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