KARAKTERISTIK
LIMBAH CAIR INDUSTRI
Limbah cair industri memiliki
karakteristik yang berbeda disetiap pabrik sehingga regulasinya juga berbeda
pada setiap tempat. Pengendalian limbah artinya mencegah timbulnya atau
meminimalisir jumlah limbah yang dihasilkan. Penganganan limbah artinya membuat
limbah yang ada menjadi tidak berabahaya atau bisa dimanfaatkan tanpa merubaj
karakteristik limbah tersebut. Sedangkan pengolahan limbah artinya mengolah
limbah dalm segi fisik, sifat, kimiawi, dan biologis agar dapat dimanfaatkan
atau dengan merubah karakteristik dari limbah tersebut.
Suatu industrI yang melakukan suatu
proses produksi memiliki beberapa produk yang dihasilkan. Produk utama adalah
produk yang akan dihasilkan industry atau yang dikehendaki. Produk sampingan
adalah produk ynag tidak dikehendaki tetapi masih memiliki nilai tambah. Hasil
yang terakhir berupa limbah yang tidak dikehendaki yang harus dibuang karena
tidak bernilai memiliki nilai tambah pada waktu dan ruang tertentu dan tidak
bisa digunakan lagi. Sehingga suatu industry yang menggunakan air harus
mengolah kembali limbah cair atau air tersebut menjadi cair yang bisa digunakan
kembali.
Kandungan dalam
limbah cair :
1. Bahan
organic
2.
Padatan tersuspensi
3.
Nutrien :
nitrogen dan fosfor
4.
Pathogen :
e.coli dan salmonella
5.
Logam berat : mercury, copper, nikel, caclmium, etc
6. Bahan
kimia organic : beberapa diantaranya karsinogenik
Dampak polutan
dalam perubahan fisikawi berpengaruh pada padatan , ukuran partikel,
turbiditas, warna, dan sebagainya. Pada kimiawi berpengaruh pada anorganik yaitu
pH, alkali, air, minyak dan lemak. Dampak polutan pada unsure biologis
berpengaruh pada mikroorganisme, pathogen, bakteri, virus, dan PCV. Karakteristik limbah sangat penting sebagai
acuan dalam perencaan sarana pengolah limbah sehingga dapat diciptakan sarana
pengolahan limbah yang efektif dan efisien.
Volume air limbah :
1 1. Hydraulic
load adalah jumlah volume limbah yang perlu diolah dan biasanya dinyatakan m3/
hari.
2. 2. Peak flow foad / flow rate adalah volume
air per jam pada saat limbah mengalir.
3 3. Organic
load adalah jumlah beban organic yang ada didlam limbah yang akan diolah dan dinyatakan dalam BOD dan COD kg/hari, mg/L, kg,m3.
Parameter fisikawi
meliputi :
1. pH
2. Suhu
3. Warna
4. Bau
5. TSS
6. Reduksi
Parameter kimiawi
meliputi :
1. TOC
(Total Organik Carbon ) adalah jumlah iktan pada senyawa organic
2.
BOD
3.
COD
4.
Minyak dan lemak
5. Total petroleum Hydrocarbons (TPH) seperti
benzene, toluene, BTEX yang bersifat toxsi dan karsigenik.
6. N-NH3 (Nitrogen Amonia) makin
tinggi nilainya dicairan limbah akan menyebabkan keracunan biota.
Parameter biologis
meliputi :
1. Mikroorganisme
dalam cairan limbah berbentuk padatan (deposit)
2.
Pathogen
3.
Mikro aerob
4. Mikro
anaerob
Parameter fisik
meliputi :
1. Padatan
a. TS (total padatan) adalah sisa hasil
evaporasi semua air 50% organic dan 50% anoganik.
b. SS (padatan tertahan) adalah sisa yang
tertahan pada saringan, 75% organic 25% anorganik
c. DS ( padatan tidak terlarut) adalah sisa
yang lewat saring , 40% organic dan 60% anorganik
d. SS (padatan yang ditempatkan) adalah sisa
setelah 4 jam penangan didalam imhoff come
BOD atau
Biologicel Oxygen Demand digunakan untuk mengukur jumlah zat organic yang dapat
dioksidasi oleh bakteri aerobic, biasanya dalam masa limbah hari suhu 20
derajat celcius. Sedanagkan COD atau chemical Oxygen Demand adalah kelarutan
oksigen kimia ialah oksigen yang diperlukan untuk merombak bahan organic dan
anorganik. COD ini digunakan sebagai pembanding atau control terhadap nilai
BOD.
TEKNOLOGI PENGOLAHAN LIMBAH CAIR
Beberapa bahan
yang terkandung di dalam limbah cair, yiatu :
Ø Bahan
organik
Ø
Padatan tersuspensi
Ø
Nutrien : nitrogen dan fosfor
Ø
Patogen : E. Coli, salmonella
Ø
Logam berat : mercury, copper, nickel,
zinc, cadmium
Ø Bahan
kimia organik (sintetik) : beberapa karsinogen, mutagen, teratogenik
Parameter dalam
limbah :
Ø Solid
:
-
TSS, VSS
Ø
Bahan organik :
-
BOD5, COD
Ø
Komponen nitrogen :
-
NH4, TKN
Ø
Fosfor :
-
Total fosfor, PO43-
Ø Alkalin
Unit proses dan
tahapan pengolahan limbah cair :
Ø Tenaga
fisikawi : pengolahan awal, pengolahan primer, pengolahan tersier
Ø
Tenaga biologis : pengolahan sekunder
Ø Tenaga
kimiawi : pengolaham primer, pengolahan tersier
Contoh :
Ø Tenaga
fisikawi : saringan, equalisasi, sedimentasi, floatasi, filtrasi, grease trap
dan grit chamber
Ø Tenaga
kimiawi : koagulasi-flokulasi
Tujuan :
Ø Premliminary
traetment : penyisihan bahan besar atau berat
Ø
Primary treatment : penyisihan bahan
anorganik yang tersuspensi dan beberapa partikel organik
Ø
Secondary treatment : konversi secara
biologis bahan organik baik yang terlarut maupun koloid menjadi biomassa
Ø
Tertiary treatment : penyisihan lebih lanjut
bahan tersuspensi atau nutrien atau desinfection
1.
Equalisasi : teknik untuk meningkatkan
efektifitas proses pengolahan limbah cair pada tahap berikutnya.
2. Sedimentasi
: proses pemisahan padatan yang terkandung dalam limbah cair dengan
memanfaatkan gaya gravitasi.
Pertimbangan
seleksi dan desain proses :
Ø Kebutuhan
energi
Ø
Efektifitas dalam penyisihan kontaminan
Ø
Lumpur yang dihasilkan dan pembuangnya
Ø
Kompleksitas
Ø
Reabilitas
Ø
Fleksibilitas
Ø
Biaya dan keharusan operasi dan perawatan
Ø
Kebutuhan personel
Ø
Biaya konstruksi
Ø
Biaya total
LUMPUR
AKTIF
Lumpur aktif
adalah massa biologi kompleks yang dihasilkan bila limbah organik diberi
penanganan secara aerobik. Sistem yang biasanya digunakan adalah sistem lumpur
aktif konvensional. System ini bekerja baik pada suhu 28ºC hingga 30ºC.
Unit
Aerasi
Oksidasi aerobik material organik
dilakukan dalam tangki ini. Efluent pertama masuk dan tercampur dengan Lumpur
Aktif Balik (Return Activated Sludge =RAS) atau
disingkat LAB membentuk lumpur campuran (mixed liqour), yang mengandung
padatan tersuspensi sekitar 1.500 - 2.500 mg/l. Aerasi dilakukan secara
mekanik. Karakteristik dari proses lumpur aktif adalah adanya daur ulang dari
biomassa. Keadaan tersebut membuat sejumlah besar mikroorganisme mengoksidasi
senyawa organik dalam waktu yang singkat. Waktu tinggal dalam tangki aerasi berkisar
4 - 8 jam.
Clarifier/Tangki Sedimentasi
Tangki ini digunakan untuk sedimentasi
flok mikroba (lumpur) yang dihasilkan selama fase oksidasi dalam tangki aerasi.
Sebagian dari lumpur dalam tangki penjernih didaur ulang kembali dalam bentuk
LAB kedalam tangki aerasi dan sisanya dibuang untuk menjaga rasio yang tepat
antara makanan dan mikroorganisme.
Lumpur
aktif harus mengandung bahan organik dan mikroorganisme, bahan organik ini
nantinya akan diambil oleh mikroorganisme untuk dijadikan substrat. Unit aerasi
harus ada suplai oksigen secara berkala dan memasukkan oksigen bisa dengan
menggunakan sistem pengaduk dan lainnya. Hal yang perlu diperhatikan dalam
lumpur aktif adalah suhu dan waktu. Limbah yang masuk ke unit aerasi harus
diperhitungkan waktunya. Bila terlalu cepat, mikroorganisme akan bekerja kurang
efektif, namun bila terlalu lama maka bahan organik dalam limbah akan habis dan
ini tidak baik untuk mikroorganisme. Suhu yang digunakan 28ºC hingga 30ºC.
Bila suhu terlalu tinggi dapat membunuh mikroorganisme namun bila suhu terlalu
rendah maka mikroorganime akan kurang efektif.
Dalam tangki
aerasi terjadi proses oksidasi dan sintesis, dimana saat ada limbah organik dan
oksigen, maka menurut reaksi kimia:
CHONS + O2
+ nutriens à CO2 +
NH3 + C5H7NO2 (bakteri) + produk
akhir
Selanjutnya, terjadi proses
respirasi endogenus pada bakteri yang sudah tua dan tidak mampu mencari makan
sendiri. Reaksi kimia yang terjadi:
C5H7NO2
+ 5O2 à
5CO2 + 2H2O + NH3 + energi
BIOLOGYCAL GROWTH
CYCLE
Biological Growth Cycle menunjukkan grafik antara
banyak sel terhadap waktu. Ada 4 fase yaitu lag,
log, stationary, dan log death. Lag berarti fase pertumbuhan lambat,
biasanya ini terjadi pada awal watu. Log
berarti fase pertumbuhan cepat, ini terjadi setelah fase lag. Stationary tidak
terjadi pertumbuhan sel dalam beberapa waktu kemudian log death yaitu fase penurunan, fase ini terjadi karena sel telah
tua dan tidak mempu mengkonsumsi lagi.
Parameter untuk mendesain
sistem lumpur aktif:
1.
F/M (Food to
Microorganism Ratio)
F/M = Q x BOD5
MLSS x V
Mikroorganisme memiliki
kemampuan makan polutan dalam jumlah tertentu. Bila mikroorganisme banyak namun
makanan sedikit, maka mikroorganisme akan kekurangan makanan dan hal ini tidak
baik untuk kesehatannya. Dengan mengetahui jumlah BOD dan mikroorganisme maka
kita dapat menentukan volume tangka
2.
Volumetric BOD
Loading
VL = (I×Q)/V …….. kg BOD/m3/hari
Volumetric BOD Loading atau bebabn BOD adalam jumlah
massa BOD di dalam air limbah yang masuk (influent) dibagi dengan volume
reaktor
3.
Hidraulic
Retention Time (HRT)
HRT adalah waktu rata-rata yang dibutuhkan limbah cair
untuk berada di dalam tangki aerasi. HRT dirumuskan :
HRT = (24V)/Q ………. jam
dimana V adalah volume tangki aerasi dan Q adalah
debit air limbah yang masuk ke dalam tangka aerasi.
4.
Sludge Volume
Index (SVI)
SVI adalah kemampuan mengendapkan lumpur dengan
menentukan indeksnya. Campuran lumpur dan air limbah dari bak aerasi dimasukkan
dalam silinder kerucut volume 1 liter dan dibiarkan selama 30 menit. SVI
menunjukkan besarnya volume yang menempati 1 gram lumpur. Rumus yang digunakan
adalah :
SVI = SV/S ….. ml/g
dimana SV adalah volume endapan lumpur dalam silinder kerucut
setelah 30 menit dan S adalah campuran antara air limbah dengan mikroba serta
padatan tersuspensi lain.
5.
Recycling Ratio (RR)
Recycling ratio adalah perbandingan antara debit
aliran dari tangki sedimentasi ke tangka aerasi dengan debit effluent. Rumus
yang digunakan :
RR = Qr/Qi = S/R
6.
Solid Retention
Time (SRT)
SRT adalah waktu tinggal rata-rata solid di dalam
sistem reaktor.
SRT = ( Sa × Sx )/
( Ss + Se)
dimana Sa adalah kuantitas lumpur aktif dalam tangka
aerasi, Sx adalah lumpur aktif dalam tangka sedimentasi, Ss adalah kuantitas
lumpur, dan Se adalah kuantitas SS effluent.
7.
Required Oxygen ( RO )
Required oxygen adalah kebutuhan oksigen yang
dibutuhkan agar proses metabolisme dari mikroorganisme untuk mengolah bahan
organik di dalam limbah cair. Semakin banyak bahan organik maka semakin banyak
asupan mikroorganisme akan oksigen.
RO = (a×Lr) +
(b×La)
dimana a,b adalah koefisien pada grafik, Lr adalah BOD
yang dihilangkan, dan La adalah kualitas lumpur aktif dalam tangka aerasi.
8. pH biasanya 6-8
Mikroorganisme tidak efektif pada pH yang terlalu asam
ataupun yang terlalu basa.
9. Nutrient balance
Perbandingan bahan organik dalam limbah cair saat
masuk ke tangki aerasi harus memiliki perbandingan yang tepat dengan oksigen dan mikroorganisme.
BOD : N : P = 100 : 5 : 1
10.
YC ( mean cell-residence time)
Masa mikroorganisme dalam reaktor dibagi dengan massa
mikroorganisme yang dipindahkan dari sistem per hari.
YC =
ViX / (QWX + QeXe)
dimana QW adalah debit limbah yang keluar
dari system, Qe adalah debit limbah dari unit pengendapan, dan Xe adalah konsentrasi
mikroorganisme pada efluent dari unit separasi.
11. Efisisensi Proses
E = ((So-S)/So)
×100
Dimana So adalah konsentrasi substrat pada
influent, S adalah konsentrasi substrat pada efluent.
Bahan organik
dalam tangki aerasi makin ke kanan maka BOD semakin sedikit karena di konsumsi
oleh mikroorganisme, karena itulah secara berkala bahan organik ditambahkan
hingga tersebar. Bahan organik ini ditambahkan baik dari tengah tangki, ujung
tangki, dan awal tangki.
ROTATING BIOLOGICAL CONTACTORS
Rotating
Biological Contactors, biasa disebut RBC digunakan
pada unit pengolah limbah. Bioreaktor
adalah sebuah wadah untuk melakukan proses
kimia yang melibatkan organisme atau substansi biokimia aktif yang diambil dari
makhluk hidup. Biasanya bioreaktor
berbentuk silinder, berkisar dari beberapa liter sampai meter kubik, dan dibuat
dari bahan stainless steel. Fungsi utama
bioreaktor ini adalah untuk mengurangi bahan organik. RBC terdiri dari satu
seri kontaktor berbentuk cakram yang berputar dalam wadah atau bejana semi
sirkular. Limbah cair dimasukkan secara teratur ke dalam bejana tersebut dan
cakram diputar perlahan-lahan
RBC
Sebagai Pengolahan Tahap Sekunder
Piringan
dengan diameter2-4m berputar maka biofilm hanya sebentar didalam limbah. Rotasi
keluar masuk limbah cair ada variasi siklus makan bakteri dan mikroorganisme yang
membentuk biofilm. Kecepatan putaran kira-kira 1-2rpm yang merupakan
putaran lambat.
Komponen
RBC
Konstruksi
RBC
Detail dari size
of disc adalah 3 sampai 3.7m. Panjang shaft adalah 8 sampai 8.5m. Sedangkan
panjang module adalah 7.6 sampai 8m. PVC atau plastic media is used for disc. Ketebalan plastik medis adalah 10mm. Kecepatan putaran disc adalah 1 sampai 2rpm (rotation
per minute). Nomor disc di module adalah 4 sampai 6 as per design.
Keuntungan
RBC
·
Operasionalnya mudah
·
Konsumsi energi sedikit
·
Menghasilkan lumpur sedikit
·
Karena waktu kontaknya lebih lama, bisa
mencapai 8-10 jam
·
Kebutuhan lahannya relatif sempit
·
Permukaan kontaknya relatif luas
·
Tahan terhadap beban kejut (shock
looading) organik dan hidrolis
·
Peluruhan biomassa berlebihnya efektif
·
Konsumsi atau kebutuhan energi listriknya
juga rendah dibandingkan dengan aerasi mekanis pada activated sludge dan
trickling filter
·
RBC juga mampu mengolah air limbah
timbulan aktivitas pertambangan yang mengandung senyawa beracun, besi, sianida,
selenium
Kekurangan
RBC
·
Masalah utama RBC adalah kerusakan pada
materialnya seperti as, coupling, bearing, rantai, gear box, motor listrik
·
Biaya kapital dan pemasangan RBC bisa
lebih mahal daripada activated sludge per debit per kualitas air limbah yang
setara. Secara bioproses, kalau oksigen terlarutnya rendah dan ada sulfida di
dalam air limbahnya maka bakteri pengganggu seperti Beggiatoa akan tumbuh di
media RBC
·
Dibandingkan dengan unit lumpur aktif
konvensional, biaya investasi RBC menjadi mahal kalau debit air olahannya besar.
Oleh sebab itu, RBC lebih cocok diterapkan pada debit kecil, misalnya untuk air
limbah rumah sakit, hotel, pabrik, kampus
·
Dalam desainnya, meskipun sudah banyak
diteliti, belum banyak terungkap parameter desain yang berkaitan dengan
bioproses kecuali rumus-rumus empiris. Itu sebabnya, desainer RBC selalu
menggunakan tabel dan grafik yang dibuat oleh praktisi dan didasarkan pada
parameter dari instalasi yang sudah dibangun.
Parameter
Unjuk Kerja dari Sistem RBC
·
BOD surface loading
Berapa gram komponen
BOD dimuatkan per hari per luas permukaan seluruh kontraktor. BOD Surface
Loading yang biasa dipakai adalah 5-20 g/m2/hari, rata-rata 10 g/m2/hari AC
Q LBOD
·
Hydraulic loading
Parameter
yang menunjukkan berapa volume limbah cair per hari per luas permukaan seluruh
kontraktor yang diolah dengan sarana RBC (l/m2/day). Dikarenakan parameter BOD
Surface Loading lebih penting dan utama maka parameter hydraulic loading
tidak begitu diprioritaskan atau prioritasnya lebih rendah. Akan tetapi
kalau hydraulic loading terlalu besar, akan berpengaruh terhadap
pembentukan mikroorganisme yang lebih cocok
·
Stage number
Apabila wadah
RBC bersama rotor RBC dibagikan kebeberapa stage, karena kualitas limbah
dalam setiap stage menjadi berbeda antara stage yang berada dihulu
dan stage dihilir, maka jenis mikroorganisme muncul dalam setiap stage
juga akan berbeda. Keanekaragaman mikroorganisme ini akan mengakibat kanefisiensi
RBC yang lebih tinggi. Ada kalanya dalam sewadahpun ada perbedaan jenis mikroorganisme
dari posisi hulu ke posisi hilir tergantung pada jenis media dan hydraulicloadingnya.
·
G value
G value menunjukkan
kepadatan media yang dihitung sebagai volume wadah RBC perluas permukaan kontraktor
(l/m2). G value biasa dipakai adalah 5-9l/m2
·
Diameter-berkaitandenganluaspermukaan
Diameter yang
biasa dipakai adalah 1-3.6m. Kalau surfacearea dibutuhkan cukupluas, satu RBC dengan
diameter besar lebih murah daripada beberapa RBC skala kecil, akan tetapi strukturnya
harus cukup kuat. Dari aspek stage number, kalau surfaceareanya sama, RBC
dengan diameter lebih kecil dan panjang lebih efisien daripada RBC dengan diameter
lebih besar dan pendek.
·
Kecepatanputaran
Memutar rotor
RBC lebih cepat, lebih banyak oksigen akan dipindahkan ke limbah cair dalam wadah
RBC dari udara dan oksigen tersebut akan mempromosikan reaksi mikroorganisme. Putaran
yang lebih cepat akan membutuhkan listrik lebih banyak. Memutar rotor terlalu cepat,
pembentukan lapisan mikroorganisme akan menjadi sulit. Kecepatan putaran rotor RBC
pada umumnya ditetapkan oleh peripheralspeed yang biasa dipakai adalah 15-20m.
·
Temperature
Reaksi mikroorganisme
dipengaruhi oleh temperatur. Temperatur RBC bisa dioperasikan dengan baik diperkirakan
15–400C.
Faktor-faktor
Efisiensi RBC
·
SurfaceArea
Kalau surfaceareanya
lebih luas, terjadinya reaksi mikroorganisme yang lebih banyak. Kapasitas memberikan oksigen terlarut. Kalau RBC
mempunyai kemampuan lebih tinggi untuk memberikan oksigen ke mikroorganisme, reaksi
mikroorganisme menjadi lebih berlimpah
·
StageNumber
Kalau stage number
lebih banyak, efisiensi RBC menjadi lebih tinggi. Mass-transferrate lapisan
mikroorganisme. Kalau lapisan mikroorganisme bersifat sebagaimana mass-transferratenya
lebihtinggi, efisiensi RBC menjadi lebih tinggi.
Perbandingan
RBC dan Lumpur Aktif
Item Comparison
|
RBC
|
Activated Sludge
|
Existence
form of microorganism
|
Fixed
film
|
Suspended
|
Microbial
biota
|
Diverse
|
Simple
|
Energy
consumption
|
Relatively
small
|
Relatively
large
|
Amount
of excess sludge
|
Small
|
Large
|
Stability
for load fluctuation
|
Stable
|
Unstable
|
Treated
water quality
|
Suitable
for moderate quality requirement
|
Responsible
for high quality requirement
|
Operation/maintenance
|
Easy
|
Difficult
|
Biomass
concentration
|
Uncontrollable
|
Controllable
|
Problems
often faced
|
Clogging
|
Bulking
|
Flexibility
for expansion
|
Large
|
Small
|
Initial
investment
|
Advantageous
for small/medium plant
|
Advantageous
for large plant
|
PENANGANAN
LIMBAH PADAT
Limbah padat
terdiri dari bahan organik maupun bahan anorganik. Bahan organik dapat berupa
sayur busuk, buah busuk, sampah daun, bagian tumbuhan yang sudah mati, dan lain
sebagainya. Sampah anorganik dapat berupa plastik, kertas, kaleng, dan
lain-lain. Limbah organik dapat diolah menjadi biogas ataupun kompos.
BIOGAS
Biogas adalah gas
yang mudah terbakar dari hasil proses penguraian bahan organik oleh bakteri
anaerob, yang kemudian digunakan sebagai bahan bakar pada mesin. Komponen biogas terdiri dari 65% metana, 38%
karbon dioksida dan 2% bahan lainnya ( N2, O2, H2,
dan H2S). Manfaat penggunaan biogas adalah biogas merupaka energi
bebas asap, investasi hanya pada pembuatan digester, ramah lingkungan, biogas
dapat mengurangi metana di atmosfer, dapat dijadikan sumber energi listrik,
terbarukan, dan residu pembuatan biogas dapat dijadikan lumpur aktif, Biogas
ramah lingkungan karena sumber bahannya memiliki rantai karbon lebih pendek
bila dibanding minyak tanah sehingga gas CO yang dihasilkan relative sedikit.
Proses
terbentuknya biogas dalam digester ada tiga tahap, yaitu tahap hidrolisis,
tahap asidifikasi, dan tahap pembentukan metana. Limbah organik dan sejumlah
air mula-mula dimasukkan ke dalam digester melalui lubang pengisian atau inlet Di dalam digester terjadi proses
fermentasi bahan organik oleh bakteri anaerob. Tahap hidrolisis yaitu bahan
organik yang mengandung karbohidrat, lemak, dan protein akan diuraikan oleh
bakteri fermentasi dan berubah menjadi senyawa dengan rantai lebih pendek.
Tahap asidifikasi
atau pengasaman yaitu senyawa pendek hasil hidrolisis diolah oleh bakteri
asetogenik untuk menghasilkan asam asetat, gas hidrogen, dan karbondioksida,
bakteri memperoleh oksigen dan kerbon dari oksigen terlarut dalam larutan.
Tahap pembentukan metana yaitu pembentukan gas metana dan karbon dioksida dari
hasil tahap pengasaman berupa H2, CO2 dan asama asetat
oleh bakteri metanogenesis. Gas metana kemudian dialirkan melalui selang atau
pipa untuk ditampung dan digunakan.
Faktor yang
berpengaruh terhadap produksi biogas meliputi kondisi anaerob, bahan baku
isian, imbangan C/N, pH, temperature, dan starter. Kondisi anaerob harus
dipertahankan dalam pembuatan biogas karena proses fermentasi dilakukan oleh
bakteri anaerob sehingga instalasi pengolahan harus kedap udara. Bahan baku
isian harus terhindar dari bahan anorganik, engandung berat kering 7-9%, dan
keadaan itu dicapai dengan pengenceran menggunakan air. Imbangan C/N optimum
untuk kehidupan dan aktivitas mikroba pengurai sebesar 25-30. pH optimum yaitu
pada rentan 6,8-7,8, penurunan pH dapat diatasi dengan penambahan kapur (CaCO3)
atau larutan kapur(Ca(OH)2). Temperatur optimum yaitu sekitar
36º-40º, perubahan temperature secara mendadak dapat menurunkan produksi
biogas, hal itu dapat diatasi dengan menempatkan instalasi di dalam tanah.
Starter atau mikroorganisme perombak bisa didapat dari membeli starter yang
dijual di pasara, menggunakan lumpur aktif, ataupun isi rumen.
KOMPOS
Kompos adalah bahan organik yang telah mengalami proses
dekomposisi oleh mikroorganisme pengurai. Sumber kompos berupa kotoran hewan,
sampah domestic, sisa limbah industri pangan, dan lain-lain. Fungsi kompos ada
tiga meliputi sifat fisika, kimia, dan biologi. Fungsi kompos bagi sifat fisika
tanah adalah memperbaiki struktur padat tanah jadi gembur atau tanah pasir jadi
kompak, terdapat senyawa polisakarida sebagai perekat tanah, kandungan bahan
organik tinggi, warna tanah gelap sehingga penyerapan sinar matahari lebih
banyak. Fungsi kompos bagi sifat kimia yaitu sumber hara makromolekul dan
mikromolekul, memperbaiki pH tanah, dan bahan organik pada kompos mampu
mengikat ion logam sehingga tidak berbahaya bagi tanaman. Fungsi kompos bagi
sifat biologi yaitu gas karbon dioksida pada kompos dapat digunakan tanaman
untuk fotosintesis, kompos dapat memacu tumbuhan menghasilkan hormon, dan dapat
mengurangi populasi nematode.
Proses dekomposisi
materi organik menjadi pupuk kompos melalui reaksi biologis mikroorganisme
secara aerobik dan dalam kondisi terkendali. Cara membuat kompos yaitu
mula-mula memasukkan bahan organik yang telah di hancurkan kecil-kecil kedalam
wadah, kemudian memberi starter atau mikroorganisme dan ditambah air hingga
limbah padat menjadi tidak terlalu basah dan tidak terlalu kering. Setelah itu
tutup wadah dengan plastic, tidak lupa memberi lubang pada wadah atau tutup
agar oksigen dapat masuk untuk digunakan mikroorganisme. Jaga suhu agar tetap
pada rentang 40 hingga 60 derajat, karena bila lebih dari 60 derajat maka
mikroorganisme akan mati. Dalam beberapa minggu bentuknya akan mulai halus,
setelah lebih dari sebulan bentuknya akan menyerupai tanah dan kompos siap
digunakan.
Prinsip pembuatan
kompos adalah menurunkan rasio C/N bahan organik sehingga C/N kurang dari 20.
Selama proses terjadi perubahan kuantitatif dan kualitatid yaitu zat organik
berubah menjadi zat hara. N,P,K dibutuhkan
mikroba decomposer untuk aktivitas metabolisme sel. Kotoran hewan digunakan
sebagai starter karena dalam kotoran hewan ada bakteri selulosa yang dapat
mencerna lignin, pektin, dan lain-lain. Faktor-faktor untuk membuat kompos
adalah kelembaban (40%-60%), konsentrasi oksigen (10%-18%), temperature ( 35-55ºC),
perbandingan C/N (25-30), pH (6-8), dan ukuran bahan ( 1-7,5 cm). Ciri kompos matang adalah tidak berbau, remah,
warna kehitaman, mengandung hara yang dibutuhkan tanaman, dan mampu mengikat
air.
TEKNOLOGI
PENGOMPOSAN
Berdasarkan tingkat teknologi yang dibutuhkan, ada tiga
kelompok yaitu teknologi rendah, sedang, dan tinggi. Pengomposan teknologi
rendah atau windrow composting dilakukan
dengan cara menumpuk kompos dalam barisan sejajar, kemudian tumpukan secara
berkala dibolak-balik untuk meningkatkan aerasi, menurunkan suhu terlalu
tinggi, dan menurunkan kelembaban kompos. Teknologi kompos rendah cocok untuk
pengomposan skala besar, lama pengomposan 3-6 bulan tergantung karakter bahan
kompos.
Pengomposan teknologi sedang atau aeratic static pile terdiri dari gundukan kompos yang di aerasi
statis, tumpukan kompos ini diberi aerasi dengan menggunakan blower mekanik.
Tumpukan kemudian ditutup menggunakan terpal plastik dan waktu pengomposan 3-5
minggu. Cara lain yaitu teknologi terdiri
dari bak kompos dengan aeasi di bagian bawahnya, sering ditambahkan cacing dan
kompos matang dalam waktu 2 bulan.
Pengomposan teknologi tinggi menggunakan peralatan khusus
untuk mempercepat laju pengomposan, dimana pada alat ini terdapat panel-panel untuk
mengatur kondisi pengomposan dan lebih banyak dilakukan secara mekanis.
Teknologi tinggi lain yaitu drum berputar atau rotary drum composters yang dilakukan dengan memasukkan bahan yang
telah dihaluskan dan bahan campuran kedalam drum, drum akar berputar untuk
mengaduk dan memberi aerasi pada kompos.teknologi tinggi lain yaitu penggunaan
boks atau tunnel composting system dimana
bahan limbah dihaluskan dan dicampurkan secara mekanik dalam kotak skala besar.
Pengomposan berjalan di dalam beberapa bak sebelum akhirnya menjadi produk
matang. Kontrol dilakukan dengan komputer.
POLUSI
UDARA
Udara adalah campuran gas yang
mengelilingi bumi dengan komposisi tidak selalu konstan. Komponen air berbentuk
uap karena bergantung pada cuaca dan suhu. Udara bersih dapat diartikan
komposisi udara kering yang relatif konstan. Polutan udara primer mencakup 90%
dari jumlah seluruh polutan udara, ada lima kelompok yaitu NO, CO, hidrokarbon,
SG dan partikel.yang dibebaskan dari aktivitas vulkanik. Karbon monoksida
terbentuk karena pembakaran tidak sempurna antara karbondioksida dengan
komponen mengandung karbon pada suhu tinggi, CO terbentuk dari aktivitas
vulkanik, emisi gas alami, germinasi, kebakaran hutan, CO berbahaya karena
merupakan radikal bebas yang dapat berikatan dengan hemoglobin dan membentuk
zat toksik.
Pengendalian CO di udara dapat melalui modifikasi mesin
pembakar untuk mengurangi jumlah polutan selama pembakaran. Modifikasi ini
dapat dilakukan dengan memasang reactor sistem exhaust termal agar pembakaran
sempurna. Pengendalian lain yaitu dengan subtitusi bahan bakar fosil ke bahan
bakar bebas residu. Pengendalian lainnya yaitu dengan mengembangkan sumber
tenaga yang rendah polusi seperti misalnya sepeda motor dengan tenaga listrik,
jadi tidak menghasilkan keluaran sehingga tidak mencemari lingkungan dan
energinya terbarukan.
POLUSI
PARTIKEL
Polusi udara partikel memiliki tingkat toleransi sekitar
375 dan termasuk tingkat toleransi sangat rendah. Polusi partikel ditentukan
oleh ukuran, densitas partikel, dan turbulensi atau aliran udara. Polusi
partikel di atmosfer terhadap sifat optik mempengaruhi radiasi dan visibilitas energi
matahari. Sumber polusi partikel adalah letusan gunung, hembusan debu dan
tanah, bahan bangunan, peleburan logam, dan asap pembakaran. Pengaruh terhadap
lingkungan yaitu dapat menimbulkan kerak tebal di permukaan daun dan
kemungkinan adanya senyawa berbahaya pada tanaman yang berbahaya bagi hewan.
Pengaruh terhadap manusia yaitu dapat merusak sistem pernafasan, bersifat
racun, bersifat inert dan berpotensi membawa molekul gas berbahaya.
Pengendalian untuk mengurangi polusi udara dapat
menggunakan beberapa teknologi, beberapa diantaranya adalah sistem ruang pengendapan
gravitasi, kolektor siklon, sikat basah, dan presipitator elektrostatik. Ruang pengendapan gravitasi yaitu terdapat
ruang panjang yang dilalui partikel sehingga perlahan-lahan terjadi pengendapan
partikel pengotor kebawah akibat gaya gravitasi, sehingga udara yang keluar
sudah bebas partikel.
Gambar ruang pengendapan gravitasi
Kolektor siklon atau pengendapan siklon adalah penendap
debu atau abu yang ikut dalam gas buangan dalam ruang pabrik beredebu. Prinsip
kerja pengendap siklon adalah pemabdaatan gaya sentrifugal dari udara atau gas
buangan yang sengaja dihembuskan melalui tepi dinding tabung siklon sehingga
partikel relatif besar jatuh kebawah.
Gambar kolektor
siklon
Gambar wet scrubber
Sikat basah atau wet scrubber memiliki prinsip jerja
membersihkan udara yang kotor dengan cara menyemprotkan air daari bagian atas
alat, sedangkan udara yang kotor dari bagian bawah alat. Pada saat udara yang
berdebu melakukan kontak dengan air, maka debu akan ikut tersemprot air turun
ke bawah. Partikel itu kemudian diserap oleh larutan penyerap.
Gambar
presipitator elektrostatik
Presipitator elektrostatik digunakan untuk membersihkan
udara yang kotor dalam jumlah atau volume yang relatif besar dan pengotor
udaranya adalah aerosol atau uap air. Alat ini membersihkan udara secara cepat
dan udara yang keluar sudah relative bersih. Alat ini menggunakan arus searah
atau DC yang penya tegangan antara 25-100kV. Alat ini berupa tabung silinder
dimana dindignya diberi muatan positif, sedangkan di tengah ada sebuah kawat
yang merupakan pusat silinder, sejajar dinding tabung diberi muatan negatif.
Adanya perbedaan tegangan yang cukup besar akan menimbulkan corona discharge di sekitar pusat
silinder. Hal ini membuat kotoran seolah terionisasi menjadi ion negatif dan
udara bersoh menjadi ion positif dan masing-masing akan menuju elektroda yang
sesuai. Kotoran yang menjadi ion negatif akan ditarik oleh dinding tabung
sedangkan udara bersih akan berada di tengah-tengah silinder dan kemudian
berhembus keluar.
LIMBAH
B3 (BAHAN BERBAHAYA BERACUN)
Limbah B3 menurut PP Nomor 74
tahun 2001 adalah bahan yang karena sifat dan atau konsentrasinya dana tau
jumlahnya, baik secara langsung maupun tidak langsung dapat mencemarkan dana
tau merusak lingkungan hidup, dana tau membahayakan lingkungan hidup,
kesehatan, kelangsungan hidup manusia serta makhluk hidup lainnya. Limbah B3
menurut Occupational Safety and Health of
the United Stte Government (OSHA) adalah bahan yang karena sidat kimia
maupun kondisi fisiknya sangat berpotensi menyebabkan gangguan pada kesehatan
manusia, kerusakan propert, dan atau lingkungan.
Jenis limbah B3 dari sumber tidak spesifik yaitu limbah berasal
dari kegiatan pemeliharaan alat, pencucian, pencegahan korosi, pelarutan kerak,
dan lain-lain yang bukan proses utama.. Limbah B3 dari sumber spesifik yaitu
sisa prosesindustri yang secara spesifik ditentukan berdasarkan kajian ilmiah.
Limbah B3 dari bahan kadaluarsa, tumpahan, bekas kemasan, dan buangan produk
yang tidak memenuhi spesifikasi yang ditentukan atau tidak dapat dimanfaatkan
kembali.Uji karakter limbah B3 meliputi sifat mudah meledak, mudah terbakar,
reaktif, beracun, infeksi, dan korosif. Uji toksikologi untuk menentukan sifat
akut dengan melakukan pengukuran hubungan dosis respon antara limbah dengan
kematian hewan uji dan menetapkan nilai LD50. LD50 adalah
dosis leimbah yang menghasilkan 50% kematian populasi hewan uji.
Pengelolaan limbah B3 meliputi kegiatan reduksi atau
mengurangi jumlah dan sifat bahaya dan racun, penyimpanan sementara,
pengumpulan, pengangkutan ke pengelola limbah B3, pemanfaatan limbah melalui
kegiatan perolehan kembali (recovery),
penggunaan kembali (reuse) dan daur
ulang (recycle) dengan tujuan
mengubah limbah B3 menjadi produk aman, pengolahan limbah B3 untuk mengubah
karakteristik dan komposisi guna mengurangi sifat racun, dan tahap terakhir
yaitu penimbunan limbah pada fasilitas penimbun agar limbah tidak membahayakan
kesehatan manusia dan lingkungan hidup. Tidak lupa untuk membangun pelapis
pelindung untuk mencegah kontaminasi limbah B3 ke lingkungan, ini dapat berupa sintetic liner atau compacted clay atau lapisan lain yang permeabilitasnya sama.
TEKNOLOGI
PENGOLAHAN LIMBAH B3
Proses pengolahan dapat
dilakukan secara kimia maupun secara fisika. Secara kimia meliputi reduksi
oksidasi, elektrolisa, netralisasi, presipitasi, solidifikasi, absorpsi,
penukaran ion, dan pirolisa. Secara fisika ada tiga jenis yaitu pembersihan
gas, pemisahan cairan dengan padatan dan penyisihan komponen-komponen spesifik.
Pembersihan gas meliputi elektrostatik presipitator, penyaringan partikel, wet scrubbing,dan adsorpsi dengan karbon
aktif. Pemisahan cairan dengan padatan meliputi klarifikasi,koagulasi,
filtrasi, flotasi, sedimentasi, dan thickening.
Penyisihan komponen-komponen spesifik meliputi adsorpsi, dialisa,
elektrolialisa, evaporasi, leaching,
osmosis balik, ekstraksi solven dan stripping.
Netralisasi adalah pencampuran limbah dengan suatu bahan
yang dapat membuat pH limbah pada kisaran netral, biasanya digunakan tangka
netralisasi yang dilengkapi alat sensor pH untuk mengintrol kondisi hasil
reaksi. Bahan kimia yang sering digunakan adalah asam kuat atau basa kuat,
contohnya larutan kapur, soda kostik, natrium karbonat, asam sulfat, asam
klorida, ataupun gas karbondioksida. Pengendapan dilakukan dengan mengubah
bentuk logam yang ada ke dalam bentuk hidroksidanya melalui penambahan larutan
kapur atau soda kostik dengan pertimbangan pH limbah haris netral. Koagulasi
dan flokulasi digunakan untuk memisahkan padatan tersuspensi dari cairan dengan
cara penambahan bahan kimia koagulan ke dalam limbah, koagulan ini berupa
tawas, larutan kapur, dan lain-lain
