View
72
Download
24
Category
Preview:
DESCRIPTION
limbah
Citation preview
ANALISIS KARAKTERISTIK
AIR LIMBAH
TUJUAN Menentukan apakah air limbah industri
sudah memenuhi standar kualitas atau baku mutu
Menentukan jenis dan teknologi pengolahan yang tepat dalam perencanaan instalasi pengolahan air limbah (IPAL)
Mengukur kinerja IPALanalisis sample sesuai dengan baku mutu
limbahmenghitung efisiensi pengolahan kualitas
effluent terhadap influent Menentukan perubahan atau modifikasi
IPAL
PARAMETER KUALITAS AIR LIMBAH Parameter Fisika :
Suhu, warna, padatan tersuspensi (TSS), padatan terlarut (TDS), padatan total (TS), kekeruhan.
Parameter Kimia : pH, DO, BOD, COD. kation logam: Fe, Mn, Zn, Cd, Cr, Pb, anion : phosphat, klorida, nitrat, nitrit zat organik
Parameter Biologi :bakteri coli tinja dan total coli.
Tiap industri mempunyai parameter utama yang berbeda (lihat SK Gub. 6/1999 atau perda kota/kab yang berlaku)
KARAKTERISTIK DOMINAN AIR LIMBAH INDUSTRI
Secara umum, karakteristik dominan air limbah industri dapat dikelompokkan menjadi :
Anorganik :TSS, Sisa Cl2, Sulfida (sebagai S), Besi terlarut (Fe), Fluorida (F), Ammonia, TKN, Zat Padat Terlarut (TDS), Nitrat, Nitrit, Fosfat (PO4), Sianida (CN)
Organik :BOD5, COD, Minyak & Lemak, MBAS
Logam Berat :Cu, Pb, Zn, Cr, Ni, Hg, Cd, Mn, Ti, Ba, Sn, As, Se, Co
pH
KARAKTERISTIK LIMBAH DAN PENGARUHNYA TERHADAP KESEHATAN DAN LINGKUNGAN
Parameter Pengaruh Organik Terlarut Deplesi DO
Organik TersuspensiAdanya sludge blanket: terjadidekomposisi organik menyebabkandeplesi DO dan bau
Phenol/organik lainMengubah rasa dan baukarsinogonik
Logam Berat, Sianida dan Organik Toksik
Keracunankarsinogenik
Warna dan KekeruhanMasalah estetikaMenghambat sinar matahari masukke permukaan air
KARAKTERISTIK LIMBAH DAN PENGARUHNYA TERHADAP KESEHATAN DAN LINGKUNGAN
Parameter Pengaruh Nitrogen dan Fosfor Eutrofikasi (Algae Blooming)
Materi non biodegradabel(ch. ABS= alkyl benxenesulfonate)
Toksik terhadap kehidupan akuatik
Minyak dan Materi TerapungMenghambat sinar matahariEstetika
Materi volatil ( H2S dan organikvolatil)
Pencemaran Udara
KONDISI PARAMETER KUALITAS AIR
Parameter Conservative / Kekal
Bentuk senyawa yang tetap sepanjang aliran sungaikecuali perubahan alami.
Seperti, ion-ion logam
Parameter Non-Conservative / Tak Kekal
Bentuk senyawa dan Kondisi berubah sepanjang aliransungai seperti, suhu, pH, kekeruhan (turbidity), DO danaliran air (potensial water current)
QUALITY ASSURANCE - ANALISIS Quality Assurance atau Jaminan mutu :
Semua prosedur yang dilakukan laboratoriumberdasarkan metode standar SNI 19-17025-2000
tentang Persyaratan umum kompetensi laboratorium pengujian dan laboratorium kalibrasi
Pengendalian Mutu Sampel Pengendalian Mutu Pengujian (Kalibrasi Alat,
Standart Prosedur Pelaksanaan) Evaluasi Pengendalian Mutu
QUALITY ASSURANCE - SAMPEL
Pengendalian Mutu Sampling berdasarkan standar SNI 06-2912-1991
Pemilihan lokasi Frekwensi pengambilan sampling Peralatan sampling yang tersedia
PENGENDALIAN MUTU ANALISISProses sistematik hasil analisis yang absah (teliti,cermat representatif, lengkap dan valid)
Cara : menguji kecermatan, ketelitian setiap metodedan menetapkan batasan kontrol serta melakukankalibrasi peralatan analisis sesuai dengan SOP yangtergantung pada instruksi metode standar operasi.
Fungsi batasan kontrol : mendeteksi hal-hal anomalidan melakukan tindakan pembetulan untukmencegah dan mengurangi kesalahan.
SAMPLING DAN TEKNIK SAMPLINGTujuan : untuk mendapatkan data sample yangrepresentatifFakta : > 50% kesalahan analisis lingkungan kesalahan samplingMutu sampel : tidak terkontaminasi, tidakberubah (fisik, kimia, biologi).Usahakan membuat duplikat sampel dan kalibrasialat
JENIS PENGAMBILAN SAMPEL (1)1. Sampel sesaat / Grab Sampling
Jika air limbah memiliki karakteristik yang relatif tetap untuksuatu rentang waktu dan jarak tertentu.contoh : Pengambilan sampel yang keluar dari tangki ekualisasi,
sampel dari tangki aerasi yang kecil, sampel dari industri yangberoperasi stabil
Jika laju alir tidak kontinyu atau terputuscontoh : Pengambilan sampel dari unit produksi yang beroperasitidak kontinyu, sample dari SBR
Jika parameter karakteristik/tertentu limbah cair tidak stabilcontoh : Pengambilan sampel untuk analisis detergen, fenol, sianida
JENIS PENGAMBILAN SAMPEL (2)2. Sampel gabungan / Composite Sampling
Karakteristik yang fluktuatif pada suatu rentang waktu dan luas tertentucontoh : Pengambilan sampel limbah cair baku,
pengambilan sampel di bak lumpur aktif yang luas
Parameter tertentu limbah cair stabilcontoh : pengambilan sampel untuk analisis TSS, TDS, dll
Analisis sampel komposit akan menghemat biaya karena analisislaboratorium cukup dilakukan satu kali untuk mendapatkan nilairata-rata suatu parameter (memerlukan pertimbangan yang matang)
JENIS PENGAMBILAN SAMPEL (3)a. Sampel gabungan waktu / composite sampling time
beberapa grab sampel pada waktu yang berlainan, tempat yangsama
volume sampel setiap pengambilan sama sampai mencapai volume yang diinginkan
b.Sampel gabungan tempat/Composite sampling place beberapa grab sampel pada tempat yang berlainan, waktu yang
sama volume sampel setiap pengambilan sama sampai mencapai
volume yang diinginkan
Tujuan analisis parameter Untuk karakteristik limbah : hulu IPAL Untuk kinerja/efisiensi IPAL : outlet IPAL atau unit
pengolah
Sifat ke-representatif-an sampel Sampel diambil pada titik dimana limbah tercampur
sempurna, misal setelah turbulensi Hindari titik sampling yang banyak serpihan kotoran
mengapung Hindari daerah dengan endapan atau padatan
terakumulasi Tandai titik sampling untuk sample yang diambil secara
periodik
Kemudahan akses pengambilan sampel
PENENTUAN TITIK SAMPLING
CONTOH TITIK SAMPLING DAN PARAMETER YANG DIUKUR PADA INDUSTRI TEKSTIL
CONTOH TITIK SAMPLING DAN PARAMETER YANG DIUKUR PADA INDUSTRI TEKSTIL
PENANGANAN SAMPLING Alat pengambil sampel
bahan yang tidak mempengaruhi sampel, mudah dicuci, mudahdipindahkan, mudah dan aman dibawa, kapasitas memadai.
Wadah penyimpan sampelberbahan gelas / plastik, memiliki tutup yang rapat, mudah dicuci, tidak menyerap, melarutkan dan bereaksi dengan zat-zatkimia sampel.
Cara pengambilan sampelsiapkan alat pengambil sampel, bilas dengan sampel 3 kali,ambil sampel sesuai keperluan, masukkan ke dalam wadah,lakukan analisis segera untuk parameter tertentu, atau awetkansampel untuk analisis di laboratorium
PERALATAN PENANGANAN SAMPLING
Peralatan Sampling antara lain1. Alat Pengambil sampel : sederhana dan
otomatis2. Alat pengambil sampel untuk insitu3. Alat Ekstraksi untuk memisahkan fase pelarut
dari contoh4. Alat Penyaring
CONTOH PERALATAN PENGAMBILAN SAMPEL
CONTOH WADAH SAMPEL
PENGENDALIAN/PEMELIHARAAN SAMPEL
Parameter Pengawetan Waktu Penanganan
Acidity-alkalinity
BOD
Calcium
COD
Chloride
Warna
DO
Flouride
Metal
Nitrogen (nitrat & nitrit)
pH
Phosphor
Pendingin pada 4 O C
Pendingin pada 4 O C
-
H2SO4
-
Pendingin pada 4 O C
Langsung di tempat
-
HNO3
HgCl2, 4 O C
-
HgCl2, 4 O C
24 jam
6 jam
-
7 hari
-
24 Jam
-
-
6 bulan
7 hari
-
-
DIAGRAM
PENGAWETAN
SAMPEL
SATUAN PENCEMARAN AIR LIMBAH
Satuan Pencemaran dinyatakan : ppm mg/l
1 mg/l = 1 ppm1 mg/l = 1000 g/l
1g/l = 1 ppb
PERALATAN PENGUKURANNo Parameter Metoda Pengukuran
1.
2.
3.
4.
5.
6.
pH, DHL, DO
Fe, Mn, dsb
TSS, TDS,dsb
BOD, COD, DO
Warna
Kekeruhan
Elektroda-potensiometri
Spektrofotometri
Gravimetri
Titrimetri / Titrasi
Colorimetri
Turbidimetri
KETENTUAN Keputusan Gub. JABAR No.
6/1999 : Baku mutu efluen air limbah untuk industri
Peraturan didasarkan pada : - Beban Pencemaran (kg/ton)- Kadar (mg/l) - Debit Maksimum yang bolehdibuang (m3/ton produk)
KETENTUAN
Beban Pencemaran (BP) kg/ton : BPA < BPM
- BPA = Beban Pencemaran Sebenarnya- BPM = Beban Pencemaran Maksimum
Debit Limbah Cair (D) m3/bulan : DA < DM
- DA = Debit Limbah Cair Sebenarnya- DM = Debit Limbah Cair Maksimum
INTEPRETASI DATA - 1
Suatu industri tekstil beroperasi 250 ton/bulan, air limbah yangdihasilkan sebanyak 1400 m3/hari dengan waktu operasi kerjasebanyak 20 hari/bulan. Air limbah tersebut di olah denganmenggunakan pengolahan lengkap dimana didalam koagulasimenggunakan PAC dengan kadar 0.2 mg/l. Hasil effluent BODyang akan dibuang ke badan air tersebut menunjukankonsentrasi sebanyak 50 mg/l .
Persyaratan mutu limbah menurut lampiran SK Gub. JabarNo.6/1999 : Kadar maksimum BOD = 60 mg/l Beban pencemaran BOD maks = 6 kg/ton produk Debit limbah maksimum = 100 m3/ton produk
Pertanyaan :
Apakah industri tersebut memenuhi kriteria baku mutu limbahbaik dari beban pencemaran maupun dari debit pencemar?
Jawaban :1. Beban Pencemaran BOD Maks (BPM) = 6 kg/ton
Debit limbah = 1400 m3/hariWaktu operasi = 20 hari/blnDebit air limbah = 1400 m3/hari x 20 hari/bln
= 28.000 m3/bln
Konsentrasi BOD effluent = 50 mg/lBeban pencemaran = Debit x konsentrasiBeban = 28.000 m3/bln x 50 mg/l x 1/106 kg/mg x 1000 l/m3
= 1400 kg/bln
Produksi = 250 ton/blnBeban Pencemaran BOD Sebenarnya (BPA) = beban : produksi BPA = 1400 kg/bln : 250 ton/bln = 5.6 kg/ton
BPA 5.6 kg/ton < Beban BPM 6 kg/ton yang di ijinkan OK
2. Perhitungan Debit :Debit = 1400 m3/hariWaktu operasi = 20 hari/bulanKapasitas produksi = 250 ton/bulanDebit limbah cair sebenarnya (DA)DA = Debit harian x waktu operasi
= 1400 m3/hr x 20 hr/bln= 28.000 m3/bln
Debit Limbah Cair Maksimum (DM)DM = Debit maks x kapasitas produksi
= 100 m3/ton x 250 ton/bln= 25.000 m3/bln
DA > DM melebihi baku mutu
Kesimpulan buangan limbah pabrik tersebut tidak memenuhisyarat baku mutu air limbah
PARAMETER DI ATAS BAKU MUTU
BOD/COD DO ANAEROB SEPTIK BauWARNA ESTETIKA DAN DO TSS KEKERUHAN DO & SEDIMENTASISUHU Aquatic life terganggupH Aquatic life terganggu
PARAMETER KINERJA IPALContoh untuk Lumpur AktifKonsentrasi Padatan organik tercampur (MLVSS)Rasio F : MOksigen terlarut (DO)Laju pernafasan (OUR)Rasio nutrien (BOD:N:P)Usia lumpur (SA) Indeks Volume Lumpur (SVI)
INTEPRETASI DATA - 2
No. Parameter AnalisaLaboratorium
SK Gub. Jabar No.
6/19991.
2.
3.
4.
5.
6.
pH
BOD (mg/l)
COD (mg/l)
SS (mg/l)
Total Amoniak (mg/l)
Minyak & Lemak (mg/l)
5
300
650
250
0,44
1
6 9
60
150
50
8
3
Analisis laboratorium terhadap suatu limbah pabrikseperti tersebut diatas, Kesimpulan apa yang dapatditarik dari data tersebut
KARAKTERISTIK LIMBAH YANG TIDAK DIINGINKAN
Walaupun tergantung pada jenis proses produksi dan pemanfaatan air pada sungai/BAP, beberapa jenis parameter yang harus diolah secara umum :
1. Organik terlarut menyebabkan deplesi DO2. Organik tersuspensi
Merusak kehidupan akuatik Adanya sludge blanket: terjadi dekomposisi organik
menyebabkan deplesi DO dan bau3. Polutan penting: phenol atau organik lain
Mengubah rasa dan bau karsinogonik
4. Logam berat, sianida, dan organik toksik Keracunan karsinogenik
5. Warna dan kekeruhan Masalah estetika Menghambat sinar matahari masuk ke permukaan air
6. Nitrogen dan phosforEutrofikasiAlgae blooming
7. Materi non biodegradabel (ch. ABS= alkyl benxene sulfonate) Toksik terhadap kehidupan akuatik
8. Minyak dan materi terapungMenghambat sinar matahariestetika
9. Materi volatil ( H2S dan organik volatil) Pencemaran udara
10.Materi toksik terhadap kehidupan akuatik
PEMBAGIAN KANDUNGAN ORGANIKDALAM LIMBAH
ESTIMASI KANDUNGAN ORGANIK
Test BODMengukur karbon organik biodegradable dan oksidasi nitrogen dalam limbahTest CODMengukur total karbon organik kecuali aromatik tertentu (benzene) yang tidak sempurna teroksidasi dalam reaksi tersebut. Merupakan reaksi redoks sehingga mereduksi sulfida, sulfit, dan besi.
Test TOCMengukur semua carbon sebagai CO2 sehingga carbon inorganik (CO2, HCO3-,dll) harus dihilangkan sebelum di test atau koreksi terhadap hasil test.Test TOD (Total Oxygen demand)Mengukur karbon organik serta nitrogen dan sulfur yang tidak teroksidasi
BOD didefinisikan sebagai jumlah oksigen yang diperlukan untuk stabilisasi materi organik teroksidasi yang ada dalam air limbah setelah 5 hari masa inkubasi pada 20o
C5 hari dianggap dapat mewakili (seharusnya 20 hari)20oC adalah temperatur alamiBOD5 sebagian dari BOD total (70-80%)
BOD/COD = 92% untuk limbah organik terokidasi
KECEPATAN REAKSI BOD (REAKSI ORDE 1)
LLy
LeLy
eLL
kLdt
dL
ktkt
kt
o
0
00 )101()1(
L = keperluan oksigen t = interval waktu, K = kecepatan reaksi (konstanta) L/Lo: jumlah polutan yang tersisa pada setiap saat, adalah fraksi
dari L yang berbanding lurus dengan 10-Kt
Lo = kebutuhan oksigen untuk stabilisasi seluruh jumlah materi organik yang teroksidasi Jika k diketahui L5 = presentase dari Lo
THEORETICAL OXYGEN DEMAND (THOD)
Oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi organik menjadi produk akhir
C6H12O6 + 6O2 6CO2 +6H2O
THOD = 6MO2 / MC6H12O6 = 1,07 mg COD / mg organik Untuk organik tanpa aromatik COD = THOD Untuk limbah yang mudah terdegradasi :
COD = BOD ult/0,92 Jika limbah mengandung materi nondegradable, maka
kandungan nondegradable =COD BODult/0,92
Diketahui bahwa materi organik nondegradable akan terakumulasi selama biooksidasi (hasil oksidasi + metabolisme endogenous)
Hubungan TOC dengan COD:C6H12O6 + 6O2 6CO2 +6H2OCOD / TOC = 6MO2 /6MC = 2,66 mg COD/ mg org karbon
CONTOH SOAL PERKIRAAN ORGANIK
Air limbah mengandung: 150 mg/L ethylene glycol 100 mg/L phenol 40 mg/L sulfida (S2-) 125 mg/L ethylene diamine hydrate, yang
non biodegradableHitung COD dan TOCHitung BOD5 bila k10 = 0,2/hari Setelah diolah, BOD = 25 mg/L. Perkirakan
berapa COD, bila k10 = 0,1/hari
a. Menghitung COD
Etilen glikol:
C2H6O2 + 2,5O2 2CO2 +3H2O
COD = 2.5 (32)/ 62 x 150 mg/l = 194 mg/l
Phenol :
C6H6O + 7O2 6CO2 +3H2O
COD = 7 (32) / 94 x 100 mg/l = 238 mg/l
Etilen Diamin Hidrat :
C2H10N2O + 2,5O2 2CO2 +2H2O+ 2NH3COD = 2.5 (32) / 78 x 125 mg/l = 128 mg/l
Sulfida: S2- + 2O2 SO42-
COD = 2 (32) /32 x 40 mg/l = 80 mg/l
Total COD = 194 + 238 + 128 + 80 = 640 mg/l
Menghitung TOCEthylene glycol: 24/62 x 150 mg/L = 58 mg/LPhenol : 72/94 x 100 mg/L = 77 mg/LEthylene diamine : 24/78 x 125 mg/L = 39 mg/L.
Total TOC = (58+77+39) mg/L = 174 mg/L
b.Menghitung BOD5:BOD ul = (194 + 238 + 80)mg/L x 0,92 = 471 mg/LBOD5 / BOD ult = (1 10 -(5x0,2) ) = 0,9 Maka BOD5 adalah 471 mg/L x 0,9 = 424 mg/L
c.Menghitung COD efluen:BODult pada efluen = (25mg/L) / (1-10 (5x0,1) )= 36 mg/LCOD = 36/0,92 = 39 mg/L Jadi COD yang tersisa (pada efluen) adalah: = COD Etilen diamin + COD sisa + residu = 128 mg/l + 39 mg/l + residu
KARAKTERISTIK LIMBAH 5 INDUSTRI BESAR DI JAWA BARAT
No Jenis IndustriPolutan Lain-
lainOrganik Anorganik Logam Berat
1 Tekstil TSS,BODCOD,O&G,phenol
Sulfida (sbg S), ammonia
Krom total (Cr) pH,T
2 Makanan & Minuman TSS,COD,BOD,O&G
Ammonia, phosphat
pH,T
3 Pelapisan Logam Sianida total (CN)
Cu, Pb, Zn, total Cr, Ni, Cr+6, Cd tersisa
pH,T
4 Sabun,deterjen & produk minyak nabati
TSS,BOD,COD,O&G,MBAS
Phosphat pH,T
5 Farmasi TSS,BOD,COD, Nitrogen total(sbg N), Phenol Total
pH,t
Recommended