PENGOLAHAN LIMBAH CAIR SECARA FISIK dan KIMIA,

PENGENDAPAN Fungsi : Memisahkan padatan tersuspensi dengan pengendapan secara gravitasi. Kemampuan pengolahan adalah Penurunan kandungan: Zat Padat Tersuspensi maksimum 65 % BOD maksimum 40 % dan BENTUK: tangki pengendapan Waktu pengendapan : (1,5 – 3) Jam.

FILTRASI Pemisahan zat padat dengan melewatkan air limbah melalui media berbutir atau saringan kain ataupun membran.

Operasional Filter Air Limbah dari Pengendapan Awal. Anthracite Pasir Silika Gravel (Media pendukung)) Efluen

Mekanisme filtrasi dng media berbutir Floc particles Interception: hits & sticks Flocculation: Floc gets larger within filter Sedimentation: quiescent, settles, & attaches Granular media, e.g., grain of sand Entrapment: large floc gets trapped in space between particles Removal of bacteria, viruses and protozoa by a granular media filter requires water to be coagulated

PENGOLAHAN SECARA KIMIA Netralisasi : penambahan bahan kimia berupa zat asam ataupun basa terhadap air limbah yang bersifat asam maupun basa, sampai pH berkisar 7,0 Bahan Kimia yang diperlukan : Asam : H2SO4, HCl, HNO3 Basa : Ca(OH)2, NaOH

Koagulasi Kimiawi Tujuan Aplikasi Mengikat dan menyisihkan senyawa organik dan anorganik serta partikel – partikel koloid berukuran halus. Penambahan koagulan : Kapur, Tawas. Garam Besi, dan polimer untuk merubah muatan ion. Aplikasi Penambahan bahan koagulan dng disertai pengadukan cepat Dilanjutkan dengan mekanisme pengadukan lambat (flokulasi) agar terbentuk gumpalan yang besar, Hasil koagulasi – flokulasi dipisahkan dengan proses pengendapan dan atau filtrasi

Chemical Coagulation Continued … Lime+ Heavy metals Alum+ SS removal SS removal P removal P removal Polymer + - SS control Iron+ SS removal Mekanisme: Destabilisasi dengan netralisasi muatan ion Reduksi muatan yang mengikat bagian pertikel – partikel halus. Aluminum sulfate Ferric chloride Ferric sulfate Ferrous sulfate _ _ _ _ + + _ + + _ _ _ + + _ + + + + _ _ + _ _ + + + _ + + _ + + + + + + _ _ + _ _ + _ _ + + + + _ _ + _ _ _ _ _ + _ + + + + + +

Flokulasi Tujuan Aplikasi Menghasilkan gumpalan terbesar agar mudah diendapkan ataupun disaring Aplikasi Pengadukan lambat setelah pengadukan cepat (koagulasi) Mixing – Mekanis, aerasi ataupun hidrolis Q Infl Q Gentle Mix / Flocculation Rapid Mix / Coagulation Sludge

Mekanisme netralisasi pada proses koagulasi -10mV +10mV ＋ Electrostatic repulsion (stable) The range where the binding due to van der Waals’ force can occur Electrostatic repulsion (stable) ＋ ＋ Dispersion Coagulation Dispersion

Mekanisme Koagulasi Colloidal particles (negative charge) Colloidal particles electrically repel each other (very stable) ＋ Formation of coagulant polymer by addition of coagulants Charge neutralization by absorption of coagulant polymer Interparticle bridging by coagulant polymer Synthetic polymer (negative charge） Coagulant polymer （positive charge） Reinforcement of flocs by synthetic polymer

Flocculation Example Water coming from Water goes to sedimentation rapid mix. Water goes to sedimentation basin.

PENGOLAHAN AIR LIMBAH MENGANDUNG LOGAM BERAT

Kandungan logam berat dalam air limbah Cadmium (Cd), Chrom (Cr), Timbal (Pb), Seng (Zn), Nikel (Ni), Tembaga (Cu), Cyanida (CN). dll

BAHAN PENCEMAR INI UMUMNYA BERSIFAT RACUN BAGI MIKROORGANISME DAN MAKHLUK HIDUP.” Kriteria kualitas air buangan industri yang dibuang ke badan air permukaan tidak boleh memberikan gangguan pada ekosistim biota air yang ada didalamnya

Menurut (U.S. EPA 1986) batasan maksimum konsentrasi logam berat BERDAMPAK akut dan kronis pada ekosistim : badan sungai-danau sebesar 0,012 – 1,00 g/l air laut sebesar 0,025 – 560 g/l .

MUTU LIMBAH CAIR UNTUK INDUSTRI ELEKTROPLATING Volume Limbah Cair Maksimum per satuan produk 20 liter/m2 produk yang dilapisi Parameter Kadar maksimum (mg/l) TSS CN Cr+6 Cr, Total Cu Zn Ni Cd Pb 20 0,2 0,1 0,5 0,6 1 0,05 pH 6 - 9

PRINSIP PENURUNAN LOGAM BERAT DALAM AIR LIMBAH PRESIPITASI – PENGENDAPAN – PENYARINGAN PRESIPITAS I– PENGENDAPAN – PENYERAPAN/ PERTUKARAN ION. Presipitasi Kimia “Presipitasi kimia adalah suatu prosedur standar untuk menyisihkan/menurunkan logam berat dari air dan air limbah.” PRESIPITAT ADALAH BUTIRAN HALUS HASIL PROSES PENGIKATAN SECARA KIMIA ATAU KOAGULASI AKIBAT REAKSI KIMIA.

EFISIENSI PENGOLAHAN DENGAN PRESIPITASI tergantung pada dua faktor: Kelarutan teoritis Pemisahan padatan dari larutan yang membawanya. Efisiensi presipitasi dapat dibantu dengan bahan kopresipitasi. “Bahan kimia kopresipitasi berfungsi menyerap, menggumpalkan.” Bahan kimia bersifat kopresipitasi adalah Aluminium hidroksida (Al(OH)3 dan Feri hidroksida Fe(OH)3. BAHAN KIMIA PEMBENTUK PRESIPITAT : Kapur (CaO) atau Soda Api (NaOH).

Reaksi – reaksi presipitasi hidroksida untuk semua logam – logam kationik (M++) CO3 co3 M++ SO4 + Ca(OH)2 M(OH) 2 + Ca++ SO4 Cl2 Cl2 CO3 CO3 M++ SO4 + 2 Na(OH) M(OH) 2 + Na+ SO4 Cl2 Cl2

Kelebihan Kapur dari Sodium : garam – garam kapur bersifat mengendap dan dapat bertindak sebagai Ko-presipitat. mudah didapatkan dipasaran Kerugian pemakaian kapur : Jumlah lumpur lebih besar. Logam berat dapat pula dipresipitasi sebagai Sulfida dan karbonat.

Beberapa bentuk reaksi sulfida dan karbonat adalah sebagai berikut : Na2 Na2 CO3 NaH NaH CO3 M++ SO4 + Mg S MS + Mg SO4 Cl2 H2 H2 Cl2 Fe Fe

pengendapan logam Pb dan Ni LEBIH BAIK DENGAN PRESIPITASI KARBONAT ION - ION pengganggu presipitasi : ion Cianida dan Ammonia.  Cyanida dihilangkan dengan khlorinasi alkali Ammonia dihilangkan dengan aerasi dan khlorinasi titik retak. “Pengolahan limbah Krom (Cr6+) harus direduksi terlebih dahulu menjadi krom trivalen (Cr3+) kemudian di presipitasI dengan Kapur”.

Penyerapan (adsorpsi) Penyerapan Anion dan kation dapat dilakukan dengan menggunakan media penyerap seperti Karbon Aktif, Aluminium Oksida, Besi Oksida, Silika, Lempung dan bahan sintetis (Zoelit, resin). Proses Adsorpsi merupakan fungsi , pH tinggi untuk penyerapan Kation sedang pH rendah untuk penyerapan Anion

Pertukaran Ion (Ion Exchange) Media penukar yang umum digunakan adalah ion Na+ dan H+. Reaksi yang umum terjadi adalah :   2R-Na+ + M2+  R2-M2+ + 2Na+ 2R-H+ + M2+  R2-M2+ + 2H+

PERFORMANSI (KINERJA) PROSES PENYISIHAN LOGAM Cadmium (Cd) Teknologi Konsentrasi Effluen g Cd/l Presipitasi hidroksida , pH 8 – 8,5 Kopresipitasi dengan Fe(OH)3, pH 6 – 10 Presipitasi hidroksida dengan penyaringan, pH 10 – 11,5 Presipitasi Sulfida dan Kapur, pH 8,5 – 10 Presipitasi Sulfida Ion Exchange 100 – 1000 40 – 50 0,7 – 80 2 – 29 5 – 10 1 – 50

. Krom (Chromium ,Cr). Metode : reduksi valensi dan presipitasi Proses reduksi : Asidifikasi, menjadi pH 2 – 3 Penambahan kimia reduktor : Sulfur dioksida, Sodium Bisulfite, Ferrous Sulfate.

Teknologi Konsentrasi Effluen g Cr/l Hexavalent Chromium : Ferrous Sulfat Metabisulfite Sulfur dioxide reduction Bisulfite reduction Ion Exchange Trivalent Chromium : Presiptasi, pH 10 Presipitasi dengan filtrasi, pH 10 Presipitasi kapur dan sulfida dengan filtrasi. 10 – 1000 1 – 500 10 - 100 5 – 100 20 – 170 50 10

Tembaga (Cu) Metode pengolahan standar adalah presipitasi. pH optimum presipitasi Cu adalah pH 9 dan pH 10. Ion Pengganggu CN dan Ammonia Teknologi Konsentrasi Effluen g Cu/l -Presipitasi hidroksida dengan filtrasi, pH 8,5 Presipitasi hidroksida plus sulfida dengan filtrasi, pH8,5 Pertukaran Ion Presipitasi Sulfida Presipitasi Sulfida dan Kapur dengan filtrasi 10 – 400 10 –200 10 – 50 10 5

Timbal (Pb) Metode standard : Presipitasi timbal Penggangu proses : Timbal Organik Pretreatmen : Khlorinasi pemecah senyawa organik. Teknologi Konsentrasi Effluen g Pb/l -Presipitasi hidroksida, pH 11,5 Presipitasi karbonat pH 9 - 9,5 Presipitasi Sulfida Presipitasi Sulfida dan Kapur dengan filtrasi Pertukaran Ion 10 – 500 10 – 30 10 5 50

Nikel (Ni) Teknologi Konsentrasi Effluen g Ni/l -Presipitasi kapur, pH 9 - 12 Presipitasi kapur dengan filtrasi , pH 9 - 12 Presipitasi Sulfida dan Kapur dengan filtrasi 500 50 – 150 40

Seng (Zn) Presipitasi hidroksida adalah metoda standar reduksi Zn. Zn Bersifat Amphoter Teknologi Konsentrasi Effluen g Zn/l -Presipitasi kapur, pH 8 - 10 Elektrolisa Presipitasi kapur dengan filtrasi, pH 8 - 10 Pertukaran Ion Reverse Osmosis Presipitasi kapur berganda dengan filtrasi Presipitasi Sulfida 400 – 1000 300 – 700 10 – 300 50 5 – 50 5 – 15 10

Sianida (CN) Proses pengolahan : Oksidasi dengan Khlor Dekomposisi elektorlitik, bila konsentrasi sianida sangat tinggi, Ozonisasi, Penyerapan dengan karbon aktif.