BAB IV UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH
4.5 PENGOLAHAN LIMBAH
4.5.1 Pengolahan Limbah Cair
4.5.1.1 Penguraian oleh Bakteri Aerob dan Anaerob
Di alam, unsur organik diuraikan oleh mikroorganisme. Mekanisme cara penguraian oleh mikroorganisme terbagi dua :
1. Penguraian secara aerob, yaitu dengan memanfaatkan oksigen yang terlarut dalam air maupun yang ada di udara.
2. Penguraian secara anaerob, yaitu dengan mengambil oksigen dari NO senyawa ion sulfat, nitrat air atau unsur organik lain.
4.5.1.2 Dasar Pengolahan Sistem Lumpur Aktif
Di PT. Bridgestone Sumatra Rubber Estate menggunakan lumpur aktif sebagai pengolahan limbah cair. Proses lumpur aktif adalah suatu sistem yang menguraikan senyawa organik dengan menggunakan bakteri/mikroba pengurai yang bersifat aerob dengan perbandingan keduanya dikontrol agar selalu tetap. Dalam, proses penguraian senyawa organik dengan lumpur aktif dibuat bersinggungan dengan waktu yang memadai sambil diberikan pasokan udara (oksigen). Dari proses isi senyawa organik akan mengalami oksidasi atau terurai.
Dalam sistem lumpur aktif, berbagai macam bakteri, fungi, protozoa, dan metazoan hidup di dalamnya. Kumpulan mikroba ini membentuk struktur piramida rantai makanan. Dalam proses lumpur aktif yang berada pada piramida level bawah adalah bakteri dan fungi, di atas bakteri dan fungi terdapat kumpulan protozoa dan di atasnya lagi terdapat nematode dan rotatoria. Makhluk hidup pada level atas pemakan makhluk hidup pada level di bawahnya sehingga membentuk struktur piramida rantai makanan. Air limbah dibersihkan oleh kumpulan mikroba-mikroba yang membentuk piramida seperti ini, Jenis mikroba yang hidup pada lumpur aktif berbeda-beda bergantung tingkat kebersihan dari airnya, Sistem lumpur aktif merupakan cara penguraian dan oksidasi senyawa organik (COD, BOD) air limbah dengan memanfaatkan reaksi biologis (dalam kolam aerasi) dari bakteri aerob. Bakteri aerob melakukan aktivitasnya (memperbanyak sel, melakukan metabolisme biologis) berdasarkan energi yang diperoleh dari penguraian dan oksidasi dengan menyerap oksigen terlarut (DO) dan senyawa
organik dalam air limbah yang sedang diurai.
Sebagai hasil aktivitas biologis seperti ini, air limbah menjadi bersih dengan kualitas air yang dipengaruhi oleh waktu tinggal, perbandingan jumlah bakteri dan senyawa organik, lingkungan aktivitas bakteri (kondisi dalam aerasi dan sebagainya). Adapun proses pengolahan limbah cair pabrik dengan ASETS yaitu sebagai berikut :
a. Final Rubber Trap dan De-Watering Screen
Air limbah dari masing-masing rubber trap pabrik, dihomogenkan ke rubber trap akhir melalui dewatering screen untuk memisahkan limbah padat (plastik, sampah, tatal, dll) yang masih terkandung dalam air limbah.
b. Aeration Tank
Tangki aerasi berfungsi menguraikan senyawa organik (COD, BOD) air limbah dengan memanfaatkan reaksi biologis bakteri acrob dalam tangki aerasi. Bakteri aerobik melakukan aktivitas (menggandakan sel, metabolisme biologis) dengan energi yang berasal dari dekomposisi dan oksidasi dengan menyerap oksigen terlarut (DO: 1,5 2 ppm) dan senyawa organik dalam air limbah.
c. De-Nitrification Tank
Pada bagian ujung tangki aerasi sebelum masuk ke tangki pengendapan terdapat Tangki Denitrifikasi. Tangki denitrifikasi berfungsi untuk mengubah nitrogen oksida (NO) menjadi gas Na untuk mengurangi kandungan nitrogen total
dalam air olahan. Pada De-Nitrification Tank berkurangnya suplai oksigen (DO < 0,5 ppm) memungkinkan kondisi Anaerobic sehingga rantai oksigen akan terlepas pada nitrogen oksida dan nitrogen oksida akan berubah menjadi gas N2.
d. Settling Tank Outlet dan Return Sludge
Settling tank berfungsi untuk memisahkan air hasil olahan dengan lumpur. Air hasil olahan dialirkan ke tangki indikasi dan lumpur kembali ke tangki aerasi,.Dengan adanya sintesis sel bakteri dan akumulasi Suspended Solids anorganik yang mengalir ke ASETS menyebabkan MLSS di tangki aerasi akan meninekat sehingga sludge perlu dibuang secara berkala.
e. Indication Tank
Sebagai indikator kualitas air olahan, kualitas air diperiksa setiap han secara internal dan eksternal setiap bulan. Dalam tangki indikasi ini ditempatkan ikan air tawar (goldfish) sebagai
indikator visual kualitas air yang diolah. Pada tangki indikasi terdapat pompa air daur ulang yang berfungsi untuk
mengembalikan air olahan ke pabrik sekitar 70%.
f. Outlet Of WWTP
Air olahan yang tidak digunakan oleh pabrik dibuang ke sungai sesual dengan peraturan yang berlaku.
g. Sludge Thickening
Kelebihan lumpur dipompa melalui 2 unit tangki dewatering lumpur dengan kapasitas 30 m3 /unit yang berfungsi untuk mengendapkan lumpur. Di tangki de-watering lumpur lumpur akan diendapkan dan air jernih dikembalikan ke ASETS. Sedangkan hasil endapan lumpur akan dibuang melalui Drying Bed.
h. Sludge Drying Bed
Sludge drying bed berfungsi untuk mengeringkan kelebihan lumpur sebelum digunakan sebagai pupuk. Terdapat 8 unit jemuran dengan kapasitas 16 m3/unit.
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi lumpur aktif, antara lain : 1. Faktor yang sulit dikendalikan
Komposisi air limbah, karena bergantung pada kondisi proses pabrik, dapat juga berubah dikarenakan pemakaian air re-use.
Konsentrasi air limbah, bergantung pada volume dan jumlah produksi pabrik.
Suhu air limbah.
Volume air limbah.
2. Faktor yang dapat dipantau dari fasilitas pengolahan air limbah :
Waktu tinggal kolam aerasi.
Waktu tinggal kolam pengendapan.
Kolam pengolahan awal, pengendalian pH, pengendapan pasir dan tatal, penghilangan minyal dan lain-lain.
3. Faktor yang dapat dikendalikan
Beban BOD lumpur, yang ditentukan berdasarkan konsentrasi MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) kolam aerasi terhadap BOD dan volume air limbah, diatur dengan mengubah konsentrasi MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) yang sesuai dengan beban lumpur.
Konsentrasi MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) kolam aerasi, diperkirakan dari SV30. MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) dikendalikan dengan mengatur volume lumpur balik dan volume lumpur yang dikeluarkan.
Volume lumpur balik, agak MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) kolam aerasi tidak berfluktuasi.
Konsentrasi DO (Dissolved Oxygen) kolam aerasi, ditentukan berdasarkan jumlah blower/aerator juga dipengaruhi oleh konsentrasi MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid), BOD, dan suhu air.
Volume air sirkulasi, untuk mengubah NO3 menjadi N2 dibutuhkan lingkungan anaerob (DO dibawah 1 ppm). Pada bagian inlet kolam aerasi, reaksi biologis oleh mikroba sangat aktif sehingga kebutuhan oksigen tinggi dan DO di bagian ini rata-rata dibawah 1 ppm, dengan adanya kondisi ini maka air yang mengandung NO3 dialirkan ke tempat ini dengan tujuan melepas nitrogen.
Volume lumpur yang dibuang, karena konsentrasi MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) dalam kolam aerasi meningkat akibat penguraian BOD, maka untuk mengendalikan konsentrasi MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) perlu dilakukan pembuangan lumpur yang berlebih secara periodic
4.5.1.3 Karakteristik Sistem Lumpur Aktif
Jika pH limbah cair cenderung bersifat asam atau basa (pH di luar antara 5-9) harus dinetralkan dulu. Toleransi mikroba pada sistem lumpur aktif untuk dapat melakukan aktifitasnya adalah ph 5-9.
Mikroba dengan kekuatan enzimnya setelah memilah senyawa organik, lalu melakukan penguraian atau oksidasi. Karena itu senyawa kimia yang tidak dapat dipilah oleh enzim menjadi sulit diuraikan oleh mikroba. Di dalam bahan pencemar maupun senyawa polimer terdapat senyawa yang tidak dapat diurai.
Ada pengecualian seperti pada cara penghilangan NH3 (pada proses denitrifikasi NH3 dioksidasi berubah menjadi NO3-, kemudian dijadikan gas N2 yang lepas ke udara) tetapi pada dasarnya untuk jenis anorganik yang menganndung klor yang tidak dapat dihilangkan.
Dalam penguraian senyawa organik, bakteri melakukan sintesa sel bersamaan dengan reaksi tubuh untuk melangsungkan hidupnya, maka untuk proses sintesa sel diperlukan phosporus, nitrogen, sedikit senyawa Fe, Mg, Ca serta lainnya.
Pada umumnya, dalam pengolahan secara biologi 50-70% BOD yang diuraikan dipakai sebagai energi unutk melakukan aktifitas, sedangkan 30-50% sisanya dipakai untuk pembelahan sel sehingga timbul lumpur yang berlebih.
4.5.1.4 Pengoperasian Sitem Lumpur Aktif Syarat-syarat pengoperasian :
Beban BOD lumpur pada kolam aerasi diupayakan agar selalu dikendalikan sesuai ketentuan.
Pasokan udara (oksigen) harus cukup, jangan sampai mengganggu penguraian BOD.
Lumpur yang dikembalikan dari kolam pengendapan harus lebih pekat dari lumpur di kolam aerasi.
Untuk mengontrol beban BOD lumpur (rasio perbandingan BOD terhadap volume lumpur) dalam batas yang sesuai, lumpur yang dipisahkan pada kolam pengendapan dialirkan kembali secara kontinu di kolam aerasi.
Perubahan debit air limbah cair yang masuk ke dalam kolam aerasi diupayakan fluktuasinya sekecil mungkin.
Dengan adanya sintesa sel bakteri dan penumpukan SS anorganik yang mengalir masuk maka MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) kolam aerasi akan bertambah, agar kondisi pengoperasian konstan, lumpur perlu dibuang keluar secara periodik.
Pengendalian pengoperasian :
Setelah menempuh tahapan asukan pembibitan, masukan air limbah secara normal.
Pantau kenaikan MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) dari lumpur dan DO di kolam aerasi 2x sehari.
Nilai DO di kolam aerasi perlu dikendalikan dalam kisaran 0,5-2 ppm
Apabila DO mencapai > 3 ppm, maka 1 unit blower dapat dimatikan.
Pantau kejernihan air dikolam pengendapan setiap hari dengan alat ukur tongkat uji transparasi.
Pengoperasian normal diperkirakan akan terjadi setelah berjalan 14-30 hari.
Kejernihan kolam lumpur aktif yang baik akan mencapai > 40 cm.
Bila MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) dikolam aerasi melebihi dari yang ditentukan, atur pembuangan lumpur balik secara periodic.
Adapun flowchart sistem pengolahan air limbah di PT. Bridgestone Sumatra Rubber Estate dapat dilihat pada gambar 4.l berikut.
Sludge Excess
Setling Tank Outlet And Return Sludge
Outlet Of Waste Water Treatment Process
Indication Tank De-Nitrification Tank
Aeration Tank Waste Water From Factory
NB1, NB2, And Factory FM
Rubber Trap And De-Watering Screen
Gambar 4. 1 Flowsheet Sistem Pengolahan Limbah Cair PT Bridgestone Sumatra Rubber Estate (BSRE)
Start
Waste Water From Factory DM, DX, and Pre-Cleaning Waste Water From
New Pre-Cleaning
Sludge Drying Bed Waste Water Inlet Tub
Sludge Sludge