Tugas Paper Mata Kuliah Pengendalian Limbah Industri Dosen: Ir. Agus Jatnika Effendi, PhD

PENGENDALIAN LIMBAH INDUSTRI KERTAS

Disusun oleh: Maritza Hanif 23509021

2009 PROGRAM PASCA SARJANA TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG BANDUNG

PENDAHULUAN Industri primer pengolahan hasil hutan merupakan salah satu penyumbang limbah cair yang berbahaya bagi lingkungan. Bagi industri-industri besar, seperti industri pulp dan kertas, teknologi pengolahan limbah cair yang dihasilkannya mungkin sudah memadai, namun tidak demikian bagi industri kecil atau sedang. Namun demikian, mengingat penting dan besarnya dampak yang ditimbulkan limbah cair bagi lingkungan, penting bagi sektor industri kehutanan untuk memahami dasar-dasar teknologi pengolahan limbah cair. Industri kertas merupakan salah satu jenis industri terbesar di dunia dengan menghasilkan 178 juta ton of pulp, 278 juta ton kertas dan karton, dan menghabiskan 670 juta ton kayu. Pertumbuhannya dalam dekade berikutnya diperkirakan antara 2% hingga 3.5% per tahun, sehingga membutuhkan kenaikan kayu log yang dihasilkan dari lahan hutan seluas 1 sampai 2 juta hektar setiap tahun. Tabel 1. Beberapa pabrik kertas besar yang tidak mempunyai fasilitas pembuatan pulp sendiri adalah sebagai berikut. Nama Perusahaan PT. Fajar Surya Wisesa PT. Aspex Paper PT. Surabaya Agung Industri Pulp&Paper PT. Jaya Kertas PT. Pelita Cengkareng Paper & Co. PT. Suparma PT. Surya Pamenang Lokasi Bekasi, Jawa Barat Gresik, Jawa Timur Gresik, Jawa Timur Nganjuk, Jawa Timur Tangerang, Jawa Barat Surabaya, Jawa Timur Kediri, Jawa Timur Kapasitas hingga 1997 (ton/year) 500,000 430,000 336,800 200,000 157,000 150,000 150,000

PROSES PRODUKSI Bahan Baku

Pulp asli

Dilihat berdasarkan jenis tumbuhan asalnya dan kegunaannya, dikenal dua macam pulp, yaitu LBKP (Laubholz Bleached Kraft Pulp) dan NBKP (Nadelholz Bleached Kraft Pulp). Keduanya didapat melalui proses sulfat / proses kraft yang diputihkan. Kertas bekas (broke paper) Terdapat dua jenis kertas bekas yang dikenal berdasarkan penggunaannya, yaitu Pre Consumerized dan Post Consumerized. Proses Produksi Bagian Stock PreparationNBKP, LBKP, broke paper, air

Penghancuran (pulping)

Pembersihan

kotoran

Kontrol aliran buburan pulp

Penggilingan

Pencampuran di chest

OBA, dyes, AKD, cationic starch

Pencampuran di stuff box

Bagian Paper Machine Gambar 1. Diagram alir proses Bagian Stock Preparation

Pembuburan (Pulping) Proses penghancuran bahan baku lembaran pulp yang dicampurkan dengan air sehingga menjadi bubur pulp dalam mesin pulper. Di

dalam mesin pulper tersebut terdapat pengaduk (agitator) yang berfungsi untuk menghomogenkan bahan baku. Pembersihan Buburan pulp yang sudah hancur kemudian dipisahkan kemungkinan terbawanya logam-logam yang dapat merusak alat. Penggilingan Bertujuan untuk menghaluskan serat dengan cara kupas, potong, serabut, dan dikembangkan untuk mendapatkan bahan serat dengan karakteristik yang diinginkan, khususnya untuk mendapat derajat giling yang sesuai dengan gramatur kertas yang akan diproduksi.

Pencampuran di chest Bertujuan untuk meningkatkan kualitas kertas menurut permintaan konsumen. Di dalamnya terjadi proses pencampuran buburan pulp LBKP, NBKP dan broke paper dengan komposisi sesuai dengan gramatur kertas yang akan diproduksi. Pencampuran di stuff box Bahan- bahan yang ditambahkan, yaitu: Optical Bright Agent, dyes, cationic starch dan Alkyl Ketene Dimer.

Bagian Paper Machine Seksi paper machine bertugas mengolah buburan kertas yang dihasilkan di seksi SP menjadi lembaran kertas. Adapun proses yang terjadi di seksi ini

meliputi pembersihan, penyaringan, penyebaran, pengurangan kadar air, pengepresan, pengeringan, surface sizing, calendaring, dan reeling.Bagian Stock Preparation

Pewarna, air

Pembersihan

kotoran

Filler CaCO3, air

Penyaringan

kotoran

Retention aid

Penyebaran

Pengurangan kadar air

Air/ampas

Pengepresan

Pengeringan ISurface sizing agent

Pengeringan II

Calendering

Reeling

Bagian Finishing Gambar 2. Diagram alir proses Bagian Paper Machina

Penyaringan

Bertujuan untuk menyaring buburan pulp sehingga didapat buburan pulp dengan ukuran yang sama (homogen) dan tidak mengandung gumpalan serat dan kotoran-kotoran yang mungkin masih terbawa. Penyebaran Buburan pulp yang telah disaring dimasukan ke dalam wadah yang berfungsi untuk menyebar dan meratakan buburan pulp ke atas permukaan wire, menstabilkan aliran buburan pulp yang keluar dan untuk menghindari peggumpalan pada buburan pulp.

Pengurangan kadar air (dewatering) Bertujuan untuk mengurangi kadar air yang terkandung dalam buburan pulp.

Pengepresan Proses ini terdiri dari tiga tahap, yaitu 1st press,2nd press dan 3rd press. Pengeringan Proses pengeringan dengan alat drum dryer ini dilakukan dengan menggunakan superheated steam yang terbagi menjadi proses drying I dan II. Antara drying I dan II, terjadi penambahan surface sizing ke dalam lembaran kertas untuk memperkuat permukaan kertas terutama untuk meningkatkan kemampuan penetrasi kertas terhadap tinta. Calendering Bertujuan untuk menghaluskan permukaan kertas sehingga memiliki smoothness dan caliper yang sesuai standar. Reeling Bertujuan untuk menggulung permukaaan kertas menjadi bentuk jumbo roll.

Bagian Finishing

Bagian Finishing bertugas untuk mengolah produk kertas dalam bentuk gulungan besar (jumbo roll) menjadi bentuk lembaran dan gulungan kecil (mini roll).Bagian Converting

Rewinder

Pembungkusan

Bagian Paper Machine

Gudang Produksi

Cutter

Penyortiran

Pembungkusan

Bagian Converting

Gambar 3. Diagram alir proses Seksi Finishing

Bagian Converting

gulungan atau lembaran ke dalam bentuk cut size seperti A4, F4, memo, dll.

Seksi Converting bertugas mengolah produk kertas dalam bentuk

Gambar 4. Diagram alir proses produksi Seksi ConvertingCutt er Big she et Pen yort iran Order cut size (conv erting ) MC Pol ar Ord er big she et Gud ang Pro duk si Kon vey or Pe mb ung kus an Hug o bec k Kon vea yor Gud ang Pro duk si

ZAT PENCEMAR (LIMBAH)

Bagi an Fini shin g

Rew inde r

Min i roll

Conv erting (MC Will)

Ord er roll

Cut size

Pe mb ung kus an

Kon vey or

Gud ang Pro duk si

Pada dasarnya limbah adalah bahan yang terbuang atau dibuang dari suatu sumber hasil aktivitas manusia maupun proses-proses alam dan atau belum mepunyai nilai ekonomi bahkan dapat mempunyai nilai ekonomi yang negatif. Menurut sumber-nya limbah dapat dibagai menjadi tiga yaitu : (a) limbah domestik (rumah tangga) yang berasal dari perumahan, perdagangan, dan rekreasi; (b) limbah industri; dan (c) limbah rembesan dan limpasan air hujan. Sesuai dengan sumbernya maka limbah mempunyai komposisi yang sangat bervariasi bergantung kepada bahan dan proses yang dialaminya. Zat pencemar dari proses pembuatan kertas yang berpotensi mencemari lingkungan dibagi menjadi 4 kelompok yaitu : 1. Efluen limbah cair Padatan tersuspensi yang terdiri dari partikel kayu, serat, pigmen, Senyawa organik koloid terlarut serat hemisellulosa, gula, lignin, debu dan sejenisnya. alkohol, terpentin, zat pengurai serat, perekat pati dan zat sintetis yang menghasilkan BOD tinggi. kertas. lain. Limbah panas. Mikroorganisme seperti golongan bakteri koliform. Abu dari pembakaran kayu bakar dan sumber energi lain. Partikulat zat kimia terutama yang mengandung Na dan Ca. Gas sulfur yang berbau busuk seperti merkaptan dan H2S yang Bahan anorganik terlarut seperti NaOH, Na2SO4, klorin dan lainLimbah cair berwarna pekat yang berasal dari lignin dan pewarna

2. Partikulat 3. Gas dilepaskan dari berbagai tahap dalam proses kraft pulping dan proses pemulihan bahan kimia. Oksida sulfur dari pembakaran bahan bakar fosil, dan kraft recovery furnace.

Uap yang akan membahayakan karena mengganggu jarak

pandangan. 4. Solid Wastes Sludge dari pengolahan limbah primer dan sekunder. Limbah padat seperti potongan kayu dan limbah pabrik lainnya. Membunuh ikan, kerang dan invertebrata akuatik lainnya Memasukkan zat kimia karsinogen dan zat pengganggu Menghabiskan jutaan liter air tawar Menimbulkan risiko terpaparnya masyarakat oleh

Pencemaran lingkungan yang disebabkan industri kertas antara lain :

aktivitas hormon ke dalam lingkungan lingkungan. Sebagian besar industri kertas menggunakan pemutih yang mengandung klorin. Klorin akan bereaksi dengan senyawa organik dalam kayu membentuk senyawa toksik seperti dioksin. Dioksin ditemukan dalam proses pembuatan kertas, air limbah (efluen), bahkan di dalam produk kertas yang dihasilkan. Industri kertas menggunakan air dalam jumlah yang sangat besar untuk membilas zat kimia dan senyawa yang tidak diinginkan dari pulp. Oleh karenanya air yang telah digunakan mengandung berbagai jenis zat kimia berbahaya termasuk dioksin. Meskipun konsentrasi dioksin sangat kecil di dalam air limbah, tetapi pabrik terus beroperasi dan terus menghasilkan dioksin sehingga konsentrasinya dalam air akan terus bertambah. Dioksin adalah senyawa organik yang sukar terdegradasi dan konsentrasinya akan berlipat ganda jika masuk ke dalam rantai makanan karena adanya proses biomagnifikasi. Hal ini menyebabkan konsentrasi dioksin di dalam jaringan tubuh hewan air menjadi ratusan kali lebih besar dibandingkan di dalam air tempat hidupnya.

buangan zat kimia berbahaya dari limbah industri yang mencemari

PENGOLAHAN AIR LIMBAH Teknologi pengolahan air limbah adalah kunci dalam memelihara kelestarian lingkungan. Apapun macam teknologi pengolahan air limbah domestik maupun industri yang dibangun harus dapat dioperasikan dan dipelihara oleh masyarakat setempat. Jadi teknologi pengolahan yang dipilih harus sesuai dengan kemampuan teknologi masyarakat yang bersangkutan. Berbagai teknik pengolahan air buangan untuk menyisihkan bahan polutannya telah dicoba dan dikembangkan selama ini. Teknik-teknik pengolahan air buangan yang telah dikembangkan tersebut secara umum terbagi menjadi 3 metode pengolahan: 1. pengolahan secara fisika 2. pengolahan secara kimia 3. pengolahan secara biologi Untuk suatu jenis air buangan tertentu, ketiga metode pengolahan tersebut dapat diaplikasikan secara sendiri-sendiri atau secara kombinasi. Pengolahan air limbah pada umumnya dilakukan dengan menggunakan metode Biologi. Metode ini merupakan metode yang paling efektif dibandingkan dengan metode Kimia dan Fisika. Proses pengolahan limbah dengan metode Biologi adalah metode yang memanfaatkan mikroorganisme sebagai katalis untuk menguraikan material yang terkandung di dalam air limbah. Mikroorganisme sendiri selain menguraikan dan menghilangkan kandungan material, juga menjadikan material yang terurai tadi sebagai tempat berkembang biaknya. Semua air buangan yang biodegradable dapat diolah secara biologi. Sebagai pengolahan sekunder, pengolahan secara biologi dipandang sebagai pengolahan yang paling murah dan efisien. Dalam beberapa dasawarsa telah berkembang berbagai metode pengolahan biologi dengan segala modifikasinya. Pada dasarnya, reaktor pengolahan secara biologi dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu:

1. Reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth reactor); 2. Reaktor pertumbuhan lekat (attached growth reactor) Di dalam reaktor pertumbuhan tersuspensi, mikroorganisme tumbuh dan berkembang dalam keadaan tersuspensi. Proses lumpur aktif yang banyak dikenal berlangsung dalam reaktor jenis ini. Proses lumpur aktif terus berkembang dengan berbagai modifikasinya, antara lain: oxidation ditch dan kontak-stabilisasi. Dibandingkan dengan proses lumpur aktif konvensional, oxidation ditch mempunyai beberapa kelebihan, yaitu efisiensi penurunan BOD dapat mencapai 85%-90% (dibandingkan 80%-85%) dan lumpur yang dihasilkan lebih sedikit. Selain efisiensi yang lebih tinggi (90%-95%), kontak stabilisasi mempunyai kelebihan yang lain, yaitu waktu detensi hidrolis total lebih pendek (4-6 jam). Proses kontak-stabilisasi dapat pula menyisihkan BOD tersuspensi melalui proses absorbsi di dalam tangki kontak sehingga tidak diperlukan penyisihan BOD tersuspensi dengan pengolahan pendahuluan. Kolam oksidasi dan lagoon, baik yang diaerasi maupun yang tidak, juga termasuk dalam jenis reaktor pertumbuhan tersuspensi. Untuk iklim tropis seperti Indonesia, waktu detensi hidrolis selama 12-18 hari di dalam kolam oksidasi maupun dalam lagoon yang tidak diaerasi, cukup untuk mencapai kualitas efluen yang dapat memenuhi standar yang ditetapkan. Di dalam lagoon yang diaerasi cukup dengan waktu detensi 3-5 hari saja. Di dalam reaktor pertumbuhan lekat, mikroorganisme tumbuh di atas media pendukung dengan membentuk lapisan film untuk melekatkan dirinya. Berbagai modifikasi telah banyak dikembangkan selama ini, antara lain: 1. trickling filter 2. cakram biologi 3. filter terendam 4. reaktor fludisasi Seluruh modifikasi ini dapat menghasilkan efisiensi penurunan BOD sekitar 80%-90%. Ditinjau dari segi lingkungan dimana berlangsung proses penguraian secara biologi, proses ini dapat dibedakan menjadi dua jenis: 1. Proses aerob, yang berlangsung dengan hadirnya oksigen. 2. Proses anaerob, yang berlangsung tanpa adanya oksigen.

Apabila BOD air buangan tidak melebihi 400 mg/l, proses aerob masih dapat dianggap lebih ekonomis dari anaerob. Pada BOD lebih tinggi dari 4000 mg/l, proses anaerob menjadi lebih ekonomis.

Gambar 5. Skema Diagram pengolahan Biologi Metode pengolahan lumpur aktif (activated sludge) adalah merupakan proses pengolahan air limbah yang memanfaatkan proses mikroorganisme tersebut. Dewasa ini metode lumpur aktif merupakan metode pengolahan air limbah yang paling banyak dipergunakan, termasuk di Indonesia, hal ini mengingat metode lumpur aktif dapat dipergunakan untuk mengolah air limbah dari berbagai jenis industri seperti industri kertas. Namun, dalam pelaksanaannya metode lumpur aktif banyak mengalami kendala, di antaranya, (1) diperlukan areal instalasi pengolahan limbah yang luas, mengingat proses lumpur aktif berlangsung dalam waktu yang lama, bisa berhari-hari, (2) timbulnya limbah baru, di mana terjadi kelebihan endapan lumpur dari pertumbuhan mikroorganisme yang kemudian menjadi limbah baru yang memerlukan proses lanjutan. Areal instalasi yang luas berarti dana investasi cukup besar, akibatnya pemanfaatan teknologi lumpur aktif menjadi tidak efisien di Indonesia, ditambah lagi dengan proses operasional yang rumit mengingat proses lumpur aktif

memerlukan pengawasan yang cukup ketat seperti kondisi suhu dan bulking control proses endapan. Limbah baru merupakan masalah utama dari penerapan metode lumpur aktif ini. Limbah yang berasal dari kelebihan endapan lumpur hasil proses lumpur aktif memerlukan penanganan khusus. Limbah ini selain mengandung berbagai jenis mikroorganisme juga mengandung berbagai jenis senyawa organik yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme. Pengolahan limbah endapan lumpur ini sendiri memerlukan biaya yang tidak sedikit. Sedikitnya 50 persen dari biaya pengolahan air limbah dapat tersedot untuk mengatasi limbah endapan lumpur yang terjadi. Akibatnya, kebanyakan di Indonesia limbah endapan lumpur ini biasanya langsung dibuang ke sungai atau ditimbun di TPA (tempat pembuangan akhir) bersama dengan sampah lainnya. Industri kertas menghasilkan dua macam limbah, yaitu limbah cair dan limbah padat atau yang biasa disebut sludge. Kedua jenis limbah tersebut berbeda dalam cara pengolahannya. Limbah cair Limbah cair yang dihasilkan dari proses produksi diolah lebih lanjut oleh Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL).Instalasi pengolahan limbah cair kertas yang digunakan meliputi: 1. Bak Ekualisasi Bak ekualisasi berfungsi untuk menghomogenkan limbah yang berasal dari berbagai kawasan dan meningkatkan kadar oksigen. Bak ini dilengkapi dengan mixer dan penyaring (filter). 2. Bak Pengendap I (Primary Clarifier) Saat dialirkan ke bak pengendap I, limbah ditambahkan dengan koagulan dan flokulan. Jenis koagulan yang digunakan adalah alum atau PAC (Poly Aluminium Chloride), sedangkan flokulan yang digunakan adalah jenis polimer. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : Al2(SO4)3 + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2SO4 Senyawa Al(OH)3 akan memberikan efek flokulasi dengan cara menjembatani partikel-partikel serat sehingga terbentuk flok-flok besar. Flok-flok inilah yang kemudian diendapkan pada bak pengendap I. Filtrat

yang dihasilkan dialirkan ke belt press atau didaur ulang untuk pemasakan bubur di hydra pulper. Bak pengendap I ini juga dilengkapi dengan scrapper untuk menggiring kotoran yang mengapung di tepi agar menuju ke tengah dan dapat disedot oleh pompa yang berada di tengah bak pengendap I. Air limbah yang tersisa kemudian dialirkan ke bak aerasi untuk diproses secara biologis. 3. Bak Aerasi Pada bak aerasi terjadi pengolahan air limbah secara mikrobiologi dengan menggunakan lumpur aktif yang mengandung bakteri jenis Sarcodina atau Rotutoria. Prinsip lumpur aktif adalah memanfaatkan bakteri-bakteri aerob untuk mengurai polutan dalam air, yang nutrisinya dipenuhi oleh nitrogen dan fosfor. Bakteri ini berasal dari kotoran kerbau dan akan memakan sisa-sisa serat. Bakteri memerlukan nutrisi untuk terus hidup dan berkembang. Nutrisi yang biasanya ditambahkan adalah pupuk urea dan NPK. Banyaknya bakteri yang dibutuhkan untuk pengolahan limbah ini adalah sekitar 30 % dari volume bak aerasi. Bakteri yang ada tidak boleh terlalu sedikit atau terlalu banyak. Jumlah bakteri yang terlalu sedikit tidak akan mampu untuk mengolah mengakibatkan kematian pada bakteri. Bakteri Sarcodina atau Rotutoria digunakan karena mampu hidup pada kadar DO (Dissolved Oxygen) yang tinggi yaitu > 5 mg/L. Hal ini sesuai dengan kandungan DO bak aerasi yang tinggi. Kandungan DO yang tinggi ini disebabkan oleh adanya aerator. 4. Bak Pengendap II (Secondary Clarifier) Cara kerja Bak Pengendap II hampir sama dengan Bak Pengendap I. Fungsi bak ini adalah untuk mengendapkan kandungan lumpur aktif yang terbawa dari bak aerasi. Endapan yang dihasilkan akan dialirkan ke belt press sebanyak 60 % dan sisanya akan dikembalikan ke bak aerasi. Filtratnya akan dibuang ke sungai dan sisanya untuk pengairan sawahsawah di sekitar unit penanganan limbah. serat yang ada dan akan

5. Belt Press Belt press berfungsi untuk membentuk endapan menjadi lembaran dengan cara meningkatkan konsistensi endapan menjadi 30 % yaitu dengan proses pengepresan. Hasil yang diperoleh akan dibuang ke Tempat Pembuangan Akhir (TPA) atau dijual kembali untuk dimanfaatkan sebagai media tumbuh jamur merang dan cacing tanah. Selain itu, hasil belt press dapat juga diolah menjadi kertas gembos (embosse) atau tutup kor. Limbah cair suatu industri kertas yang akan dibuang ke sungai harus memenuhi suatu baku mutu limbah cair yang mengacu pada KEP51/MENLH/10/1995. Tabel 2. Syarat baku mutu pembuangan limbah cair ke Sungai Parameter BOD COD TSS pH Limbah padat Kadar maks (kg/L) 0.1 0.2 0.1 Beban pencemaran maks (kg/ton) 5.0 10.0 5.0 6.0 9.0

Contoh dari limbah padat (sludge) berasal dari limbah cair yang telah melewati pengolahan dan dapat dimanfaatkan kembali sebagai pupuk dan bahan campuran untuk pembakaran di boiler. Selain itu, limbah padat (sludge) juga dapat dimanfaatkan untuk memproduksi kertas embosse atau tutup kor pada gulungan kertas.

PENANGANAN SLUDGE

Pada sistem pengolahan air limbah, selain diharapkan akan dihasilkan effluent yang sesuai dengan baku mutu yang ada maka akan selalu dihasilkan juga suatu produk sampingan yang disebut sebagai sludge (lumpur). Lumpur biasanya berbentuk cairan semi padat yang mengandung 93 99.5 % air, 0.2 1.2 % padatan dan zat-zat terlarut yang dikandung oleh air limbah atau dikulturkan oleh proses penanganan air limbah. Karakteristik lumpur mempengaruhi kelayakan dari alternatif-alternatif pemanfaatan dan pembauangannya. Karakteristik lumpur tersebut dipengaruhi oleh komposisi air limbah yang ditangani serta proses-proses penanganan air limbah. Hal ini akan terlihat jelas pada lumpur yang dihasilkan oleh sistem penanganan air limbah yang menerima buangan-buangan industri dalam jumlah yang besar. Lumpur yang dihasilkan pada sistem pengolahan air limbah industri kertas ada 2 macam, yaitu: 1) Primary sludge Merupakan sludge hasil endapan air limbah yang dihasilkan dari primary clarifier. Proses pada primary clarifier ini merupakan proses pengolahan primer, dimana air buangan yang diolah belum melewati proses-proses yang lainnya yang dapat mengubah karakteristik air limbah sehingga lumpur yang dihasilkan merupakan SS yang dapat mengendap secara gravitasi dan merupakan lumpur anorganik, dengan kandungan utamanya adalah fiber, lateks, dan clay. 2) Secondary sludge Merupakan lumpur yang dihasilkan sebagai endapan pada secondary clarifier. Air limbah yang diolah pada secondary clarifier merupakan air limbah yang telah diolah secara biologis yaitu pengaktifan mikroorganisme yang menggunakan zat anorganik yang terdapat pada air limbah untuk pertumbuhannya. Dengan demikian lumpur yang dihasilkan merupakan lumpur organik.

Sludge Dewatering

Sludge dewatering adalah proses pemisahan air dari lumpur yang dihasilkan dari primary clarifier dan secondary clarifier. Untuk proses ini digunakan bahan kimia dan perangkat mekanis yang menggunakan 3msen belt press untuk mengeluarkan air dari lumpur. Lumpur /limbah padat yang telah di press memiliki kadar air 50 60 %. Air yang dihasilkan pada proses sludge dewatering ini dikembalikan ke bak aerasi. Drying Bed Untuk menstabilkan excess sludge yang berasal dari secondary clarifier, maka digunakan drying bed yang berupa sebidang tanah sebagai tempat untuk penimbunannya. Hal ini dilakukan karena beberapa alasan, yaitu: Efisiensi pengolahan Sumber pembuatan pupuk Mengurangi biaya operasional Untuk melihat tingkat pencemaran terhadap air tanah akibat pengoperasian drying bed, di sekitar drying bed dibuat beberapa sumur pantau dan dilihat juga kemungkinan tingkat pencemaran pada air sumur yang terdapat di pemukiman terdekat. Kualitas air sumur yang ada di sekitar drying bed dan air sumur yang terdapat pada pemukiman terdekat diperiksa secara berkala. Proses Pembuatan Pupuk Salah satu pemanfaatan yang dilakukan untuk mengolah lumpur yaitu dengan pembuatan pupuk. Proses pembuatan pupuk ini memanfaatkan lumpur yang dihasilkan dari proses sludge dewatering dan drying bed. Proses pembuatan pupuk tersebut adalah sebagai berikut: Sludge cake yang berasal dari bak primary clarifier setelah di press di mesin belt filter press diangkut ke tempat penyimpanan sementara untuk dibakar di tungku pembakaran. Sludge kemudian dibakar sampai menjadi debu. Bio sludge dari secondary clarifier yang tidak digunakan sebagai activated

sludge dialirkan ke drying bed / kolam bakteri dan akan digunakan sebagai pencampur abu (sludge cake yang dibakar).

Perbandingan pemakaian abu dan bio sludge adalah 2:1 (2 bagian untuk Campurkan abu dan bio sludge sesuai perbandingan kemudian aduk Setelah merata kemudian disaring/diayak untuk memisahkan sludge yang Hasil penyaringan tersebut dikemas dalam karung dan siap dipergunakan

abu dan a bagian untuk bio sludge). sampai rata. belum terbakar sempurna menjadi abu. sebagai pupuk organik.

PENGOLAHAN LIMBAH UDARA

Udara memiliki arti yang sangat penting di dalam kehidupan makhluk hidup sehingga udara merupakan sumber daya alam yang harus dilindungi. Hal ini berarti penggunaannya harus dilakukan secara bijaksana dengan memperhitungkan generasi sekarang dan masa mendatang. Untuk mendapatkan udara sesuai dengan tingkat kualitas yang diinginkan maka pengendalian pencemaran udara menjadi sangat penting untuk dilakukan. Pencemaran udara diartikan sebagai turunnya kualitas udara sehingga udara mengalami penurunan mutu dalam penggunaannya yang akhirnya tidak dapat digunakan lagi sebagaimana mestinya sesuai dengan fungsinya. Pencemaran udara sangat besar dampaknya bagi kelangsungan hidup manusia. Dalam pencemaran udara, dikenal istilah udara ambien dan emisi. Udara ambien adalah udara bebas di permukaan bumi pada lapisan troposfer yang dibutuhkan dan mempengaruhi kesehatan manusia, makhluk hidup, dan unsur lingkungan hidup lainnya. Sedangkan emisi diartikan sebagai zat, energi dan atau komponen lain yang dihasilkan dari suatu kegiatan yang masuk ke dalam udara ambien yang mempunyai dan atau tidak mempunyai potensi sebagai unsur pencemar. Adapun proses dan peralatan penyisihan limbah udara yang dihasilkan oleh industri kertas adalah sebagai berikut: Electrostatic Precipitator (ESP) Electro static preciptator adalah alat penangkap debu yang dipakai jika debu yang keluar bersamaan dengan gas dalam jumlah yang besar. ESP memiliki efisiensi sebesar 99,9 % pada kondisi operasi normal. Prinsip kerja ESP berdasarkan gaya Coulomb yang bekerja pada partikel bermuatan listrik di dalam suatu medan magnet listrik. ESP terdiri dari ruangan yang didalamnya terdapat plat-plat vertikal yang sejajar. Di antara plat tersebut terdapat kawat vertikal (discharge/wire electrode) yang dapat memberikan muatan elektrostatis negatif pada debu. Sedangkan plat-plat berfungsi sebagai elektroda positif (collecting electrode). Dengan tegangan tinggi dan arus searah (DC) akan terjadi loncatan elektron dari discharge elektroda negatif menuju elektroda positif. Gas kotor yang mengandung debu ketika lewat dalam ruangan akan mendapat muatan positif. Oleh sebab itu debu-debu akan bergerak menuju elektroda positif, sehingga akan

menempel pada kolektor tersebut. Pada bagian atas elektroda tersebut terdapat shaking mechanism berupa hammer yang akan memukul plat secara berkala. Getaran yang terjadi akibat pukulan hammer akan merontokkan debu yang menempel pada dinding elektroda, kemudian turun menuju hopper dan selanjutnya keluar dari ESP menuju screw conveyor yang ada di bawah ESP. Jarak antara dinding (plat) pada ESP berada pada kisaran 300-400 mm, sedangkan jarak antara plat dengan wire electrode antara 102-152 mm. ESP bekerja optimum pada temperatur 100-135 oC. Electric charge yang dibutuhkan untuk alat ini adalah 70-90 Kvolt. Keuntungan ESP antara lain: 1. Mampu mengolah debu dalam jumlah banyak 2. Memiliki efisiensi yang tinggi 3. Kehilangan energi rendah 4. Mampu dioperasikan pada temperatur tinggi 5. Biaya operasi rendah, meskipun pada efisiensi yang sangat tinggi. Kekurangan ESP antara lain: 1. Modal yang besar untuk pembuatan 2. Membutuhkan tempat yang luas 3. Sangat tidak fleksibel 4. Tidak bisa bekerja pada partikulat dengan resitivitas yang sangat tinggi. Siklon (Cyclone) Cyclone collector banyak digunakan untuk pemisahan debu industri dari udara atau gas hasil proses. Siklon ini sudah banyak digunakan di Amerika Serikat selama lebih kurang 100 tahun dan hingga kini masih merupakan alat yang banyak dipakai untuk pemisah debu dari udara besih. Alasan utama banyak digunakannya siklon adalah harga siklon relatif tidak mahal, tidak ada bagian dari konstruksinya yang bergerak dan dapat digunakan untuk temperatur yang tinggi. Ciri utama siklon adalah udara masuk secara tangensial dekat bagian atas siklon. Aliran gas bergerak ke bawah membentuk spiral akibat dari bentuk siklon dan aliran masuk berupa tangensial. Partikel akan bergerak ke bawah sedangkan udara bergerak ke atas membentuk spiral yang akhirnya keluar dari lubang outlet.

Kelebihan siklon antara lain: 1. Modal investasi yang kecil 2. Dapat dioperasikan pada suhu tinggi 3. Tidak memerlukan perawatan yang rumit karena konstruksinya simpel dan tidak ada bagian yang bergerak Kekurangan siklon antara lain: 1. Efisiensi kecil (terutama untuk partikel yang sangat kecil) 2. Biaya operasi yang besar berkaitan dengan pressure drop. Siklon sendiri umumnya tidak cukup untuk menghasilkan udara bersih sesuai peraturan yang berlaku, tapi tetap memiliki funsi penting. Modal investasi yang rendah serta perawatan yang mudah membuatnya ideal untuk digunakan sebagai precleaner peralatan kontrol akhir yang lebih mahal seperti bag house atau electro static preciptator (ESP). Efisiensi siklon bervariasi tergantung ukuran partikel dan desain siklon. Untuk partikel berukuran lebih dari 5 mikron memiliki efisiensi > 98 % dan untuk partikel berukuran antara 15-20 mikron sebesar 90 %. Wet Scrubber Pada prinsipnya wet scrubber menggunakan cipratan air yang dapat membasahi partikulat sehingga menggumpal dan semakin berat. Dengan semakin beratnya partikulat maka akan memudahkan dalam pemisahan partikulat tersebut dari udara bersih. Ada berbagai tipe wet scrubber diantaranya spray-chamber scrubbers, cyclone spray chamber, orifice & wet impringment scrubbers, dan venturi jet scrubbers. Dalam spray chamber scrubbers, udara yang mengandung partikulat melalui chamber yang berbentuk sirkular maupun rektangular dan dikontakkan dengan cipratan air dari spray nozzle. Ukuran butiran air dikontrol untuk mengoptimasikan kontak dengan partikel dan untuk memudahkan pemisahan butiran dari aliran udara. Kelebihan wet scrubber antara lain: 1. Dapat menangani debu eksplosif (mudah meledak) maupun flammable (mudah terbakar) dengan resiko yang kecil

2. Mengabsorpsi gas dan mengumpulkan debu dalam satu unit saja 3. Dapat menangani mists dan dapat pula mendinginkan gas yang panas 4. Dapat menetralkan gas dan debu yang korosif Kekurangan wet scrubber antara lain: 1. Kemungkinan terjadi masalah korosi 2. Efluen yang dihasilkan menimbulkan masalah pencemaran air 3. Partikulat yang tercampur dan terkontaminasi bisa jadi tidak dapat didaur ulang Spray Chamber Scrubbers Salah satu peralatan yang paling sederhana untuk pengumpulan basah partikulat adalah menara spray yang berbentuk kotak atau lingkaran. Gas yang terpolusi berhembus ke atas dan partikulat bertumbukkan dengan droplet liquid yang dihasilkan oleh nozzles yang dilokasikan melintang dari aliran yang lewat. Jika aliran gas relatif pelan maka droplet liquid yang terkontaminasi akan jatuh mengendap secara gravitasi ke dasar menara. Kebutuhan air rata-rata untuk chamber scrubber bekisar 2-10 galon/menit untuk setiap 1000 ft3/menit aliran gas. Tambahan air harus ditambahkan untuk menyuplai air yang terevaporasi bersama aliran gas. Air yang digunakan sebaiknya diresirkulasikan. Karena air resirkulasi kemungkinan besar tidak sepenuhnya bersih, nozzle khusus sebaiknya digunakan untuk melindungi nozzle tersebut dari penyumbatan atau korosi. Pressure drop sangat kecil, sekitar 1 hingga 5 inchi air. Scrubber Siklon (Wet Cyclone) Model paling sederhana adalah dengan memasukkan serangkaian nozzles secara melingkar dalam siklon kering konvensional. Semburan air akan mengenai partikel dalam vorteks terluar dan partikel debu yang terkena partikel cair akan terlempar keluar membentur dinding siklon bagian dalam yang basah. Larutan debu mengalir turun melalui dinding siklon menuju ke dasar dan akhirnya disisihkan.

Semprotan air dapat ditempatkan pada bagian inlet siklon. Mist eliminator biasanya dibutuhkan di bagian outlet. Sirkulasi air pada siklon basah berkisar 1 sampai dengan 8 galon/1000 ft3 gas yang akan dibersihkan. umumnya siklon basah memiliki efisiensi sekitar 100 % dengan droplets > 100 m, sekitar 99 % untuk droplets 50-100 m dan 90-98 % untuk droplets 5-50 m.

Proses pengendalian Pengendalian pencemaran udara yang umumnya dilakukan di industri kertas menggunakan peralatan berupa siklon, ESP, dan wet scrubber yang telah dijelaskan di atas. Aliran prosesnya dapat dijabarkan sebagai berikut: 1. Polutan berupa parikulat dan gas yang dihasilkan dari proses produksi akan ditangkap ke dalam duct untuk di alirkan ke fan yang berfungsi mengalirkan udara kotor ke dalam siklon. 2. Polutan tersebut akan mengalami proses penyisihan secara sentrifugal di dalam siklon-siklon. Ukuran partikel yang yang berhasil ditampung di dalam hopper adalah partikel yang berukuran di atas 5-25 m. 3. Partikel yang tidak lolos dari proses di dalam siklon akan bergerak ke arah electro static precipitator untuk mengalami proses penyisihan secara elektrostatik. Efisiensi dari proses ini mencapai 99 % untuk partikel yang berukuran > 1 m. 4. Partikel yang masih tersisa akan dialirkan ke dalam spray tower untuk diolah menggunakan proses wet scrubber. Butiran-butiran air akan dilepaskan untuk menangkap partikel-partikel yang sangat kecil sehingga output yang akan keluar dari cerobong tidak dalam jumlah yang banyak.

Duct

Fan

Multisiklon

ESP

Spray tower

Duct

Cerobong Gambar 6. Bagan sistem pengolahan limbah udara

Baku Mutu Emisi (BME) industri diatur dengan Keputusan Menteri Lingkungan Hidup (KepMen LH) No. 13 Tahun 1995 tentang Baku Mutu Emisi Sumber Tidak Bergerak. BME tersebut mencakup nilai ambang batas emisi untuk lima jenis industri, yaitu: industri besi baja, industri pulp dan kertas, pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) berbahan bakar batu bara, industri semen, dan industri lain-lain (yang tidak termasuk dalam empat kegiatan di atas).

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

Kesimpulan Bahan-bahan pencemar yang dikandung oleh suatu air limbah sangat dipengaruhi oleh karakteristik dan jenis sumber penghasil limbah tersbut. Bahan pencemar yang terdapat dalam air limbah dapat berupa bahan terapung, bahan padatan tersuspensi atau bahan padatan terlarut. Untuk menjaga agar air limbah yang dihasilkan tidak mengganggu kehidupan lingkungan di sekitarnya maka perlu dilakukan pengolahan terahadap air limbah sebelum dibuang ke badan air penerima sehingga effluent yang dihasilkan sesuai dengan baku mutu yang ada. Pencemaran lingkungan yang disebabkan industri kertas antara lain membunuh ikan, kerang dan invertebrata akuatik lainnya, memasukkan zat kimia karsinogen dan zat pengganggu aktivitas hormon ke dalam lingkungan, menghabiskan jutaan liter air tawar, dan menimbulkan risiko terpaparnya masyarakat oleh buangan zat kimia berbahaya dari limbah industri yang mencemari lingkungan. Penanganan limbah cair industri kertas biasa dilakukan dengan perlakuan biologis, yaitu dengan metode lumpur aktif (activated sludge). Proses lumpur aktif berasal dari adanya pembentukan massa biologi dimana udara secara kontinyu disuntikkan ke dalam limbah cair. Pada kondisi seperti ini mikroorganisme bercampur dengan bahan organik yang terdapat dalam limbah cair, yang kemudian bahan organik tersbut diapakai sebagai bahan makanan pemacu pertumbuhan mikroorganisme. Selama mikroorganisme itu tumbuh dan teraduk karena agitasi udara, maka individu-individu organisme tersebut akan bergabung membentuk suatu massa aktif mikroba yang disebut dengan lumpur aktif. Program minimisasi limbah yang efektif akan mengurangi biaya produksi dan beban pelaksanaan peraturan pengelolaan limbah berbahaya sehingga akan meningkatkan efisiensi, kualitas produk dan hubungan yang baik dengan masyarakat. Teknik minimasi limbah yang dapat membantu mengurangi jumlah limbah yang dihasilkan mencakup perencanaan produksi dan tahapannya, penyesuaian peralatan/proses atau modifikasi, penggantian (substitusi) bahan baku, pemisahan (segregasi) limbah, daur ulang bahan, serta pelatihan dan

pengawasan para pekerja operator juga merupakan bagian penting dalam keberhasilan program ini. Pada sistem pengolahan air limbah, selain diharapkan akan dihasilkan effluent yang sesuai dengan baku mutu yang ada maka akan selalu dihasilkan juga suatu produk sampingan yang disebut sebagai sludge (lumpur). Lumpur yang dihasilkan terbagi menjadi macam, yaitu primary sludge yang berasal dari primary clarifier dan secondary sludge yang berasal dari secondary clarifier. Lumpur tersebut dapat diolah lebih lanjut menggunakan sistem dewatering sludge dan drying bed. Hasil olahan lumpur dapat dijadikan pupuk organik, bahan campuran untuk pembakaran di boiler dan dapat dimanfaatkan untuk memproduksi kertas embosse atau tutup kor pada gulungan kertas. Proses pengendalian limbah partikulat dan gas pada industri kertas dapat dilakukan dengan beberapa tahapan, yaitu menggunakan peralatan siklon, ESP, dan wet scrubber. Adapun efisiensi akhir polutan yang keluar melalui cerobong diharapkan sebesar 99 %. Rekomendasi Pada unit pengolahan limbah pemeriksaan rutin harus selalu dilakukan mengingat proses pengolahan berlangsung secara kontinu. Kondisi optimum pertumbuhan mikroorganisme perlu dipertahankan pada suhu, pH, dan beban organik yang tepat agar penguaraian air limbah bejalan dengan sempurna. Kualitas air limbah yang akan dibuang ke Sungai harus benar-benar diperhatikan sehingga tidak membahayakan bagi lingkungan. Perlu segera dicari solusi yang lebih baik dalam menangani lumpur yang dihasilkan. Penimbunan sludge pada landfill yang dilakukan memerlukan penggunaan lahan kosong secara terus-menerus sejalan dengan banyaknya lumpur yang dihasilkan, sehingga dampaknya bagi lingkungan dapat berakibat kurang baikpada masa yang akan datang.

DAFTAR PUSTAKA

Badan Perencanaan Nasional. 2009. Sumber-sumber Pencemaran Udara. http://udarakota.bappenas.go.id/view.php?page=sumber (diakses tanggal 17 Noember 2009) Casey. 1981. Pulp and Paper Chemistry and Chemical Technology, Vol III. John Wiley and Sons inc. New York. Hanif, M. 2008. Mempelajari Aspek Teknologi Proses Produksi Kertas di PT Indah Kiat Pulp & Paper Tbk Tangerang Mill. Laporan Praktek Lapang. Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor. Bogor