Penanganan Limbah Tujuan Pembelajaran : Memahami cara penanganan limbah Cair Memahami cara penanganan limbah Padat Mampu membuat kompos secara sederhana Mampu mendaur ulang kertas secara sederhana Memahami cara penanganan limbah Gas 1

A. Penanganan Limbah Cair IPAL atau sering disebut Instalasi Pengolahan air Limbah merupakan sebutan bagi fasilitas pengolahan limbah cair/air limbah yang dibuang oleh masyarakat ataupun industri. Di IPAL, limbah cair diolah melalui berbagai proses untuk menghilangkan atau mengurangi bahan-bahan pencemar yang terkandung dalam limbah sehingga tidak melebihi baku mutu. Setelah melalui proses pengolahan, air limbah diharapkan dapat ke lingkungan dengan aman.Instalasi Pengolahan air Limbah 2

1. Pengolahan Primer Tahap pengolahan primer limbah cair adalah berupa proses pengolahan secara fisik. Pertama, limbah yang mengalir melalui saluran pembuangan disaring menggunakan jeriju saring (bar screen). Metode ini disebut penyaringan (screening). Kedua, limbah yang telah disaring kemudian disalurkan ke suatu tangki (grit chamber) yang berfungsi untuk memisahkan pasir dan partikel padat yang berukuran besar. Cara kerjanya adalah dengan memperlambat aliran limbah sehingga partikel-partikel pasir jatuh ke dasar tangki, sementara air limbah terus dialirkan. 3

Setelah melalui pengolahan tahap awal, limbah cair dialirkan ke tangki pengendapan. Metode pengendapan adalah metode pengolahan utama dan yang paling banyak digunakan pada proses pengolahan primer limbah cair. Di dalam tangki, limbah cair didiamkan agar partikel padat yang tersuspensi dalam air limbah dapat mengendap ke dasar tangki. Endapan partikel tersebut akan membentuk lumpur yang kemudian akan dipisahkan dari air limbah ke saluran lain untuk diolah lebih lanjut. 4

Selain metode pengendapan, dikenal juga metode pengapungan (flotation). Metode ini efektif digunakan untuk menyingkirkan polutan berupa minyak dan lemak. Proses pengapungan dilakukan dengan menggunakan alat yang dapat menghasilkan gelembung udara berukuran kecil. Gelembung udara tersebut akan membawa partikel-partikel minyak dan lemak ke permukaan limbah sehingga kemudian disingkirkan. Jika limbah cair sudah bisa dinetralkan dengan pengolahan primer, maka limbah cair bisa di buang ke lingkungan. Namun bila masih tercemar, limbah cair perlu dilakukan pengolahan kembali. 5

2. Pengolahan Sekunder Tahap pengolahan sekunder merupakan proses pengolahan secara biologi, yaitu dengan melibatkan mikroorganisme yang dapat mengurai/ mendegradasi bahan organik. Mikroorganisme yang digunakan umumnya adalah bakteri aerob Terdapat tiga metode pengolahan secara biologis yang umumnya digunakan, yaitu metode penyaringan dengan tetesan (trickling filter), metode lumpur aktif (aktivited sludge), dengan metode kolam perlakuan (treatmant ponds/lagoons) 6

a. Metode trickling filter Metode ini, bakteri aerob yang digunakan untuk mendegradasi bahan organik melekat dan tumbuh pada suatu lapisan media kasar, biasanya berupa serpihan batu atau plastik dengan ketebalan ±1-3 m. Limbah cair kemudian disemprotkan ke permukaan media dan dibiarkan merembes melewati media tersebut. Selama proses perembesan, bahan organik yang terkandung dalam limbah akan didegradasi oleh bakteri aerob. Setelah merembes sampai dasar lapisan media, limbah kan menetes ke suatu wadah dan disalurkan ke tangki pengendapan. 7

b. Metode activated sludge Pada metode ini, limbah cair disalurkan ke sebuah tangki dan didalamnya limbah dicampur dengan lumpur yang kaya akan bakteri aerob, proses degradasi berlangsung didalam tangki tersebut selama beberapa jam, dibantu dengan pemberian gelembung udara untuk aerasi (pemberian oksigen). Aerasi dapat mempercepat kerja bakteri dalam mendegradasi limbah. Selanjutnya, limbah disalurkan ke tangki pengendapan untuk pengendapan, sementara lumpur yang mengandung bakteri disalurkan kembali ke tangki aerasi untuk mengalami proses degradasi kembali. 8

c. Metode treatment ponds/lagoons Metode ini merupakan metode yang murah namum prosesnya berlangsung relatif lamban. Pada metode ini, limbah cair ditempatkan dalam kolam-kolam tebuka. Algae yang tumbuh dipermukaan kolam akan berfotosintesis menghasilkan oksigen. Oksigen tersebut kemudian digunakan oleh bakteri aerob untuk proses penguraian/ degradasi bahan organik dalam limbah. Pada metode ini, terkadang kolam juga diaerasi. Selama proses degradasi di kolam, limbah juga mengelami proses pengendapan. 9

3. Pengolahan Tersier Pengolahan tersier dilakukan jika setelah pengolahan primer dan sekunder masih terdapat zat tertentu dalam limbah cair yang dapat berbahaya bagi lingkungan atau masyarakat. Pengolahan tersier bersifat khusus, artinya pengolahan ini disesuaikan dengan kandungan zat yang tersisa dalam limbah cair. Umumnya zat yang tidak dapat dihilangkan sepenuhnya melalui proses pengolahan primer dapat dihilangkan sepenuhnya melalui proses pengolahan primer maupun sekunder adalah zat-zat anorganik terlarut, seperti nitrat, fosfat dan garam-garaman. 10

Pengolahan tersier sering disebut juga pengolahan lanjutan (advanced treatment). Pengolahan ini meliputi berbagai rangkaian proses kimia dan fisika. Contoh metode yang pengolahan tersier yang sering digunakan adalah metode saringan pasir (sand filter), saringan multimedia, precoal filter, microstaining, vakum filter, penyerapan (adsorption) dengan karbon aktif. Metode tersier jarang diaplikasikan pada fasilitas pengolahan limbah. Hal ini desebabkan biaya yang diperlukan untuk melakukan proses cenderung tinggi sehingga tidak ekonomis. 11

4. Desinfeksi Desinfeksi atau pembunuhan kuman bertujuan untuk membunuh atau mengurangi mikroorganisme patogen yang ada dalam limbah cair. Mekanisme desinfeksi dapat secara kimia, yaitu dengan menambahkan senyawa/zat tertentu, atau dengan perlakuan fisik. Dalam menentukan senyawa/zat untuk membunuh mikroorganisme, terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu : Daya racun zat, waktu kontak yang diperlukan, efektifitas zat, dosis yang digunakan, tahan terhapat air, biayanya murah. 12

5. Pengolahan Lumpur Setiap tahap pengolahan cair, baik primer, sekunder maupun tersier, kana menghasilkan endapan polutan berupa lumpur. Lumpur tersebut tidak dapat dibuang secara langsung melainkan perlu diolah lebih lanjut. Endapan lumpur hasil pengolahan limbah biasanya akan diolah dengan cara diurai/ dicerna secara anaerob (anaerob digestion), kemudian disalurkan ke beberapa alternatif, yaitu dibuang ke laut atau lahan pembuangan (landfill), dijadikan pupuk kompos, atau dibakar (incinerated). 13

B. Penanganan Limbah Padat Sampah yang dihasilkan manusia begitu banyak sehingga bila tidak ditangani akan menimbulkan banyak masalah pencernaan. Beberapa metode pengolahan sampah telah diterapkan manusia yang dapat menyelesaikan permasalahan sampah dengan sempurna. Oleh karena itu, masih perlu terus dikembangkan untuk meyempurnakan metode yang telah ada. Beberapa metode yang digunakan untuk pengolahan limbah padat yang umum diterapkan. 14

1. Penimbunan Terdapat dua cara penimbunan, yaitu penimbunan terbuka (open dumping) dan metode sanitary landfill. Pada metode terbuka, sampah dikumpulkan dan ditimbun pada lokasi tempat pembuangan akhir. Metode ini tidak memberikan keuntungn. Di lahan penimbunan terbukan, berbagai hama dan kuman penyebab penyakit dapat berkembang biak. Gas metan yang dihasilkan pada pembusukan dapat menyebar dan menimbulkan bau busuk dan mudah terbakar. Cairan yang tercampur dengan sampah akan merembes ke tanah dan mencemari tanah dan air. 15

Metode Sanitary landfill, sampah ditimbun dalam lubang yang dialasi lapisan lempung dan lembaran plastik untuk mencegah perembesan sampah ke tanah. Sampat yang ditimbun dipadatkan kemudian ditutupi dengan lapisan tanah tipis setip hari. Hal ini akan mencegah gas metan tersebar. Pada landfill yang modern, biasanya dibuat sistem lapisan ganda dan pipa-pipa saluran untuk mengumpulkan cairan serta gas metan yang terbentuk dari proses pembusukan sampah. Kelemahan utama penanganan sampah dengan cara penimbunan adalah menghabiskan lahan. 16

2. Insinerasi Adalah pembakaran sampah/limbah padat menggunakan suatau alat yang disebut insinerator. Kelebihan dari proses ini adalah volume sampah berkurang sangat banyak. Selain itu, proses insinersi menghasilkan panas yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik atau pemanasan ruangan. Tidak semua sampah padat dapat dibakar dengan insinerasi. Limbah yang cocok antara lain kertas, plastik, dan karet. Sedangkan yang tidak cocok antara lain kaca, sampah makanan dan baterai. Kelemahannnya adalah biaya operasinya mahal 17

3. Pembuatan Kompos Kompos adalah pupuk yang dibuat dari sampah organik, seperti sayuran, daun dan ranting, serta kotoran hewan, melalui proses degradasi/ penguraian oleh mikroorganisme tertentu. Kompos bergna untuk memperbaiki struktur tanah dan menyediakan zat makanan yang diperlukan tumbuhan, sementara mikroba yang ada dalam kompos dapat membantu penyerapan zat makanan yang dibutuhkan tanaman. Pembuatan kompos relatif mudah dan murah serta memberi pemasukan tambahan atau alternatif mata pencaharian. 18

Berdasarkan bentuknya, kompos ada yang berbentuk padat dan cair. Pembuatan kompos dapat dilakukan dengan menggunakan kompos yang telah jadi, kultur mikroorganisme dan cacing tanah. Contoh kultur mikroorganisme yang telah banyak dijual di pasaran dan dapat digunakan untuk membuat kompos adalah EM4. EM4 merupakan kultur campuran mikroorganisme yang dapat meningkatkan degradasi limbah/sampah organik, menguntungkan dan bermanfaat bagi kesuburan tanah maupun pertumbuhan dan produksi tanaman, serta ramah lingkungan. 19

Kompos juga dapat dibuat dengan bantuan cacing tanah, karena cacing tanah mampu mengurai bahan organik. Kompos yang dibuat dengan bantuan cacing tanah disebut kascing. Cacing tanah yang dapat digunakan adalah cacing dari spesies Lumbricus terrestis, Lumbricus rebellus, Pheretima defingens, dan Eisenia foetida. Cacing tanah akan mengurai bahan-bahan kompos yang sebelumnya sudah diuraikan oleh mikroorganisme. Keterlibatan cacing tanah dan mikroorganisme dalam pembuatan kompos menyebabkan pembentukan kompos lebih efektif dan lebih cepat. 20

4. Daur Ulang Berbagai jenis limbah padat dapat mengalami proses daur ulang menjadi produk baru. Proses daur ulang sangat berguna untuk mengurangi timbunan sampah karena bahan buangan diolah menjadi bahan yang dapat digunakan kembali. Contoh : kertas, kaca, logam, plastik dan karet. Meskipun daur ulang sangat bermanfaat untuk menangani limbah padat, solusi ini masih memiliki kelemahan. Seperti halnya proses produksi lain, proses daur ulang masih menghasilkan polutan sebagai hasil sampingan/ sisa proses daur ulang tersebut. 21

Pada sebagian negara maju, penduduknya telah menerapkan pemisahan jenis sampah yang akan dibuang. Sampah sisa makanan yang mudah busuk, plastik, kertas dan logam, sehingga memudahkan proses daur ulang. Namun, ada juga produk tertentu yang memiliki kandungan berbagai bahan berbeda sehingga hampir tidak mungkin dipisahkan untuk didaur ulang. Misalnya, kemasan produk makanan yang tersusun atas lapisan kertas, plastik dan alumunium. Bahan yang seperti ini tidak dapat didaur ulang. 22

C. Penanganan Limbah Gas Penanganan limbah gas secara teknis aadalah dengan melakukan penambahan alat bantu yang dapat mengurangi pencemaran udara. Pencemaran udara dapat berasal dari limbah gas atau materi partikut yang terbawa bersama oleh gas. Ada beberapa cara untuk menengani masalah pencemaran udara : 1). mengontrol gas buang 2).menghilangkan materi partikulat dari udara pembuangan. 23

1. Mengontrol Emisi Gas Buang Gas-gas buang seperti sulfur oksida, nitrogenoksida, karbon monoksida dan hidrokarbon dapat di kontrol pengeluarannya dengan beberapa metode. Gas sulfur oksida dapat hilang dengan cara desulfurisasi menggunakan filter basah. Gas-gas nitrogen dapat dikurangi dari hasil pembakaran kendaraan bermotor dengan menurunkan suhu pembakaran. Gas karbon monoksida dan hidrokarbon dapat dikurangi dengan memasang alat pengubah katalik, sebagai penyempurna pembakaran. 24

2. Menghilangkan Meteri Partikulat Dari Udara Pembuangan a.Filter Udara Adalah alat bantu menghilangkan materi pertikulat padat, seperti bedu, serbuk sari, dan spora di udara. Filter udara dapat digunakan pada ventilasi ruangan atau bangunan, mesin atau cerobong pabrik, mesin kendaraan bermotor atau pada daerah yang membutuhkan udara bersih. 25

b.Pengendap silikon atau Cyclone Separator Adalah alat pengendap materi partikulat yang ikut udara buangan. Prinsip kerjanya adalah pemanfaatan gaya sentrifugal dari udara buangan yang sengaja dihembuskan melalui tepi dinding siklon sehingga pertikel yang relatif berat akan jatuh ke bawah. Ukuran materi partikulat yang bisa diendapkan adalah 5-40µ. Makin besar ukuran pertikel, makin cepat partikel tersebut diendapkan. 26

c.Filter basah atau wet scrubber membersihkan udara kotor dengan cara menyalurkan udara kedalam filter kemudian menyemprotkan air kedalamnya. Saat udara bertemi denga air, materi pertikulat akan larut dalam air dan mengair melalui pembuangan. Contoh senyawa atau materi pertikulat yang dapat dibersihkan oleh filter basah adalah debu, sulfur oksida, amonia, hidrokarbon klorida, dan senyawa asam dan basa lain. 27

d.Pengendapan sistem grafitasi Alat pengendap ini biasanya digunakan untuk mengendapkan materi partikulat yang ukuranya cukup besar, yaitu sekitar 50 µ atau lebih. Cara adalah dengan megalirkan udara yang kotor ke dalam alat yang dapat memperlambat kecepatan udara. Saat terjadi perubahan kecepatan secara tiba-tiba, materi partikualt akan jatuh dan terkumpul di bagian bawah akibat grafitasi bumi. 28

e.Pengendapan elektrostatik Atau Elektrostatic precipitator digunakan untuk membersihkan udara kotor dalam jumlah atau volume yang besar dan gas pengotor udaranya adalah aerosol atau uap air. Alat pengendap ini menggunakan elektroda yang dialiri arus searah. Udara kotor disalurkan ke dalam alat dan elektrada akan menyebabkan materi pertikulat ber ionisasi. Ion ion kotoran tersebut akan ditarik ke bawah sedangkan udara bersih akan terhembus keluar. 29

C. Penanganan Limbah B3. Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) tidak dapat begitu saja ditimbun, dibakar atau dibuang kelingkungan, kerena mengandung bahan yang dapat membahayakan manusia dan makhluk hidup lain. Limbah seperti ini memerlukan penanganan khusus dibandingkan dengan yang limbah non B3. limbah B3 perlu diolah baik secara fisik, biologi maupun kimia sehingga menjadi tidak berbahaya atau berkurang daya racunnya. Setelah diolah, limbah B3 harus memerlukan metode pembuangan yang khusus untuk mencegah terjadinya pencemaran. 30

1. Metode pengolahan secara Kimia, Fisik dan Biologi Proses penanganan secara kimia atau fisik yang umum dilakukan adalah stabilisasi/solidifikasi. Stabilisasi adalah proses pengubahan bentuk fisik dan/atau sifat kimia dengan menambah bahan pengikat atau senyawa pereaksi tertentu untuk memperkecil/membatasi kelarutan, pergerakan atau penyebaran daya racun limbah sebelum dibuang. Contoh bahan yang dapat digunakan untuk proses stabilisasi adalah semen, kapur dan bahan termoplastik. 31

Metode insinerasi (Pembakaran) dapat diterapkan untuk memperkecil volume limbah B3. namun saat melakukan pembakaran perlu dilakukan pengontrolan ketat agar gas beracun hasil pembakaran tidak mencemari lngkungan. Proses pengolahan secara biologi dikenal dengan istilah bioremidiasi dan fitoremidiasi. Bioremidiasi adalah penggunanan bakteri dan mikroorganisme lain untuk mendegradasi limbah B3, sedangkan fitiremidiasi adalah penggunaan tumbuhan untuk mengabsobsi dan mengakumulasi bahan-bahan beracun dari tanah. 32

2. Metode Pembuangan Limbah B3 a.Sumur dalam/sumur injeksi (deep weel injection) salah satu cara membuang limbah B3 agar tidak membahayakan adalah dengan memompakan limbah tersebut melalui pipa ke lapisan batuan yang dalam, di bawah lapisan-lapisan air tanah dangkal maupun air tanah dalam. Secara teori, limbah B3 akan terperangkap di laipsan itu sehingga tidak mencemari tanah maupun air. Namun, sebenarnya tetap ada kemungkinan kebocoran atau korosi pipa akibat gempa sehingga limbah merembes ke lapisan tanah. 33

b.Kolam penyimpanan (surface impuondments) limbah B3 cair dapat ditampung pada kolam- kolam yang memang dibuat untuk limbah B3. kolam ini dilapisi oleh pelindung yang dapat mencegah perembesan limbah. Ketika air limbah menguap, senyawa B3 akan terkonsentrasi dan mengendap didasar. Kelemahan metode ini adalah memekan lahan karena limbah akan semakin tertimbun dalam kolam, ada kemungkinan kebocoran pada lapisan pelindung, dan ikut menguapnya senyawa B3 bersama air limbah sehingga mencemari udara. 34

c.Landfill untuk limbah B3 (secure landfills) limbah B3 dapat ditimbun pada landfill, namun harus denga pengamatan tinggi. Pada metode pembuangan secura landfill, limbah B3 ditempatkan dalam drum, kemudian dikubur dalam landfill yang didesain khusus untuk mencegah pencemaran limbah B3. Metode ini jika diterapkan dengan benar dapat menjadi cara penanganan limbah B3 ynag efektif. Namun, metode secure landfill merupakan metode yang memiliki biaya operasi yang tinggi, masih ada kemungkinan terjadi kebocoran, dan tidak memberikan solusi jangka panjang. 35

Instalasi Pengolahan Air Limbah 36