PROSES PENGOLAHAN

AIR LIMBAH INDUSTRI

Prof. Dr. Tri Widjaja

Dr. Eng. R.Darmawan

1

TUJUAN

• Mengurangi BOD, padatan tersuspensi, organisme

patogen, menghilangkan nutrien, komponen beracun,

senyawa nonbiodegradable, dan padatan terlarut.

2

Baku Mutu Air Limbah Industri Karet*

* Permen LH RI no 5 tahun 2014 (Baku Mutu Air Limbah)

3

Baku Mutu Air Limbah Industri Tapioka*

* Permen LH RI no 5 tahun 2014 (Baku Mutu Air Limbah)

4

Baku Mutu Air Limbah Industri Pabrik

Gula kapasitas 2500 – 10.000 TCD*

* Permen LH RI no 5 tahun 2014 (Baku Mutu Air Limbah)

5

PLI konvensional

1. Pra pengolahan (pretreatment)

2. Pengolahan primer (primary treatment)

3. Pengolahan sekunder (secondary treatment)

4. Pengolahan tersier (tertiary treatment)

5. Desinfektan (Desinfection)

6. Pembuangan sludge (sludge disposal)

6

Pengolahan Limbah Industri

secara umum

7

Prapengolahan (pretreatment)

1. Screening menyaring padatan terapung dan melayang yang

ikut bersama air.

8

Bar screen

Micro Strainer

Drum screen

Prapengolahan (pretreatment)

2. Equalisasi flow, pH, level/derajat kandungan polutant,

temperatur, padatan

- Meredam shock loading

- Mengendalikan pH

- Mengurangi fluktuasi debit aliran

- Mencegah hadirnya bahan beracun

9

Bak Equalisasi

Prapengolahan (pretreatment)

3. Oil separation memisahkan minyak dari air limbah

Pemilihan separator berdasarkan distribusi ukuran, kecepatan,

konsentrasi, dan keberadaan droplet minyak (terelmusi atau tidak).

10

Oil water separator API separator

Cross flow interceptor

Pengolahan Primer Limbah Industri

11

Pengolahan primer

Pengolahan air limbah pendahuluan yang meliputi proses

kimia dan fisika

bertujuan untuk pemisahan padatan tersuspensi,

pengaturan pH dan pemisahan TDS (Total Dissolved Solid)

12

Pengolahan primer

1.1 Sedimentasi dan netralisasi (dengan menggunakan basa)

Banyak diaplikasikan untuk penurunan kadar logam berat

Penambahan basa untk mencapai tingkat pH dimana terjadi pengendapan hidroksida logam

1.2 Sedimentasi (dengan menggunakan sulfida; FeS)

Untuk menurunkan kadar Cu, Ni dan Zn.

pH limbah diatur hingga 7 – 8

Untuk limbah cair yang mengandung Cr 6+, pengendapan dengan FeS tidak memerlukan reduksi Cr 6+ menjadi Cr 3+ karena FeS mereduksi secara langsung Cr 6+ dan mengendapkan sebagai Cr2S3

13

Pengolahan primer

2. Filtrasi

Proses pemisahan partikel (padatan) pada effluen (pengeluaran)

pengolahan air limbah secara kimia maupun biologi dengan

menggunakan media filter.

Media Filter merupakan bahan padat seperti pasir, batu bara, kerikil

dsb yang tersusun sedemikian rupa, padatan yang dipisahkan tertahan

pada permukaan dan sela-sela (porositas) media filter.

14

Pengolahan primer

3. Flotasi

Proses pemisahan padatan tersuspensi, cairan (minyak dan lemak)

dalam fase cair (air atau air limbah).

Kegunaan

- untuk penyisihan padatan tersuspensi, minyak, lemak, flok pada

proses pengolahan air limbah secara kimia, dan lumpur (mikroba) pada

proses biologi.

15

- dibanding dengan sedimentasi

dalam hal pemisahan padatan

tersuspensi yaitu flotasi dapat

memisahkan padatan tersupensi

yang sangat kecil, ringan, dan sulit

mengendap dalam waktu relatif

cepat.

Pengolahan primer

4. Netralisasi

• mencampur limbah asam dan limbah basa dalam bak ekualisasi. Waktu detensi : 8 – 24 jam

• penambahan batu kapur (limestone), atau bubur kapur (lime slurry), bubur dolomit, NaOH (soda kaustik), atau Na2CO3 (soda ash)

Basa-basa penetral komersial yang umum digunakan untuk

menetralkan limbah B3 adalah: Quicklime atau CaO, bentuk bongkahan atau hancuran Dolomitic lime, CaO.MgO, berbentuk bongkah, hancuran Hydrated lime, Ca(OH)2, berbentuk serbuk Dolomitic hydrated lime, Ca(OH)2 + Mg(OH)2, berbentuk serbuk Limestone, CaCO3, berbentuk granul, serbuk, hancuran Dolomite, CaCO3.MgCO3, berbentuk hancuran, granul, serbuk

16

Pengolahan primer

5. Koagulasi-Flokulasi

Penambahan bahan kimia sebagai koagulan ke dalam dispersi koloid

sehingga terjadi destabilisasi partikel dan gaya tarik antar partikel

dengan demikian akan terbentuk flok (gumpalan)

mudah mengendap (flokulasi).

Untuk menghilangkan partikel solid yang sukar mengendap (koloid)

berukuran 10-7 – 10-4 cm dilakukan dengan pengadukan cepat 100 –

120 rpm selama 1 – 3 menit (proses koagulasi) dan pengadukan

lambat 50 rpm (proses flokulasi).

17

Pengolahan Sekunder Limbah Industri

18

Pengolahan sekunder

1. Lumpur Aktif (Activated Sludge)

proses pengolahan secara biologis aerobik dengan

mempertahankan jumlah massa mikroba dalam suatu reaktor.

19

Pengolahan sekunder

1. Lumpur Aktif (Activated Sludge)

proses pengolahan secara biologis aerobik dengan

mempertahankan jumlah massa mikroba dalam suatu reaktor.

20

bebas dari bahan

organik pencemar

Secondary clarifier Aeration tank

Recycle sludge

untuk menjaga F/M Ratio

Faktor-faktor yang mempengaruhi

•Suhu

• pH

•Tingkat zat berbahaya dalam air limbah

• Laju limbah

•Waktu aerasi

• Jumlah organik yang ada

• Jumlah O2 yang tersedia

• Laju recycle sludge

• MLSS (Mixed-Liquor Suspended Solids)

• MLVSS (Mixed-Liquor Volatile Suspended Solids)

• F/M (Food to Microorganisms) ratio

Parameter

Jumlah total dari padatan tersuspensi yang berupa material organik dan mineral,

termasuk mikroorganisme.

Jumlah materi biologis yang terdapat di dlm activated sludge

biasanya (80 % dari total suspended solid)

Merupakan indikasi beban organik yang masuk kedalam sistem lumpur aktif

• HRT (Hidraulic Retention Time)

• Sludge Age

Parameter

waktu rata-rata yang dibutuhkan oleh larutan influent masuk dalam tangki aerasi untuk

proses lumpur aktif

waktu tinggal rata-rata mikroorganisme dalam sistem

Pengolahan sekunder

2. Lagoon

Proses pengolahan air limbah organik secara biologis yang

membutuhkan lahan yang luas dan murah secara biaya operasi.

- Aktifitas biologis yang terjadi

aerobik maupun anaerobik.

- Efisiensi penurunan zat organik

sangat terbatas dan efisiensi tidak stabil.

24

Pengolahan sekunder

3. Selokasi Oksidasi (Oxydation ditch)

Pengolahan air limbah secara biologis dimana limbah

ditempatkan di bak berbentuk parit/ selokan yang digunakan

dengan memanfaatkan oksigen (kondisi aerob).

25

Pengolahan sekunder 4. Trickling Filter

Proses pengolahan dengan cara menyebarkan air limbah dari atas ke

dalam suatu bed atau unggun media yang terdiri dari bahan batu pecah

(kerikil), bahan keramik, sisa tanur (slag), medium dari bahan plastik

dll. Permukaan media akan tumbuh lapisan biofilm yang akan

berkontak dengan air limbah dan oksigen terlarut akan menguraikan

senyawa pollutan di dalam air limbah.

26

Pengolahan sekunder 4. Trickling Filter

27

Pengolahan sekunder 5. RBC (Rotating Biological Contactor)

Teknologi pengolahan air limbah yang mengandung pollutan

organik secara biologis dengan sistem biakan melekat ( attached

culture).

Dengan mengkontakkan air limbah dengan lapisan m.o

(microbial film) yang melekat pada permukaan media di dalam

reaktor (berupa piringan/disk) kemudian diputar secara pelan

dalam keadaan tercelup sebagian ke dalam air limbah yang

mengalir secara kontinyu ke dalam reaktor.

28

Pengolahan sekunder 5. RBC (Rotating Biological Contactor)

29

Pengolahan sekunder

6. An-aerobik

Proses pengolahan air limbah dimana m.o anaerobik dan

fakultatif memecah senyawa organik.

Biochemical pathway yang terjadi :

- Mengkonversi senyawa organik kompleks menjadi asam

organik yang mudah menguap (volatile)

- Asam organik yang volatile dikonversi menjadi gas metana dan

karbondioksida.

30

Pengolahan Tersier Limbah Industri

31

Pengolahan tersier

1. Penyerapan Karbon Aktif

Proses pengolahan air limbah secara biologis dimana carbon

sebagai `buffer` untuk melawan efek toxic organik di limbah.

Fungsi :

- mengurangi intensitas warna dengan metode seperti koagulasi,

filtrasi, elektrodekolorasi, dan adsorpsi.

- sebagai filter air limbah supaya airnya jernih dan layak di

konsumsi.

32

Pengolahan tersier

2. Reverse Osmosis

Pengolahan air dari air yang mempunyai konsentrasi tinggi melalui

membran semipermiabel menjadi air yang mempunyai konsentrasi

rendah (encer) dikarenakan adanya tekanan osmosis

Kegunaan :

- untuk pemurnian (filter) air kotor menjadi air bersih (air minum)

33

Pengolahan tersier

3. Penukar Ion

Bahan dari Ion Exchange terdiri dari organik atau anorganik dengan

gugus fungsi. Sebagian besar dibuat dalam bentuk resin.

Type ion exchange:

• Natural: Proteins, Soils, Lignin, Coal, Metal oxides, Aluminosilicates

(zeolites) (NaOAl2O3.4SiO2).

• Synthetic zeolite gels and most common -polymeric resins

(macroreticular, large pores).

34

Kegunaan ion exchange:

Ca, Mg (hardness removal) exchange with Na or H.

Fe, Mn removal from groundwater.

Recovery of valuable waste products Ag, Au, U

Demineralization (exchange all cations for H all anions for

OH)

Removal of NO3, NH4, PO4 (nutrient removal).

Recovery of metals from industrial wastes

Removal of Nitrogen and phosphorus compounds from

wastewater

35

Pengolahan tersier

4. Denitrifikasi

Proses pengolahan air limbah secara biologis untuk merubah

nitrat nitrogen menjadi N2 (utama), meskipun N2O dan NO juga

dihasilkan.

Terjadi di kondisi anoxic dengan peran bakteri heterotrofik

fakultatif yang menggunakan nitrat sebagai elektron aseptor dan

bukan oksigen.

NO3- NO2

- NO

N2O N2

36

Pengolahan tersier

5. Sand Filter

Proses filtrasi dalam pengolahan air bersih terjadi pada media

filter yang sangat halus, seperti media filter

pada unit slow sand filter.

37

Pengolahan Limbah Industri

Disinfektan

38

Pasca pengolahan (Desinfection)

Desinfektan merupakan proses kimia menyingkirkan atau

menghancurkan organisme pathogenik pada persediaan

air dengan chemical disinfectant.

1. Khlorinasi

39

Bertujuan untuk membasmi organisme filamentous

(yang dipergunakan untuk air minum dan industri)

Desinfektan yang paling umum digunakan adalah klorin

(Ca(OCl)2, NaOCl, liquid/gas-Cl2).

Kapang (mould/filamentous fungi) merupakan jenis jamur

multiseluler yang bersifat aktif

Pasca pengolahan (Desinfection)

2. Ozonisasi

40

•Ozon (O3) pertama kali digunakan sebagai senyawa disinfeksi

dalam distribusi air minum di negara Prancis pada awal 1900-an.

•Bertujuan untuk pengendalian rasa air, bau dan zat-zat yang dapat

menimbulkan warna, disinfeksi, pengendali ganggang, oksidasi

anorganik polutan (besi, mangan), oksidasi organik mikro dan

makro polutan seperti untuk peningkatan koagulasi..

• Ozon sangat selektif terhadap senyawa yang mengandung

heteroatom seperti S, N, O, dan Cl.

Pengolahan Limbah Industri

Ultimate disposal

41

Pembuangan sludge

Pembuangan akhir lumpur dari proses pengolahan air limbah dapat dilakukan di darat, air atau udara dengan memperhatikan baku mutu sehingga tidak mencemari lingkungan.

Di air (laut)/ Ocean disposal lumpur diletakkan di dasar laut dan digunakan diffuser untuk mencampur lumpur dengan air laut.

Di udara setelah lumpur kering dibakar

Di darat lumpur kering dan abu insinerator dibuang di sanitary landfill dimana limbah ditutupi dengan lapisan tanah secara periodik.

42