kg/bln

    Produksi = 250 ton/blnBeban Pencemaran BOD Sebenarnya (BPA) = beban : produksi BPA = 1400 kg/bln : 250 ton/bln = 5.6 kg/ton

    BPA 5.6 kg/ton < Beban BPM 6 kg/ton yang di ijinkan OK

  • 2. Perhitungan Debit :Debit = 1400 m3/hariWaktu operasi = 20 hari/bulanKapasitas produksi = 250 ton/bulanDebit limbah cair sebenarnya (DA)DA = Debit harian x waktu operasi

    = 1400 m3/hr x 20 hr/bln= 28.000 m3/bln

    Debit Limbah Cair Maksimum (DM)DM = Debit maks x kapasitas produksi

    = 100 m3/ton x 250 ton/bln= 25.000 m3/bln

    DA > DM melebihi baku mutu

    Kesimpulan buangan limbah pabrik tersebut tidak memenuhisyarat baku mutu air limbah

  • PARAMETER DI ATAS BAKU MUTU

    BOD/COD DO ANAEROB SEPTIK BauWARNA ESTETIKA DAN DO TSS KEKERUHAN DO & SEDIMENTASISUHU Aquatic life terganggupH Aquatic life terganggu

  • PARAMETER KINERJA IPALContoh untuk Lumpur AktifKonsentrasi Padatan organik tercampur (MLVSS)Rasio F : MOksigen terlarut (DO)Laju pernafasan (OUR)Rasio nutrien (BOD:N:P)Usia lumpur (SA) Indeks Volume Lumpur (SVI)

  • INTEPRETASI DATA - 2

    No. Parameter AnalisaLaboratorium

    SK Gub. Jabar No.

    6/19991.

    2.

    3.

    4.

    5.

    6.

    pH

    BOD (mg/l)

    COD (mg/l)

    SS (mg/l)

    Total Amoniak (mg/l)

    Minyak & Lemak (mg/l)

    5

    300

    650

    250

    0,44

    1

    6 9

    60

    150

    50

    8

    3

    Analisis laboratorium terhadap suatu limbah pabrikseperti tersebut diatas, Kesimpulan apa yang dapatditarik dari data tersebut

  • KARAKTERISTIK LIMBAH YANG TIDAK DIINGINKAN

    Walaupun tergantung pada jenis proses produksi dan pemanfaatan air pada sungai/BAP, beberapa jenis parameter yang harus diolah secara umum :

    1. Organik terlarut menyebabkan deplesi DO2. Organik tersuspensi

    Merusak kehidupan akuatik Adanya sludge blanket: terjadi dekomposisi organik

    menyebabkan deplesi DO dan bau3. Polutan penting: phenol atau organik lain

    Mengubah rasa dan bau karsinogonik

    4. Logam berat, sianida, dan organik toksik Keracunan karsinogenik

    5. Warna dan kekeruhan Masalah estetika Menghambat sinar matahari masuk ke permukaan air

  • 6. Nitrogen dan phosforEutrofikasiAlgae blooming

    7. Materi non biodegradabel (ch. ABS= alkyl benxene sulfonate) Toksik terhadap kehidupan akuatik

    8. Minyak dan materi terapungMenghambat sinar matahariestetika

    9. Materi volatil ( H2S dan organik volatil) Pencemaran udara

    10.Materi toksik terhadap kehidupan akuatik

  • PEMBAGIAN KANDUNGAN ORGANIKDALAM LIMBAH

  • ESTIMASI KANDUNGAN ORGANIK

    Test BODMengukur karbon organik biodegradable dan oksidasi nitrogen dalam limbahTest CODMengukur total karbon organik kecuali aromatik tertentu (benzene) yang tidak sempurna teroksidasi dalam reaksi tersebut. Merupakan reaksi redoks sehingga mereduksi sulfida, sulfit, dan besi.

  • Test TOCMengukur semua carbon sebagai CO2 sehingga carbon inorganik (CO2, HCO3-,dll) harus dihilangkan sebelum di test atau koreksi terhadap hasil test.Test TOD (Total Oxygen demand)Mengukur karbon organik serta nitrogen dan sulfur yang tidak teroksidasi

  • BOD didefinisikan sebagai jumlah oksigen yang diperlukan untuk stabilisasi materi organik teroksidasi yang ada dalam air limbah setelah 5 hari masa inkubasi pada 20o

    C5 hari dianggap dapat mewakili (seharusnya 20 hari)20oC adalah temperatur alamiBOD5 sebagian dari BOD total (70-80%)

    BOD/COD = 92% untuk limbah organik terokidasi

  • KECEPATAN REAKSI BOD (REAKSI ORDE 1)

    LLy

    LeLy

    eLL

    kLdt

    dL

    ktkt

    kt

    o

    0

    00 )101()1(

    L = keperluan oksigen t = interval waktu, K = kecepatan reaksi (konstanta) L/Lo: jumlah polutan yang tersisa pada setiap saat, adalah fraksi

    dari L yang berbanding lurus dengan 10-Kt

    Lo = kebutuhan oksigen untuk stabilisasi seluruh jumlah materi organik yang teroksidasi Jika k diketahui L5 = presentase dari Lo

  • THEORETICAL OXYGEN DEMAND (THOD)

    Oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi organik menjadi produk akhir

    C6H12O6 + 6O2 6CO2 +6H2O

    THOD = 6MO2 / MC6H12O6 = 1,07 mg COD / mg organik Untuk organik tanpa aromatik COD = THOD Untuk limbah yang mudah terdegradasi :

    COD = BOD ult/0,92 Jika limbah mengandung materi nondegradable, maka

    kandungan nondegradable =COD BODult/0,92

  • Diketahui bahwa materi organik nondegradable akan terakumulasi selama biooksidasi (hasil oksidasi + metabolisme endogenous)

    Hubungan TOC dengan COD:C6H12O6 + 6O2 6CO2 +6H2OCOD / TOC = 6MO2 /6MC = 2,66 mg COD/ mg org karbon

  • CONTOH SOAL PERKIRAAN ORGANIK

    Air limbah mengandung: 150 mg/L ethylene glycol 100 mg/L phenol 40 mg/L sulfida (S2-) 125 mg/L ethylene diamine hydrate, yang

    non biodegradableHitung COD dan TOCHitung BOD5 bila k10 = 0,2/hari Setelah diolah, BOD = 25 mg/L. Perkirakan

    berapa COD, bila k10 = 0,1/hari

  • a. Menghitung COD

    Etilen glikol:

    C2H6O2 + 2,5O2 2CO2 +3H2O

    COD = 2.5 (32)/ 62 x 150 mg/l = 194 mg/l

    Phenol :

    C6H6O + 7O2 6CO2 +3H2O

    COD = 7 (32) / 94 x 100 mg/l = 238 mg/l

    Etilen Diamin Hidrat :

    C2H10N2O + 2,5O2 2CO2 +2H2O+ 2NH3COD = 2.5 (32) / 78 x 125 mg/l = 128 mg/l

    Sulfida: S2- + 2O2 SO42-

    COD = 2 (32) /32 x 40 mg/l = 80 mg/l

    Total COD = 194 + 238 + 128 + 80 = 640 mg/l

  • Menghitung TOCEthylene glycol: 24/62 x 150 mg/L = 58 mg/LPhenol : 72/94 x 100 mg/L = 77 mg/LEthylene diamine : 24/78 x 125 mg/L = 39 mg/L.

    Total TOC = (58+77+39) mg/L = 174 mg/L

  • b.Menghitung BOD5:BOD ul = (194 + 238 + 80)mg/L x 0,92 = 471 mg/LBOD5 / BOD ult = (1 10 -(5x0,2) ) = 0,9 Maka BOD5 adalah 471 mg/L x 0,9 = 424 mg/L

    c.Menghitung COD efluen:BODult pada efluen = (25mg/L) / (1-10 (5x0,1) )= 36 mg/LCOD = 36/0,92 = 39 mg/L Jadi COD yang tersisa (pada efluen) adalah: = COD Etilen diamin + COD sisa + residu = 128 mg/l + 39 mg/l + residu

  • KARAKTERISTIK LIMBAH 5 INDUSTRI BESAR DI JAWA BARAT

    No Jenis IndustriPolutan Lain-

    lainOrganik Anorganik Logam Berat

    1 Tekstil TSS,BODCOD,O&G,phenol

    Sulfida (sbg S), ammonia

    Krom total (Cr) pH,T

    2 Makanan & Minuman TSS,COD,BOD,O&G

    Ammonia, phosphat

    pH,T

    3 Pelapisan Logam Sianida total (CN)

    Cu, Pb, Zn, total Cr, Ni, Cr+6, Cd tersisa

    pH,T

    4 Sabun,deterjen & produk minyak nabati

    TSS,BOD,COD,O&G,MBAS

    Phosphat pH,T

    5 Farmasi TSS,BOD,COD, Nitrogen total(sbg N), Phenol Total

    pH,t