Expert Wannabe: Pengolahan Limbah Cair (Part 2)

TAHAP-TAHAP PENGOLAHAN LIMBAH

1. Pengolahan Awal/Pendahuluan (Preliminary Treatment)

Tujuan utama dari tahap ini adalah usaha untuk melindungi alat-alat yang ada pada instalasi pengolahan air limbah. Pada tahap ini dilakukan penyaringan, penghancuran atau pemisahan air dari partikel-partikel yang dapat merusak alat-alat pengolahan air limbah, seperti pasir, kayu, sampah, plastik dan lain-lain. Tahap pengolahan ini melibatkan proses fisik yang bertujuan untuk menghilangkan padatan tersuspensi dan minyak dalam aliran air limbah. Beberapa proses pengolahan yang berlangsung pada tahap ini ialah screen and grit removal, equalization and storage, serta oil separation.

Penyaringan (screening) merupakan cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar. Grit Removal merupakan proses pembuangan padatan tersuspensi yang lebih kecil berupa partikel-partikel seperti pasir. Equalization and storage merupakan proses pemisahan (pengelompokan) padatan tersuspensi berdasarkan ukuran dan jenisnya setelah melalui proses screening dan grit removal. Oil separation merupakan proses pemisahan minyak dan lemak pada limbah, prinsipnya adalah lemak, minyak dan sejenisnya memiliki BJ yang lebih kecil dari air sehingga akan mengapung di bagian atas air.

2. Pengolahan Primer (Primary Treatment)

Tujuan pengolahan yang dilakukan pada tahap ini adalah menghilangkan partikel-partikel padat organik dan anorganik melalui proses fisika, yakni sedimentasi dan flotasi. Sehingga partikel padat akan mengendap (disebut sludge) sedangkan partikel lemak dan minyak akan berada di atas / permukaan (disebut grease). Pada dasarnya, pengolahan tahap pertama ini masih memiliki tujuan yang sama dengan pengolahan awal. Letak perbedaannya ialah pada proses yang berlangsung. Proses yang terjadi pada pengolahan tahap pertama ialah neutralization, chemical addition and coagulation, flotation, sedimentation, dan filtration.

Keterangan tambahan:

Proses netralisasi, proses ini diperlukan apabila kondisi limbah masih berada di luar baku mutu limbah (pH 6-8), sebab limbah di luar kondisi tersebut dapat bersifat racun atau korosif. Netralisasi dilakukan dengan mencampur limbah yang bersifat asam dengan limbah yang bersifat basa. Pencampuran dilakukan dalam suatu bak equalisasi atau tangki netralisasi. Netralisasi dengan bahan kimia dilakukan dengan menambahkan bahan yang bersifat asam kuat atau basa kuat. Air limbah yang bersifat asam umumnya dinetralkan dengan larutan kapur (Ca(OH)₂), soda kostik (NaOH) atau natrium karbonat (Na₂CO₃). Air limbah yang bersifat basa dinetralkan dengan asam kuat seperti asam sulfat (H₂SO₄), HCI atau dengan memasukkan gas CO₂melalui bagian bawah tangki netralisasi.

Proses flotasi banyak digunakan untuk menyisihkan bahan-bahan yang mengapung seperti minyak dan lemak agar tidak mengganggu proses pengolahan berikutnya. Flotasi juga dapat digunakan sebagai cara penyisihan bahan-bahan tersuspensi (clarification) atau pemekatan lumpur endapan (sludge thickening) dengan memberikan aliran udara ke atas (air flotation).

Proses filtrasi di dalam pengolahan air buangan, biasanya dilakukan untuk mendahului proses adsorbsi atau proses reverse osmosis-nya , akan dilaksanakan untuk menyisihkan sebanyak mungkin partikel tersuspensi dari dalam air agar tidak mengganggu proses adsorbsi atau menyumbat membran yang dipergunakan dalam proses osmosa.

Proses adsorbsi, biasanya dengan karbon aktif, dilakukan untuk menyisihkan senyawa aromatik (misalnya: fenol) dan senyawa organik terlarut lainnya, terutama jika diinginkan untuk menggunakan kembali air buangan tersebut. Teknologi membran (reverse osmosis) biasanya diaplikasikan untuk unit-unit pengolahan kecil, terutama jika pengolahan ditujukan untuk menggunakan kembali air yang diolah.

Chemical addition and coagulation merupakan proses yang digunakan untuk memisahkan padatan tersuspensi dari cairan jika kecepatan pengendapan secara alami padatan tersebut lambat atau tidak efisien. Koagulasi dilakukan dengan menambahkan bahan kimia koagulan ke dalam air limbah. Koagulan yang sering digunakan adalah tawas (Al₂(SO₄)₃).18H₂0; FeC1₃; FeSO₄.7H₂0; dan lain-lain.

3. Pengolahan Sekunder (Secondary Treatment)

Pada tahap ini air limbah diberi mikroorganisme dengan tujuan untuk menghancurkan atau menghilangkan material organik yang masih ada pada air limbah. Tiga buah pendekatan yang umum digunakan pada tahap ini adalah fixed film, suspended film dan lagoon system.

Pengolahan tahap kedua dirancang untuk menghilangkan zat-zat terlarut dari air limbah yang tidak dapat dihilangkan dengan proses fisik biasa. Peralatan pengolahan yang umum digunakan pada pengolahan tahap ini ialah activated sludge, anaerobic lagoon, tricking filter, aerated lagoon, stabilization basin, rotating biological contactor, serta anaerobic contactor and filter.

Prinsipnya adalah menghilangkan kontaminan yang tidak terproses pada pengolahan primer. Beberapa cara yang dapat digunakan adalah dengan filtrasi sederhana, penambahan suatu koagulator (terutama untuk menghilangkan kadar fenol), serta penambahan bahan- bahan kimia dengan bahan-bahan flocolantn (misalnya Al₂O_3,Ca(OH)_2,kaporit). Kontaminan yang dapat dihilangkan adalah berupa padatan tersuspensi (solid suspended), senyawa organik dan anorganik yang terlarut.

4. Pengolahan Akhir (Tertiary/Final Treatment)

Fokus dari pengolahan akhir (Final Treatment) adalah menghilangkan organisme penyebab penyakit yang ada pada air. Hal ini dapat dilakukan dengan cara menambahkan khlorin ataupun dengan menggunakan sinar ultraviolet.

Proses-proses yang terlibat dalam pengolahan air limbah tahap ketiga ialah coagulation and sedimentation, filtration, carbon adsorption, ion exchange, membrane separation, serta thickening gravity or flotation.

Prinsipnya pelaksanaan tahap ini adalah untuk menurunkan COD dan BOD serta menambah oksigen terlarut (dissolved oxygen). Penambahan oksigen terlarut secara fisik dilakukan dengan menyemburkan udara bebas dalam air pada bak/kolam aerasi secara kontinyu. Secara biologis dilakukan dengan menggunakan activated sludge, dimana limbah di alirkan kedalam bak/kolam penampungan yang berisi mikroorganisme yang akan merubah zat organik menjadi biomassa (energi) dan gas CO_2.Secara mekanis-biologis di lakukan dengan menyemprotkan air limbah ke permukaan benda padat (mis. Lantai beton) yang diberi mikroorganisme.

Selanjutya, untuk logam berat dapat dihilangkan dengan penambahan Ca(OH)₂ (lebih dikenal dengan lime treatment). Dengan cara ini logam berat akan mengendap sebagai garam atau hidroksida atau sebagai co-presipitant. Air limbah yang telah sampai pada tahap ini kemudian di alirkan ke kolam penampung yang berisi ikan mas sebagai indikator biologis.

5. Pengolahan Lanjutan (Advanced Treatment)

Pengolahan lanjutan diperlukan untuk membuat komposisi air limbah sesuai dengan yang dikehendaki. Misalnya untuk menghilangkan kandungan fosfor ataupun amonia dari air limbah.

Lumpur yang terbentuk sebagai hasil keempat tahap pengolahan sebelumnya kemudian diolah kembali melalui proses digestion or wet combustion, pressure filtration, vacuum filtration, centrifugation, lagooning or drying bed, incineration, atau landfill.