Sumber pencemaran air antara lain berasal dari limbah rumah tangga dan limbah industri pabrik. Jenis pencemaran yang terdapat pada limbah rumah tangga berupa lemak, amilum, dan protein yang berasal dari sisa makanan keluarga sehari-hari. Sementara itu, limbah pabrik antara lain berasal dari industri batik, kertas, dan tekstil.
Adanya limbah dalam air mengakibatkan pencemaran air dan meng-gangggu ekosistem tumbuhan dan binatang air. Oleh karena itu, limbah harus diolah. Pengolahan limbah bertujuan untuk:
a. Mengurangi bahan kimia yang beracun
b. Mengurangi organisme patogen (organisme yang menimbulkan pe-nyakit)
c. Menurunkan BOD (Biological Oxygen Demand), yaitu banyaknya ok-sigen yang digunakan oleh bakteri untuk menghancurkan zat organik secara oksidasi
d. Menghilangkan bau tidak sedap karena terjadi pembusukan
e. Menghilangkan senyawa yang dapat diuraikan oleh bakteri secara biologis
Untuk mengolah limbah antara lain dengan proses lumpur aktif.
Lumpur aktif (activated sludge) adalah lumpur yang mengandung banyak bakteri aerob yang dapat menguraikan limbah organik sehingga me-ngalami biodegradasi. Lumpur aktif disebut juga masa biologik kompleks
Selain menggunakan lumpur aktif, pengolahan limbah juga dilakukan dengan cara lain, yaitu menggunakan mikroba terfiksasi. Salah satu metodenya adalah metode saringan biologi (trickling filter) yang disebut juga bio filter, bakteri bed, atau percolating bed. Metode saringan biologi menggu-nakan suatu reaktor yang berisi media permeabel dan lapisan mikroba yang tumbuh pada permukaan media tersebut.
Air limbah mengalir melalui media, kemudian mikroba pada media akan mende-gradasi bahan organik dan anorganik yang terkandung dalam air limbah
yang dihasilkan bila limbah organik dialiri oksigen. Lumpur ini berfungsi sebagai media hidup bagi bakteri yang sengaja dibiakkan di dalamnya. Lumpur tersebut dinamakan lumpur aktif karena pada saat pengolahan limbah, lumpur ini selalu bergerak naik turun agar terjadi kontak antara limbah, oksigen, dan bakteri.
Proses lumpur aktif merupakan proses aerobik. Pada proses ini, mikroba tumbuh dalam lumpur (flok) yang terdispersi. Pada flok inilah akan terjadi biodegradasi. Proses lumpur aktif berlangsung dalam reaktor yang bersekat (an-aerobik baffled reaktor). Proses ini lebih praktis karena cocok untuk daerah tropis (mikroorganisme mesofilik), sedangkan bentuk reaktor bersekat memberikan kemudahan karena dapat memberikan kontak yang lebih baik antara lumpur aktif dengan limbah (upflow and
downflow).
Pernahkah kalian melihat sistem pengolahan limbah dengan proses lumpur aktif? Gambar di bawah ini menjelaskan tentang sistem pengola-han limbah dengan proses lumpur aktif.
Proses lumpur aktif menggunakan oksigen murni sebagai pengganti udara. Dengan demikian, lebih banyak bakteri yang tumbuh dan lebih banyak pula limbah organik yang diuraikan. Oksigen tersebut diperoleh dari aerator atau dari pengadukan secara mekanik yang berfungsi untuk menjaga agar semua lumpur berada dalam keadaan tersuspensi. Selama proses pengolahan berlangsung, harus ditambahkan oksigen yang optimal untuk menjaga agar oksigen yang terlarut dalam campuran > 2 mg/l, tetapi dengan penggunaan energi yang minimal.
Untuk meningkatkan efisiensi pengolahan limbah dengan proses lumpur aktif, maka ditambahkan serbuk karbon aktif secara langsung ke dalam sistem pengolahan. Proses ini disebut proses batch. Pengolahan limbah dengan proses batch bertujuan untuk mengondisikan proses lum-pur aktif dan menentukan dosis pemakaian karbon aktif.
Penambahan serbuk karbon aktif dapat menjaga kestabilan proses pengolahan limbah melalui peningkatan penyisihan limbah organik, kemampuan pengendapan lumpur, dan mempersingkat waktu aerasi dibandingkan sistem pengolahan limbah konvensional.
Gambar 7.6
Pengolahan Limbah dengan Proses Lumpur Aktif
www
.agen.ufl.edu
www
.water_technology
.net
Aerobic Sludge Digestion (ASD) dapat digunakan untuk mengurangi limbah lumpur aktif meliputi limbah lumpur aktif tahap pertama maupun tahap kedua. Oxy Dep SD adalah sebuah proses ASD yang diper-cepat dengan penggunaan oksigen murni tingkat tinggi. Proses ini digunakan pada pengolahan lumpur aktif industri
www.airproducts.co.id
Proses pengolahan limbah cair dilakukan dengan: 1. Tahap pendahuluan (memisahkan bahan pencemar yang tidak larut dalam air). 2. Proses kimia
(memisah-kan bahan pencemar yang larut dalam air dan tidak dapat didegra-dasi atau diuraikan secara biologis. Selain itu, dengan menetralisir limbah sehingga pH-nya mendekati pH pertumbuh-an bakteri pertumbuh-anaerob). 3. Proses fisika
(pengendap-an d(pengendap-an pengapung(pengendap-an). 4. Proses biologis
(meng-uraikan zat organik yang terdapat dalam limbah cair). Proses penguraian tersebut dilakukan dengan dua cara, yaitu proses aerob (menggu-nakan oksigen) dan anaerob (tidak menggu-nakan oksigen).
Selain menggunakan proses lumpur aktif, adanya limbah bisa di-kurangi dengan penggunaan bahan-bahan kimia. Akhir-akhir ini banyak industri kimia yang memproduksi bahan-bahan kimia yang berguna un-tuk menghancurkan limbah pada saluran air mandi, dapur, dan kloset.
Bahan-bahan kimia tersebut berasal dari senyawa-senyawa yang bersifat oksidator, misalnya KClO3, CaOCl2, dan lain-lain. Cara kerja senyawa-senyawa ini yaitu mula-mula melarut dalam air, kemudian mem-bentuk ion positif dan ion negatif. Ion negatif inilah yang melepaskan klor dan berfungsi sebagai desinfektan (pembunuh kuman). Sifat oksida-tor dari senyawa tersebut dimanfaatkan agar dapat bereaksi dengan zat organik atau limbah yang bersifat reduktor.
T u g a s
Carilah produk-produk kimia yang berfungsi sebagai desinfektan (pembunuh kuman) yang bermanfaat untuk menjaga kebersihan lingkungan kita. Catatlah produk-produk tersebut pada buku tugas kalian, lalu identifikasikan zat yang berperan sebagai desinfektan pada komposisi yang tertera di kemasan produk.
Gambar 7.6
Bahan-bahan Kimia yang Biasa Digunakan untuk Me ngurangi Limbah
Uji Kompetensi
Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut. 1. Berilah nama untuk senyawa-senyawaberi-kut.
a. Cu2O c. BF3 b. Cr2O3 d. Fe2(SO4)3
2. Tuliskan rumus kimia senyawa-senyawa berikut. a. Asam sulfit
b. Timbal(II) oksida c. Kobalt(III) oksida d. Mangan(II) oksida
3. Sebutkan faktor-faktor yang dijadikan indika-tor air bersih dan air tercemar.
4. Apakah yang dimaksud lumpur aktif? 5. Jelaskan proses pengolahan limbah
dengan lumpur aktif.
6. Jelaskan fungsi penambahan serbuk karbon aktif pada proses pengolahan limbah dengan lum-pur aktif.
dok.P
Aerasi Penambahan oksigen ke dalam air dengan cara memancarkan air atau melewat-kan gelembung udara ke dalam air
Bakteri aerob Bakteri yang dapat mengurai-kan limbah organik
Bilangan Oksidasi Bilangan yang me-nyatakan jumlah elektron suatu unsur yang terlibat dalam pembentukan ikatan
Biodegradasi Penguraian sampah oleh bakteri
Desinfektan Bahan kimia yang digunakan untuk membasmi kuman penyakit
Disproporsionasi Unsur yang mengalami reaksi oksidasi dan reduksi sekaligus
Lumpur aktif Lumpur yang mengandung ban-yak bakteri aerob yang dapat menguraikan limbah organik sehingga mengalami biode-gradasi
Reaksi Autoredoks reaksi pada suatu unsur yang mengalami oksidasi dan reduksi sekaligus
G l o s a r i u m
R a n g k u m a n
1. Konsep reaksi redoks berkembang berda-sarkan:
a. Pelepasan dan pengikatan oksigen b. Pelepasan dan pengikatan elektron c. Peningkatan dan penurunan bilangan
oksidasi
2. Oksidator (zat pengoksidasi) adalah zat yang mengalami reaksi reduksi.
3. Reduktor (zat pereduksi) adalah zat yang mengalami reaksi oksidasi.
4. Berdasarkan ada atau tidaknya perubahan bilangan oksidasi, reaksi redoks dibagi dua yaitu:
a. Reaksi metatesis (non-redoks) adalah suatu reaksi yang tidak terjadi per-ubahan bilangan oksidasi.
b. Reaksi redoks adalah suatu reaksi yang terjadi perubahan bilangan oksidasi. 5. Reaksi autoredoks (reaksi disproporsionasi)
terjadi jika suatu unsur mengalami reaksi oksi-dasi dan reduksi sekaligus.
6. Senyawa biner adalah senyawa yang terdiri atas dua unsur.
Senyawa biner dibagi menjadi:
a. Unsur logam dan unsur non-logam b. Unsur non logam dan unsur non-logam 7. Faktor-faktor yang dijadikan indikator air
ber-sih dan tercemar yaitu: a. pH
pH digunakan sebagai standar tingkat keasaman/ kebasaan air. Air dikatakan bersifat asam jika memiliki pH < 7 dan basa jika memiliki pH > 8. Sementara
itu, air dikatakan bersifat netral jika me-miliki pH sekitar 7.
b. Tingkat kekeruhan air
Air yang keruh akan menghambat per-tumbuhan binatang dan per-tumbuhan air. c. Adanya bio-indikator atau
makroinver-tebrata
Adanya bio-indikator atau makroinver-tebrata dalam air dapat digunakan sebagai “tanda hidup” dari keadaan suatu air.
d. Kadar oksigen terlarut (DO = Dissolved Oxygen)
Semakin rendah kadar oksigen terlarut (DO) dalam air, semakin rendah pula kualitas air.
e. BOD (Biological Oxygen Demand) BOD adalah banyaknya oksigen yang digunakan oleh bakteri aerob untuk menguraikan sampah organik.
f. Suhu
Semakin tinggi suhu air, semakin sedikit kadar oksigen terlarut dalam air. g. Kadar zat padat terlarut
Semakin banyak kadar zat padat terlarut dalam air, maka air semakin sadah. 8. Salah satu cara mengolah limbah dalam
air antara lain dengan proses lumpur aktif. Lumpur aktif yaitu lumpur yang mengan-dung banyak bakteri aerob yang dapat menguraikan limbah organik sehingga mengalami biodegradasi.
A Pilihlah jawaban yang tepat.
1. Konsep reaksi redoks tidak terdapat pada