1

A. Pendahuluan

Kertas adalah suatu bahan tipis yang terbuat dari serat-serat nabati panjang yang

diendapkan dan dikeringkan, biasanya dicampur bahan pewarna atau bahan

tambahan lainnya.

Bahan baku pembuatan kertas adalah selulosa, selulosa adalah bahan serat yang

merupakan penyusun utama dinding sel tumbuhan terutama terdapat pada bagian

batang, daun, dan tangki buah dari pohon.

Limbah merupakan buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik

industry maupun domestik (rumah tangga atau yang lebih dikenal sabagai

sampah), yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki

lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomis. Jenis sampah ini pada umumnya

berbentuk padat dan cair. Kertas adalah bahan yang tipis dan rata, yang dihasilkan

dengan kompresi serat yang berasal dari pulp. Serat yang digunakan biasanya

adalah alami, dan mengandung selulosa dan hemiselulosa. Pabrik Kertas

menghasilkan limbah cair yang mengandung logam berat jenis Hg dan Cu. Limbah

cair tersebut berupa bubur kertas encer yang apabila dibuang sembarangan akan

mengakibatkan pencemaran lingkungan.

B. Bahan Baku Industri Kertas

Bahan baku dalam pembuatan kertas terbagi menjadi selulosa, hemiselulosa,

lignin, dan bahan ekstraktif.

1. Selulosa

Penyusun utama kertas adalah serat-serat selulosa. Selulosa adalah serat-serat

yang terdapat pada dinding sel tumbuhan, terutama pada batang. Selulosa

merupakan golongan polisakarida dengan rumus kimia (C6H10O5)n. Selulosa

merupakan komponen yang paling dikehendaki dalam pembuatan kertas karena

bersifat panjang dan kuat. Kayu mengandung sekitar 50 % komponen selulosa.

2

2. Hemiselulosa

Hemiselulosa lebih mudah larut dalam air dan biasanya dihilangkan dalam

proses pulping.

3. Lignin

Lignin berfungsi merekatkan serat serat selulosa sehingga menjadi kaku. Pada

proses pulping secara kimia dan proses pemutihan akan menghilangkan

komponen lignin tanpa mengurangi serat selulosa. komponen lignin dalam

kayu adalah sekitar 30 %.

4. Bahan ekstraktif

Komponen ini meliputi hormon tumbuhan, resin, asam lemak dan unsur lain.

Komponen ini sangat beracun bagi kehidupan perairan dan mencapai jumlah

toksik akut dalam limbah industri kertas. Jumlah komponen hemiselulosa dan

hidrokarbon dalam kayu adalah sekitar 20 %.

C. Pengolahan Limbah Biologi sistem Lagoon

Secara terminologi kolam stabilisasi, lagoon, dan kolam oksidasi memiliki

maksud yang sama. Metode yang memanfaatkan cekungan tanah ini dimanfaatkan

sebagai cara untuk pengolahan sekunder atau tersier. Kolam stabilisasi ini telah

diaplikasikan untuk mengolah air limbah selama lebih dari 300 tahun. Kolam

banyak dipilih untuk mengolah limbah yang berkapasitas kecil karena hanya

membutuhkan biaya konstruksi dan operasi yang rendah. Metode ini digunakan

untuk mengolah air limbah dari limbah domestik dan industri pada berbagai

perubahan kondisi cuaca. Metode kolam dapat digunakan sebagai pengolahan

tunggal ataupun dikombinasikan dengan berbagai proses pengolahan lainnya.

3

Gambar-1 Kolam Stabilisasi / lagoon salah satu Industri di Asia

Kolam stabilisasi dapat diklasifikasikan menjadi kolam fakultatif (aerob -

anaerob), kolam aerasi, kolam aerobik, dan kolam anaerobik yang didasarkan pada

tipe reaksi atau aktivitas biologi yang sering terjadi di dalam kolam.

Pengelompokan lain juga dapat dilakukan berdasarkan jenis influen (eflluen yang

belum terolah, telah tersaring, telah diendapkan, atau eflluen yang berasal dari

pengolahan sekunder (seperti lumpur akif)), lama pengurasan (tidak diemisikan,

menengah, atau terus menerus), dan berdasarkan proses pemberian oksigen (dari

proses fotosintesis, dari udara dipermukaan, atau aerasi mekanis).

4

Gambar 2 - Diagram Umum Sistem Biologi yang terdapat pada Kolam

Fluktuatif

Metode treatment ponds/lagoons atau kolam perlakuan merupakan metode

yang murah namun prosesnya berlangsung relatif lambat. Pada metode ini, limbah

cair ditempatkan dalam kolam-kolam terbuka. Algae yang tumbuh dipermukaan

kolam akan berfotosintesis menghasilkan oksigen. Oksigen tersebut kemudian

digunakan oleh bakteri aero untuk prose penguraian/degradasi bahan organic dalam

limbah. Pada metode ini, terkadang kolam juga diaerasi. Selama proses degradasi

di kolam, limbah juga akan mengalami proses pengendapan. Setelah limbah

terdegradasi dan terbentuk endapan didasar kolam, air limbah dapat disalurkan

utnuk dibuang ke lingkungan atau diolah lebih lanjut.

Kolam oksidasi dan lagoon, baik yang diaerasi maupun yang tidak, termasuk

dalam pengolahan limbah biologis dengan penggolongan reaktor jenis reaktor

pertumbuhan tersuspensi. Untuk iklim tropis seperti Indonesia, waktu detensi

hidrolis selama 12-18 hari di dalam kolam oksidasi maupun dalam lagoon yang

5

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.

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.

Adapun kelebihan dan kekurangan sistem biologi kolam stabilisasi / lagoon :

a. Kelebihan :

- Biaya pemeliharaan rendah

- Effluent yang dihasilkan baik karena daya larut oksigen dalam air limbah

lebih besar sehingga mengoptimalkan kinerja mikroorganisme

- Dapat menampung air limbah dengan kuantitas volume yang sangat besar

- Tidak menimbulkan bau.

b. Kekurangan :

- Membutuhkan lahan yang luas

- Membutuhkan energi yang besar, karena disamping untuk suplai oksigen

juga untuk pengadukan secara sempurna.

D. Karakteristik Limbah Pabrik Kertas

Warnanya yang kehitaman atau abu-abu keruh, bau yang khas, kandungan

padatan terlarut dan padatan tersuspensi yang tinggi, COD yang tinggi dan tahan

terhadap oksidasi biologis.

6

E. Limbah Cair Industri Kertas

Pada proses pembuatan kertas terdapat zat yang berpotensi mencemari

lingkungan. Menurut Rini (2003), limbah cair proses pembuatan kertas terdiri dari:

a. Padatan tersuspensi yang mengandung partikel kayu, serat dan pigmen

b. Senyawa organik koloid terlarut seperti hemiselulosa, gula, alkohol, lignin,

terpenting, zat pengurai serat, perekat pati dan zat sintetis yang menghasilkan

BOD (Biological Oxygen Demand) tinggi,

c. Limbah cair berwarna pekat yang berasal dari lignin dan pewarna kertas,

d. Bahan anorganik seperti NaOH, Na2SO4 dan klorin,

e. Limbah panas

f. Mikroba seperti golongan bakteri koliform.

F. Proses Pengolahan Limbah Cair Industri Kertas

1. Gambaran Umum Pengolahan Limbah Cair Industri Kertas

Pengolahan limbah cair pada industri pulp dan kertas terdiri atas tahap

netralisasi, pengolahan primer, pengolahan sekunder dan tahap pengembangan.

Sebelum masuk ke tempat pengendapan primer, air limbah masuk dalam tempat

penampungan dan netralisasi. Pada tahap ini digunakan saringan untuk

menghilangkan benda benda besar yang masuk ke air limbah. Pengendapan

primer biasanya bekerja atas dasar gaya berat. Oleh karenanya memerlukan

waktu tinggal sampai 24 jam. Untuk meningkatkan proses pengendapan dapat

digunakan bahan flokulasi dan koagulasi di samping mengurangi bahan yang

membutuhkan oksigen. Pengolahan secara biologis dapat mengurangi kadar

racun dan meningkatkan kualitas air buangan (bau, warna, dan potensi yang

mengganggu badan air). Apabila terdapat lahan yang memadai dapat digunakan

laguna fakultatif dan laguna aerasi. Laguna aerasi akan mengurangi 80 % BOD

dengan waktu tinggal 10 hari.

7

2. Pengolahan Limbah Cair Industri Kertas PT Tjiwi Kimia Tbk

Pengolahan limbah cair di Industri kertas PT Tjiwi Kimia Tbk

menggunakan metode pengolahan biologi lagoon and stabilization . Limbah

yang dihasilkan berasal dari unit paper mill . Limbah dialirkan ke inlet pit. Di

inlet pit kotoran-kotoran disaring dengan menggunakan alat automatic bar

screen, kemudian dari inlet pit limbah dialirkan menuju lagoon ekualisasi

(lagoon B), yang mana unit ini diberikan aerasi yang bertujuan untuk

menurunkan temperature, menghomogenkan larutan, dan memasok sedikit

udara (oksigen).

Selanjutnya limbah dihisap oleh pompa ke unit flokulasi. Pada unit

flokulasi ditambahkan bahan-bahan kimia berupa koagulan (alum) dan flokulan

(polimer). Fungsi alum di sini adalah untuk memisahkan kotoran padat dan

halus dari air dengan adanya pembentukan flok, dan polimer berfungsi untuk

mengikut flok-flok membentuk ukuran yng lebih besar sehingga dapat

mengendap.

Setelah melewati flocculation tank, limbah dipompa ke primary

clarifier. di sini akan terjadi pemisahan anatar padatan dan cairan limbah.

Cairan limba (supernatant) dialirkan secara gravitasi ke kolam aerated lagoon

(lagoon H dan lagoon E), sedangkan padatan (sludge) dialirkan ke sludge

storage tank dan diolah lebih lanjut dengan sludge thickener dan belt press.

Lagoon aerasi berfungsi sebagai tempat pertumbuhan bakteri yang akan

mendegradasi senyawa-senyawa organic yang terkandung dalam limbah. Di

sini aerator berfungsi untuk mendistribusikan oksigen secara merata untuk

kebutuhan bakteri-bakteri.

Untuk mengontrol perkembangan bakteri ini yaitu dengan mengecek

perkembangan MLSS (Mixed Liquid Suspended Solid) yaitu merupakan

suspended solid yang terdapat dalam lagoon aerasi dalam bentuk flok. Nilai

MLSS diharapkan berkisar antara 2000-4000 ppm. Foam yang terbentuk pada

8

kolam aerasi diatasi dengan penambahan defoamer karena foam tersebut akan

menghambat distribusi udara (oksigen) dalam kolam. Dalam hal ini syarat-

syarat pertumbuhan bakteri yang perlu diperhatikan:

- Food ratio

- Oksigen

- Suhu

- pH (6-8)

- nutrient dan suplemen (NPK)

- Toxic (racun)

- Deterjen

Selanjutnya hasil olahan di aerated lagoon akan diendapkan lebih lanjut

di secondary clarifier. dari pengendapan ini akan diperoleh hasil berupa

supernatant, scum, dan sludge. Slum adalah busa yang mengering di permukaan

sebelum dialirkan ke lagoon B untuk diolah kembali. Sludge yang dihasilkan

di sludge tank sebelum disirkulasi kembali lagoon B dan lagoon H. Supernatant

yang dihasilkan kemudian dialirkan ke lagoon G yng merupakan kolam control

kualitas air, di mana air dari lagoon G digunakan untuk memelihara ikan.

Apabila ikan yang hidup di air tersebut tidak mengalami gangguan, maka air

sudah aman untuk dibuang ke sungai.

Parameter-parameter yang harus dipenuhi agar limbah dapat dibuang ke

sungai dengan aman adalah:

- pH = 7

- COD = 100 ppm

- BOD = +/- 50 ppm

- TSS = < 100 ppm

9

G. Usaha Penanggulangan Masyarakat terhadap Limbah Industri Kertas

Masyarakat juga turut andil dalam pengelolaan limbah pabrik kertas. Limbah

pabrik kertas dapat didaur ulang menjadi karton yang memiliki nilai jual tinggi.

Karton hasil pengolahan limbah pabrik kertas ini disebut dengan kertas gembos.

Proses pembuatannya relative sederhana. Sludge dan kertas pemulung diproses

menjadi bubur kertas. Kemudian dicetak menjadi lembaran dengan ukuran 66 x 78

cm. Setelah itu, dijemur di bawah terik matahari selama empat jam. Kemudian

dihaluskan dengan rol kalender. Kemudian di pak dengan berat 25 kg. Hal ini tentu

saja terasa lebih bernilai ekonomis serta dapat mengurangi dampak terhadap

lingkungan.

10

DAFTAR PUSTAKA

Idaman, Nusa, (2013), Teknologi Pengolahan Limbah Cair dengan Proses Biologis,

Publikasi Buku, Badan Pengkajian Penerapan Teknologi (BPPT). Jakarta.

Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No. KEP-51/MENLH/10/1995.

Lin, Shun Dar, and Lee, C. C. 2007 . Handbook of Environmental Engineering

Calculation, 2nd Edition . New York : McGraw-Hill .

Operator Training and Certification Unit, (2010), Training Manual for Operators of

Wastewater Stabilization Lagoon, Department of Natural Resources and

Environment, Michigan.

Rini dan P. Fatticianita J., (2003), Seeding dan Aklimatisasi Proses Pengolahan Air

Limbah Industri Inokulum Tempe dengan Sequencing Batch Reactor. Tugas

Akhir. Jurusan Teknik Kimia. POLBAN. Bandung.

www.core.ac.uk/download/pdf/11064310.pdf

www.ejurnal.bppt.go.id/index.php/JTL/article/view/517/403

11

MAKALAH TEKNOLOGI PENGOLAHAN LIMBAH

BIOLOGICAL LAGOON AND STABILIZATION

WASTEWATER TREATMENT IN PAPER AND PULP

INDUSTRY

Disusun Oleh:

Pratiti Nandini (I0511039)

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

2015